豫北典型农田作物中重金属污染状况及健康风险评价.pdf

生态环境学报 2014, 23(8): 1351-1358 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 豫北典型农田作物中重金属污染状况及健康风险评价 1 1* 2 2 2 1 麻冰涓 ，王海邻 ，李小超 ，张永慧 ，刘军 ，李东艳 1. 河南理工大学资源环境学院，河南 焦作 454000 ；2. 焦作市环境信息中心，河南 焦作 454002 摘要：农产品污染引发的食品安全问题目前已经成为全社会关注的焦点，为了研究和评价农作物中重金属污染和健康风险状 况，采集了焦作市武陟县玉米、水稻和花生三种大田作物样品，共计47个样品，其中玉米样品16个，花生样品4个，水稻样 品27个。在测定作物籽粒中重金属Cr、Ni 、As 、Cd和Pb含量的基础上，分别采用单因子污染指数和综合污染指数法评价了 作物籽粒中重金属的污染状况，并运用危险商（HQ ）法评价了这些作物中的重金属对人体健康可能造成的风险，进而应用 相关分析法、聚类分析法及主成分分析法，探讨了作物籽粒中重金属含量的分布特征及其污染来源。结果表明：武陟县农田 作物籽粒中的Cr、Ni 、As 、Cd和Pb 的平均含量分别为0.26±0.42、0.31±0.29、0.04±0.03、0.01±0.04和0.03±0.03 mg·kg-1 。其中， 玉米籽粒中的Cr、Ni 、As 、Cd和Pb 的平均含量分别为8.86×10-2 -2 -3 -3 -5 -5 ±0.21 、9.41×10 ±0.12 、8.10×10 ±5.29×10 、1.20×10 ±4.92×10 和0.04±0.02 mg·kg-1 ；水稻籽粒中的Cr、Ni 、As 、Cd和Pb 的平均含量分别为0.38±0.49、0.44±0.31、0.07±0.02、4.60×10-3±7.42×10-3 和0.03±0.03 mg·kg-1 ；花生籽粒中的Cr、Ni 、As 、Cd和Pb 的平均含量分别为0.13±0.22、0.32±0.16、0.02±3.05×10-3 、0.11±0.07 -2 -2 -1 和1.32×10 ±1.70×10 mg·kg 。农作物籽粒中各重金属元素的单因子污染指数评价结果显示，从总体上看，3种农作物籽粒 中5种重金属的单因子污染指数均值均小于1，单因子污染指数均值大小顺序为：Ni ＞As ＞Cr ＞Pb ＞Cd ；从作物类型来看， 玉米和水稻中Ni超标的样品比率分别为6.67%和51.85% ，水稻中Cr超标的样品比率为12%。农作物籽粒中各重金属元素的综 合污染指数评价结果显示，重金属的平均综合污染指数为0.59 ，整体上处于安全等级。总体来看，14.89%的农作物受到不同 程度的污染，其中轻度污染的农作物占10.64%，中度污染的农作物占4.25% ，19.15%的农作物处于警戒限。重金属污染程度 以水稻最为严重，轻度污染的为18.52%，中度污染的为7.41% ，另外有29.63%处于警戒限内。健康风险评价结果显示，对于 成人和儿童而言，5种重金属的健康风险指数均小于1，不会造成当地成人和儿童的健康风险，但重金属通过本地谷物类和豆 类产品摄入对成人造成的健康风险略高于儿童。农作物籽粒中5种重金属的相关性分析表明，Cr-Ni和As-Ni在作物籽粒中存 在极显著正相关性，Cr-As存在显著的正相关性。聚类分析发现，Cr和Ni可以聚为一类，有可能存在共同的来源。针对玉米 的主成分分析表明，玉米中5种重金属可以由2个主成分来反映，第一主成分主要支配着玉米籽粒中Cr、Ni 、As和Cd的来源。 第二主成分支配Pb ，其来源与其他重金属元素有较大区别。 关键词：农田作物；重金属；污染指数；聚类分析；主成分分析；健康风险评价 中图分类号：X820.4 文献标志码：A 文章编号：1674-5906 （2014 ）08-1351-08 引用格式：麻冰涓，王海邻，李小超，张永慧，刘军