高砷煤礦污染土壤的小麥砷累積研究

段明宇，吳 攀,2，張翅鵬,2,李學先，覃應機

(1.貴州大學資源與環境工程學院，貴州貴陽 550025；2.貴州省普通高等學校礦山環境污染過程與控制特色重點實驗室，貴州貴陽 550025)

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高砷煤礦污染土壤的小麥砷累積研究

段明宇1，吳 攀1,2，張翅鵬1,2,李學先1，覃應機1

(1.貴州大學資源與環境工程學院，貴州貴陽 550025；2.貴州省普通高等學校礦山環境污染過程與控制特色重點實驗室，貴州貴陽 550025)

為了解砷污染土壤對小麥品質的影響及食用砷污染土壤種植的小麥對人群健康的影響，以貴州省興仁縣交樂高砷煤礦區砷污染農田的土壤-小麥系統為研究對象，采用氫化物發生-原子熒光光度法測定土壤和小麥砷含量，并對砷污染土壤及小麥中砷分布特征進行研究。結果表明，受污染農田土壤(區域Ⅰ、區域Ⅱ)的砷含量顯著高于周邊未受污染農田(區域Ⅲ)，區域Ⅰ土壤pH值最低(4.57)，土壤砷含量分別是區域Ⅱ、區域Ⅲ的1.94和2.13倍，土壤砷含量與土壤pH值呈顯著負相關關系；區域Ⅰ小麥樣品不同器官的砷含量為1.37 mg·kg-1(根)、0.74 mg·kg-1(莖葉)、0.85 mg·kg-1(籽粒)；受試樣品中，67%的小麥籽粒砷含量高于GB2762-2012中規定的小麥砷含量限值(0.5 mg·kg-1)。采用USEPA推薦健康風險評價模型對當地居民以小麥為砷攝入途徑的健康風險評價結果顯示，區域Ⅰ、區域Ⅱ小麥的HQ值分別為2.82和1.19，區域Ⅲ為0.97。受試土壤砷污染已對小麥品質產生影響，食用礦區附近砷污染農田種植的小麥可能對居民健康有影響。

高砷煤；土壤；小麥；砷累積

煤礦開采對周圍環境的影響是典型的礦山環境問題之一，尾礦和廢渣(簡稱尾渣)的堆棄不僅直接占據土地，而且尾渣中砷(As)等重金屬離子在風化、礦山排水和雨水沖刷等多種因素共同影響下，間接或直接造成土壤砷污染[1-2]。土壤中砷等有毒有害物質通過植物進入食物鏈，對人體健康造成不良影響[3-4]。研究表明，食物砷攝入量約占人體總砷攝入量的20%[5]，因此，砷污染土壤對糧食作物及人體健康的影響已引起國內外學者的關注[6-8]。

小麥是全球50%以上人口的主要糧食，也是中國北方地區的主要糧食作物。研究表明，在砷污染土壤或污水灌溉區，小麥植株在整個生育期的生長明顯受到抑制[9-10]，污染土壤對小麥的品質和產量均產生明顯影響[11-12]。小麥對砷的累積作用強于其他作物，據報道，湖南某砷污染地區水稻砷含量超標4.6倍，蔬菜超標21倍，而小麥超標28倍[13]。砷在人體的富集程度遠高于小麥對土壤砷的富集[14]。佟俊婷等[15]對內蒙古河套平原砷中毒高發區作物砷污染水平進行了研究，發現谷物中砷含量對人體健康存在潛在威脅。砷在人體積累到一定程度時，會引發砷斑、肺癌、皮膚癌等疾病[16-17]。

貴州興仁縣是典型的高砷煤礦區,20世紀開發高砷煤遺留的環境問題影響至今，盡管煤礦早已被當地政府關閉，但是當地居民砷中毒現象仍舊持續。小麥作為此地區主要農田作物之一，是當地居民砷攝入的主要來源，研究本地區土壤砷含量與小麥籽粒中的砷分布狀況，可為深入認識礦區砷污染土壤-小麥系統中砷的遷移和累積及科學評價礦區土壤砷污染提供科學依據。

1 研究地區與方法

1.1 研究區概況

研究區位于貴州省黔西南州興仁縣交樂村(東經104°54′～105°34′，北緯25°16′～25°48′),平均海拔2 014 m，全年降水量為1 320.5 mm，平均氣溫15.2 ℃。冬無嚴寒，夏無酷暑，雨熱同季，耕地土壤屬于弱酸性黃壤土，主要糧食作物為水稻和小麥。研究區內以貓石頭水庫、石頭寨水庫以及兩個水庫的混合水為主要農田灌溉水源，分別對水庫下游及周邊的農田進行灌溉。

1.2 樣品采集與分析

于2015年5月8日采集樣品，在研究區內按照灌溉水源及水流流向選擇灌溉河流周邊長勢相同的麥田(株高一致、麥穗長度接近、籽粒飽滿程度相近)作為采樣田塊。拔出小麥并用木鏟分離出根部土壤后分別裝入自封袋保存，共采集小麥及其根部土壤成套樣品15件，其中，M1～M5采自未受到含砷水污染的區域Ⅲ，M6～M8采集于區域Ⅱ、 M9～M15采集于區域Ⅰ。同時，在研究區內采集表層土壤做X射線衍射(XRD)分析。分別采集石頭寨水庫出水口(W1)、貓石頭水庫出水口(W3)、兩水庫下游河流交匯后的水樣(W2)。樣點分布如圖1所示。

小麥樣品帶回實驗室用自來水和去離子水清洗干凈后，105 ℃殺青30 min，將其分為根、莖葉、麥穗，冷凍干燥(GL-G20-Ⅱ)處理后，將麥穗脫殼得到籽粒。各部分樣品用微型植物粉碎機(天津泰斯特/FZ102)粉碎后裝袋于干燥器中保存；土壤樣品自然風干，研磨過10目和100目尼龍篩后分別裝袋保存。

采樣現場使用水質參數儀(WTW multi 3430)測定水質pH、電導率(EC)等易變參數。水樣經過0.45 μm濾膜過濾后加鹽酸保存，用氫化物發生-原子熒光光度法(北京海光AFS-9780)測定水中砷濃度，加硝酸保存后用原子吸收分光光度法測定水樣中鐵、錳濃度。土壤pH值參照NY/T1377-2007測定；有機質參照NY/T1121.6-2006測定；土壤經酸溶后，采用原子吸收分光光度法測定鐵、錳含量；土壤和小麥分別選用王水和硝酸-高氯酸-氫氟酸消解，運用氫化物發生-原子熒光光度法測定其總砷含量；土壤礦物組成于中國科學院地球化學研究所X射線衍射分析室完成。通過測試空白樣品、平行樣品、土壤標準物質(GSS-4)以及小麥標準物質(GBW08669)，保證分析質量。

1.3 數據處理

數據采用Excel 2010和SPSS 20.0進行分析、處理。

1.4 評價參數計算方法

1.4.1 單項污染指數評價

Pi=Ci/Sip

(1)

式中：Pi:單項污染指數；Ci:實測土壤污染物濃度(mg·kg-1；Sip:HJ/T332-2006中的限值。

1.4.2 健康風險評價

HQ=ADD/RfD

(2)

HQ:污染物等效死亡的終身危險度；ADD:日平均暴露劑量；RfD:砷的日參考劑量(3×10-4mg·kg-1·d-1)；HQ<1表明污染物對人體健康沒有明顯風險，HQ≥1則表明暴露人群存在健康風險。

ADD=(Ci×IR×ED×EF)/(BW×AT)

(3)

Ci:污染物實測濃度；IR:攝取速率(0.08 kg·d-1)[18-19]；ED:暴露持續時間(30 a)；EF:暴露頻率(350 d·a-1)；BW:評價對象體重，以60 kg計[20]；AT:平均暴露時間，以25 550 d計。

2 結果與分析

2.1 研究區土壤狀況

20世紀80-90年代，研究區居民頻繁的礦業活動使貓石頭水庫(W3)受到污染(pH 3.1、EC 1 600 μS·cm-1、Fe 27.3 mg·L-1、As 10.3 μg·L-1)，而石頭寨水庫(W1)未受直接影響(pH 8.0、EC 400 μS·cm-1、Fe 0.01 mg·L-1、As 6.4 μg·L-1)。受石頭寨清潔水源的稀釋，混合水(W2)受到影響相對小(pH 3.81、EC 740 μS·cm-1、Fe 6.97 mg·L-1、As 8.4 μg·L-1)。由表1可知，貓石頭水庫水直接灌溉的農田(區域Ⅰ)土壤pH值為4.57，砷含量為73.21 mg·kg-1，鐵和錳含量分別為78.18和0.19 g·kg-1；區域Ⅱ土壤pH值為4.76，砷含量為37.78 mg·kg-1，鐵和錳含量分別為89.93和0.45 g·kg-1；區域Ⅲ農田主要受石頭寨水庫灌溉，土壤pH值為5.30，土壤砷含量為34.30 mg·kg-1，鐵、錳含量分別為85.43和0.44 g·kg-1。區域Ⅰ、區域Ⅱ、區域Ⅲ土壤有機質含量分別為4.26%、2.95%、3.74%。采用X射線衍射對土壤礦物分析，結果表明，區域I土壤中鐵氧化物含量約為3.62%，區域Ⅱ約為4.57%，區域Ⅲ約為3.52%。造成區域Ⅰ、區域Ⅲ土壤鐵氧化物含量低于區域Ⅱ的主要原因是灌溉水水質不同。區域Ⅱ土壤受混合水灌溉，pH值升高使鐵在區域Ⅱ土壤中沉淀，導致鐵氧化物含量高于其他兩個區域。

圖1 研究區采樣點分布圖Fig.1 Map of sampling area tested

表1 研究地區土壤質量Table 1 Soil quality of tested area

根據HJ/T332-2006，基于土壤pH和土壤砷含量，運用單項污染指數(Pi)對土壤質量進行評價。結果(圖2)顯示，區域Ⅲ土壤Pi介于0.66～2.17，個別樣點評價結果出現超標(Pi>1)。區域Ⅱ受混合水灌溉影響，所有樣點土壤Pi值均大于1；區域I農田距離貓石頭水庫較近，土壤污染程度相對較高，其中，M11、M13點Pi值分別為3.08和3.06，污染較為嚴重，可能會對小麥品質產生影響。

2.2 研究區小麥的砷累積狀況

區域Ⅰ小麥根、莖葉、籽粒的砷含量分別為1.37、0.74和0.85 mg·kg-1；區域Ⅱ小麥根、莖葉和籽粒砷含量分別為1.47、0.83和0.58 mg·kg-1；區域Ⅲ小麥根、莖葉和籽粒的砷含量依次為1.13、0.66和0.47 mg·kg-1(表2) ，三個區域籽粒中砷含量比值為1.8∶1.2∶1。區域Ⅰ小麥籽粒中的砷濃度均超過《食品安全國家標準食品中污染物限量》限值(0.5 mg·kg-1)，顯著高于區域Ⅱ、Ⅲ，分別為后二者的1.47和1.81倍。區域Ⅱ小麥根、莖葉、籽粒砷含量分別比區域Ⅲ高出30%、26%、23%，表明在土壤受砷污染情況下，砷很容易在小麥體內累積，且根部砷含量明顯高于莖葉和籽粒。

圖2 被測土壤單項污染指數Fig.2 Individual pollution index of soil tested

對小麥各器官砷含量和土壤砷含量進行相關性分析，結果(表3)表明，小麥籽粒中砷含量與其根、莖葉砷含量分別呈極顯著和顯著正相關關系。土壤砷含量與籽粒砷含量沒有顯著相關性，這與前人研究結果(表4)相似。土壤砷含量與籽粒砷含量相關性不顯著，可能是土壤酸化程度[21-22]、土壤礦物組成(鐵氧化物含量及結晶礦物含量)影響了土壤中砷的遷移性和生物有效性[23-24]，其中，酸化增強了土壤顆粒對砷的吸附[24]，鐵氧化物、結晶礦物含量的增加可降低土壤中砷的遷移性，從而減弱了土壤中砷對小麥的污染。前人對土壤和小麥籽粒中砷含量關系的研究結果表明，小麥砷的累積系數(籽粒砷含量比土壤砷含量)在0.005～0.043之間，本研究所得小麥的累積因子介于其間。

2.3 小麥砷污染健康風險評價

土壤砷可以通過飲用水和糧食向人體轉移。為評價污染土壤上種植小麥對居民身體健康的影響，運用健康風險評價模型對當地居民通過小麥攝入As的人群日均暴露劑量(ADD)和危險度(HQ)進行評價。結果顯示，當攝取速率(IR)為0.08 kg·d-1時，區域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ADD值分別為8.44×10-4、3.57×10-4、2.90×10-4

mg·kg-1·d-1， HQ值分別為2.82、1.19和0.97，受到砷污染的區域Ⅰ、Ⅱ的HQ值均大于1，說明對人體存在健康風險。此外，小麥莖葉中所含的砷被動物攝入后，經食物鏈進入人體，同樣也會對人群健康造成危害。

表2 不同區域土壤與小麥各部分的砷含量Table 2 Arsenic concentration in soil and different wheat organs from different areas mg·kg-1

同列數字后不同字母表示區域間差異顯著(P<0.05)。
Different letters following data within same column mean significant difference among different areas(P<0.05).

表3 土壤砷與小麥各器官砷含量的相關關系Table 3 Correlation of arsenic content between different wheat organs and soil of wheat arsenic

*:P<0.05; **:P<0.01.

表4 本研究與前人研究結果中土壤砷與小麥籽粒砷含量的比較Table 4 Compare of arsenic content in soil and wheat grain in this study and reported

3 討 論

受高砷煤礦區酸性礦山排水灌溉的影響，研究地區農田土壤被酸化，砷含量增加，部分土壤pH值可降至4.5以下，砷含量可增至90 mg·kg-1以上，運用單項污染指數對土壤砷污染進行評價，受試土壤Pi值最高至3.0以上，表明土壤受到嚴重的砷污染。有研究表明，區域Ⅰ土壤鐵氧化結合態的砷(Fe-As)含量約為70.11%，區域Ⅱ約為62.16%，區域Ⅲ為67.23%[21]；酸性土壤中Fe-As在還原條件下可向交換態砷(Exch-As)轉化[28-29]，交換態砷更容易被植物吸收利用。

小麥對土壤中的砷具有吸收、累積作用，小麥根中砷濃度高于其他部分，可能是因為根對砷在小麥體內的轉運具有一定的阻留作用，與小麥根對其他重金屬的屏蔽作用相似[30-31]。小麥不同器官中砷含量存在明顯差異，籽粒砷含量與根、莖葉砷含量呈顯著的正相關關系。未受砷污染或輕度砷污染土壤上(區域Ⅱ、區域Ⅲ)小麥籽粒砷含量與土壤砷含量呈正相關關系，但區域Ⅰ中出現土壤砷濃度高、籽粒砷濃度低的情況，具體原因有待更深入研究。中度以上砷污染土壤上種植小麥，籽粒中砷含量相對較高，普遍超過《食品安全國家標準食品中污染物限量》小麥砷含量限值(0.5 mg·kg-1)。在砷污染土壤上種植小麥等糧食將會加大人群砷暴露風險甚至危害人體健康，對礦區周邊有毒重金屬污染土壤進行利用時需要謹慎。

[1]KOHFAHL C,GRAUPNER T,FETZER C,etal.The impact of cemented layers and hardpans on oxygen diffusivity in mining waste heaps a field study of the Halsbrucke lead-zinc mine tailings(Germany) [J].ScienceoftheTotalEnvironment,2010,408:5932.

[2]黃興星,朱先芳,唐 磊,等.北京市密云水庫上游金鐵礦區土壤重金屬污染特征及對比研究[J].環境科學學報,2012,32(6):1520.

HUANG X X,ZHU X F,TANG L,etal.Pollution characteristics and their comparative study of heavy metals in the gold and iron mine soil of the upstream area of Miyun reservoir,Beijing [J].ActaScientiaeCircumstantiae,2012,32(6):1520.

[3]HOLLY A M.An arsenic forecast for China [J].Science,2013,341(31):852.

[4]李 玲,譚 力,段麗萍,等.食品重金屬污染來源的研究進展[J].食品與發酵工業,2016,42(4):238.

LI L,TAN L,DUAN L P,etal.Progress in food sources of heavy metal pollution [J].FoodandFermentationIndustries,2016,42(4):238.

[5]ZHAO F J,LOPEZ-BELLIDO F J,GRAY C W,etal.Effects of soil compaction and irrigation on the concentrations of selenium and arsenic in wheat grains [J].ScienceoftheTotalEnvironment,2007,372(2):435.

[6]陳 濤,常慶瑞,劉 京,等.長期污灌農田土壤重金屬污染及潛在環境風險評價[J].農業環境科學學報,2012,31(11):2157.

CHEN T,CHANG Q R,LIU J,etal.Long-term sewage irrigation farmland soil heavy metals pollution and potential environmental risk assessment [J].JournalofAgro-EnvironmentScience,2012,31(11):2157.

[7]SHEN S G,LI X F,C ULLEN W R,etal.Arsenic binding to proteins [J].ChemicalReviews,2013,113:7786.

[8]ZHANG C P,WU P,TANG C Y,etal.Assessment of arsenic distribution in paddy soil and rice plants of a typical karst basin affected by acid mine drainage in southwest China [J].EnvironmentandPollution,2013,2(2):33.

[9]邵 云,姜麗娜,李向力,等.五種重金屬在小麥植株不同器官中的分布特征[J].生態環境,2005,14(2):205.

SHAO Y,JIANG L N,LI X L,etal.Distribution of five heavy metals in different organs of wheat [J].EcologyandEnvironment,2005,14(2):205.

[10]劉全吉,孫學成,胡承孝,等.砷對小麥生長和光合作用特性的影響[J].生態學報,2009,29(2):0856.

LIU Q J,SUN X C,HU C X,etal.Arsenic and other effects on the growth and photosynthesis characteristics of wheat [J].ActaEcologicaSinica,2009,29(2):0856.

[11]李真理,張 彪,焦玉字,等.土壤砷的形態與糧食作物品質安全相關性研究[J].中國農學通報,2015,31(20):150.

LI Z L,ZHANG B,JIAO Y Z,etal.Morphology of soil arsenic and crop quality security-related research [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin,2015,31(20):149.

[12]肖細元,陳同斌,廖曉勇,等.我國主要蔬菜和糧油作物的砷含量與砷富集能力比較[J].環境科學學報,2009,29(2):294.

XIAO X Y,CHEN T B,LIAO X Y,etal.China's major grain and oil crops,vegetables and arsenic content of arsenic enrichment capability comparison [J].ActaScientiaeCircumstantiae,2009,29(2):294.

[13]劉良恒,譚 暢.湖南雄黃礦砷污染殃及千余人[N].經濟參考報,2014-04-18005.

LIU L H,TAN C.Hunan mineral rearguard arsenic bring disaster to more than a thousand people [N].EconomicInformationDaily,2014-04-18005.

[14]馬建華,馬詩院,陳云增.河南某污灌區土壤-作物-人發系統重金屬遷移與積累[J].環境科學學報,2014,34(6):1523.

MA J H,MA S Y,CHEN Y Z.A sewage irrigated soil - plant - human hair migration and accumulation of heavy metals [J].ActaScientiaeCircumstantiae,2014,34(6):1523.

[15]佟俊婷,韋 超,郭華明.內蒙古自治區河套平原砷中毒高發區作物中砷的檢測及健康風險評價[J].生態毒理學報,2013,8(3):430.

TONG J T,WEI C,GUO H M.Inner Mongolia Hetao Plain high incidence of arsenic poisoning crops detection and health risk assessment of arsenic [J].JournalofHealthToxicology,2013,8(3):430.

[16]韓俊洋,吳順華.地方性砷中毒致肝損傷機制研究進展[J].中國公共衛生,2014,30(3):375.

HAN J Y,WU S H.Progress in the mechanism of liver injury caused by endemic arsenic poisoning [J].ChineseJournalofPublicHealth,2014,30(3):375.

[17]高健偉,韋炳干,薛 源,等.地方性砷中毒地區環境砷暴露健康風險研究進展[J].生態毒理學報.2013(2):143.

GAO J W,WEI B G,XU Y,etal.Advances in health risks endemic arsenic poisoning local environmental arsenic exposure [J].AsianJournalofEcotoxicology,2013(2):143.

[18]翟鳳英,王惠君,杜樹發,等.中國居民膳食結構與營養狀況變遷追蹤[J].醫學研究雜志,2006,35(4):4.

ZHAI F Y,WANG H J,DU S F,etal.Chinese dietary structure and nutritional status change tracking [J].JournalofMedicalResearch,2006,35(4):4.

[19]CUI J,SHI J,JIANG G,etal.Arsenic levels and speciation from ingestion exposures to biomarkers in Shanxi,China:Implications for human health [J].EnvironmentalScience&Technology,2013,47(10):5420.

[20]朱曉龍,劉 妍,甘國娟,等.湘中某工礦區土壤及作物砷污染特征及其健康風險評價[J].環境化學,2014,33(9):1465.

ZHU X L,LIU Y,GAN G J,etal.Hunan certain mining areas of soil and crop arsenic pollution and health risk assessment [J].EnvironmentalChemistry,2014,33(9):1465.

[21]李道林,程 磊.砷在土壤中的形態分布與青菜的生物學效應 [J].安徽農業大學學報,2000(2):131.

LI D L,CHENG L.Distribution of As forms in soils and biological effect of As on Chinese cabbage(BrassicachinensisL.) [J].JournalofAnhuiAgriculturalUniversity,2000(2):131.

[22]ZHANG C,WU P,TANG C,etal.The study of soil acidification of paddy field influenced by acid mine drainage [J].EnvironmentalEarthSciences,2013,70(7):2937.

[23]YAMAGUCHI N,NAKAMURA T,DONG D,etal.Arsenic release from flooded paddy soils is influenced by speciation,Eh,pH,and iron dissolution [J].Chemosphere,2011,83(7):929.

[24]邵 云,李春喜,李向力,等.土壤-小麥系統中5種重金屬含量的相關分析[J].河南農業科學,2007(5):26.

SHAO Y,LI C X,LI X L,etal.Soil-wheat system in correlation analysis of 5 kinds of heavy metal contents [J].HenanAgriculturalSciences,2007(5):26.

[25]ROYCHOWHURY T,UCHINO T,TOKUNAGA H,etal.Survey of arsenic in food composites from an arsenic-affected area of West Bengal,India [J].FoodandChemicalToxicology,2002,40(11):1611.

[26]魏朝富,高 明,車福才等.三峽庫區中低產土壤重金屬含量及其與小麥吸收的關系 [J].長江流域資源與環境,2003(2):147.

WEI C F,GAO M,CHE F C,etal.Levels of heavy metals in low-middle yield soils and their effects on wheat uptake in three gorges resrevoir area [J].ResourcesandEnvironmentintheYangtzeBasin,2003(2):147.

[27]BHATTACHARYA P,SAMAL A C,MAJUMDAR J,etal.Arsenic contamination in rice,wheat,pulses,and vegetables:A study in an arsenic affected area of West Bengal,India [J].Water,Air,&SoilPollution,2010,213(1-4):10.

[28]胡留杰,白玲玉,李蓮芳,等.土壤中砷的形態和生物有效性研究現狀與趨勢[J].核農學報,2008,22(3):386.

HU L J,BAI L Y,LI L F,etal.Soil arsenic speciation and bioavailability study status and trends [J].NuclearAgriculturalSciences,2008,22(3):386.

[29]王金翠,孫繼朝,黃冠星,等.土壤中砷的形態及生物有效性研究[J].地球與環境,2011,39(1):35.

WANG J C,SUN J C,HUANG G X,etal.Soil arsenic speciation and bioavailability [J].EarthandEnvironment,2011,39(1):35.

[30]陳 曦,楊麗標,王甲辰,等.施用污泥堆肥對土壤和小麥重金屬累積的影響[J].中國農學通報,2010,26(8):280.

CHEN X,YANG L B,WANG J C,etal.Sewage sludge compost and other soil and heavy metal accumulation in wheat [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin,2010,26(8):280.

[31]季書勤,郭 瑞,王漢芳,等.河南省主要小麥品種重金屬污染評價及鎘吸收規律研究[J].麥類作物學報,2006,26(6):157.

JI S Q,GUO R,WANG H F,etal.Estimate of pollution by heavy metals on wheat in Henan and the rule of cadmium absorption in wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2006,26(6):157.

Arsenic Accumulation in Wheat Grown in the Field Polluted by Arsenic Coal Mine

DUAN Mingyu1,WU Pan1,2,ZHANG Chipeng1,2,LI Xuexian1,QING Yingji1

(1.College of Resources and Environmental Engineering,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025,China；2.Key Laboratory of Process and Control of Mining Environmental Pollution,Colleges and Universities in Guizhou Province,Guiyang,Guizhou 550025,China)

In order to study the influence of arsenic-contaminated soil to wheat quality and the human health,the content and distribution characteristics of arsenic in soil-wheat system were studied in the field polluted by the drainage of high arsenic coal mine located in Xingren county,Guizhou province of China. The arsenic contents in soil and wheat samples were determined by hydride generation-atomic fluorescence and distribution characteristics of arsenic in soil-wheat system were analyzed. It was found that soil arsenic content in polluted field(area Ⅰ and area Ⅱ) was significantly higher than the control area(area Ⅲ). In area I,the pH value of soil Ⅰ was 4.57,and the soil arsenic content was 1.94 and 2.13 times higher than those in area II and area Ⅲ. Soil arsenic content had a significantly negative correlation with soil pH. Arsenic contents of 67% wheat grain samples exceeded wheat arsenic limit value(0.5 mg·kg-1) in GB2762-2012.Arsenic contents in different organs of wheat were 1.37 mg·kg-1in root,0.74 mg·kg-1in leaf,and 0.85 mg·kg-1in grain. The potential health risk for local residents through consuming the wheat was evaluated by using the USEPA recommended health risk assessment model. The Hazard Quotient(HQ) values for the wheat were 2.82 in area I and 1.19 in area Ⅱ,while it was lower than 1.0 in area Ⅲ. It was indicated that high arsenic background value in soil had influenced the wheat quality slightly,and consumption of the wheat planted in the polluted area had more serious threat on human health.

High-arsenic coal; Soil; Wheat; Arsenic accumulation

時間：2017-07-07

網絡出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170707.1816.034.html

2016-11-02

2017-03-15

國家自然科學基金項目(41403088)；貴州大學聯合基金項目(黔科合LH[2014]7651)；貴州大學引進人才科研資助項目(貴大人基合字[2014]53 號)； 貴州省重點學科建設項目(黔學位合字ZDXK[2016]11號)

E-mail：myu_duan@126.com

張翅鵬(E-mail:re.cpzhang@gzu.edu.cn)

S512.1；X503

A

1009-1041(2017)07-0985-07