於嘉聞，周金龍，曾妍妍，賈瑞亮

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院/新疆水文水資源工程技術(shù)研究中心，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】隨著我國(guó)農(nóng)村工業(yè)化的快速發(fā)展，部分地區(qū)農(nóng)田土壤受到了不同程度的重金屬污染，當(dāng)重金屬元素進(jìn)入人體并超出人體所能承受的限值時(shí)會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害，重金屬元素具有致癌和致突變作用，對(duì)人群壽命也會(huì)產(chǎn)生較大負(fù)面影響[1]。因此，相同自然地理特征條件下，長(zhǎng)壽區(qū)與非長(zhǎng)壽區(qū)土壤重金屬元素對(duì)人體健康的影響進(jìn)行對(duì)比分析和評(píng)估具有重要的意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來，國(guó)內(nèi)外許多專家利用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型定量分析土壤重金屬污染對(duì)區(qū)域人體健康及壽命的風(fēng)險(xiǎn)影響。Suvendu D[2]等對(duì)印度的恰蒂斯加爾地區(qū)土壤中的As進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)土壤中的As對(duì)當(dāng)?shù)貎和嬖跐撛谥掳╋L(fēng)險(xiǎn)。李良忠等[3]對(duì)江蘇省太湖周邊的農(nóng)田土壤重金屬進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)赝寥乐蠵b、Cr、Cu、Fe等元素經(jīng)口暴露引起的非致癌風(fēng)險(xiǎn)為可接受水平；致癌風(fēng)險(xiǎn)均低于最大可接受水平。李玉梅等[4]對(duì)內(nèi)蒙古包頭某鋁場(chǎng)土壤重金屬進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)土壤中Cd存在潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)Ni已達(dá)到致癌風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警值?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】針對(duì)新疆于田縣土壤金屬健康風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比評(píng)價(jià)的研究文獻(xiàn)未見。以新疆于田縣拉依蘇良種場(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱“拉依蘇長(zhǎng)壽村”)與鄰近非長(zhǎng)壽地區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“對(duì)照區(qū)”)為研究對(duì)象，研究?jī)蓪?duì)照組土壤重金屬含量差異，對(duì)兩對(duì)照組土壤中重金屬元素對(duì)當(dāng)?shù)厝梭w的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行對(duì)比分析評(píng)價(jià)。【擬解決的關(guān)鍵問題】應(yīng)用Muller地質(zhì)累積指數(shù)法與U.S.EPA推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)土壤重金屬污染狀況及健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，為研究新疆于田縣長(zhǎng)壽老人集中區(qū)與非長(zhǎng)壽地區(qū)農(nóng)田土壤重金屬對(duì)居民健康的風(fēng)險(xiǎn)影響提供一定的基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材 料

拉依蘇長(zhǎng)壽村(N36°49′55"～36°57′58"，E81°14′48"～81°23′00")位于新疆和田地區(qū)于田縣西北部，被國(guó)際自然醫(yī)學(xué)會(huì)譽(yù)為“世界五大長(zhǎng)壽村”之一[5]。據(jù)2010年全國(guó)第6次人口普查數(shù)據(jù)顯示，該地區(qū)總?cè)丝? 543人，其中90以上老人16位，100歲及以上長(zhǎng)壽老人有7位(占于田縣100歲及以上人口數(shù)的46.7%)。對(duì)照區(qū)總?cè)丝?47 356人，100歲及以上長(zhǎng)壽老人僅有8位。兩對(duì)照組氣候條件、生活及飲食習(xí)慣基本相同，但長(zhǎng)壽人口占總?cè)丝诒壤休^大差異。于田縣土地利用類型主要為農(nóng)用地，研究在于田縣共采集農(nóng)田表層土壤樣品764件，采樣深度0～20 cm(圖1)，其中有62個(gè)采樣點(diǎn)位于拉依蘇長(zhǎng)壽村境內(nèi)、有702個(gè)采樣點(diǎn)位于對(duì)照區(qū)境內(nèi)。采樣過程中使用的采樣用具主要為木鏟等非鐵質(zhì)器皿。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，采用四分法布點(diǎn)，以1 km2的網(wǎng)格為1個(gè)采樣布點(diǎn)基本單位。選點(diǎn)原則為在1 km2的范圍內(nèi)選擇多個(gè)表層土壤子樣，在中心子樣點(diǎn)周圍50～100 m取3處以上進(jìn)行多點(diǎn)采集，將1個(gè)采樣網(wǎng)格內(nèi)這多個(gè)子樣均勻混合為一個(gè)混合樣，嚴(yán)格按照《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范(DZ/T 0258-2014)》規(guī)范的取樣要求對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理、保存與送樣。采樣時(shí)間為2016年7月。圖1，圖2

圖1 于田縣農(nóng)田土壤采樣點(diǎn)(0～20 cm)分布(2016年)
Fig.1 Distribution of the farmland soil samples(0-20 cm)n Yutian County(2016)

圖2 拉依蘇長(zhǎng)壽村農(nóng)用地土壤(0～20 cm)采樣點(diǎn)分布及Google Earth地形圖(2016年)
Fig.2 Distribution of the farmland soil samples(0-20 cm)in Layisu longevity village and Google Earth topographic map(2016)

1.2 方 法

土壤樣品由國(guó)土資源部烏魯木齊礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心(新疆維吾爾自治區(qū)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所)檢測(cè)完成。其中現(xiàn)場(chǎng)必測(cè)指標(biāo)包括pH；無機(jī)指標(biāo)包括Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn、Cd 等8項(xiàng)重金屬元素。pH的分析方法采用pH-離子電極法，方法檢出限為0.04；Cu、Zn、Ni的分析方法為ICP-AES法，方法檢出限分別為0.54、0.93和1.24 μg/g；Pb、Cd的分析方法為ICP-MS法，方法檢出限分別為0.84和0.019 μg/g；As、Hg的分析方法為氫化物發(fā)生-AFS法，方法檢出限分別為0.30和0.000 5 μg/g；Cr的分析方法為XRF法，方法檢出限為3.06 μg/g。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用 EXCEL 2010 建立數(shù)據(jù)庫(kù)；運(yùn)用IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，兩對(duì)照組樣本中元素含量采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)進(jìn)行差異性分析(以P<0.01為差異極顯著，P<0.05 為差異顯著)；采用MAPGIS進(jìn)行圖形繪制；運(yùn)用Muller地質(zhì)累積指數(shù)法對(duì)兩對(duì)照組土壤重金屬污染程度進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)；參照U.S.EPA(美國(guó)國(guó)家環(huán)保署)推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)兩對(duì)照組土壤中無閾重金屬污染元素(致癌元素)與有閾重金屬污染元素(非致癌元素)分別對(duì)當(dāng)?shù)爻扇撕蛢和】档挠绊戇M(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤重金屬含量對(duì)比

拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)農(nóng)田表層土壤樣品pH值及Cr(鉻)、Hg(汞)、Ni(鎳)、Pb(鉛)、As(砷)、Cu(銅)、Zn(鋅)、Cd(鎘)元素含量檢測(cè)，研究表明，除土壤pH值、Cr與Cd以外，拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)土壤中Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn含量均值均低于新疆土壤元素背景值；其中拉依蘇長(zhǎng)壽村土壤中Cd含量均值及對(duì)照區(qū)土壤中Cr、Cd含量均值略高于新疆土壤元素背景值。以我國(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為限值，拉依蘇長(zhǎng)壽村農(nóng)田表層土壤未出現(xiàn)重金屬含量超標(biāo)現(xiàn)象；對(duì)照區(qū)土壤中Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Cd含量均未超標(biāo)，僅有1個(gè)取樣點(diǎn)Ni含量超標(biāo)、3個(gè)取樣點(diǎn)As含量超標(biāo)。對(duì)照區(qū)土壤個(gè)別點(diǎn)Ni、As含量超標(biāo)，但總體受污染程度不具普遍性，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用窠】荡嬖跐撛谕{。拉依蘇長(zhǎng)壽村土壤中重金屬元素的變異系數(shù)由大到小依次表現(xiàn)為：Hg>Ni>Cd>As>Zn>Cr>Cu>Pb；對(duì)照區(qū)表現(xiàn)為：Hg>As>Cd>Ni>Cr>Cu>Zn>Pb。兩對(duì)照組土壤中Hg、As、Ni、Zn、Cd、Cr變異系數(shù)均在10%～100%(屬中等強(qiáng)度變異)，Pb變異系數(shù)均在10%以下(屬弱強(qiáng)度變異)，Cu的變異強(qiáng)度在兩對(duì)照組間存在差異。說明兩對(duì)照組土壤中Hg、As、Ni、Cd離散度相對(duì)較大，區(qū)域分布相對(duì)不均，受人為活動(dòng)影響較強(qiáng)[4]。對(duì)兩對(duì)照組土壤中重金屬元素含量進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，結(jié)果顯示兩對(duì)照組土壤中除Cd以外，Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn含量差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，土壤中重金屬元素Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn含量表現(xiàn)為：對(duì)照區(qū)>拉依蘇長(zhǎng)壽村，其中Cr、Pb、As、Cu、Zn含量差異極顯著(P<0.01)，Hg、Ni含量差異顯著(P<0.05)。

拉依蘇長(zhǎng)壽村土壤中重金屬元素含量均值低于對(duì)照區(qū)，土壤環(huán)境相對(duì)對(duì)照區(qū)總體較好。兩對(duì)照組土壤中Cd及對(duì)照區(qū)土壤中的Cr含量因受人為活動(dòng)影響高于新疆土壤背景值；對(duì)照區(qū)個(gè)別采樣點(diǎn)Ni、As含量超出人體所能承受的安全限值，且離散度相對(duì)較大。表1，表2

表2 拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)土壤重金屬元素含量T檢驗(yàn)結(jié)果
Table 2 T-test of soil heavy metals contents in Layisu longevity village and the control area

指標(biāo)IndexCrHgNiPbAsCuZnCdT值Tvalue-6867-2367-2418-3350-7672-13368-5080-1175顯著性檢驗(yàn)值Significancetest0000??0018?0016?0001??0000??0000??0000??0240

注：*P<0.05，**P<0.01

2.2 土壤重金屬污染狀況評(píng)價(jià)對(duì)比

運(yùn)用Muller地質(zhì)累積指數(shù)法對(duì)拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)農(nóng)田表層土壤中Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn、Cd進(jìn)行污染評(píng)價(jià)與對(duì)比分析。該評(píng)價(jià)法能較為直觀的凸顯人為活動(dòng)對(duì)土壤環(huán)境背景值的影響[7]，列出分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。表3

表3 土壤重金屬污染評(píng)價(jià)模型及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
Table 3 Evaluation models and grading standard of soil heavy metals pollution

評(píng)價(jià)模型EvaluationModels污染等級(jí)Pollutiongrade污染指數(shù)Pollutionindex污染程度Pollutionlevel參數(shù)含義/量綱Parametermeaning/DimensionIgeo=log2Cik×BEi0Igeo<0無污染10≤Igeo<1無污染—中度污染21≤Igeo<2中度污染32≤Igeo<3中度污染—強(qiáng)污染43≤Igeo<4強(qiáng)污染54≤Igeo<5強(qiáng)污染—極強(qiáng)污染6Igeo≥5極強(qiáng)污染Ci：重金屬元素i的含量實(shí)測(cè)值(μg/g)BEi：重金屬元素i的新疆土壤背景值(μg/g)k：修正系數(shù)，取15/無量綱Igeo：Muller地質(zhì)累積指數(shù)

結(jié)合以上評(píng)價(jià)模型，得出兩對(duì)照組土壤重金屬元素Muller地質(zhì)累積指數(shù)Igeo評(píng)價(jià)結(jié)果。結(jié)果顯示：拉依蘇長(zhǎng)壽村Igeo由大到小依次為：0>Cd>Cr>Pb>Ni>Hg>As>Zn>Cu；對(duì)照區(qū)Igeo由大到小依次為：0>Cd>Cr>Ni>Pb>Hg>As>Zn>Cu，兩對(duì)照組土壤重金屬元素Igeo均小于0，表明兩對(duì)照組土壤總體處于無污染水平。對(duì)照區(qū)土壤中這8種重金屬元素Igeo均值全部高于拉依蘇長(zhǎng)壽村。因此，拉依蘇長(zhǎng)壽村農(nóng)田土壤重金屬環(huán)境總體受人為活動(dòng)影響程度相對(duì)對(duì)照區(qū)更小。表4

表4 拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)土壤重金屬Igeo對(duì)比

2.3 重金屬元素的選取與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

RAIS(美國(guó)國(guó)家環(huán)保署綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與資訊系統(tǒng))及IARC(國(guó)際癌癥研究中心)對(duì)重金屬元素致癌效應(yīng)與非致癌效應(yīng)進(jìn)行了可靠度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定有閾污染元素為Hg、Ni、Pb、Cu、Zn；無閾污染元素為Cr、As、Cd。由拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)土壤重金屬污染狀況評(píng)價(jià)結(jié)果得出：拉依蘇長(zhǎng)壽村土壤中Cd含量均值及對(duì)照區(qū)土壤中Cr、Cd含量均值高于新疆土壤元素背景值；同時(shí)對(duì)照區(qū)土壤樣點(diǎn)中存在As、Ni含量超標(biāo)現(xiàn)象。故選取兩對(duì)照組土壤中Cr、Ni、As、Cd等4種重金屬元素作為兩對(duì)照組土壤環(huán)境的潛在危險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子，進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與對(duì)比分析。對(duì)有閾污染元素Ni進(jìn)行非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；對(duì)無閾污染元素為Cr、As、Cd進(jìn)行致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，而無閾污染元素同時(shí)也具有非致癌風(fēng)險(xiǎn)[8]，因此對(duì)Cr、As、Cd還進(jìn)行了非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。研究采用U.S.EPA推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，模型及相應(yīng)參數(shù)含義。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)閾值為Riski>10-4，表示重金屬元素i在該地區(qū)存在不可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)，10-61時(shí)，表示重金屬元素i存在非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)，HQi<1表示重金屬元素i不存在非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。表5

2.4 暴露模型及參數(shù)的確定

農(nóng)田土壤健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估暴露模型只考察與研究區(qū)農(nóng)田表層土壤直接相關(guān)的暴露途徑，其他途徑并不包括在內(nèi)，即土壤中重金屬元素會(huì)通過手口直接攝入、皮膚接觸及呼吸這三種途徑直接進(jìn)入人體內(nèi)[1]。研究暴露模型為經(jīng)手口途徑暴露(EDIoral)、皮膚接觸暴露(EDIdermal)及呼吸暴露(EDIinh)，評(píng)估拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)農(nóng)田土壤中重金屬元素經(jīng)這三種暴露途徑進(jìn)入當(dāng)?shù)厝梭w的長(zhǎng)期日均暴露劑量。列出相應(yīng)的暴露模型及參數(shù)含義。表6

表5 U.S.EPA健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型與參數(shù)
Table 5 Health risk assessment models of U.S.EPA and parameters

評(píng)價(jià)類別Typesofevaluation評(píng)價(jià)模型Evaluationmodel參數(shù)及含義/量綱Parametermeaning/Dimension致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型EvaluationmodelofcarcinogenicriskRiski=EDIi×SFiEDIi：重金屬元素i的長(zhǎng)期日平均暴露劑量(μg/(g·d))SFi：重金屬元素i的致癌風(fēng)險(xiǎn)斜率((g·d)/μg)Riski：重金屬元素i的致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，即當(dāng)?shù)厝丝谝蛟撛亟K身發(fā)生癌癥的概率非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型Evaluationmodelofnon-carcinogenicriskHQi=EDIi×(RFDi)-1RFDi：重金屬元素i經(jīng)各途徑的參考劑量(μg/(g·d))HQi：重金屬元素i的非致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)

表6 暴露途徑及參數(shù)含義
Table 6 Exposure pathways and parameters

暴露途徑/量綱Exposurepathways/Dimension暴露模型Exposuremodel參數(shù)及含義/量綱Parametermeaning/Dimension經(jīng)手口途徑的長(zhǎng)期日均暴露劑量Estimateddailyintakeoforal(μg/(g·d))EDIoral=C×IRoral×CF×EF×EDBW×AT經(jīng)皮膚接觸途徑的長(zhǎng)期日均暴露劑量Estimateddailyintakeofdermal(μg/(g·d))EDIdermal=C×CF×EF×ED×SA×AF×ABSBW×AT經(jīng)呼吸途徑的長(zhǎng)期日均暴露劑量Estimateddailyintakeofinhalation(μg/(g·d))EDIinh=C×IRinh×EF×EDPEF×BW×ATC：農(nóng)用地表層土壤重金屬元素含量實(shí)測(cè)值(μg/(g·d))IRoral：土壤的日平均攝入量(μg/(g·d))CF：轉(zhuǎn)換系數(shù)(g/μg)EF：暴露頻率(d/a)ED：暴露年限(d/a)BW：體重(kg)AT：積累時(shí)間(d)SA：可能接觸土壤的皮膚面積(cm2)AF：土壤對(duì)皮膚的黏附系數(shù)(mg/cm2)ABS：皮膚對(duì)重金屬元素的吸收系數(shù)/無量綱IRinh：土壤的日平均吸入量(mg/d)PEF：顆粒物釋放因子(m3·kg)

拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)農(nóng)田土壤重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)暴露模型中各參數(shù)取值參照2011年U.S.EPA《Exposure factors handbook》[9]及中國(guó)環(huán)境保護(hù)部《中國(guó)人群暴露參數(shù)手冊(cè)》[10]推薦值。因成人與兒童自身狀況及對(duì)土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的響應(yīng)程度存在較大差異，故部分參數(shù)在取值上存在差別。同時(shí)，兩對(duì)照組土壤重金屬元素致癌風(fēng)險(xiǎn)斜率(SFi)及重金屬經(jīng)各途徑的參考劑量值(RFDi)。表7，表8[11-12]

表7 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型暴露參數(shù)取值
Table 7 Exposure parameters for the health risk assessment models

參數(shù)/量綱Parameter/Dimension取值Value成人Adult兒童Children參數(shù)來源ThesourceofparametersC(μg/g)現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)定獲得現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)定獲得研究區(qū)農(nóng)用地表層土壤重金屬元素含量IRoral(mg/d)100200中國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2013[10]CF(g/μg)10-610-6U．S．EPA，2011[9]EF(d/a)350350中國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2013[10]ED(d/a)246中國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2013[10]BW(kg)621159中國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2013[10]AT(d)365×70(致癌)365×70(致癌)365×30(非致癌)365×30(非致癌)中國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2013[10]SA(cm2)57002800中國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2013[10]AF(mg/(cm2))00702U．S．EPA，2011[9]ABS/無量綱001(致癌)001(致癌)0001(非致癌)0001(非致癌)U．S．EPA，2011[9]IRinh(mg/d)20765中國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2013[10]PEF(m3·kg)136×109136×109U．S．EPA，2011[9]

表8 土壤重金屬在不同暴露途徑的SF與RFD
Table 8 The SF and RFD of soil heavy metals in different exposure pathways

重金屬HeavymetalsSF((g·d)/μg)RFD(μg/(g·d))SForalSFdermalSFinhRFDoralRFDdermalRFDinhCrND．ND．4200300×10-3600×10-5286×10-5NiND．ND．ND．002540×10-3206×10-2As1503661510300×10-4123×10-4123×10-4Cd610610180×10-3100×10-3100×10-5100×10-3

注：表中的“ND.”為沒有數(shù)據(jù)，下同

Note: ND is not data, similarly here in after

2.5 土壤健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)土壤中Cr、Ni、As、Cd經(jīng)手口途徑暴露(oral)、皮膚接觸暴露(dermal)及呼吸暴露(inh)三種暴露途徑引起當(dāng)?shù)爻扇伺c兒童的致癌與非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，兩對(duì)照組土壤中重金屬元素對(duì)當(dāng)?shù)爻扇撕蛢和闹掳╋L(fēng)險(xiǎn)大小為：As>Cd>Cr，其中As、Cd對(duì)兒童的致癌風(fēng)險(xiǎn)均高于成人。Cr對(duì)成人的致癌風(fēng)險(xiǎn)均高于兒童。Cr、As與Cd的總致癌風(fēng)險(xiǎn)(Riskall)結(jié)果均為：對(duì)照區(qū)>拉依蘇長(zhǎng)壽村，兩對(duì)照組土壤中的Cr、Cd對(duì)當(dāng)?shù)爻扇撕蛢和腞iskall均低于10-6，表示不存在致癌風(fēng)險(xiǎn)；As的Riskall在10-6～10-4范圍內(nèi)，表示兩對(duì)照組土壤中As均存在可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)，但對(duì)照區(qū)Riskall比拉依蘇長(zhǎng)壽村高1.90倍。即對(duì)照區(qū)的居民因土壤中As元素引發(fā)癌癥的概率比拉依蘇長(zhǎng)壽村高1.90倍。表9

研究表明，兩對(duì)照組土壤中Cr、Ni、As、Cd經(jīng)三種暴露途徑對(duì)兒童引起的非致癌風(fēng)險(xiǎn)高于成人。HQoral大小依次為：1>As>Cr>Ni>Cd；HQdermal為：1>Cr>As>Cd>Ni；HQinh為：1>Cr>As>Ni>Cd。表明兩對(duì)照組土壤重金屬元素經(jīng)任何一個(gè)暴露途徑產(chǎn)生非致癌風(fēng)險(xiǎn)均是可接受的。圖3為上述6種元素對(duì)兩對(duì)照組人群的總非致癌風(fēng)險(xiǎn)(HQall)為：1>As>Cr>Ni>Cd，這與HQoral結(jié)果一致，說明兩對(duì)照組土壤中重金屬元素經(jīng)手口途徑暴露的非致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率最大，是引發(fā)人群非致癌風(fēng)險(xiǎn)的主要暴露途徑。土壤這4種重金屬元素總非致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)(HQall)均表現(xiàn)為：對(duì)照區(qū)(b區(qū))>拉依蘇長(zhǎng)壽村(a區(qū))，說明對(duì)照區(qū)土壤中Cr、Ni、As、Cd引發(fā)當(dāng)?shù)乜山邮芊侵掳╋L(fēng)險(xiǎn)的概率比拉依蘇長(zhǎng)壽村要高。表10，圖3

表9 土壤重金屬致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果
Table 9 Carcinogenic risks assessment results of heavy metals in farmland soil

重金屬Heavymetals研究區(qū)StudyareaRiskoralRiskdermalRiskinhRiskall成人Adult兒童Children成人Adult兒童Children成人Adult兒童Children成人Adult兒童ChildrenCr拉依蘇長(zhǎng)壽村ND．ND．ND．ND．150×10-7561×10-8150×10-7561×10-8對(duì)照區(qū)ND．ND．ND．ND．165×10-7616×10-8165×10-7616×10-8As拉依蘇長(zhǎng)壽村681×10-6133×10-5663×10-7908×10-7101×10-8377×10-9748×10-6881×10-6對(duì)照區(qū)802×10-6157×10-5781×10-7107×10-6119×10-8443×10-9142×10-5167×10-5Cd拉依蘇長(zhǎng)壽村407×10-7794×10-7162×10-8222×10-8177×10-14659×10-15423×10-7817×10-7對(duì)照區(qū)419×10-7818×10-7167×10-8229×10-8182×10-14679×10-15436×10-7841×10-7

表10 土壤重金屬非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果
Table 10 Non-carcinogenic risks assessment results of heavy metals in farmland soil

重金屬Heavymetals研究區(qū)StudyareaHQoralHQdermalHQinh成人Adult兒童Children成人Adult兒童Children成人Adult兒童ChildrenCr拉依蘇長(zhǎng)壽村189×10-2369×10-2377×10-3517×10-3109×10-4292×10-4對(duì)照區(qū)208×10-2406×10-2414×10-3570×10-3120×10-4320×10-4Ni拉依蘇長(zhǎng)壽村144×10-3282×10-3213×10-5292×10-5769×10-8206×10-7對(duì)照區(qū)153×10-3298×10-3225×10-5309×10-5813×10-8218×10-7As拉依蘇長(zhǎng)壽村353×10-2690×10-2344×10-4471×10-4473×10-6127×10-5對(duì)照區(qū)416×10-2812×10-2405×10-4554×10-4557×10-6149×10-5Cd拉依蘇長(zhǎng)壽村156×10-4304×10-4621×10-5851×10-5855×10-9229×10-8對(duì)照區(qū)160×10-4313×10-4640×10-5877×10-5880×10-9236×10-8

圖3 拉依蘇長(zhǎng)壽村(a區(qū))與對(duì)照區(qū)(b區(qū))土壤重金屬總非致癌風(fēng)險(xiǎn)HQall

3 討 論

研究對(duì)于田縣拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)農(nóng)田土壤重金屬含量進(jìn)行了對(duì)比分析與污染狀況評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用窠】诞a(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。拉依蘇長(zhǎng)壽村農(nóng)田表層土壤未出現(xiàn)重金屬含量超標(biāo)現(xiàn)象，土壤重金屬環(huán)境相對(duì)較好；對(duì)照區(qū)土壤個(gè)別點(diǎn)Ni、As含量超出人體所能承受的安全限值，但不具普遍性，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用窠】荡嬖跐撛谕{。兩對(duì)照組土壤中Cd及對(duì)照區(qū)土壤中的Cr含量因受人為活動(dòng)影響高于新疆土壤背景值，但土壤中各重金屬元素總體處于無污染水平(Igeo<0)；各重金屬元素Igeo均表現(xiàn)為：拉依蘇長(zhǎng)壽村<對(duì)照區(qū)，說明拉依蘇長(zhǎng)壽村農(nóng)田土壤重金屬污染程度總體受人為活動(dòng)影響相對(duì)對(duì)照區(qū)更小。研究提供的拉依蘇長(zhǎng)壽村與對(duì)照區(qū)農(nóng)田土壤重金屬含量特征有助于了解整個(gè)于田縣土壤重金屬含量狀態(tài)，有助于進(jìn)一步對(duì)當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境狀況進(jìn)行判斷。兩對(duì)照組土壤中As、Cd對(duì)兒童的致癌風(fēng)險(xiǎn)均高于成人，這與楊敏等[13]的研究結(jié)果相符，可能與兒童對(duì)環(huán)境自身免疫能力相對(duì)成人較弱有關(guān)。Cr對(duì)成人的致癌風(fēng)險(xiǎn)均高于兒童，這可能是由于Cr的致癌效應(yīng)以呼吸效應(yīng)為主，成人相對(duì)兒童的吸入量較大，對(duì)成人的貢獻(xiàn)比率相對(duì)兒童較高。因此，從土壤重金屬對(duì)居民健康風(fēng)險(xiǎn)的角度分析，拉依蘇長(zhǎng)壽村相對(duì)對(duì)照區(qū)更有利于當(dāng)?shù)鼐用窠】担瑸槔捞K長(zhǎng)壽村居民長(zhǎng)壽提供了基礎(chǔ)條件。

4 結(jié) 論

4.1 拉依蘇長(zhǎng)壽村農(nóng)田表層土壤中Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn、Cd含量均值低于鄰近對(duì)照區(qū)；拉依蘇長(zhǎng)壽村土壤中未出現(xiàn)重金屬含量超標(biāo)現(xiàn)象，對(duì)照區(qū)個(gè)別土壤樣點(diǎn)Ni、As含量超出我國(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。拉依蘇長(zhǎng)壽村土壤重金屬總體環(huán)境優(yōu)于對(duì)照區(qū)。

4.2 由Muller地質(zhì)累積指數(shù)法得出兩對(duì)照組土壤處于無污染水平，但拉依蘇長(zhǎng)壽村農(nóng)田土壤重金屬污染程度受人為活動(dòng)影響相對(duì)對(duì)照區(qū)更小。土壤健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，兩對(duì)照組土壤重金屬引起的總致癌風(fēng)險(xiǎn)(Riskall)與總非致癌風(fēng)險(xiǎn)(HQall)均表現(xiàn)為：對(duì)照區(qū)>拉依蘇長(zhǎng)壽村；兒童>成人。土壤中的Cr、Cd對(duì)兩對(duì)照組居民不會(huì)產(chǎn)生致癌風(fēng)險(xiǎn)(Riskall<10-6)；土壤中的As對(duì)兩對(duì)照組居民產(chǎn)生可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)(10-6

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