香薷的重金属耐性与吸收性研究

采用温室土培盆栽试验和水培试验方法,研究了重金属复合污染条件下香薷的Cu、Zn、Cd、Pb耐性和吸收性.结果表明,土培试验中,各重金属处理条件未对香薷造成毒害,香薷均生长良好,且各处理间生物量无显著差异;香薷地上部Cu、Zn、Cd、Pb浓度最高分别为12.1、100、0.83、11.3 mg/kg.水培试验条件下,Cu 50 μmol/L、Zn 200 μmol/L+Cd 10 μmol/L及Pb 100 μmol/L处理时香薷均生长良好,且生物量与对照均无显著差异,根部Cu、Zn、Cd、Pb浓度最高为2 270、1 648、1 029、25 331 mg/kg; Cu 100 μmol/L处理时香薷生物量显著低于对照,但并未死亡,该处理下香薷叶片丙二醛、还原型谷胱甘肽、可溶性糖浓度均显著高于对照.两组试验表明,香薷对Cu、Zn、Cd、Pb有极强的耐性,是一种良好的可栽种于重金属污染土壤的经济作物.     

铅-锌-镉复合污染物在土壤-芥菜/油菜系统中的迁移及交互作用

了解重金属复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分配情况对污染土壤的安全利用、土壤环境质量标准的修订以及重金属污染土壤的植物修复具有重要意义。通过盆栽试验,以芥菜和油菜为例,研究了铅-锌-镉复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分配情况。结果表明:与对照相比,复合污染条件下,芥菜和油菜体内重金属含量显著提高,且Cd含量的提高程度要远远高于Pb和Zn;芥菜和油菜对Cd的吸收达到了100 m g/kg以上,表现出超富集植物的吸收水平。重金属的富集系数大小依次为Cd>Zn>Pb,地下部富集系数要高于地上部,转运系数大小为Cd≈Zn>Pb。Pb、Zn、Cd的富集系数均随各自元素在土壤中含量增大而减小,而且表现为低含量时显著减小,高含量时缓慢减小;重金属在土壤-植物系统的迁移分配深受共存元素的影响,且在不同元素之间和不同浓度范围内表现出不同的特点。Pb、Zn、Cd在芥菜和油菜体中积累量,均与其各自在土壤中的含量成正相关;Zn和Cd对Pb的吸收积累以及Pb对Zn的吸收积累具有明显的抑制作用;Zn-Cd对Zn的吸收积累具有正的交互作用,而对Cd的吸收积累具有负的交互作用。     

铅-锌-镉复合污染物在土壤-芥菜/油菜系统中的迁移及交互作用

了解重金属复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分配情况对污染土壤的安全利用、土壤环境质量标准的修订以及重金属污染土壤的植物修复具有重要意义。通过盆栽试验,以芥菜和油菜为例,研究了铅-锌-镉复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分配情况。结果表明：与对照相比,复合污染条件下,芥菜和油菜体内重金属含量显著提高,且Cd含量的提高程度要远远高于Pb和Zn;芥菜和油菜对Cd的吸收达到了100 m g/kg以上,表现出超富集植物的吸收水平。重金属的富集系数大小依次为Cd〉Zn〉Pb,地下部富集系数要高于地上部,转运系数大小为Cd≈Zn〉Pb。Pb、Zn、Cd的富集系数均随各自元素在土壤中含量增大而减小,而且表现为低含量时显著减小,高含量时缓慢减小;重金属在土壤-植物系统的迁移分配深受共存元素的影响,且在不同元素之间和不同浓度范围内表现出不同的特点。Pb、Zn、Cd在芥菜和油菜体中积累量,均与其各自在土壤中的含量成正相关;Zn和Cd对Pb的吸收积累以及Pb对Zn的吸收积累具有明显的抑制作用;Zn-Cd对Zn的吸收积累具有正的交互作用,而对Cd的吸收积累具有负的交互作用。     

贵州草海流域不同功能区土壤-植物系统重金属迁移与富集特征

以草海流域不同功能区土壤及优势植物为研究对象,对比研究草海流域不同功能区土壤与植物中As、Cd、Cu、Cr、Pb和Zn 6种重金属的污染程度及其在土壤-植物系统中的迁移、富集特征。结果表明:草海流域4个功能区受到Cd和Zn的污染较为严重,As为轻度污染,Cr、Cu、Pb和As各个功能区污染程度不同;不同植物体内重金属含量差异显著,同种植物不同部位重金属规律为:根茎叶;7种优势植物中迁移特征和富集系数差别较大,只有狐尾藻对重金属Cu的富集系数大于1,其余植物对6种重金属的富集系数均小于1,可将狐尾藻作为草海流域典型的重金属耐性先锋植物;植物Cr和土壤Cr成极显著正相关,植物Zn和土壤Zn成显著正相关,植物Cd和土壤Zn成极显著正相关。     

华北地区有机种植和常规种植模式下土壤重金属含量及污染评价

为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤重金属含量和污染特性的影响,本文在华北5个地区选取典型的有机蔬菜和有机小麦种植基地及附近相似条件的常规种植地块,比较了土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As共6种重金属含量的差异,并采用不同评价方法对不同种植方式下土壤中重金属的污染程度进行了评价。结果表明:与常规种植相比,有机种植减轻了土壤酸化和盐渍化,提高了土壤有机质含量和阳离子交换量,在一定程度上有利于降低土壤中重金属的生物有效性。与土壤背景值相比,所有调查地区的土壤重金属均有不同程度的增加和积累。与常规种植相比,有机种植模式能有效降低土壤中Cd、Cr含量,有机小麦种植地块因长期施用大量有机肥导致土壤中Cu、Zn、As大量富集;而常规温室菜田同时施用大量的有机肥、化肥及农药,土壤中Cu、Zn、As富集的风险比有机种植模式高;露天蔬菜有机种植地块土壤中Cu、Zn、As含量与常规地块差异不明显。综合污染指数评价结果显示,调查地区土壤均属于轻污染程度,主要贡献因子为Cd、Cu、Zn,有机种植降低了土壤中重金属的综合污染水平;地累积指数法评价结果表明,调查地区处于无污染到中等污染水平,最明显的污染元素是Cd,有机种植降低了土壤中重金属污染的程度和风险;潜在生态危害指数评价结果表明,所调查地块存在轻微潜在生态风险,其中产生较大生态危害的是Cd,表现出轻微生态危害程度。本研究表明,有机种植减轻了土壤中重金属综合污染水平和污染风险,并减轻了土壤重金属的潜在生态危害。     

长期化肥配施不同有机肥对土壤和玉米中重金属累积的影响

  【目的】  明确长期化肥配施有机肥对重金属元素在土壤和农作物籽粒、秸秆中积累的影响及其环境效应,为安全高效施肥提供科学依据。  【方法】  在北京市农林科学院新型肥料长期定位试验站进行了为期10年的田间试验,其种植模式为冬小麦–夏玉米轮作,试验处理为不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、氮磷钾 + 鸡粪堆肥的有机肥料 (NPKJF)、氮磷钾 + 污泥堆肥的有机肥料 (NPKWN)、氮磷钾 + 垃圾堆肥的有机肥料 (NPKLJ) 和氮磷钾 + 秸秆粉碎还田 (NPKJG) 共6个处理,施肥处理依据等氮量施肥原则,每季作物施 N 180 kg/hm2、P₂O₅ 90.0 kg/hm2、K₂O 90.0 kg/hm2。在玉米收获后测定了玉米秸秆、籽粒和0—20 cm耕层土壤中重金属全量。  【结果】  添加污泥处理显著提高了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Zn的含量,单因子污染指数分别比对照提高了45.10%、150.00%、104.00%、44.60%、65.80%。不同施肥处理对土壤中全量Cd、Cr、Hg、Cu、Zn存在一定的富集效果。各处理重金属单项污染指数在0.02～0.46,远小于1,综合污染指数为0.23～0.36,均小于0.7,试验区土壤重金属均为无污染等级。施用有机废弃物堆肥的处理玉米籽粒Cd、Cu、Zn含量比对照显著增加,各处理间Hg、As、Cr、Pb、Ni含量差异不显著,连续10年定位施肥后试验站土壤以及玉米籽粒中重金属含量均未超标。同一作物不同部位对重金属的富集能力不同,玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤Pb、Cu、Zn含量存在正相关性,玉米秸秆中Cd、Hg、Cr、Ni含量与土壤中Cd、Hg、Cr、Ni含量呈正相关或者显著负相关。  【结论】  在施氮总量不变的前提下,连续施用供试有机堆肥10年后,土壤重金属含量均未超标,土壤重金属单项污染指数在0.02～0.46,综合污染指数为0.23～0.36,无污染风险。只有污泥堆肥需要加强土壤Cd的监测。玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤相应重金属含量存在正相关性,秸秆中Cd、Pb、Hg、Zn与Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈正相关,而秸秆中Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈负相关。     

3种植物对红壤中镉的富集特性研究

重金属超富集植物是重金属污染土壤植物修复的基础,研究了3种重金属富集植物羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对重金属Cd的吸收积累规律,为植物修复Cd污染的农田和生态环境建设提供科学依据。采用盆栽方法,在不同浓度（0、20、35、50、65、80mg·kg^-1）Cd处理下,分别测定3种植物地上部与根部Cd的含量,计算了地上部Cd迁移量、根系耐性指数、富集系数,研究了土壤中Cd添加量与植物富集Cd量的相关性。结果表明,随着土壤中Cd离子浓度的升高,3种植物地上部和根系中的Cd含量也在增加,相关系数都大于0．99;综合地上部与根部Cd含量,地上部Cd迁移量,根系耐性指数和富集系数,3种植物对Cd的富集能力的相对顺序为：羽叶鬼针草〉美洲商陆〉紫叶芥菜。羽叶鬼针草、美洲商陆种植在Cd处理浓度为65mg·kg^-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80mg·kg^-1的土壤中栽培时,3种植物地上部与根部的Cd含量均超过了100mg·kg^-1,达到了Cd超富集量的标准。羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对Cd有很强的耐受性和富集性,可以作为先锋植物去修复被Cd污染的土壤。     

煤矿塌陷区复垦地土壤-作物系统中的重金属污染风险评价

以山西省太原市西峪煤矿的采煤塌陷区为试验地,进行了荞麦的施肥试验,并对采煤塌陷区土壤及植物中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属的含量进行了测定,探讨了不同施肥条件下荞麦对重金属的吸收作用,用单因子指数法评价了荞麦收获期土壤重金属含量水平,富集系数法讨论了植物对重金属的富集程度,最后用Hakanson生态风险指数法对土壤潜在的生态风险进行了评价。研究结果表明:试验区的土壤Cd含量和Pb含量高于山西省土壤背景值,Cu和Zn低于背景值;成对T检验结果表明荞麦花期和收获期的4种重金属含量均有显著差异(P<0.05),说明植物在后期对重金属的富集效果明显,尤其对Pb、Cd;单因子指数法表明塌陷区土壤中除Cd超标外,其他元素均达标,土壤潜在风险指数RI为95.73～441.72,主要的污染贡献因子为Cd,即土壤Cd污染是造成西峪煤矿采煤塌陷区土壤重金属污染潜在风险的主要影响因素。     

高羊茅和黑麦草对污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特征

以潮褐土为供试土壤,通过模拟试验研究了高羊茅(Festuca arundinacea)和黑麦草(Lolium multif lorum)对复合污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特点。结果表明,在土壤Cd,Pb,Zn复合污染处理条件下,高羊茅Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.76,19.77,418.18 mg/kg,地下部分别为129.82,256.66,354.66 mg/kg;黑麦草Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.57,26.13,467.18 mg/kg,地下部分别为114.53,155.98,513 48 mg/kg。通过方差分析,这两种草坪草的重金属富集量没有显著差异,并且富集规律呈现较为一致的特点。地上部的富集量和土壤重金属含量的离子冲量呈显著的线性相关。这两种草坪草对其重金属的富集能力顺序为:Zn>Cd>Pb,其中对Zn的吸收呈现富集植物的特性规律,当土壤Zn含量>400 mg/kg时,其转运系数>1,地上部对Zn的富集能力很强,可作为Zn污染土壤的修复植物。通过偏相关和多元回归分析表明,这两种草坪草在土壤Cd,Pb,Zn复合污染条件下均未产生复合效应。     

油葵和苦荬菜根际土壤中镉和锌的活化机制及修复潜力比较

  目的  研究油葵和苦荬菜根际土壤固、液相对镉（Cd）和锌（Zn）的活化机制,比较两种植物在轻、中度复合污染农田的修复潜力。  方法  通过大田试验种油葵和苦荬菜,测定成熟期土壤的pH值、有机酸、重金属总量及其生物有效性;测定土壤溶液中的溶解性有机质（DOM）、主要离子、水溶态重金属及其形态分布;测定植物各部位中重金属的浓度及形态,通过计算重金属在植物中的富集系数（BCF）和转运系数（TF）,比较两种植物对土壤重金属污染的修复潜力。  结果  油葵和苦荬菜根系分泌的低分子有机酸均使根际土壤pH值下降明显,显著低于非根际土壤（P < 0.05）;苦荬菜根际土中低分子有机酸及DOM的浓度显著高于油葵根际土（P < 0.05）。两种植物根际土壤溶液中的Cd以离子态和DOM结合态为主,Zn以离子态为主;两种植物根际土壤中有效态的Cd差异不显著,油葵根际有效态Zn显著高于苦荬菜;两种植物根际土壤的Zn和Cd有效态与土壤溶液中Cd-DOM和Zn-DOM呈显著相关。苦荬菜根对重金属的富集能力较强,但油葵地上部分能吸收转运更多的Cd和Zn,并在叶中以毒性较低的不溶性磷酸盐结合态和草酸结合态富集。  结论  两种植物根际分泌的有机酸可以增加根际土壤中的Cd-DOM和Zn-DOM的浓度,提高土壤中的Cd和Zn的有效性,苦荬菜根际对重金属有较强的活化能力,但油葵地上部分对Cd和Zn的吸收转运能力更强。两种植物都具有较强的土壤重金属修复潜力,但从经济角度出发,油葵更适合现阶段我国农田重金属污染的修复。     

活化剂联合柳树对重金属Cd污染土壤的修复效果研究

为有效提高植物提取污染土壤重金属的效率,以绿色安全的有机物料为活化剂代替存在安全隐患、不可降解的螯合剂及表面活性剂,探究不同活化剂对土壤重金属镉的活化效果及对植物镉积累的影响。通过室内培养试验与盆栽试验的方法,研究了紫云英、黄腐酸钾和柠檬酸3种活化剂在0.3%施用量下对污染土壤中镉的生物有效性、赋存形态的影响及活化剂强化柳树对镉的积累。结果表明:(1)添加活化剂会改变土壤的pH。培养结束时,黄腐酸钾处理对土壤pH的降低效果优于紫云英处理,显著低于对照0.50个单位(p<0.05),而酸性较强柠檬酸处理的土壤pH显著高于对照0.26个单位(p<0.05);添加活化剂均可提高土壤有机质含量。培养结束时,黄腐酸钾处理对土壤有机质含量提升效果优于其他2种活化剂,显著高于对照2.97 g/kg(p<0.05)。(2)添加活化剂均可提高土壤有效态镉含量,但不同活化剂的活化效果不同。培养20天时,紫云英与黄腐酸钾处理的土壤有效Cd含量均达到最高,优于柠檬酸处理,分别高于对照0.38 mg/kg(p<0.05),0.17 mg/kg。培养10~30天时,柠檬酸处理的土壤有效Cd含量逐渐增加,至30天时,柠檬酸处理对土壤有效Cd含量提升效果优于其他活化剂,显著高于对照处理0.39 mg/kg(p<0.05)。(3)添加活化剂影响了土壤镉形态分布,培养10~30天,3种活化剂可活化土壤残渣态Cd,提高酸可提取态Cd所占百分比。(4)3种活化剂处理对柳树的株高、生物量无显著影响,但均提高了根系的形态参数,其中柠檬酸处理的根系长度、表面积、根系体积均显著高于对照,分别提高了75.54%,80.05%,82.93%(p<0.05)。活化剂中黄腐酸钾处理明显提高了柳树叶片、枝条、根系镉含量,分别高于对照133.44%(p<0.05),75.21%,264.64%(p<0.05),并大大提高了柳树对土壤镉的富集与净化。以有机物料为活化剂,可有效提高土壤重金属生物有效性,提高植物对土壤镉的吸收,具有良好的应用前景。     

开封市某高校校园地表灰尘重金属分布特征及生态风险评估

【目的】高校校园地表灰尘重金属污染关系到师生健康,探究其地表灰尘重金属环境风险,可为高校校园管理提供数据支持。【方法】采集开封市某高校校园内外地表灰尘52个样品,测定样品中重金属镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)的含量,使用地积累指数法和潜在生态风险指数法分析重金属的污染程度和生态风险。【结果】高校地表灰尘重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn平均含量分别为1.05、88.36、47.04、29.76、68.72和328.87 mg kg^-1,其中Cd和Zn含量分别为当地灰尘背景值的3.49倍和4.26倍。地积累指数分析表明,地表灰尘重金属污染指数平均值由高到低依次为Zn> Cd> Pb> Cu> Cr> Ni,其中Zn与Cd处于偏中度污染,Pb,Cu和Cr处于轻度污染,Ni处于无污染状态。潜在生态风险评价表明,高校地表灰尘中6种重金属综合潜在生态风险指数为144.53,属于“轻微”生态风险等级,其中Cd是该高校地表灰尘中最主要的生态风险影响因子。正定矩阵因子分析法(PMF)表明,Cr和Ni主要来...     

Distribution,risk assessment,and source analysis of heavy metals in sediment of rivers located in the hilly area of southern China

Purpose

River sediment, the important sink and source of heavy metals, can provide critical information for aquatic ecosystem health. Heavy metal pollution has been a serious problem facing river systems worldwide and can adversely affect human beings via the food chain. However, no comprehensive study has been conducted on heavy metal pollution in sediments of river systems in the hilly area of southern China, which plays a key role in water supply and ecosystem balance. This study is aimed at comprehensively studying the pollution status of heavy metals in river sediments in the hilly area of southern China and apportioning sources.

Materials and methods

A total of 39 superficial sediment samples were collected from the upstream, midstream, and downstream of 13 rivers (Xiangjiang River, Zishui River, Yuanjiang River, and Lishui River located in Hunan Province; Ganjiang River, Xinjiang River, Fuhe River, Raohe River), and Xiushui River located in Jiangxi Province; Qiantangjiang River and Oujiang River located in Zhejiang Province; Minjiang River and Jiulongjiang River located in Fujian Province) in the hilly area of southern China. The total concentrations of metals of Mn, Zn, Cr, Co, Ni, Cu, As, Cd, Sb, Pb, and V were analyzed using the inductively coupled plasma-mass spectrometry method. The pollution status and potential ecological risk were assessed with the geoaccumulation index (I_geo), sediment quality guidelines (SQGs), and potential ecological risk index (RI). The source apportionment of heavy metals was performed by correlation analysis and principle component analysis (PCA).

Results and discussion

Results indicated that Mn, Zn, and Pb concentrations were significantly higher than other metals, especially in the upstream of the Jiulong River and midstream and downstream of the Xiangjiang River. Pollution assessment indicated that Cd pollution of sediments was most serious and that more than 50% of sampling sites were significantly polluted, with a very high potential ecological risk. The rivers in Hunan provinces (HN) were identified as the priority controlled rivers because of the high I_geo and RI index values. Correlation and PCA analysis indicated that Mn, Pb, and Zn originated from natural and mineral exploitation activities; As, V, Ni, and Sb originated from industrial wastewater and mineral-smelting activities; Cu and Co originated from agricultural activities; Cr and Ni originated from natural sources. While the most polluted Cd came from a combination of multiple sources described above.

Conclusions

Results indicated that Cd was the most common heavy metal pollutant, especially in river sediments of Hunan Province. Anthropogenic activities have become the main source of heavy metals in the river sediments of the hilly area of southern China. Special attention should be paid to Cd, and measures must be taken to prevent from further anthropogenic influence on heavy metal pollution.

     

汉江上游汉中段河流表层沉积物重金属污染风险评价

通过监测汉江上游汉中段河流表层沉积物重金属Pb,Cu,Zn,Cd,Cr的浓度,分析了各元素的含量分布特征,并选用Hakanson生态风险指数法对研究区进行了环境风险评价。结果表明,汉江上游汉中段各监测点重金属富集顺序为:Cd >Zn >Pb >Cr >Cu。单个重金属的污染指数C_fⁱ显示,汉江上游汉中段监测点仅有Cu的含量均值为0.83,小于1,为轻微污染;Pb,Zn,Cd,Cr的均值分别为1.06,1.25,1.33,1.02,略大于等于1,处于轻微污染以上水平,达到中度污染水平。综合分析多项重金属污染系数C_d,单项重金属的潜在生态风险系数E_rⁱ和多种重金属的生态系统的潜在生态风险指数I_R可知,汉江上游汉中段各监测点沉积物重金属污染属于轻微生态危害。     

黔西煤矿区周边土壤重金属形态特征、污染评价及富集植物筛选

[目的]研究黔西某煤矿区周边土壤重金属污染情况、重金属形态潜在风险及其周边重金属富集植物,为当地的重金属污染防治提供科学依据。[方法]采用潜在生态风险评价及模糊数学法的两种评价方法(单因素决定模型和加权平均模型)对煤矿区及非煤矿区土壤进行重金属生态风险评价,对影响土壤肥力的土壤理化指标进行检测,利用风险评估编码法对重金属形态进行分析,并采用生物富集系数法对煤矿区周边富集重金属植物进行筛选。[结果]煤矿区Hg,Cd,As,Zn,Cr及Ni平均值含量分别是背景值的2.47,3.65,2.00,1.23,1.74,1.69倍。煤矿区潜在生态危害趋势为:CdHgAsNiCrPbZn。模糊数学法单因素决定模型评价显示,非煤矿区污染大于煤矿区,加权平均模型则反之。煤矿区Cd,Cr,Cu,Mn,Ni,Pb及Zn潜在风险指数分别为69.17%,7.97%,8.24%,40.10%,45.29%,53.70%及29.90%。蜈蚣草对As富集系数大于1.00,火棘、构树、盐肤木、马桑、凤尾蕨及金丝梅等对Cd富集系数大于1.00,马桑及白蒿对Pb富集系数大于1.00。[结论]煤矿区存在重金属污染,以Cd,As,Hg较为严重。煤矿区周边土壤中重金属对环境构成的潜在风险顺序为:CdPbNiMnZnCuCr。对当地而言,蜈蚣草可作为煤矿区周边修复As污染的先行植物,凤尾蕨可作为修复Cd污染的先行植物,马桑可作为修复Pb污染的先行植物。     

Bioaccumulation of heavy metals in the lotus root of rural ponds in the middle reaches of the Yangtze River

Purpose

The subject of this study is the sediment and wild lotus plants in unmanaged ponds, near Yichang City, contaminated by heavy metals. The objective is to determine the extent and frequency of heavy metal accumulation by lotus root in the ponds of rural areas and its significance to food safety and human health.

Materials and methods

The study area is located in the middle reaches of Yangtze River. The 11 sampling sites selected (Z1–Z11) were unmanaged ponds, and the lotus root samples were from wild plants. The lotus root and soil samples were processed using wet digestion, according to the national standard method; we tested concentration of heavy metal (Pb, Cd, Cr, As, Cu, and Zn). Both a single-factor index and an integrated pollution index were used to assess the heavy metal pollution of soil and wild lotus root. Correlation was used to examine the relationship of lotus root concentration to sediment concentration for each heavy metal.

Results and discussion

Cadmium (Cd) and arsenic (As) in both soil and pond sediment exceeded standards. The maximum single pollution index (SPI) for Cd and As was 1.16 and 1.15, respectively. The maximum integrated pollution index (IPI) for heavy metals was 2.17 for soil and 2.10 for sediment (moderate pollution). The heavy metal content in some samples of lotus root exceeded the national food standard and pose a health risk. The significant correlations of heavy metal concentrations (Pb, Cd, and As) in pond sediment with those in the surrounding soil show that the ponds act as sinks for agricultural nonpoint source pollution (NPS). The heavy metal concentrations in the peel of the edible tuber were 1.3～9.0 times higher than those in the inner flesh.

Conclusions

While Cd, Pb, and As concentrations in the sediment did not violate soil standards, concentrations in the lotus root did violate food standards. This species could be proposed as a suitable heavy metal bioindicator for the early stages of pollution from agricultural NPS.

     

典型城市化地区蔬菜重金属的累积特征与健康风险研究

工业化和城市化带来的重金属污染对环境质量、食品安全、人体健康及社会经济可持续发展构成严重威胁和挑战。为了掌握典型城市化区域蔬菜生产的重金属污染特征与食用健康风险,从而为快速城市化区域的农业实践提供依据,本研究选取珠三角电镀、染织等工业密集典型城市化区域的蔬菜和土壤为研究对象,通过采集蔬菜和表层土壤样品,使用单因子污染评价和内梅罗综合污染指数法对蔬菜样品中Cd、Ni、Cr、As、Pb 5种重金属进行污染评价,使用目标危害商数法进行健康风险评价。研究发现,该地区菜地土壤存在Cd污染。研究区蔬菜中重金属的富集吸收能力为Cd > Ni > Cr > As > Pb,叶菜类对Cd的富集最多,豆角类对Ni的富集较多。单因子污染评价结果显示蔬菜中重金属超标率按大小排序为Ni > Cr > Cd > Pb=As,Ni、Cr和Cd超标率分别为10.53%、2.63%和1.32%,Pb和As均未超标;综合污染指数的评价显示叶菜类样品处于轻度污染水平,豆角类处于中度污染水平,瓜类尚未受到重金属污染。健康风险评价结果表明,叶菜类和豆角类的综合目标危害商数（TTHQ）均大于1,长期食用叶菜类和豆角类会对健康造成影响,成人和儿童的综合目标危害商数排序均为叶菜类 > 豆角类 > 瓜类,儿童摄食蔬菜的重金属健康风险高于成人。总体来说,研究区蔬菜重金属健康风险基本处于可接受范围,但叶菜类Cd和豆角类Ni造成的健康风险需引起重视。     

Heavy metal contamination and risk assessment of human exposure near an e-waste processing site

Environmental pollution due to uncontrolled e-waste recycling activities has been reported in a number of locations in China. In this study, heavy metal pollution from primitive e-waste processing facilities was investigated. The pollution is due to high concentrations of metals present in the surrounding soils and vegetables. The highest enrichment factor values due to e-waste wastewater and waste discharges were found at Anqiaotou Village and Beian Village. Vegetables from the vicinity of the e-waste processing sites were found to have higher heavy metal pollution index values in comparison with those from the background site. The bioaccessibilities of heavy metals were decreased in the order of Cd?>?Pb?>?Sn?>?Zn?>?Ni?>?Cr. The e-waste processing site was badly polluted by Cd, Pb, Zn, Ni and Cr, with its pollution level decreased in the following order: Cd?>?Pb?>?Cr?>?Ni?>?Zn?>?Sn. Additionally, the greatest risk among six metals in the e-waste processing areas is caused by Cd and Pb. The risks associated with the consumption of contaminated vegetables grown in e-waste processing regions may be a potential health concern.