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电子垃圾拆解周边区域土壤-蔬菜系统重金属污染特征、风险评价及安全利用研究

顾顺斌  
【摘要】:近年来,中国农用地重金属污染状况随着现代化进程的加快而加剧。自2016年中国推出《土壤污染防治行动计划》(土十条)以来,全国各地都积极开展了耕地质量调查与受污染耕地安全利用的工作。本研究选取浙江省某一具有长期电子垃圾拆解历史的区县为研究区域,并以该区域中的土壤-蔬菜系统为研究对象,通过实地采样、污染特征分析、风险评价及安全利用研究,分析并掌握了该区域的重金属污染及空间分布特征,并针对具有较高食用风险的蔬菜进行了安全利用研究,为受重金属污染的农用地提供了切实可行的安全生产方案。本研究取得的主要研究结果如下:1)研究区域土壤-蔬菜系统重金属含量及空间分布特征。研究区域蔬菜地土壤具有一定程度的重金属超标情况,污染区域主要分布在FJ街道,XQ镇和PJ镇,其中FJ街道重金属超标情况最为广泛且严重。超标元素主要为Cd、Cu和Zn。通过重金属的来源分析,当地缺乏制约的电子垃圾拆解工业是造成此三类重金属污染的主要源头;同时结果表明,该区域部分蔬菜中重金属含量超过了我国食品标准中的阈值。通过富集系数比较各类蔬菜对于重金属积累能力的差异,结果表明豇豆和包菜对重金属的富集积累能力较弱,而生菜和茄子则较易吸收积累Cd、Pb等重金属。2)研究区域重金属污染程度及健康风险评价。通过计算内梅罗综合污染指数,评估结果表明,当地蔬菜土壤受到了较为严重的以Cd,Cu和Zn为主的复合污染。潜在生态环境风险评价结果显示研究区域生态环境系统遭受了轻微的生态风险,主要污染元素为Cd。人体健康风险评价结果表明,当地居民面临一定程度的健康风险,食用蔬菜是造成健康风险的主要途径,Cd和Cr是威胁健康的主要风险元素,而生菜则具有最大的食用风险,番薯次之。3)受污染耕地安全利用研究结果。本研究选取当地典型污染农田土壤及具有最大食用风险的生菜进行盆栽钝化实验。结果表明,过磷酸钙、熟石灰、石灰石、生物质炭、海泡石及钙镁磷肥均能有效降低土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Ni和Cr六种重金属的有效性;有机缓释肥虽然降低了土壤中Cd和Ni有效性,但同时增加了Pb、Cu、Zn和Cr的有效性。过磷酸钙、石灰石、熟石灰、秸秆生物质炭和海泡石处理能显著降低生菜可食部分Cd,Cu,Ni,Pb和Zn含量,同时增加了生菜生物量;钙镁磷肥和有机缓释肥不同程度地提高了生菜可食部分重金属含量同时降低了其生物量。综合考虑钝化材料对土壤中重金属的钝化效果、对生菜中重金属含量及长势的影响,施用2g/kg的熟石灰和石灰石具有最佳效果。


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