徐州地區麥田土壤和小麥籽實重金屬污染特征分析

強承魁，秦越華*，丁永輝，曹丹，王鋒，張明，韓波，李微微. 徐州生物工程職業技術學院//徐州市現代農業生物技術重點實驗室，江蘇 徐州 006；. 徐州生物工程職業技術學院科研處，江蘇 徐州 006

徐州地區麥田土壤和小麥籽實重金屬污染特征分析

強承魁1，秦越華1*，丁永輝1，曹丹1，王鋒2，張明1，韓波1，李微微1
1. 徐州生物工程職業技術學院//徐州市現代農業生物技術重點實驗室，江蘇 徐州 221006；2. 徐州生物工程職業技術學院科研處，江蘇 徐州 221006

農產品因重金屬污染引發的質量安全問題已成為全社會關注的焦點。為了解徐州地區麥田土壤和小麥籽實重金屬污染特征，測定了3個主栽區睢寧縣梁集鎮（SNLJ）、邳州市新河鎮（PZXH）和沛縣湖西農場（PXHX）麥田表層土壤及籽實中Pb、Cd、Zn、Cu、Ni和Cr的含量，采用Muller地累積指數法和Hakanson潛在生態風險指數法分析了土壤重金屬污染狀況，并對籽實中重金屬所致健康風險進行了評價。結果表明：僅PXHX土壤中Cd、Zn、Cu、Ni、Cr和PZXH土壤中Cd含量分別高于中國土壤元素背景值的1.18、1.42、1.61、1.72、1.20和1.20倍，但3個主栽區土壤中所測6種重金屬元素的含量均低于《土壤環境質量標準》（GB15618─1995）中二級標準值和《綠色食品產地環境質量》（NY/T391─2013）規定的限值；地累積指數評價僅見 PXHX土壤中 Zn存在輕度污染；3個主栽區土壤中 6種重金屬均為低生態風險程度（17.70≤RI≤41.93），其生態風險順序為Cd＞Ni＞Cu＞Cr＞Zn＞Pb，Cd的生態風險最高；僅見PXHX籽實中Pb和PZXH籽實中Cd含量分別超過食品安全國家標準限量值的1.1和1.2倍；3個主栽區籽實中化學致癌物Cr和PZXH籽實中Cd的個人年風險均超過ICRP推薦的最大可接受水平，非致癌物Pb、Zn、Cu、Ni的個人年風險均低于ICRP推薦的最大可接受水平，籽實所測重金屬個人總年風險總超過ICRP推薦的最大可接受水平的11.68～39.80倍，可見所有主栽區籽實中的化學致癌重金屬對食用人群具潛在風險，應引起重視。

重金屬；小麥籽實；土壤；健康風險評價

引用格式：強承魁， 秦越華， 丁永輝， 曹丹， 王鋒， 張明， 韓波， 李微微. 徐州地區麥田土壤和小麥籽實重金屬污染特征分析［J］. 生態環境學報， 2016， 25（6）: 1032-1038.

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隨著工業化、城鎮化和農業現代化的快速發展，越來越多的含Pb、Cd、As和Hg等重金屬污染物通過各種途徑進入大氣、水體和土壤，現已引起環境質量的嚴重惡化并上升為世界范圍內的主要環境問題（劉劍飛等，2011；劉瑩等，2014）。作為一種持久性潛在有毒污染物的重金屬，一旦進入農田土壤后因不能被生物降解而長期存留且不斷積累，直接危及到生態安全、食品安全、人體安全及社會經濟的可持續發展（U.S.EPA，1997；Fairbrother et al.，2007；劉慶等，2012；Khan et al.，2008；Mansour et al.，2010）。由此可見，測定農田土壤中的重金屬含量并評價污染狀況，已成為研究熱點之一。食用在污染土壤上種植的農作物已成為重金屬毒害人體的重要途徑，但目前對小麥等谷類作物關注還不多（Chary et al.，2008；Wang et al.，2005；Zheng et al.，2007；Lima et al.，2008）。實際上，目前谷類幾乎是全世界日常飲食結構中最大量的終身消費食物，故開展該類作物的健康風險評價具有重要的現實意義（Caussy et al.，2003；Nadal et al.，2004）。

作為我國第二大作物，小麥的質量安全問題屢見報道，其中受重金屬污染的程度逐年趨重且范圍日漸擴大（Wang et al.，2011）。如江蘇省典型區地震帶農田土壤和小麥籽粒中 Pb、Cr、Hg、Ni、As超標率分別為100%、58.97%、33.33%、10.26%、2.56%，太湖水網地區小麥籽實中Cd、Zn和Pb超標率分別達22.73%、18.18%和4.55%（陳京都等，2012；潘永敏等，2014）。北京城郊污灌區小麥籽粒Cr、Zn含量也超出國標限值，土壤中Cu、Cd、Cr、Pb和Zn含量均高于北京土壤背景值且出現累積，造成郊區成人和兒童重金屬綜合健康風險均大于 1，表明該區已存在因小麥攝入而產生的健康風險問題（朱宇恩等，2011）。徐州已成為淮海經濟區中心城市、蘇北老工業基地、江蘇省農業大市和全國重要的農副產品生產基地之一，小麥年種植面積超過3.4×105hm2，可見該區域農作物的品質將直接影響區域農業的可持續發展及人們的身體健康。面對礦區的擴大及區域工農業快速發展對產地環境不良生態效應加劇的情況，目前還未見麥田土壤和小麥籽實重金屬污染評價方面的系統性研究報道。鑒于此，對徐州小麥主栽區麥田土壤及小麥籽實重金屬進行含量測定及其污染與食用健康風險評價，旨在為研究區域環境重金屬污染聯合阻控技術和保障居民飲食安全提供基礎數據及決策參考。

1　材料與方法

1.1研究區概況

研究區位于江蘇省西北部、華北平原東南部和古淮河支流沂、沭、泗諸水下游的徐州市，地理坐標為116°22′～118°40′ E和33°43′～34°58′ N。土地總面積11142.33 km2，小麥種植面積約3400 km2。該區屬暖溫帶半濕潤季風氣候，年平均氣溫14.2 ℃，年日照時數為2284～2495 h，日照率52%～57%，年均無霜期200～220 d，年均降水量800～930 mm。土壤主要分為棕土、褐土、紫色土、潮土、砂姜黑土和水稻土六大類，其中潮土占全區土壤總面積的79.5%以上。作為中國機械工程之都、淮海經濟區中心城市的徐州，近年來工業企業的規模和數量越來越大，其中裝備制造、能源、煤鹽化工、冶金和建材等企業的排污對農業環境質量的影響也是與日俱增。

1.2樣品采集測定

基于前期對徐州地區小麥主栽區分布及重金屬污染情況的調查，布點時主要考慮區域經濟社會發展狀況、距離河流和公路遠近、土壤類型和區域之間樣點分布的均勻性、代表性等因素，選取位于研究區東南部的睢寧縣梁集鎮（SNLJ）、東部的邳州市新河鎮（PZXH）和西北部的沛縣湖西農場（PXHX）這3個小麥主栽區，代表該地區的典型麥區。每個主栽區確定采樣點8個。在6月小麥成熟期進行采樣，在每個采樣點600 m2范圍內采集6～7處麥穗，室內風干脫殼取約2 kg小麥籽實，經超聲波清洗后再用去離子水清洗 3次，80 ℃烘箱烘烤至恒重，冷卻后去麩粉碎貯存待測。為揭示小麥、土壤中重金屬含量之間的關系，在采集小麥樣品的同時完成土壤樣品采集，盡可能保證土壤采樣點與小麥采樣點一致。采集土壤表土層樣品（0～20 cm）并混勻，四分法取1 kg作為該點混合樣品，室內自然風干磨細并過100目篩備測（Li et al.，2006）。土壤 pH值和有機質測定方法參照農業標準NY/T1121.2─2006。土壤中Pb和Cd、Zn和Cu、Ni、Cr含量分別參照國家標準GB/T17141─1997、GB/T17138─1997、GB/T17139─1997和國家環境保護標準HJ/491─2009測定，小麥中Cd、Zn、Cu、Ni、Pb和 Cr含量測定方法分別參照國家標準GB5009.15─2003、GB/T5009.14─2003、GB/T5009.13 ─2003、GB/T5009.138─2003、GB5009.12─2010和GB/T5009.123─2003，并在分析過程中采用平行雙樣，確保質控樣品相對誤差控制在10%以內。

1.3土壤重金屬污染評價

考慮地域差異和土壤背景值選定，運用Muller地累積指數法和 Hakanson潛在生態風險指數法評價麥田土壤重金屬污染狀況并比較分析。地累積指數（Igeo）計算公式為：

Igeo=log2［Cn/（K×Bn）］（1）

式中，Cn為土壤中重金屬元素n的實測含量；Bn為該重金屬元素n的參比值，本研究以江蘇省徐淮黃泛平原表層土重金屬背景值作為參比值，即Pb、Cd、Zn、Cu、Ni和 Cr的土壤背景值分別為23.8、0.149、68、25、32.1和73 mg·kg-1（廖啟林等，2009）；K為考慮成巖作用可能引起的背景值變動系數（一般取值為1.5）（周秀艷等，2004）。Igeo的分級標準與污染程度劃分見表1（賈英等，2013）。

表1　地累積指數分級標準Table 1　Graduation standard of Igeo

潛在生態風險指數（RI）計算公式為：

式中，Eri為重金屬元素 i的潛在生態風險系數；Tri為重金屬元素 i的毒性響應因子，即 Pb、Cd、Zn、Cu、Ni和Cr的Tri值分別為5.0、30、1.0、5.0、5.0和2.0（賈英等，2013）；Ci為重金屬元素i的污染因子；Ci和Ci分別為土壤中重金屬元素i的實測含量和參比值（廖啟林等，2009）；RI分級標準與生態風險程度見表2（賈英等，2013）。

1.4小麥重金屬健康風險評價

參考美國環境保護署USEPA風險評價模型，通過膳食途徑定量評價小麥中重金屬對人體的健康影響。其中化學致癌物（基因毒物質）健康風險評價模型為：

表2　潛在生態風險指數分級標準Table 2　Graduation standard of RI

式（3）中，Rc為化學致癌物經食入途徑的平均個人致癌年風險（a-1），種）經食入途徑的平均個人致癌年風險（a-1）；式為化學致癌物i（共k（4）中，Dig為化學致癌物i經食入途徑的單位體重日均暴露劑量（mg·kg-1·d-1），qig為化學致癌物經食入途徑的致癌強度系數（kg·d·mg-1）， 70為人均壽命（a）；式（5）中，0.5為成人面食日均使用量（kg），Ci為化學致癌物或軀體毒物質質量分數（mg·kg-1），70為人均體重（kg），致癌性重金屬Cd、Cr的qig分別為6.1和41 kg·d·mg-1（EPA，1987）。

非致癌物（軀干毒性物質）健康風險評價模型為：

各有毒物質對人體健康產生危害的累積效應呈相加關系、協同關系或拮抗關系?；谛←溩褜嵵懈饔卸疚镔|含量很低，可假定每種物質的作用是獨立的。即各種重金屬對人體健康水平的損害程度呈累積相加效應，則小麥中重金屬通過食入途徑對人體所產生的總健康風險可表示為：式中，Rs為化學致癌物和非致癌物的個人總年風險（a-1）。

1.5數據處理

采用SPSS 13.0軟件對試驗數據進行相關性分析和方差分析，其中組間均值差異選擇Duncan新復極差法計算。

2　結果與分析

2.1徐州地區麥田土壤基本理化性質

徐州地區小麥主栽區SNLJ、PZXH和PXHX麥田表層土壤（0～20 cm）主要理化參數的測定結果見表3，結果顯示3個采樣區pH值為7.58～8.32，OM質量分數為21.4～60.9 g·kg-1，地理位置上呈東南向西北顯著上升的趨勢（P＜0.05）。由此可見，徐州地區麥田表層土壤呈堿性，OM質量分數達《綠色食品產地環境質量》（NY/T391─2013）中土壤肥力分級參考指標 I級（＞15 g·kg-1），但此特性有利于重金屬元素在土壤表層土中累積。

表3　徐州地區麥田表層土壤理化參數統計Table 3　Summary of physico-chemical parameters in surface soils from wheat fields of Xuzhou area

2.2徐州地區麥田土壤重金屬含量分析

徐州地區小麥主栽區SNLJ、PZXH和PXHX麥田表層土壤中重金屬含量的測定結果見表4，結果顯示所測6種重金屬元素的含量在地理位置上均呈由東南向西北顯著增加的趨勢（P＜0.05），而毗鄰微山湖和大屯煤礦的 PXHX麥田表層土壤重金屬含量最高。PXHX土壤中Cd、Zn、Cu、Ni、Cr和PZXH土壤中Cd平均含量分別高于中國土壤元素背景值的1.18、1.42、1.61、1.72、1.20和1.20倍。但所測6種重金屬元素的含量均低于《土壤環境質量標準》（GB15618─1995）中二級標準值和《綠色食品產地環境質量》（NY/T391─2013）規定的土壤中污染物含量限值，符合國家綠色食品土壤環境質量標準要求。基于6種重金屬元素的Pearson相關系數，SNLJ土壤中Pb與Cd、Zn與Ni，PZXH土壤中Zn與Ni、Zn與Cr，PXHX土壤中Cd與Cr含量之間存在顯著正相關關系（P＜0.05），說明其在來源、運輸和沉積等方面具較為相似的地球化學行為。其中PZXH土壤中Ni與Cr、PXHX土壤中Pb 與Cr含量間存在極顯著負相關（P＜0.01），推測其來源不同（Kunwar et al.，2005；雷沛等，2013）。

表4　徐州地區麥田表層土壤重金屬含量Table 4　Content of heavy metals in surface soils from wheat fields of Xuzhou area mg·kg-1

2.3徐州地區麥田土壤重金屬污染評價

2.3.1地累積指數評價

徐州地區小麥主栽區SNLJ、PZXH和PXHX麥田表層土壤中重金屬地累積指數的污染評價結果見表5，結果顯示除PXHX土壤中Zn存在輕度污染外，其余2個主栽區土壤環境中所測6種重金屬元素均不存在污染，生態風險累積等級均為0級，表明該地區麥田表層土壤的重金屬整體處于無污染水平。

2.3.2潛在生態風險指數評價

徐州地區小麥主栽區SNLJ、PZXH和PXHX麥田表層土壤中重金屬潛在生態風險指數的污染評價結果見表6，結果顯示3個主栽區土壤中6種重金屬元素的RI值介于17.70～41.93之間，其平均值為30.55，均小于110，可見該地區麥田表層土壤處于低生態風險程度。所測6種重金屬元素的潛在生態風險程度順序為 Cd＞Ni＞Cu＞Cr＞Zn＞Pb，其中Cd的生態風險最高。因Cd的值在6種重金屬元素中最高，相應的值也最大。該元素雖在3個主栽區土壤中的含量最低（表4），但其生態風險卻最高，應成為該區環境治理和風險控制的重要目標（雷沛等，2013）。

表5　徐州地區麥田表層土壤重金屬地累積指數及累積等級Table 5　Geo-accumulation indexes （Igeo） and accumulation levels （L） of heavy metals in surface soils from wheat fields of Xuzhou area

表6　徐州地區麥田表層土壤重金屬潛在生態風險指數Table 6　Potential ecological risk indexes （RI） of heavy metals in surface soils from wheat fields of Xuzhou area

2.4徐州地區小麥籽實重金屬含量分析

徐州地區小麥主栽區SNLJ、PZXH和PXHX小麥籽實中重金屬含量的測定結果見表 7，結果顯示Pb、Cd平均含量在地理位置上由東南向西北呈“V”型分布，Cu、Cr含量變化則相反，而Zn、Ni含量分別呈顯著減小和增大趨勢（P＜0.05）。除PXHX籽實中Pb和PZXH籽實中Cd平均含量分別超過食品安全國家標準限量值的1.1和1.2倍，其余均符合相關限量要求。其中PXHX籽實與土壤中Pb、PZXH籽實與土壤中Cd含量分別呈顯著正相關（P＜0.05），其超標原因可能與其在土壤中的總量大且遷移性強有關（李波等，2005；王祖偉等，2007），可見調查區域內部分地區小麥籽實重金屬超標問題需進一步關注。

表7　徐州地區小麥籽實重金屬含量Table 7　Content of heavy metals in wheat grains of Xuzhou area mg·kg-1

2.5徐州地區小麥籽實重金屬個人年風險評價

基于徐州地區小麥主栽區 SNLJ、PZXH和PXHX小麥籽實經食入途徑，其中重金屬對人體健康年風險的評價結果見表8，結果顯示3個主栽區籽實中Cr的Rc介于5.74×10-4～1.91×10-3a-1，均高于國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受水平（5.0×10-5a-1）（倪彬等，2010）。其中Cr在PZXH 的No.2和SNLJ的No.3的Rc分別為最大和最小，分別為 ICRP推薦的最大可接受水平的 38.20和11.48倍。Cd在SNLJ和PXHX籽實中的Rc均低于ICRP推薦的最大可接受水平，而在PZXH籽實Rc均超過可接受水平，最高達ICRP推薦的最大可接受水平的1.61倍。SNLJ、PZXH和PXHX籽實中Cr、Cd的平均Rc分別占化學致癌物的個人總年風險的98.60%和1.40%、96.19%和3.81%、99.59%和0.41%，可見Cr是所測兩種化學致癌物中的主要污染物，應列為風險決策管理的重點對象。3個主栽區籽實中2種化學致癌物總的健康風險水平由大到小排序為PZXH＞PXHX＞SNLJ，該結果與表7中對應重金屬含量高低一致。

表8還顯示3個主栽區籽實Rn均低于ICRP推薦的最大可接受水平，非致癌物通過食用途徑產生的健康風險水平為Cu＞Zn＞Pb＞Ni。3個主栽區籽實Rs在5.84×10-4～1.99×10-3之間，均高于ICRP推薦的最大可接受水平，為該水平的11.68～39.80倍。其中SNLJ、PZXH和 PXHX籽實平均 Rc分別占 Rs的99.84%、99.95%和99.92%，而Rn分別占Rs的0.16%、0.05%和0.08%。由此可見，3個采樣區小麥籽實中的重金屬對人群食用存在一定的潛在風險，且主要為化學致癌重金屬，對此應引起足夠的重視。

表8　徐州地區小麥籽實食入途徑重金屬健康危害個人年風險Table 8　Health risk of heavy metals in wheat grains of Xuzhou area to the individual person per year through ingestion　　a-1

3　討論

3.1徐州地區麥田土壤重金屬污染特征

王學松等（2006）年研究發現，徐州市 21個表層土壤樣品中Pb、Cd、Zn、Cu、Ni和Cr平均含量均超過中國土壤元素背景值的1.67、5.57、1.99、1.69、1.28和1.29倍，尤以Cd超標率最高；而劉紅俠等（2006）同年報道，該市北郊 20個農業耕層土壤樣品中的Pb、Cd、Zn、Cu和Cr平均含量也均高于背景值的2.16、26.49、2.07、1.56和13.45倍，仍以Cd超標率居首。推測采樣區土壤可能與相鄰的鋼鐵廠、皮革廠等工業重污染源有關，而Cd超標率最高應與該區域農田長期使用P肥造成土壤中Cd高累積相關。本研究僅發現PXHX土壤中Cd、Zn、Cu、Ni、Cr和PZXH土壤中Cd的平均含量均高于背景值，除Ni外的5種重金屬元素超標率均低于上述兩個報道。究其原因，這得益于徐州市近年來加快對高污染企業的搬遷、關停行動和主栽區麥田倡導水旱輪作。同時增施的有機肥有助于改變土壤的理化性質，并對土壤中重金屬的環境化學行為產生顯著影響，表現在土壤的有機質對重金屬具吸附作用（劉秀春等，2008）。表 4顯示生態風險最高的是Cd，應列為該區環境治理和風險控制的重要目標（雷沛等，2013）。PXHX主栽區土壤重金屬超標率居3個采樣區之首，這與該區毗鄰的大屯煤礦和微山湖灌溉用水污染存在一定的關系。這點如賈英等（2013）報道，因蕰藻浜與黃浦江交界處的采樣點靠近寶山工業區，其河流沉積物中的重金屬污染相比較重類似。本研究發現 Ni的超標率由王學松等（2006）報道的1.28倍增至1.72倍，推測可能與采樣點土壤樣品的差異及該地區近年來大力發展電動車產業有關，這點需引起重視。眾所周知，該產業電鍍工序中大量使用的 Ni極易隨電鍍廢水排入水體，進而通過農業灌溉進入土壤系統，經作物根系吸收作用富集于機體，隨著運輸作用向地上部移動，并積累于作物莖葉和果實（陳蘇等，2007；王新等，1994）。雖然本研究中3個小麥主栽區土壤中所測的6種重金屬含量均低于《土壤環境質量標準》（GB15618─1995）中二級標準值和《綠色食品產地環境質量》（NY/T391─2013）規定的限值，但 Pearson相關系數顯示的有關重金屬來源、運輸和沉積等地球化學行為還有待進一步研究。

3.2徐州地區小麥籽實重金屬污染及食用健康風險

近年來，小麥重金屬污染風險日益顯著，逐漸成為社會關注的熱點和政府農場品質量安全監管的重點。如滬寧高速公路兩側和內蒙古河套地區籽實中Pb含量超標率分別為95%以上和19%，新鄉市寺莊頂罐區籽實中Cd、Ni、Cr和Zn含量超標25.5、12.98、6.12和1.32倍，天津污灌區籽實Cd含量超標1.24倍，江蘇南部典型地區Cd、Zn和Pb含量超標率分別為22.73%、18.18%和4.55%，黃淮海和長江中下游兩大小麥優勢產區籽實中Cd含量超標率12.5%（潘永敏等，2014；李波等，2005；王祖偉等，2007；張青等，2010；朱桂芬等，2009）。本研究結果顯示，整體而言徐州地區小麥受到重金屬污染的程度較輕，僅PXHX籽實中Pb和PZXH籽實中Cd含量分別超過食品安全國家標準限量值的1.1和1.2倍，但已顯示出區域性特征。其超標原因可能與該重金屬元素在土壤中的總量大且遷移性強有關（李波等，2005；王祖偉等，2007）。這需要進行合理的生產區域布局和種植業結構調整，基于糧食生產戰略考慮，在保障其產量的前提下，立足于發揮區域比較優勢，在小麥低 Pb、Cd水平區域加大小麥種植比例，相反地區可該種棉花等非食源性作物或實行小麥-玉米、伴礦景天/小麥-茄子等輪間作制度，也可通過培育、推廣低重金屬累積小麥品種來降低其受重金屬污染的概率（陸美斌等，2015；居述云等，2015）。

表8顯示，3個主栽區籽實中Cr的Rc均超過ICRP推薦的最大可接受水平，Cd在PZXH籽實Rc超過可接受水平的 1.61倍。其中前者與孫卉等（2008）報道開封市化肥河污灌區小麥化學致癌物Cd對人群膳食途徑所致健康風險結果一致，由此可見，作為所測兩種化學致癌物中的主要污染物的Cr應列為風險決策管理的重點對象。但后者有別于陸美斌等（2015）報道的中國兩大優勢小麥產區小麥受Cd污染危害較小，不同消費人群因食用小麥Cd引起的風險程度較低。本研究選擇美國環境保護署USEPA風險評價模型作為參考，僅以小麥籽實為唯一暴露途徑與來源，但日常生活中市級消費人群的膳食結構較此更復雜，如水稻、蔬菜、高粱等作物中重金屬Cr、Cd也是膳食暴露風險的貢獻者，再加上加工方式的差異，其表現的風險性可能比估計的要小。另如本研究運用的健康風險評價模型，人均壽命、體重和單位體重日均暴露劑量等參數的選擇，未考慮到隨著人們生活水平的提高而發生的差異性變化。如體重增大或化學致癌物濃度降低，都會出現籽實經食入途徑化學致癌物年風險評價結果偏小的現象。對此，等有關部門發布權威的最新信息后對評價結果進行進一步修正（陸美斌等，2015）。綜上所述，后續要注重重金屬在“水體-土壤-作物-人體”系統中的遷移、轉化和健康風險毒理學方面的實證研究，以期為區域性麥田土壤環境保護與管理及小麥籽實攝入重金屬所致人體健康風險等方面提供參考數據。

4　結論

（1）徐州SNLJ、PZXH和PXHX小麥主栽區土壤中Pb、Cd、Zn、Cu、Ni和Cr含量均低于《土壤環境質量標準》中的二級標準值和《綠色食品產地環境質量》中規定的土壤中污染物含量限值。

（2）Muller地累積指數法分析表明僅PXHX土壤中Zn存在輕度污染，而Hakanson潛在生態風險指數法顯示3個主栽區土壤重金屬均呈低生態風險。

（3）除PXHX小麥籽實中Pb和PZXH籽實中Cd平均含量分別超標 1.1和 1.2倍，其余指標及SNLJ籽實中所測6種重金屬含量均符合限量要求。

（4）3個主栽區小麥籽實中僅Cr的Rc高于ICRP推薦的最大可接受水平，但該地區所測重金屬元素的Rn較ICRP推薦的最大可接受水平低，而Rs分別較ICRP推薦的最大可接受水平高，表明籽實中化學致癌重金屬對人群食用存在一定程度上的健康風險。

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Pollution Characteristics of Heavy Metals in Soils and Wheat Grains in Xuzhou Area

QIANG Chengkui1， QIN Yuehua1*， DING Yonghui1， CAO Dan1， WANG Feng2，ZHANG Ming1， HAN Bo1， LI Weiwei
1. Xuzhou City Key Laboratory of Modern AgroBiotechnology， Xuzhou Bioengineering Technical College， Xuzhou 221006， China；2. Department of Scientific Research， Xuzhou Bioengineering Technical College， Xuzhou 221006， China

Quality and safety issues of agricultural products induced by heavy metals has become the social concern. To understand the pollution characteristics of heavy metals in soils and wheat grains in Xuzhou area， the concentrations of 6 heavy metals including Pb， Cd， Zn， Cu， Ni and Cr in surface soils and wheat grains from 3 main plantation areas were determined. Muller's Geoaccumulation Index Mehod and Hakanson's Potential Ecological Risk Index Method were used to analyse the pollution status of heavy metals in soils. Futhermore， the health risks of each heavy metal in wheat grains were evaluated. The results showed that the concentration of Cd， Zn， Cu， Ni， Cr in PXHX soils and Cd in PZXH soils were about 1.18， 1.42， 1.61， 1.72， 1.20， 1.20 times of national background values of soil elements， respectively. But the concentrations of 6 heavy metals in soils from 3 main plantation areas were lower than the limit values of Environmental quality standard for soils （GB15618-1998） secondary standard and Green food-Environmental quality for production area （NY/T391-2013）. Slight pollution for only Zn in PXHX soils was found by geoaccumulation index. The potential ecological risk indexes （RI） of 6 heavy metals at all main plantation areas were between 17.70 and 41.93， and posed very low potential risks for these areas. And the risks of 6 heavy metals were in the following order: Cd ＞ Ni ＞Cu ＞ Cr ＞ Zn ＞ Pb， Cd contributed the most to the total potential ecological risk. Only Pb concentration in PXHX wheat grains and Cd concentration in PZXH wheat grains were about 1.1 and 1.2 times of the limit values of National Food Safety Standard. The health risks of Cr in wheat grains from 3 main plantation areas and Cd in PZXH wheat grains to the individual person per year through ingestion were significantly higher than the maximum allowance level recommended by the International Commission on Radiological Protection （ICRP）. The health risk to the individual person per year caused by non-carciongens of Pb， Zn， Cu and Ni were lower than the level. The total health risk of 6 heavy metals to the individual person per year was more 11.68～39.80 times than the level. Thus， the potential risk of those chemical carcinogens to the crowd may occur by consuming wheat grains from all plantation areas and must arouse enough attention.

heavy metals； wheat grains； soil； health risk assessment

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.06.017

X53

A

1674-5906（2016）06-1032-07

國家星火計劃項目（2015GA690053）；徐州市推動科技創新專項資金項目（KC14SM101）；江蘇省農業三新工程項目［SXGC（2013）041］

強承魁（1978生），男，教授，博士，主要從事農產品安全與質量控制技術研究。E-mail: bioqck@163.com

秦越華（1965年生），男，副教授，主要從事現代農業技術和職教管理研究。E-mail: yuehua5855@sina.com

2016-02-27