貴陽市高雁垃圾填埋場周邊土壤和農作物重金屬污染特征及健康風險評價

趙升 歐陽凱 羅緒強 王紹英 文翊 李宇佳 駱樂丹

摘要：本試驗以貴陽市高雁城市生活垃圾衛生填埋場附近農田為研究區域，在此區域內采集5種農作物（大豆、玉米、青菜、萵筍、蔥）及其根系周圍的土壤樣品，測定分析其Cd、Pb、Cr、Ni、Cu含量，并運用污染指數法、目標危險系數法（THQ）評估重金屬污染程度及暴露人群健康風險。結果顯示：（1）研究區土壤中Cd、Pb、Cr、Ni、Cu平均含量分別為4.14、58.91、289.29、44.21 mg/kg和94.20 mg/kg，相較于貴州省土壤元素背景值，Cd、Cr、Cu、Ni、Pb的超標率分別為527.27%、202.92%、194.38%、13.07%和67.36%．且土壤中的這5種重金屬可能有相同的來源；（2）5種重金屬向農作物可食用部分遷移能力依次為Cd>Ni>Cu>Cr>Pb，青菜對Cu、Cd、Pb的富集能力均大于其他幾種作物，Ni、Cd分別向蔥、萵筍遷移的能力較強，應盡量避免在重金屬污染的土壤上種植蔬菜；（3）單因子污染指數分析表明，5種農作物可食用部分均受到Cr，Ni、Pb的污染，除玉米果穗外其他4種農作物可食用部分均受到Cd污染，蔥莖受到Cu污染；綜合污染指數評價表明，5種農作物可食用部分受重金屬污染程度依次為蔥>萵筍>大豆>玉米>青菜，且均為重污染；（4） THQ值顯示研究區暴露人群受Cr、Cd危害的可能性更大；玉米、蔥、大豆、青菜、萵筍的多種重金屬復合風險（TrHQ）值分別為21.85、65.77、20.10、19.37、17.83，均大于10.00．表明這5種農作物具有慢性毒性風險效應，長期食用這類農作物產品存在很大的健康風險，且對兒童健康造成的危害顯著高于成人。綜上表明，垃圾填埋場周邊土壤及農作物重金屬污染對周邊生態環境和居民健康生活已構成嚴重威脅。

關鍵詞：土壤；重金屬；農作物；垃圾填埋場；污染特征；健康風險評價

中圖分類號：S154.4：X53 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2023）02-0092-08

貴陽市高雁垃圾填埋場位于貴陽市烏當區南明河下游流域，距離市區16 km，占地面積將近89.2 hm2，主要地貌特征為溶蝕侵蝕低山溝谷。隨著我國國民經濟的發展和人民生活水平的不斷提高，城市生活垃圾產量正在逐年增加，而填埋處理依舊是處理垃圾的主要途徑。相關研究表明，垃圾填埋過程及填埋后產生的滲濾液中的重金屬極易向周邊環境（土壤和地下水等）遷移，導致周邊環境中重金屬含量超過背景值，使土壤和地下水受到污染。重金屬元素在土壤環境中的可移動性差，雨水對它的沖刷作用較弱，微生物也很難將其降解。過量的重金屬不僅會對土壤、農作物和地下水等產生重大影響，還將通過食物鏈危害人體健康。

垃圾填埋場滲濾液中含有的重金屬元素在自然降雨的淋溶下會被釋放到土壤中，不僅在土壤中累積，還可能轉化為危害性更大的化合物，并通過食物鏈對暴露人群的生產生活帶來一定的潛在危害。因此，探討城市生活垃圾衛生填埋場附近土壤一農作物系統中重金屬污染特性及其健康風險具有極其重要的理論和現實意義。

本研究以貴陽市高雁城市生活垃圾衛生填埋場附近農田為研究區域，在此區域內采集5種農作物（大豆、玉米、青菜、萵筍、蔥）及其根系周圍的土壤作為研究對象，對土壤和農作物進行重金屬含量分析，并運用污染因子評價法、內梅羅綜合污染指數法、富集系數和目標危險系數法等方法，探討城市生活垃圾衛生填埋場運行后，對附近農田土壤生態環境安全和農作物健康安全的影響，以期為評估垃圾填埋場周邊農田土壤生態環境安全、土地安全利用以及暴露人群的健康風險提供科學依據。

1材料與方法

1.1供試材料

選取貴陽市高雁城市生活垃圾衛生填埋場周邊農田作為研究區域（東經106°48′12″-104°48′19″，北緯26°38′9″-26°38′25″），在研究區內選取人們經常食用的葉菜類蔬菜青菜（Brassica chinensisL）、根莖類蔬菜萵筍（Lactuca sativa， L var．angustata Irish ex Bremer）、蔥（Allium， jistulosum）、玉米（Zea mays）和大豆[Glycine max（Linn.） Merr.]共5種農作物和根系周圍的土壤為材料。

1.2樣品的采集與制備

1.2.1農作物樣品的采集與預處理 2019年6月下旬，在研究區采集5種農作物的根、莖、葉、果等不同器官，將樣品存儲在信封中盡快帶回實驗室。之后迅速將其表面塵土等污染物用自來水沖洗干凈，去除不常食用部分，并用去離子水再次沖洗3次，放至70℃烘箱內烘干至恒重，研磨過篩（100目）后密封備用。