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不同污染成因下农田土壤和水稻中镉风险评价研究

不同污染成因下农田土壤和水稻中镉风险评价研究

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作者：陈庭永中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

目前,我国土壤重金属污染方向的研究重心主要集中在人为活动引起的污染问题上,对于土壤本底值超标形成的更为隐蔽和难以发现的污染问题还有所不足,因此通过对比研究不同主要污染成因下重金属镉（Cd）在土壤和水稻中的污染超标特征、影... 详细信息

目前,我国土壤重金属污染方向的研究重心主要集中在人为活动引起的污染问题上,对于土壤本底值超标形成的更为隐蔽和难以发现的污染问题还有所不足,因此通过对比研究不同主要污染成因下重金属镉（Cd）在土壤和水稻中的污染超标特征、影响因素差异,为区域根据不同污染成因和富集规律制定差别化的防治标准提供依据,保障土壤环境质量和水稻生产安全。本文以珠江三角洲珠海市A区北部和长江三角洲宜兴市b镇为研究区,根据相关地球化学调查数据和野外调研采集的土壤、水稻样品的测定数据为基础,采用单因子指数法、改进的地质累积指数法、生物富集系数和地统计学分析等方法对农田土壤和水稻Cd元素污染超标和空间分布特征进行分析、研究;同时,结合潜在生态风险和人体健康风险评价模型,对两个研究区Cd造成的风险和暴露量进行对比分析,并划分相应的风险区域。研究结论如下:（1）在两个研究区,土壤Cd超标与水稻Cd超标都不是简单的线性关系,A区北部土壤Cd的超标率远大于b镇,但b镇水稻Cd的超标率却大于A区北部,这与两个研究区土壤Cd的污染来源和成因存在差异有关;同时,两个研究区土壤Cd都达到了高度变异水平,受到了不同程度的人为活动影响。（2）两个研究区的水稻籽实Cd含量与p H的相关性系数最明显,同时与其他土壤理化指标（如CEC、OM）间关系紧密,但在两个研究区中呈现出相反的相关性;两个研究区的土壤和水稻空间分布存在一定的分异现象,但叠加后的高值区土壤成土母质都以河流、碎屑沉积物为主。（3）b镇潜在生态风险程度高于A区北部地区,b镇后期叠加了更多人为活动引起的污染,土壤中Cd含量总体值偏高;两个研究区Cd对不同群体的人体存在一定程度的非致癌风险,儿童和成人在手口摄入途径下的非致癌风险都超过了限值1;通过目标危害系数得出b镇风险区的占比接近1/3,风险与A区北部相比,较为严重。自然和人为活动污染差异程度引起的影响下,Cd在土壤和水稻中的多个指标有着不同的表现,同时Cd对于区域内的风险和人体暴露风险也存在较大差异,因此对于不同成因下的Cd超标农作系统的污染治理和风险管控应采用差异化的方案。

关键词：地质成因人为活动风险分区 A区北部宜兴b镇

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