叶菜类蔬菜产地镉环境质量类别划分技术研究

以农业农村部环境监测总站对我国主要叶菜类蔬菜产地的例行监测数据为基础,综合考虑种类和土壤理化性质的影响,深入探讨了应用物种敏感性分布法(SSD)基于不同累积概率建立我国叶菜类蔬菜产地"优先保护类、安全利用类和严格管控类"的土壤镉环境质量类别划分阈值,并对其合理性验证.结果表明:pH值、阳离子交换量(CEC)和土壤有机质(SOM)对叶菜类蔬菜富集镉的影响均达到了极显著水平(P<0.01),并由其构建的三因子生物有效性模型为lgBCF=-0.122pH+0.025lgSOM-0.048lgCEC+1.252(R^2=0.746,P<0.01,n=134),可解释叶菜类蔬菜富集系数74.6%的变异;利用上述模型将不同土壤理化性质条件下叶菜类蔬菜镉的生物富集系数(BCF)归一化处理可最大程度降低土壤理化性质对其富集镉的影响,凸出叶菜类蔬菜的内在敏感性;利用归一化后的BCF通过log-logistic拟合函数构建SSD曲线得到,不同叶菜类蔬菜种类对镉的敏感性差异明显;依据SSD曲线基于保护80%、50%和5%的叶菜类蔬菜种类分别推导出p H≤6.5、6.5<pH<7.5及pH≥7.5时"优先保护类、安全利用类和严格管控类"的叶菜类蔬菜产地土壤镉环境质量类别划分阈值,并验证其具有一定的合理性.此方法可为我国叶菜类蔬菜产地土壤镉环境质量类别划分提供技术支撑,并为特定农产品产地土壤环境质量类别划分技术及方法的完善奠定坚实的工作基础.

典型喀斯特地区耕地土壤环境质量类别划分

喀斯特已成为重金属暴露高危区,为探明域内耕地土壤环境质量,开展了玉米(106对)、水稻(88对)和辣椒(112对)农产品与土壤协同监测,分析了Cd、As、Pb、Cr 4项重金属,划分耕地土壤环境质量类别并识别其影响因子。结果表明:玉米、辣椒和水稻种植土壤Cd超标率最高,分别为73.27%、95.54%和77.27%,农产品中玉米和辣椒以Cd点位超标率最高,分别为25.86%、84.82%,水稻Cr超标率最高为20.45%。耕地土壤环境质量类别(土壤Cd、As、Pb、Cr 4项综合)初步划分结果优先保护类12.17km^(2)(1.59%)、安全利用类586.53 km^(2)(76.46%),严格管控类168.38 km^(2)(21.95%),Cd是土壤环境质量最主要影响因素。农产品能够影响土壤环境质量类别划分结果,玉米、水稻辅助调整优先保护类分别增加13.18%、24.63%,而辣椒不能调整土壤环境质量类别,不同农产品类型间辅助调整土壤环境质量类别存在较大差异。土壤pH、重金属也影响农产品中重金属富集,同时,农作物种间重金属富集能力存在差异,影响土壤环境质量类别辅助调整。因此,喀斯特地区耕地土壤环境质量类别应按照农作物种类进行划分,防止土壤的过度保护,合理有效的实现农用地的分类管理。

安全利用区和严格管控区稻米重金属健康风险评价

为了解广西某重要粮食产区重金属污染情况及其稻米的健康风险,协同采集该区域33对土壤表层样品和稻米样品,测定土壤和稻米中Cd、Hg、As、Pb和Cr含量并协同划分土壤环境质量类别,采用健康风险模型评价安全利用区和严格管控区稻米对儿童和成人的健康风险。结果表明:该区域农田土壤超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)筛选值的重金属元素为Cd和As,Cd和As超过筛选值的点位占比分别为60.61%和12.12%,Cd超过管制值的点位占比为36.36%,其他元素均未超过筛选值;稻米中仅元素Cd超过标准限值(0.2 mg·kg^(-1)),超标率为39.39%。调查区域优先保护类、安全利用类和严格管控类农田土壤面积占比分别为22.51%、40.69%和36.80%。安全利用区和严格管控区的稻米对儿童和成人均存在非致癌和致癌健康风险,且严格管控区稻米的非致癌和致癌健康风险均高于安全利用区稻米,严格管控区稻米的平均非致癌风险指数和致癌风险指数分别是安全利用区稻米的4.44倍和3.74倍,其中安全利用区稻米的健康风险主要来源于Cd,严格管控区稻米的健康风险则来源于Cd和As。针对安全利用区农田需要采取如水分管理、种植低累积品种和施用钝化剂等措施降低稻米Cd的健康风险,而严格管控区农田则需进行种植结构调整,从而保障当地居民身体健康。

耒水流域土壤重金属污染的时空变异对比

收集了研究区内2008年的历史数据和2018年采集的最新数据,共计278个样品,分析测试了土壤环境污染常提及的Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn共8类重金属元素,利用单因子指数评价法、内梅罗综合污染指数法以及土壤环境质量评估法评价研究区内西河和耒水2条河流周边的土壤环境质量类别,结合反距离空间插值法以及空间几何分析,直观地展示出研究区2008-2018年土壤重金属的时空变异特征。结果表明:采集的2期数据中除Cr外,Cd、Hg、As、Pb、Cu、Ni、Zn表层土壤重金属元素均存在点位超标的情况,说明该研究区中整体存在重金属污染;通过单因子指数评价可知,2期数据单因子指数平均值排前2位的均为Cd和Pb,Cr平均值最小,研究区内2期数据Cr超过98%点位均属于优先保护类点位,Cd、As、Pb均存在超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)管制值的点位;污染增强区主要分布于采矿及冶炼企业密度较大的西河中上游、耒水上游和耒水下游3个区。为防止今后土壤重金属污染进一步增强,建议对3个高值区采取恰当的管理措施。