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广东省某 矿区周边农田土壤重金属污染 风险评价与管控

文献类型:学位论文

作者谢武双
答辩日期2019-06
文献子类博士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师陈卫平
关键词重金属 污染, 多环境介质,健康 风险, 生物 暴露, 风险管控 Heavy Metal Contamina Tion Multi Environmental Media, Health Risk, Biol Ogical Exposure, Risk Management
学位名称理学
学位专业生态学
其他题名Pollution R isk A ssessment and C ontrol of H eavy M etals in Agricultural S oils around a Mining Area in Guangdong Province
英文摘要

       矿产资源的过度开发 和利用 不可避免地 会 引发 很多环境污染问题,重金属污染 目前 已 成为矿区环境污染的主要问题之一。 采矿 过程中会产生 大量 含有重金属的废水、废气 和 矿渣 这些废弃物会迅速 扩散到 矿区周边的 土壤、水体和大气中,通过 食物链、呼吸 和皮肤接触等 途径 被 人体摄入, 对 人体健康产生极大的危害 。因此矿区 重金属污染 治理 和风险管控 工作 势在必行 。
       本研究 以 韶关市翁源县铁龙林场 (镇 为 研究对象 首先 对 研究区 土壤重金属污染特征和污染源进行分析, 然后 对当地环境暴露 特征 和生物暴露水平分别进行探究,并对 研究区 进行健康风险评价,最终通过确定主要污染介质、污染元素和暴露途径,对该地区实施 重金属 风险管控措施。 主要研究结果如下:
       (1 )通过对比 研究区 农地、林地和绿地三种类型土壤的重金属含量, 发现研究区农田 土壤 污染情况最为严重 ,其中 Cd 污染属于超重度污染, Pb 和 Zn 同样存在一定程度的污染。通过体外模拟 实验 ,发现 Cd 21.24% 和 Pb 37.92%较高的生物可利用性 可能会对人体造成潜在的健康危害。 综合农田土壤空间分布特征和 聚类分析 的分析结果 ,推断 农田 土壤 Pb 污染主要是由水泥厂所引起 ,而采矿活动带来了大部分的 Cd 和 Zn 污染 。通过 PMF 模型分析发现 采矿活动对当地农田重金属 的 富集 影响最大,贡献 值 为 59.3% 。
        (2) 对研究区 6 种不 同类型的作物重金属含量进行检测,发现所有作物重金属含量均未超过 国家 食品安全阈值 可 被人 体安全食用 。研究区灌溉水受到一定程度的污染,而地表水中的悬浮颗粒不断沉积导致底泥重金属含量较高,其中底泥 Cd 平均含量已经超出农用地污染风险管控值。研究区不同采样点和月份之间对重金属的沉降速率并没有显著影响,表明大气重金属沉积主要受当地人为活动影响,其中 大气沉降 中的 Pb 和 Zn 含量较高需要引起重视。
       (3) 人发和尿液可以分别作为研究人体长期和短期重金属暴露的指标。 本研究 随机采集了 铁龙林场 76 名居民的 人发样本和 53 名 居民的尿液样本 对其重金属含量进行检测。 通过 与其他 国家或 地区居民重金属 平均 暴露水平相比, 发现当地居民人发 中的 Pb 含量 和尿液中 的 Cd 含量较高,其中儿童头发 Pb 含量已经超出国家安全阈值,由此判断当地居民(尤其是儿童)的重金属暴露水平较高 。
       (4) 根据人体日均重金属暴露量 计算公式,确定土壤对研究区 居民 Pb 的积累影响最大,而食物 为居民 Cd 积累的主要构成。 另外 本文 引用 人体健康风险评价模型 ,发现研究区儿童 Pb 的潜在非致癌性健康风险最高,非致癌风险指数大于 1 ;另外研究区居民 暴露于 Cd 的 致癌风险指数大于最大安全值 10 4 。食物的摄入对居民 (尤其是 儿童 非致癌和致癌风险影响最大 因此 应当着重 采取风险控制措施降低儿童 对 重金属 的摄入 量 。
       (5) 基于 前期的调查与分析,确定研究区主要污染介质为农田土壤,主要污染元素为 Cd 。通过 对 农田土壤重金属输入通量 的 计算 发现 污水灌溉 为 农田Cd 的主要贡献因素 。因此 在进行风险 管控措施时 首先要 关闭污染源(矿区、水泥厂)和清洁水渠 来 切断重金属 污染 来源 。研究区农田 重金属浓度 空间差异较大,为确保农田土壤的可持续利用与农产品的生态安全, 应当分区 分级 制定不同的农田安全利用技术。本研究在重度污染区开展种桑养蚕替代种植技术,中轻度污染区主要采用钝化修复 低吸收品种作物种植技术 。 目前 研究区重金属 风险管控工作已经取得了较好的环境效益和经济效益 。

语种中文
页码126
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/42320]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
谢武双. 广东省某 矿区周边农田土壤重金属污染 风险评价与管控[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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