鄭富海，黎 寧，張 衛(wèi)，陸覃昱，陳仕淼，顧明華，何 冰*

桂西北稻田重金屬污染及健康風險評價

鄭富海1，黎 寧2，張 衛(wèi)1，陸覃昱1，陳仕淼1，顧明華1，何 冰1*

(1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院/“農(nóng)業(yè)環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全”廣西高校重點實驗室，廣西南寧 530004;2.廣西壯族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站/“土壤環(huán)境污染與生態(tài)修復(fù)”廣西人才小高地，廣西南寧 530028)

【目的】了解廣西西北稻田土壤重金屬污染情況及稻米的健康風險，為重金屬污染治理提供理論依據(jù)?！痉椒ā坎杉搮^(qū)域98個稻田點位的土壤及稻米，分別測定Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As等6種重金屬的含量。采用單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對稻田土壤的污染狀況進行評價，以《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB15618-1995)中Ⅱ級標準作為參考值，采用高危商(HQ)和高危指數(shù)(HI)法對稻米健康風險評價?！窘Y(jié)果】稻田土壤Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As的平均含量分別為18.21、64.97、0. 98、45.55、147.88和11.62 mg·kg-1，各元素含量的變異系數(shù)均較大。土壤的內(nèi)梅羅指數(shù)為1.416，表明土壤受到輕度污染，主要污染元素為Cd，其次為Zn，極少部分區(qū)域存在Pb和As污染。根據(jù)潛在生態(tài)危害指數(shù)(RI)，土壤總體處于輕微生態(tài)危害程度，其中Cd對RI的貢獻率最大，其次為As。稻米Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As的平均含量分別為5.6400、0.3668、0.1625、0.3879、26.7800和0.2974 mg·kg-1。根據(jù)高危指數(shù)(HI)法，稻米可能存在健康風險，其中As對HI的貢獻率最大?！窘Y(jié)論】供試水稻土重金屬污染屬于輕度污染水平和輕微生態(tài)危害程度，主要污染物為Cd、Zn;稻米中的主要污染元素為Pb和Cd，但可能引起稻米健康風險的重金屬元素為As。

稻田;重金屬污染;生態(tài)評價;健康風險;桂西北地區(qū)

【研究意義】土壤中某些重金屬如銅(Cu)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、鋅(Zn)和砷(As)不僅對植物的生長產(chǎn)生不良影響，還能通過食物鏈威脅人類健康[1]。水稻是廣西主要的糧食作物，農(nóng)田土壤的重金屬水平關(guān)系到農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)與人民生活健康，是影響農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和國家糧食安全的重要因素。廣西壯族自治區(qū)素有“有色金屬之鄉(xiāng)”的美譽，特別是廣西西北地區(qū)，分布著大量的鉛鋅礦、錳礦和有色金屬礦[2]，利用潛在生態(tài)危害指數(shù)法[3]、高危指數(shù)法等對該區(qū)域的稻田土壤及稻米進行重金屬評價，對了解該區(qū)域的污染情況及治理措施的制定具有重要意義。【前人研究進展】張麗娥等[4]對廣西大廠礦區(qū)農(nóng)田土壤污染進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水田土壤中As的超標率94.4%，Pb、Cd和Hg的含量均出現(xiàn)超標現(xiàn)象，超標率分別為27.8%、100%和5.6%。黃玉溢等[5]采用單因子指數(shù)法和潛在風險指數(shù)法對廣西水稻主產(chǎn)區(qū)50個土壤樣品的Cd、Pb和As污染情況進行分析，結(jié)果表明稻田主要受Cd的污染。廣西桂西北區(qū)域?qū)儆诳λ固氐孛玻寥榔嵝?，地下水豐富，土層非常薄，大量抽取地下水之后容易造成地面塌陷，污染物在底下的擴散速度快[6]。鄭武[7]研究表明廣西土壤(表層土)的重金屬元素Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As的背景值分別為22.7、24.0、0.267、82.1、75.6和20.5 mg·kg-1，與全國土壤(表層土)各重金屬元素背景值相比普遍偏高。同時近年來學(xué)者對農(nóng)田灌溉水對農(nóng)田重金屬的影響取得一定研究成果，表明土壤及農(nóng)作物中重金屬含量與污水灌溉有比較大的相關(guān)性[8]?！颈狙芯壳腥朦c】人體吸收重金屬主要是通過食物吸收[9]，作物吸收和積累重金屬，是土壤重金屬向人體遷移的重要環(huán)節(jié)，是決定重金屬危害性的重要影響因素之一?，F(xiàn)有關(guān)土壤重金屬研究更多在于研究區(qū)域的污染評價方面，但同時對植株特別是稻米的污染以及對人體的健康風險進行評價的研究較少見報道?！緮M解決的問題】對研究區(qū)域98個點位的稻田土壤及稻米中Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As 6種重金屬元素進行調(diào)查，并采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、潛在危害指數(shù)法和高危指數(shù)的方法對稻田土壤和稻米的重金屬污染及健康風險進行評估。擬得出研究區(qū)域土壤及稻米的主要污染元素，并分析研究區(qū)域的污染等級為類似礦產(chǎn)地區(qū)豐富和喀斯特地貌的地區(qū)提供參考，并為稻田土壤污染的有效防控和水稻安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于廣西西北部，地處云貴高原東南部，地勢北高南低，周邊綿延山嶺，中部為丘陵，最高海拔為1693 m，最低海拔為149 m，土壤以紅壤、黃壤、黃紅壤、棕色石灰土和黑色石灰土為主，呈微酸性，有機質(zhì)含量為44.91 g·kg-1;氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候，年降雨量北部為1750.0 mm，南部為1389. 1 mm，年均日照時數(shù)145.1 h。

1.2 樣品的采集

2014年7-8月，根據(jù)研究區(qū)域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水稻種植面積占全縣總面積的比例布置98個點位，用GPS記錄點位的地理信息。運用五點采樣法采集每個點位土壤以及相應(yīng)的稻米樣，土樣采樣深度為20 cm。樣品盛于聚乙烯薄膜袋帶回實驗室，自然風干，磨碎，分別過18目和100目孔徑篩，貯于聚乙烯薄膜袋內(nèi)以備分析。同時采集3～5株稻米樣品，混勻，45℃烘干，脫殼，粉碎，過篩(100目)，貯于聚乙烯薄膜袋內(nèi)以備分析。

1.3 樣品分析

土壤pH的測定:按1∶2.5的比例分別稱取10 g土壤(18目)和25 g無碳水(25 mL)，震蕩搖勻，用酸度計(S220，瑞士梅特勒-托利多公司)測定pH。

土壤重金屬含量測定:稱取土壤樣品(100目) 0.2500 g，按5∶1∶1的比例分別加入5 mL HNO3、1 mL HClO4和1 mL HF，采用高溫密閉罐消解，使用火焰原子吸收分光光度計(PinAAcle900T，美國珀金-埃爾默公司)測定Pb、Cr、Cu和Zn含量，使用石墨爐原子吸收分光光度計(PinAAcle900T，美國珀金-埃爾默公司)測定Cd含量，使用原子熒光分光光度計(SA-20，北京吉天公司)測定As含量。

稻米重金屬測定:稱取稻米樣品0.3000 g，加入5mLHNO3，采用微波消解儀(MARS6，美國CEM公司)進行消解。重金屬含量測定方法與土樣測定一致。

1.4 評價方法

1.4.1 土壤重金屬污染評價 土壤中重金屬含量的標準值以我國《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB15618-1995)二級標準作為參考值，采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法[10]對土壤中重金屬進行污染評價:

表1 潛在生態(tài)風險評價標準Table 1 The potential ecological risk assessment standard

(1)單因子污染指數(shù)法:

式中:Pi為污染指數(shù);Ci為土壤中重金屬的實測值; Si為土壤重金屬的評價標準;i代表某種重金屬。Pi≤1.00，樣品未受到污染;1.00＜Pi≤2.00，樣品受到輕度污染;2.00＜Pi≤3.00，樣品受到中度污染; Pi＞3.00，樣品屬于重度污染。

(2)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法:

式中:P為土壤中各種重金屬的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù);Pi表示重金屬中最大污染指數(shù);Pu為各重金屬污染指數(shù)的平均值。P≤1.00，土壤為非污染地區(qū); 1.00＜P≤2.00，土壤受到輕度污染;2.00＜P≤3. 00，土壤受到中度污染;P＞3.00，土壤受到重度污染。

1.4.2 土壤潛在生態(tài)風險評價 土壤潛在風險評價采用潛在生態(tài)危害指數(shù)法[3]，是目前應(yīng)用比較廣的評價重金屬污染程度的方法之一。計算公式如下:

式中:Cif為第i種重金屬的污染系數(shù);Ci為樣品中第i種重金屬的實測值，mg·kg-1;Cin為土壤的重金屬背景值，mg·kg-1;E為重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù);T為重金屬的毒性系數(shù)，Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和 As的毒性系數(shù)分別為5、5、30、2、1和10 mg· kg-1[3];RI為多種重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)。

1.4.3 水稻攝入的健康風險評價 運用高危商(HQ)對成年人食用研究區(qū)域大米的健康風險進行評價，其計算公式[10]為:

式中:ADD是重金屬谷物攝入提取劑量，單位是mg ·kg-1·d-1;RfD為口服參考劑量，單位是μg· kg-1·d-1[11];IR為成年人每日的平均飯量，我國人均每年消費谷物類糧食206 kg[11]，設(shè)谷物類全為大米，則成人每天消費0.564 kg;ED為暴露時間，取30 a;EF為暴露頻率，取值365 d·a-1;BW為平均體重，取60 kg;AT為生命周期，取值70 a;360為轉(zhuǎn)化系數(shù)。

一般重金屬對人體健康的影響是多種重金屬復(fù)合作用的結(jié)果，因此采用高危指數(shù)(HI)對人體的健康風險進行全面評價，計算公式為:

1.5 統(tǒng)計分析

運用SPSS 21.0和Excel 2016對研究區(qū)域的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果分析

2.1 土壤pH及重金屬含量與污染評價

2.1.1 土壤pH 土壤pH影響重金屬在土壤中的存在形態(tài)和生物有效性，是土壤環(huán)境質(zhì)量標準的重要參數(shù)。研究區(qū)域98個位點中pH4.30～8.15，變異系數(shù)0.16。其中53個采樣位點的pH小于6.5，占總采樣位點數(shù)的54%;23個采樣位點的pH為6.5～7.5;22個采樣位點的pH大于7.5。結(jié)果表明，研究區(qū)域大部分屬于中性偏酸性。

表2 健康風險評價標準Table 2 Health risk assessment standard

表3 研究區(qū)域土壤重金屬含量特征Table 3 Heavymetal content characteristics of soil in study area(mg·kg-1)

2.1.2 土壤重金屬含量統(tǒng)計特征分析 研究區(qū)域水稻土98個點位6種重金屬含量的描述性統(tǒng)計結(jié)果如表1。土壤樣本中Cu含量范圍為7.25～39.96 mg·kg-1，平均值為18.21 mg·kg-1;Pb含量范圍為1.68～447.32 mg·kg-1，平均值為64.97 mg· kg-1;Cd含量范圍為0.12～7.37 mg·kg-1，平均值為0.98 mg·kg-1;Cr含量范圍為14.54～143.82 mg·kg-1，平均值為45.55 mg·kg-1;Zn含量范圍為28.84～688.95 mg·kg-1，平均值為147.88 mg ·kg-1;As含量范圍為0.46～44.23 mg·kg-1，平均值為11.62 mg·kg-1。

重金屬含量變異系數(shù)反映元素在該區(qū)域分布和污染程度的差異大小。由表3可知，研究區(qū)域6種重金屬元素變異系數(shù)由大到小依次為Cd＞Pb＞Zn＞As＞Cr＞Cu。Cd和Pb的變異系數(shù)達1.0以上，Zn和As的變異系數(shù)在0.6以上，說明研究區(qū)域內(nèi)土壤Cd、Pb、Zn和As的含量差異均較大，存在空間分布不均勻的現(xiàn)象。

2.1.3 土壤環(huán)境質(zhì)量評價 從表4可以看出，研究區(qū)域Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As的單因子污染指數(shù)平均值分別為0.270、0.236、1.859、0.160、0.632和0. 454;內(nèi)梅羅綜合指數(shù)為1.416。根據(jù)單因子污染指數(shù)法評價標準，在98點位中，共有50個點位超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB15618-1995)中的二級標準，超標率為51%。Cd的輕度、中度和重度污染點位占總點位比例分別為16%、9%和21%，其重度污染比例高于輕度污染比例;Zn輕度和中度污染點位占總點位比例分別為13%和3%;Pb和As分別有3%和7%的點位為輕度污染水平;Cu和Cr達100%清潔水平。內(nèi)梅羅綜合指數(shù)分析，結(jié)果為1＜P＜2，說明研究區(qū)域土壤重金屬整體處于輕度污染水平，其中主要污染元素為Cd，其次為Zn，極少部分區(qū)域存在Pb和As污染。

2.1.4 土壤重金屬生態(tài)風險評價 研究區(qū)域土壤重金屬污染的潛在生態(tài)危害指數(shù)如表5。結(jié)果表明，研究區(qū)域Cu、Pb、Cr、Zn和As的潛在生態(tài)危害程度均為輕微生態(tài)危害;Cd有60%的點位屬于輕微生態(tài)危害，16%的點位屬于中等生態(tài)危害，15%屬于強生態(tài)危害，8%屬于極強生態(tài)危害?；诟髟仄骄坑嬎愕木C合潛在危害指數(shù)(RI)為105.9(RI＜150)，表明研究區(qū)域土壤總體處于輕微生態(tài)危害程度，其中Cd對RI的貢獻率最大，占87. 4%;其次為As，占7.12%。

2.1.5 不同土壤重金屬之間的相關(guān)性分析 同一污染源的不同重金屬元素的分布和污染程度存在一定的相關(guān)性。通過分析各重金屬元素的超標位點重疊率以及各點位的重金屬元素含量間的相關(guān)性，可分析點位的復(fù)合污染情況。從表6可看出，研究區(qū)域多種重金屬元素含量之間存在相關(guān)性。在超過土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準的4種重金屬元素中，Pb、Cd、As含量之間的相關(guān)關(guān)系達到極顯著水平(P＜0. 01)，但相關(guān)系數(shù)均小于0.5，而Zn與Pb、Cd、As含量的相關(guān)系數(shù)大于0.5，說明研究區(qū)域Pb、Cd或As污染往往伴隨著Zn污染。對各重金屬元素超標點位的重疊性進行分析見表7，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Cd和Zn同時超標的點位數(shù)最多，達15個，占Cd超標點位數(shù)的33.33%，占Zn超標點位數(shù)的93.75%;Cd與As同時超標的點位數(shù)為5個，占Cd超標點位數(shù)的11. 11%，占As超標點位數(shù)的71.42%，說明研究區(qū)域Zn污染的同時伴隨著Cd污染的可能性最大，而As污染的同時伴隨著Cd污染的可能性最大。

表4 研究區(qū)域土壤單因子指數(shù)分析與內(nèi)梅羅指數(shù)分析Table 4 Analysis of single factor index and Nemerow indexin study area soil

2.2 稻米重金屬含量及健康風險評價

2.2.1 稻米重金屬含量統(tǒng)計分析 從表8可知，稻米重金屬Cu含量范圍為2.4360～18.0520 mg· kg-1，平均值為5.6400 mg·kg-1;Pb含量范圍0. 0240～2.0390 mg·kg-1，平均值為0.3668 mg· kg-1;Cd含量范圍為0.0040～1.7420 mg·kg-1，平均值為0.1625 mg·kg-1;Cr含量范圍為0.0110～1.3170 mg·kg-1，平均值為0.3879 mg·kg-1;Zn含量范圍為16.1600～43.5200 mg·kg-1，平均值為26.7800 mg·kg-1;As含量范圍為0.1080～0.6830 mg·kg-1，平均值為0.2974 mg·kg-1。從變異系數(shù)上看，稻米Cd的變異系數(shù)最大，為1.3930;其次為Pb和Cr，分別為0.8804和0.6582;而Cu、As和Zn的變異系數(shù)均低于0.40，結(jié)合相關(guān)評價標準，得出稻米中6種重金屬含量超標率由高到低依次為: Pb＞Cd＞Cu=Cr＞Zn=As。

表5 土壤重金屬的潛在風險評價Table 5 Potential risk assessment of heavymetals in soils

表6 土壤重金屬元素含量的相關(guān)性分析Table 6 Correlation of soil heavymetal elements

表7 土壤重金屬含量超標點位重疊個數(shù)Table 7 The number of exceeded overlapping points of soil heavymetal contents

表8 研究區(qū)域稻米重金屬含量Table 8 The heavymetal content of rice grain in study area(mg·kg-1)

2.2.2 稻米重金屬攝入風險評價 研究區(qū)域稻米各重金屬元素的HQ和HI值如表9。Cr和Zn的HQ平均值均小于1.0，Cr的HQ平均值僅為0.01，說明研究區(qū)域采集的稻米中所含的Cr和Zn對人體無健康風險。Cu的HQ為0.2454～1.818;Pb的 HQ為0.0419～2.346;Cd的HQ為0.0176～7.019; 3種元素的HQ平均值均小于1.0，但Cu、Pb和Cd分別有2%、6%和14%點位的HQ大于1.0，說明少部分點位的稻米Cu、Pb和Cd可能存在健康風險。稻米As的HQ值為1.452～9.173，HQ平均值大于1.0，表明所有點位的稻米As可能存在健康風險。結(jié)果表明，研究區(qū)域稻米6種重金屬的健康風險由大到小依次為:As＞Cd＞Cu＞Pb＞Zn＞Cr。研究區(qū)域高危指數(shù)HI值為5.773(1＜HI＜10)，說明研究區(qū)域可能存在健康風險。

表9 研究區(qū)域稻米重金屬攝入風險評價Table 9 Risk assessment of heavymetal uptake of rice in study area

2.3 土壤重金屬與稻米重金屬含量的關(guān)系

根據(jù)表10可知，研究區(qū)域土壤重金屬超標率由高到低分別為Cd＞Zn＞As＞Pb，Cu和Cr均不超標;稻米中重金屬超標率由高到低分別Pb＞Cd＞Cu =Cr，Zn和As均不超標，說明土壤重金屬含量與稻米重金屬含量之間并無明顯的對應(yīng)關(guān)系，本研究中稻米Pb超標率最高，明顯高于土壤Pb超標率;Cd在土壤和稻米中的超標率分別達到47.0%和17.0 %。

3 討 論

3.1 稻田土壤重金屬污染

研究區(qū)域土壤重金屬的點位超標率為51.0%，高于全國耕地土壤點位超標率(19.4%);并且中度和重度污染所占比例分別為9.0%和14.0%，也遠遠大于全國耕地的1.8%和1.1%[12]。研究區(qū)域稻田除Cu與Cr不存在超標情況以外，其他4種重金屬都存在超標情況，Pb、Cd、Zn和As的超標點位占總點位的比例分別為3.0%、47.0%、16.0%和7.0%。根據(jù)2014年環(huán)保部全國土壤環(huán)境質(zhì)量普查結(jié)果，全國耕地Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As的點位超標率分別為:2.1%、1.5%、7.0%、1.1%、0.9%和2.7%。根據(jù)凌乃規(guī)[13]的調(diào)查結(jié)果，廣西全區(qū)水田(1574個樣品)的Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As的樣品超標率分別為1.21%、0.25%、24.71%、0.25%、2.48%和3.68%。與全國和全區(qū)的調(diào)查結(jié)果相比，研究區(qū)域Pb、Cd、Zn和As的超標率要高于全國耕地和全區(qū)水田的超標率。

根據(jù)內(nèi)梅羅指數(shù)和潛在生態(tài)危害指數(shù)，研究區(qū)域稻田土壤屬于輕度污染水平和輕微生態(tài)危害程度，主要污染物為Cd和Zn，超標率分別為47.0%和16.0%。黃玉溢等[14]調(diào)查了桂西地區(qū)(河池市和崇左市)的稻田土壤重金屬污染情況，結(jié)果表明土壤樣品中的Cd、As含量超標率分別為54.0%和2.0%，其中Cd為高生態(tài)風險。研究結(jié)果表明，本研究區(qū)域稻田土壤的污染程度和潛在生態(tài)危害程度均低于桂西整體水平。吳洋等[15]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，都安瑤族自治縣耕地土壤處于重度污染水平和中等生態(tài)危害程度，主要污染元素為Cd和As，超標率分別為74.6%和42.9%。本研究區(qū)域稻田土壤的污染程度和潛在生態(tài)危害程度均低于都安瑤族自治縣，Cd和As的超標率遠遠低于都安瑤族自治縣。

在本研究中，研究區(qū)域Zn污染的同時伴隨著Cd污染的可能性最大，這與甘國娟[16]對湘中某工礦區(qū)的研究結(jié)果相似，樣點土壤Zn污染的同時也伴隨著Cd的污染，這可能的原因是因為它們之間可能存在同源關(guān)系，這也為了解土壤重金屬復(fù)合污染提供理論依據(jù)。

表10 土壤重金屬與稻米重金屬超標率比較Table 10 Comparison of excessive rate of heavymetals between paddy soils and grains

3.2 稻米重金屬污染

通過對研究區(qū)域進行高危商(HQ)分析可知，Cr和Zn無健康風險的比例均為100%;Cu、Pb、Cd和As可能存在健康風險的比例分別為2.0%、6.0 %、14.0%和100%(表7)。對研究區(qū)域進行高危指數(shù)(HI)分析可知，研究區(qū)域有96%的點位屬于可能存在健康風險，有4%的點位屬于存在慢性毒性風險，其中As對高危指數(shù)的貢獻率最大，占66.7%。

根據(jù)張麗娥[17]在廣西南丹縣大廠礦區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，As和Cd通過水稻攝入的高危商(HQ)分別為2.70和2.21。本研究區(qū)域稻米As和Cd的高危商(HQ)分別為3.848和0.5829(表9)，比較分析認為兩個研究區(qū)域的重金屬污染健康風險均表現(xiàn)為As＞Cd;本研究區(qū)域稻米As的健康風險高于大廠礦區(qū)，而Cd的健康風險低于大廠礦區(qū)。

3.3 稻田重金屬與稻米重金屬含量之間關(guān)系的分析

在本研究中，結(jié)果表明土壤重金屬含量與稻米重金屬含量之間并無明顯的對應(yīng)關(guān)系，與張永春[18]的研究結(jié)果類似。本研究中稻米Pb超標率最高，明顯高于土壤Pb超標率;Cd在土壤和稻米中的超標率分別達到47.0%和17.0%(表10)。一方面，稻米比較容易富集Pb和Cd[19];另一方面，農(nóng)作物中重金屬含量與土壤中生物有效性呈正相關(guān)[20]。隨著土壤pH的降低，土壤重金屬的生物有效性升高[21]。試驗結(jié)果表明，在土壤Pb含量未超標、稻米Pb含量超標的點位中，土壤pH小于6.5的點位比例為72.0%，并且Cd在相同情況下的點位比例為60.0%，由此推測，土壤偏酸性使土壤重金屬生物有效性增加是Pb和Cd在土壤中超標率較低而在稻米中超標率較高的可能原因之一。

3.4 有待進一步研究內(nèi)容

本研究屬于調(diào)查性研究，主要根據(jù)已有數(shù)據(jù)進行分析，對研究區(qū)域的污染原因以及污染情況沒有全面了解，在下一步研究中將要對不同重金屬的形態(tài)以及土壤的陽離子交換量、有機質(zhì)等土壤性質(zhì)進行測定分析，進一步研究土壤的重金屬污染情況，同時研究區(qū)域的污染情況也需要政府和環(huán)保部門的重視與治理。

4 結(jié) 論

本研究調(diào)查了桂西北某區(qū)域98個點位稻田和稻米的重金屬污染狀況并且對其潛在危害和健康風險進行評價，結(jié)果表明研究區(qū)域的稻田重金屬污染屬于輕度污染水平，主要污染為Cd、Zn污染;對土壤進行潛在風險評價得出研究區(qū)域土壤處于輕微生態(tài)危害程度;稻米可能存在以As為主的健康風險。

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(責任編輯 汪羽寧)

Heavy M etal Pollution and Health Risk Assessment of Paddy Soil in Northwestern Guangxi

ZHENG Fu-hai1，LINing2，ZHANGWei1，LU Qin-yu1，CHEN Shi-miao1，GU Ming-hua1，HE Bing1*
(1.Agricultural College of Guangxi University/Guangxi Key Laboratory of Agri-environment and Agri-products Safety，Guangxi Nanning 530004，China;2.Guangxi Zhuang Autonomous Region Environmental Protection Monitoring Centre/‘Guangxi Soil Pollution and Ecological Remediation'Talent Highland，Guangxi Nanning 530028，China)

【Objective】The study aims to provide a theoretical basis for the heavymetal pollution control，the heavymetal pollution of paddy soil and its health risk in Northwestern Guangxi had been evaluated.【Method】98 soil and rice samples were collected from paddy fields in Northwestern Guangxi，and each contents of Cu，Pb，Cd，Cr，Zn and Aswere determined respectively，to evaluate the pollution and health risk of heavymetal.The soilenvironmental quality was evaluated by the single factor pollution indexmethod，the Nemerow indexmethod and potential ecologicalhazard indexmethod，aswell as using the gradeⅡin Environmentalquality standard for soils(GB15618-1995)as a reference value.The health risk of the grain to residentswas evaluated by the high risk quotient(HQ)method and High risk index(HI)method.【Result】The average contents of Cu，Pb，Cd，Cr，Zn and As of soil were 18.21，64.97，0.98，45.55，147.88 and 11.62 mg· kg-1，respectively.There were large variations of heavymetal contents in 98 soil samples.The Nemerow index of research areawas1.416，which reached to the gradeⅡstandard of soil environmental quality assessment classification，meant the soilwere lightly polluted by heavy metals.According to the single factor pollution index，themain pollution element in research area was Cd，followed by Zn，and there were Pb and As pollution in very few research areas.According to the potential ecological risk index(RI)，the soil in the study area was in a slight degree of ecological harm，and the contribution rate of Cd to RI was the largest，followed by As.The average contents of Cu，Pb，Cd，Cr，Zn and As in rice were 5. 6400，0.3668，0.1625，0.3879，26.7800 and 0.2974 mg· kg-1，respectively.According to the high-risk index(HI)，theremightbe a health risks in rice grains collected in research area.Among the6 heavymetals，Asmade the highest contribu-tion to HI.【Conclusion】The heavy-metal pollution of research area was at the slight pollution level，and themain pollutants were Cd and Zn.In rice，themain pollutantswere Pb and Cd，but the potential health risks of rice weremost likely due to As.

Paddy soil;Heavymetal pollution;Ecological evaluation;Health risk;Northwestern Guangxi

S511

A

1001-4829(2017)8-1886-08

10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.033

2017-05-12

廣西農(nóng)業(yè)廳專項項目(稻米Cd含量預(yù)測模型的建立及廣西水稻產(chǎn)地Cd污染評估);廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃項目(桂科合14125008-2-30)

鄭富海(1991-)，男，山東鄒平人，碩士研究生，研究方向為重金屬污染土壤生態(tài)治理及植物化控，E-mail:fuhaizheng110@126.com;*為通訊作者，E-mail:hebing@gxu. edu.cn。