基于农田土壤重金属生物可给性的人体健康风险评价

利用SBET方法研究了广西某流域农田土壤7种重金属的生物可给性,并评估了土壤重金属经口摄入途径对不同人群造成的健康风险。结果表明:土壤中重金属Cd、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Cr的生物可给性均值分别为70.55%、25.72%、10.89%、10.81%、7.78%、0.93%、0.71%。未经生物可给性修正的风险评价结果表明:土壤重金属对儿童的总非致癌风险(HI)和总致癌风险(Rt)分别为2.47和6.12×10-5,对成人的HI和Rt分别为0.32和4.01×10-5,即对儿童有较大的风险。经生物可给性修正后,土壤重金属对儿童和成人的非致癌风险和致癌风险均大幅度降低,但对儿童依然有一定的致癌风险。     

基于农田土壤重金属生物可给性的人体健康风险评价

利用SBET方法研究了广西某流域农田土壤7种重金属的生物可给性,并评估了土壤重金属经口摄入途径对不同人群造成的健康风险。结果表明:土壤中重金属Cd、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Cr的生物可给性均值分别为70.55%、25.72%、10.89%、10.81%、7.78%、0.93%、0.71%。未经生物可给性修正的风险评价结果表明:土壤重金属对儿童的总非致癌风险(HI)和总致癌风险(Rt)分别为2.47和6.12×10-5,对成人的HI和Rt分别为0.32和4.01×10-5,即对儿童有较大的风险。经生物可给性修正后,土壤重金属对儿童和成人的非致癌风险和致癌风险均大幅度降低,但对儿童依然有一定的致癌风险。     

腐植酸钾对土壤铅化学形态、生物可给性及健康风险的影响

通过重金属分级提取和生物可给性体外模拟试验,研究了腐植酸钾对污染土壤中铅化学形态组成、生物可给性及基于生物可给性的健康风险评价的影响。结果表明,不同比例的腐植酸钾均可显著提高铅污染土壤的pH值和有机质含量,且随着添加量的增大而升高;添加腐植酸钾可显著降低土壤中弱酸提取态铅和可还原态铅含量,增加可氧化态铅和残渣态铅含量,其影响随添加量的增大而增强;土壤中铅的生物可给性随腐植酸钾添加量的增加而显著降低;基于生物可给性的人体健康风险评价显示,经口摄入铅污染土壤造成的危害水平随着腐植酸钾添加量的增大而显著降低,且儿童危害商(非致癌风险)高于成人,约为成人的1.8倍;土壤中铅的安全含量限值随腐植酸钾添加量的增大而增大,非敏感用地高于敏感用地。研究表明,腐植酸钾可有效降低铅污染土壤中铅的健康风险和生态风险,可用于铅污染土壤的修复。     

环丙沙星和镉复合污染土壤中镉的生物可给性及其动态变化

为研究环丙沙星（CIP）和镉（Cd）复合污染土壤中Cd的生物可给性,通过向无污染土壤中添加不同浓度的环丙沙星（对照:0 mg·kg^-1,Ⅰ： 5 mg·kg^-1,Ⅱ： 25 mg·kg^-1,Ⅲ： 50 mg·kg^-1）和Cd（80 mg·kg^-1）进行老化实验,运用in vitro和SHIME模型评估老化后土壤Cd的生物可给性。结果表明：不同老化天数（第1 d： D1,第30 d： D30,第60 d： D60）复合污染土壤中Cd的生物可给性有所差异。随着土壤老化时间的延长,重金属Cd的生物可给性不断降低,表现为D60 < D30 < D1。复合污染土壤中随着环丙沙星浓度的增加,D1、D30和D60胃阶段Cd的生物可给性有所变化,但处理间差异均不显著（P>0.05）; D1和D30小肠阶段Cd的生物可给性呈逐渐降低的趋势,D60小肠阶段Cd的生物可给性呈增加的趋势;在结肠阶段,D30和D60各处理（D30 CIPⅠ+Cd处理除外）Cd的生物可给性均高于对照处理,且CIPⅢ+Cd处理达到最大。胃阶段不同停留时间（20、40、60 min）Cd生物可给性动态变化结果显示,60 min时Cd的生物可给性达到最大,20 min时各处理土壤中Cd的生物可给性变幅最大,Cd的生物可给性在胃阶段不同停留时间变化呈先快后慢趋势。研究表明,环丙沙星和Cd复合污染土壤中Cd的生物可给性在胃阶段较高,在小肠和结肠阶段较低。环丙沙星的添加对胃阶段Cd的生物可给性无显著影响,而对小肠和结肠阶段Cd的生物可给性有一定的影响,与未添加环丙沙星的对照处理相比,添加25、50 mg·kg^-1环丙沙星显著提高了老化30 d结肠阶段和老化60 d小肠阶段Cd的生物可给性。     

大连地区贝类中重金属铅和镉对人体健康的潜在风险评价

对大连地区5种常见贝类及其生长环境海水养殖用水重金属铅（Pb）、镉（Cd）的含量状况进行了研究调查,评价该地区贝类重金属污染情况及人类食用潜在健康风险,并为合理控制该地区重金属污染提供科学依据。结果显示重金属含量均符合相应标准。重金属污染指数评价结果表明,虾夷扇贝、栉孔扇贝、牡蛎中含量属于轻污染水平,菲律宾蛤仔、贻贝含量尚处于正常浓度值范围。各贝类对Pb、Cd的富集能力大小顺序为：栉孔扇贝＞虾夷扇贝＞牡蛎＞贻贝＞菲律宾蛤仔。危害商数＜1,不具有潜在的健康风险,可以放心食用。     

硅酸钠与腐殖肥对土壤Cd形态及油麦菜生物可给性的影响

原位钝化技术是我国重金属污染农田土壤修复技术的研究热点,然而土壤改良后作物重金属的生物可给性及健康风险变化情况仍未可知。本研究以油麦菜为供试蔬菜,选择硅酸钠与腐殖肥2种典型土壤改良剂,通过盆栽试验研究了单一与复配改良剂对土壤理化性质改良、Cd赋存形态、油麦菜生长、Cd累积及其生物可给性的影响。结果表明：单施硅酸钠对油麦菜的生长具有一定的抑制作用,而单施腐殖肥则能显著提高其生物量,0.6%生物腐殖肥+0.3%硅酸钠复配处理对促进油麦菜生长、减少其对Cd的吸收效果最佳。不同处理下油麦菜胃阶段的生物可给性均高于小肠阶段,与不添加改良剂的对照相比,各处理均可降低儿童和成人对油麦菜Cd的摄入量,但不同消化阶段成人油麦菜Cd的生物可给量均高于儿童。单一与复配改良剂均可有效降低油麦菜的致癌风险与非致癌风险,其中0.6%生物腐殖肥+0.3%硅酸钠复配处理下油麦菜对儿童和成人的健康风险降幅分别达40.82%和30.21%。膳食摄取不同处理的油麦菜对人体带来非致癌危害的可能性较小,但可能会对儿童带来潜在致癌风险。     

中药重金属生物可给性与生物有效性研究进展

中药作为我国传统医学的重要组成部分,在国内外深受关注。近年来,由中药重金属累积所致的人体健康风险为其推广、使用带来了一定的阻碍。重金属累积产生的人体健康风险不仅取决于其总量,与其生物可给性和生物有效性更是密切相关。因此,研究中药重金属生物可给性及生物有效性具有重要的科学意义和应用价值。本文综述了中药重金属污染现状与形势,阐述了中药重金属生物可给性与生物有效性的研究概况,以中药原药的生长环境、自身性质、加工过程及测定条件等方面为切入点,深入分析影响中药及其制品重金属生物可给性与生物有效性的关键因素,以期为中药重金属污染风险防控提供理论依据和技术支持。     

土壤及作物中重金属生物可给性的体外模拟研究进展

通过体外模拟方法从生物可给性方面来评价重金属对人体健康的危害程度已逐渐成为研究热点。在阐述生物可给性概念的基础上,重点综述了 in v itro消化方法的生理基础和实验操作及其在评价重金属生物可给性方面实际运用的国内外研究进展。最后指出了 in v itro模拟肠胃方法存在的问题,并对其应用前景作了展望。     

模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化土壤镉的分布、可浸出性及生物可给性的影响

通过室内土柱淋溶实验,以0.5%的质量比向镉污染土壤中添加羟基磷灰石(HAP),以不施HAP土壤为对照,考察p H 3.5、4.5和5.6的模拟酸雨对土壤镉的分布、可浸出性、生物可给性及其健康风险的影响。结果表明:酸雨淋溶显著降低了对照处理表层土壤p H,添加HAP增加了土壤对酸雨淋洗的缓冲能力,土壤p H较对照高约1个单位。对照处理酸雨p H的降低加剧了Cd在土柱内的下移,但HAP处理各土层全Cd分别较对照0~5 cm和5~10 cm土壤高出8.54~10.0、3.13~3.29 mg·kg-1。对照处理土壤在酸雨作用下可浸出性Cd含量从0~5 cm的0.17~0.23 mg·L-1增加到10~20 cm的0.61~0.68 mg·L-1,但HAP处理各土层可浸出性Cd维持在0.45~0.50 mg·L-1。总体上,对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性均随酸雨p H的降低而降低。与对照相比,HAP处理土壤增加了胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性,但显著降低了肠液阶段Cd的生物可给性。对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段无意摄入土壤中Cd对儿童的每月允许摄入量PTMI(Provisional tolerable monthly intake)贡献率均随酸雨p H的降低而降低,且HAP处理显著高于对照。以上结果表明高强度酸雨淋溶下,HAP能够有效提高土壤对酸雨的缓冲能力,降低土壤Cd的淋失,但增加了表层土壤Cd的生物可给性及人体健康风险,需要引起特别关注。     

基于CiteSpace重金属生物可给性的文献计量分析

为了解国内外有关重金属生物可给性研究领域的主题演进、研究现状、研究进展及发展态势,本文通过检索2006-2018年共13年CNKI与Web of ScienceTM核心合集数据库中有关重金属生物可给性的文献,利用CiteSpace软件绘制关于重金属生物可给性研究的知识图谱,并进行文献可视化分析。结果表明:近13年来本研究领域中英文发文数量呈波动式增长态势,且在2011年和2016年的发文数量出现小高峰。国际重金属生物可给性研究可分为3个发展阶段,各个阶段研究热点不同,当前研究热点为"土壤性质、大气灰尘、食物链、PM2.5";国内重金属生物可给性研究主题集聚成2个阶段及2条演化路径,其中2006-2014年为第一阶段,主要研究路径为"重金属-化学形态/体外消化法-生物有效性/生物可给性-健康风险评价";2015-2018年为第二阶段,主要研究路径为"农田土壤-钝化剂(羟基磷灰石、过磷酸钙、腐植酸钾等)-体外消化模型-健康风险评价",且第二阶段已受到广泛关注。健康风险研究由单一环境介质、单一风险受体、小尺度的评价演化为多种风险源、食物链、大尺度的综合评价。欧美国家奠定了重金属生物可给性的研究基础,中国起步较晚但发展迅速。     

基于什邡市农田土壤中Pb、Zn的人体健康风险评估

为研究西南地区典型磷矿区土壤中的重金属对人体健康的影响,采集四川省什邡市工业区(穿心店、宏达、双盛)和非工业区(马井)4个采样区的农田土壤,测定了Pb、Zn的全量,研究了Zn的分布特征。采用改进BCR法研究Pb、Zn的形态,采用体外仿生实验研究Pb、Zn的生物可给性,并对土壤中的Pb、Zn进行人体健康风险评估。根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)中的筛选值,Pb在整体水平上未引起污染,Zn在工业区引起了轻度污染,且工业区Pb、Zn全量较非工业区高。距磷肥厂烟筒排污口下风向距离的分布特征表明,Zn全量在300～400 m达到最大。马井、穿心店、宏达和双盛采样区Pb的生物可给性分别为8.9%、28.8%、18.0%、77.3%,Zn的生物可给性分别为5.1%、7.1%、6.7%、24.5%,工业区Pb、Zn的生物可给性高于非工业区。Pb、Zn均以残渣态为主,Pb的生物可给性与各形态含量无定量相关,但Zn的生物可给性与其酸提取态含量呈显著正相关。采用Pb、Zn全量和生物可给性分析,成人和儿童的健康风险均在可接受范围内,但儿童潜在的健康风险不容忽视。基于重金属全量和生物可给性,工业区土壤中Pb、Zn对成人和儿童潜在的健康风险均高于非工业区,并且Pb对总非致癌风险的贡献分别为96.5%和98.6%,Zn分别为3.5%和1.4%。与用全量相比,用生物可给性修正的模型评估Pb、Zn潜在的健康风险大幅度降低。     

上海市月浦工业区道路绿化土壤重金属污染状况及木本绿化植物中重金属的积累

采集上海月浦工业区的土壤样品和木本植物的叶片,通过ICP测定了样品中As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的含量。运用单因子污染指数、内梅罗污染指数和潜在生态危害指数对该地区的土壤重金属污染状况进行了评估。结果表明,月浦工业区内63.9%的土壤样品重金属超过了背景值。其中Cr在共悦路和蕰川公路样地0~5cm土层中的单因子污染指数分别达到了4.46和2.92,处于严重污染和中等污染水平;其潜在生态危害指数分别为69.36和45.51,具有中等程度的潜在生态风险。园区中Cd虽未超过土壤三级标准,但是在园和路和共悦路0~5cm土层中的潜在生态危害指数分别达到了88.47和135.12,仍具有较严重的生态风险。在蕰川公路样地的0~5cm土层、以及共悦路和园和路深层土壤中Cd也具有中等程度的生态风险。而As、Cu、Pb和Zn均处于清洁水平,并且没有潜在的生态风险。在垂直分布上,重金属的含量、污染指数和潜在生态危害指数大体上表现出随土层深度增加而下降的趋势。通过分析叶片中重金属的含量,利用聚类分析评价了园区中15种木本植物的积累重金属的能力。结果发现,园区中无患子(Sapindus mukorossi)、火棘(Pyracantha fortuneana)、珊瑚树(Viburnum odoratissimum),构树(Broussonetia papyrifera)相较其他植物积累Cd的能力较强;而火棘(Pyracantha fortuneana)和无患子(Sapindus mukorossi)具有较强富集Cr的能力。     

农田土壤中铅的形态研究及安全风险评价

研究了农田区域中铅矿区土壤中铅的存在形态,发现铅在土壤中的存在形态按含量大小依次为:残渣态、有机结合态、铁锰氧化物结合态、碳酸盐态、交换态、水溶态.其中,40％以上的铅存在形态具有生物有效性,铅的污染指数远大于1.通过矿区种植卷心菜和茼蒿研究了矿区蔬菜的安全性,结果表明,随着离矿区距离越远,土壤和蔬菜中的铅含量都呈下降趋势,且蔬菜中的铅含量与土壤中的铅浓度呈正相关.蔬菜根的铅含量远高于叶的铅含量,茼蒿较卷心菜高,同时,叶、根的富集系数也相差较大,结果证明,在矿区1 km范围内农田种植的两种蔬菜均不适合食用.     

铁合金厂周边室内积尘中重金属污染特征及健康风险评价

为了解冶炼厂周边地区室内积尘中重金属的污染特征,掌握室内积尘中重金属暴露的健康风险,对辽宁锦州铁合金厂周边6个村庄（A村、B村、C村、D村、E村、F村）及对照区2个村庄（G村、H村）室内积尘中7种重金属（Zn、Cd、As、Cr、Cu、Ni、Pb）的含量水平进行分析,采用地累积指数评价室内积尘中重金属的污染特征,利用健康风险评估模型评估成人和儿童通过室内积尘暴露重金属的潜在健康风险。结果表明：污染区6个村庄室内积尘中Zn、Cd、As、Cr、Cu、Ni、Pb的平均含量分别为980.23、7.98、17.48、164.65、118.87、39.82、154.06 mg·kg^-1,显著高于对照区2个村庄室内积尘重金属平均含量;地累积指数评价结果表明污染区室内积尘中Cd的污染程度较强;主成分分析表明辽宁锦州污染区和对照区室内积尘中的重金属来源于铁合金厂冶炼活动、大气沉降、燃煤等;健康风险评估结果表明锦州铁合金厂周边居民通过室内积尘暴露Cd、Cr、Ni和As的致癌风险均超出可接受风险水平。研究表明,锦州铁合金厂周边区域室内积尘中重金属污染及健康风险应予以重点关注。     

杭嘉湖平原水稻主产区土壤重金属状况调查及风险评价

  目的  进一步了解杭嘉湖平原水稻Oryza sativa主产区嘉兴市稻田土壤重金属污染及水稻生产安全现状。  方法  于2018年选择嘉兴市典型水稻主产区域开展调查分析。在水稻收获期进行土壤和水稻协同采样,测定土壤和大米样品中镉、铅、铬和砷等4种重金属元素质量分数,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法及生态风险预警指数法等对水稻土重金属污染水平及污染风险进行评价。  结果  研究区域土壤镉、铅、铬和砷质量分数变幅分别为0.01~1.92、17.60~34.80、47.00~123.00、3.97~9.89 mg·kg?1,平均质量分数分别为0.36、25.78、72.73和7.55 mg·kg?1;土壤重金属镉质量分数超过水稻生产的土壤安全阈值(GB/T 36869?2018《水稻生产的土壤镉、铅、铬、汞、砷安全阈值》)的样本比例占31.82%;4种重金属的潜在生态风险由强至弱依次为镉、砷、铅、铬,区域整体上表现为轻微潜在生态风险;部分土壤镉质量分数超标,但水稻籽粒镉质量分数均没有超标。  结论  研究区稻米各项指标均符合GB 2762?2017《食品中污染物限量》,土壤总体上处于安全水平。在今后的水稻生产管理中仍需加强动态监测,关注土壤镉形态转化和有效性的变化,充分保障水稻粮食生产安全。图1表8参29     

铜陵矿区废弃地块土壤重金属污染特征及风险评价

为评估铜陵矿区开采后废弃场地土壤重金属对人体健康和生态环境的潜在风险,以铜陵矿区典型废弃地块为例,采用单因子污染指数法和内梅罗污染指数法进行土壤环境质量评价,并结合健康风险评价模型分析地块土壤重金属污染的人体健康风险。结果显示：研究区域土壤达到重度污染水平,As、Co、V、Tl的浓度超过筛选值,研究区综合风险指数为625.94,风险等级较强;其中采样点S4附近潜在生态风险指数最大,达到“极强”等级,存在复合污染趋势。风险评价结果表明,经口摄入是该地区土壤重金属主要风险暴露途径,非致癌风险和致癌风险均为不可接受。其中As和Tl为主要风险来源,应引起重视。结论表明该地区已存在显著的潜在健康风险,本地块应重点关注Cd、As、Hg和Tl元素的污染情况,在后期开发利用过程中,需密切关注该地区重金属污染状况并进行土壤治理管控。     

福建省某矿区周边土壤-农作物重金属空间变异特征与健康风险评价

以福建省某矿区为例,研究矿区周边土壤-农作物中重金属的空间变异特征及其健康风险,以期为土壤重金属污染治理和农作物质量安全提供参考依据。在分析土壤和农作物中7种重金属(Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、As)的全量和有效态含量统计特征的基础上,应用地统计学中半方差函数和反距离权重插值法探讨7种重金属全量和有效态含量的空间变异规律和分布情况,并结合健康风险评价模型评价由于农产品摄入导致的人体健康风险。结果表明:土壤全量Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、As超标率分别为88.89%、91.11%、0、73.33%、82.22%、2.22%、0(国家标准GB 15618—2018);有效Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、As的超标率分别为100%、68.89%、48.89%、6.67%、24.44%、22.22%、40.00%(福建省地方标准DB 35/T 859—2016);除Cr和Ni,其他元素的全量和有效态含量均显著正相关;CEC与Cd、Zn、Ni有效态含量显著正相关,pH与Ni和Cd有效态含量显著负相关,有机质与Cu和Ni有效态含量显著正相关,游离Fe2O3与Zn有效态含量显著正相关。由块金系数可知,全Pb、全Cd、有效Cd、全Cr、有效Cr、全Cu、有效Zn、全Ni、全As、有效As均小于25%,具有强空间关系,其余元素在25%～75%之间,具有中等相关性;从单一目标危害目标危险系数(THQ)来看,儿童叶菜类Cd的THQ1,且总体高于成人,说明儿童对各种重金属更为敏感;成人和儿童的薯类和叶菜类的总THQ1,说明研究区存在明显的复合健康风险。该矿区土壤重金属存在较强的空间关系,且其农产品具有一定的健康风险。     

生物炭对土壤-植物体系中铅镉迁移累积的影响

为探讨不同特性生物炭对土壤-植物体系中典型重金属铅（Pb）和镉（Cd）迁移累积的影响,分别选择花生壳、水稻壳、小麦秸秆、椰壳及生物燃气副产物5种材料制备的生物炭及不同粒径椰壳生物炭作为土壤调理剂,进行多茬蔬菜盆栽试验,研究各茬蔬菜可食用部位生物量及Pb和Cd累积量,土壤理化性质及土壤有效态Pb和Cd含量变化规律。结果显示,生物炭的施加均可不同程度提升土壤pH、土壤有机碳含量及阳离子交换量（CEC）。除小麦秸秆生物炭外,其余4种生物炭均可显著降低土壤有效态Pb和Cd及蔬菜可食用部位Pb和Cd累积量,并对蔬菜有明显促生长效果。生物炭粒径越小对土壤有效态Pb和Cd含量的降低、蔬菜生长的促进及蔬菜Pb和Cd累积量的降低作用越显著。蔬菜生长与土壤pH、有机碳含量及CEC水平均呈显著正相关关系,而蔬菜Pb和Cd累积量及土壤有效态Pb和Cd含量则与土壤pH、有机碳及CEC含量呈显著负相关关系。连续3茬蔬菜轮作后,80~120目椰壳生物炭、花生壳生物炭、水稻壳生物炭及生物燃气副产物生物炭仍对Pb和Cd复合污染酸性土壤具有明显的修复效果。结果表明,生物炭可通过改变土壤pH、CEC、有机碳等基本理化性质,对土壤重金属产生钝化作用,显著促进蔬菜的生长并可消减蔬菜对土壤重金属元素的累积效应。     

华北地区菜田土壤—蔬菜重金属污染状况和健康风险评价

为了解华北地区菜田土壤重金属污染状况及蔬菜安全水平,通过搜集2005—2016年间华北地区菜田土壤—蔬菜中重金属含量方面的资料文献,采用内梅罗综合指数法和目标危害系数法分别分析评价土壤重金属污染状况及蔬菜摄入人体的健康风险。结果表明:华北菜田土壤重金属含量均值分别为Hg 0.212mg/kg,Zn91.782mg/kg,Cu 27.450mg/kg,Cd 0.514mg/kg,Cr 69.155mg/kg,As 9.690mg/kg,Pb 25.967mg/kg,Ni28.786mg/kg,均低于食用农产品产地环境质量评价标准(HJ/T 332—2006)的安全限值,但每种元素均有样品超标,其超标率分别为0.19%,0.64%,0.95%,6.91%,1.35%,0.35%,1.10%,0.82%。污灌区菜田土壤重金属Cd均值高达2.204mg/kg,超出其安全限值2倍以上,且内梅罗综合污染指数高达2.665,属于重度污染水平。非污灌区菜田土壤内梅罗综合污染指数为0.407,土壤环境质量属清洁;华北地区蔬菜中Pb和Cd存在超标现象,超标率分别为6.28%,1.96%。然而,目标危害系数法的健康风险评价结果显示Cr、Cd、Pb是引起蔬菜复合风险的最主要因素,并且茎菜类蔬菜对于人体存在明显的健康风险。