土壤—空心菜系统中重金属生物有效性及其人体健康风险评估研究

【摘要】本文以典型重工业城市株洲市为研究对象,同步采集蔬菜田土壤样品42个和空心菜样品38个,研究了土壤和空心菜中重金属的污染状况和分布特征,并用单步化学提取法研究了重金属在土壤-空心菜系统中植物有效性和经口摄入后的生物可给性,并探究了土壤理化性质对它们的影响；最后,针对空心菜重金属经食物链进入人体和土壤重金属经口摄入进入人体这两种暴露途径对人体健康造成的可能风险进行初步评价。结果表明：(1)Cd和Pb是株洲市蔬菜田土壤主要的污染元素,其次为Cr、Zn和As,Cu的污染程度最轻。人类活动对土壤中Cu、Zn、As、Cd和Pb影响较大,而对Cr的影响较小。空心菜可食部分主要受到了Pb和Cd污染。空心菜对土壤中Cd的富集能力较强,大气沉降可能会对空心菜中Pb的积累产生影响。土壤和空心菜中重金属空间分布图表明Zn、As、Cd和Pb具有一致的空间分布规律,在石峰区清水塘工业园附近土壤和空心菜中含量最高,并以发散的方式向四周扩散,且扩散的面积比较大。现阶段株洲市荷塘区可能更适于作为当地的蔬菜生产基地。(2)重金属有效态含量因提取方法的不同而差异很大。绝大部分重金属有效态含量与总量都呈极显著的正相关关系(p<0.01),不同重金属有效态含量与总量相关性的差异可能是由于土壤性质的影响。综合相关性分析和回归分析结果表明有效态含量在预测空心菜重金属迁移积累方面并无明显优势,基于土壤重金属总量的预测模型也能取得较为理想的结果。(3)土壤中各重金属生物可给性变化很大,平均值大小顺序为Cd>Pb>Cu>Zn>As>Cr。采用统计学上的显著模型,可用土壤重金属总量、pH、有机质和全碳较好的预测该地区土壤重金属生物可给量。(4)食用空心菜后Zn和Cu对暴露人群产生的可能影响较小,而Cd、Pb和As对暴露人群产生的潜在危害作用需要引起关注。用重金属总量评估经口摄入途径的风险高估了实际的健康风险,用生物可给性结果调整后计算所得风险值显著降低,总非致癌风险(HI)和总致癌风险(TCR)分别比调整前降低了71%和74%,但调整后仍有部分采样点的HI或TCR超过风险阂值。摄食空心菜和经口摄入土壤后重金属对儿童的潜在健康危害效应相比成人要大。
【作者】李继宁；
【导师】侯红；
【作者基本信息】中国环境科学研究院，环境工程，2014，硕士
【关键词】重金属；土壤-空心菜系统；植物有效性；生物可给性；人体健康风险评估；

【参考文献】
[1]李威.三节臂挖掘作业装置的特性分析及优化[D].中国科学技术大学,机械电子工程,2014,硕士.
[2]苏雷.陕西高等教育发展模式创新研究[D].西北大学,教育经济与管理,2014,硕士.
[3]宋佩莉.蚁群算法在旅行agent问题中的应用研究[D].西安建筑科技大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[4]邓婕.山区农户受金融排斥问题研究[D].中南民族大学,中国少数民族经济,2013,硕士.
[5]李易桐.城乡居民基本医疗保险制度差距研究[D].辽宁大学,社会保障,2012,硕士.
[6]余翠竹.安徽牯牛降自然保护区耳霉物种多样性及其疑难种的分子鉴定[D].安徽农业大学,微生物,2012,硕士.
[7]陈德浩,马克刚.顺序控制器在高炉上料系统中的应用[J].冶金自动化,1980,06:38-43.
[8]刘春华.可控硅直流调速系统中的电枢电流自适应调节线路分析[J].冶金自动化,1989,02:42-44.
[9]张建慧.论我国财产税制改革[D].天津财经大学,财政学,2012,硕士.
[10]徐攀.单相PFC多重化的研究[D].北京交通大学,电气工程（专业学位）,2013,硕士.
[11]刘文硕.高速铁路大跨度钢桁拱桥梁轨相互作用研究[D].中南大学,土木工程,2013,博士.
[12]吕忠梅.论生态文明建设的综合决策法律机制[J].中国法学,2014,03:20-33.
[13]郭建文.基于新产品开发的M公司稽查MIS项目管理研究[D].天津大学,项目管理,2013,硕士.
[14]童纯洁.地区电网继保定值在线校验分析系统的实用化研究[D].华北电力大学（河北）,电力系统及其自动化,2004,硕士.
[15]张晓.中国区域3E系统发展水平的空间差异演化研究[D].大连理工大学,人口、资源与环境经济学,2013,硕士.
[16]隋玉瑶.上市公司并购实证研究[D].天津大学,工商管理,2004,硕士.
[17]张媛.基于案例域的列车关键设备服役状态辨识与预测方法研究[D].北京交通大学,2014.
[18]高宗和,滕贤亮,涂力群.互联电网AGC分层控制与CPS控制策略[J].电力系统自动化,2004,01:78-81.
[19]杨珍.青海省门源盆地水文特征与降雨型滑坡稳定性分析[D].长安大学,地下水科学与工程,2014,硕士.
[20]渠瀛.机器人模块化可重用仿真平台的设计与研究[D].东北大学,模式识别与智能系统,2010,硕士.
[21]于春华.基于数据挖掘技术的医院器材管理决策支持系统[J].医疗卫生装备,2005,10:37-38.
[22]贺龙豹.竞赛用搬运机器人的设计与实现[D].南京财经大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[23]李永绣.离子吸附型稀土资源高效提取及绿色分离技术进展[A].中国稀土学会环境保护专业委员会.2014年全国稀土环保及劳动卫生学术与技术交流会会刊[C].中国稀土学会环境保护专业委员会:,2014:16.
[24]刘进.《韩非子》论晋国[D].山西师范大学,专门史,2014,硕士.
[25]赵月.地下水封储油洞库人为因素管理的研究[D].中国地质大学（北京）,安全技术及工程,2014,硕士.
[26]孙凯.电气化铁路用级联型单相SVG控制策略研究[D].北方工业大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[27]滕志庆.本钢冷烧环冷机打滑检测保护装置的改造[J].冶金自动化,2013,01:73-75.
[28]汤晓萌.我国保障性住房建设融资问题研究[D].武汉科技大学,行政管理,2012,硕士.
[29]单伟.干涉式光纤电流传感器的设计[D].燕山大学,电路与系统,2004,硕士.
[30]蔡明海.等跨径无梁板桥构造优选研究[D].华中科技大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[31]代二娜.水稻鞘氨醇激酶的克隆及生理功能研究[D].华东师范大学,生物化学与分子生物学,2004,硕士.
[32]杨明.外商投资领域国民待遇问题研究[D].郑州大学,国际法,2013,硕士.
[33]刘文忠,施行觉,刘斌,陆仲家,谢端,徐果明.高温高压下井中岩心电阻率的测定和研究[J].石油地球物理勘探,1995,S2:165-170+182.
[34]夏志鹏.万迪公司基于价值流程图的流程改善及优化研究[D].天津大学,工商管理,2013,硕士.
[35]安婧.留学生汉语双字复合词的心理表征研究[D].华东师范大学,对外汉语教学（专业学位）,2013,硕士.
[36]刘鹏飞.稀土离子激活的KNaCa_2(PO_4)_2荧光粉的合成与发光性能[D].河北大学,光学工程,2014,硕士.
[37]孙成立,刘贵家,李树立.日本钢包精炼炉滑动水口装置的研仿[J].一重技术.2000(04)
[38]赵鹏.中国城市化进程对能源需求的影响研究[D].南京财经大学,西方经济学,2013,硕士.
[39]杨晓梅.透过《红字》看霍桑矛盾的女性观[D].安徽大学,英语语言文学,2014,硕士.
[40]赵炯.解放前后中共对长芦盐场的接管与改革述论（1948-1952）[D].河北师范大学,中国近现代史,2012,硕士.
[41]程惠芳,阮翔.用引力模型分析中国对外直接投资的区位选择[J].世界经济,2004,11:23-30.
[42]林菲菲.我国村镇银行风险防范研究[D].山东财经大学,金融学,2012,硕士.
[43]于群,郭剑波.中国电网停电事故统计与自组织临界性特征[J].电力系统自动化,2006,02:16-21.
[44]兰天飞.灵芝多糖拮抗黑色素瘤细胞上清对腹腔巨噬细胞免疫功能抑制作用的研究[D].承德医学院,肿瘤学,2011,硕士.
[45]杨勇.KPI汇集使能器的设计与实现技术研究[D].中国科学院研究生院（软件研究所）,2004.
[46]马晓鹏.我国证券监管行政处罚法律问题研究[D].北京交通大学,2014.
[47]刘鹏.自呼吸燃料电池的模拟研究[D].吉林大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[48]张丽娟.社区卫生服务机构病人忠诚影响因素研究[D].浙江大学,2007.
[49]赵晓东,张宏建,周洪亮.基于混沌理论的河流藻类生长特性分析——以德国易北河为例[J].生态学报,2015,17:.
[50]杨永文.杭州软土地区排桩墙与T型地连墙深基坑变形性状研究[D].浙江大学,岩土工程,2012,硕士.