桐鄉(xiāng)某皮革廠周邊土壤重金屬污染及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

傅曉钘 劉婷婷

摘要?[目的]分析桐鄉(xiāng)某皮革廠周邊土壤重金屬污染及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。[方法]以桐鄉(xiāng)某2個(gè)皮革廠周邊500 m內(nèi)土壤作為研究對(duì)象，測(cè)定春季盛行風(fēng)東南風(fēng)下風(fēng)向區(qū)域不同水平距離及深度處（0～30?cm）土樣中Cd、Pb、Cr、As、Zn、Cu、Co、Ni、Hg 9種元素的含量，并采用地累積指數(shù)法和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法對(duì)重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]2個(gè)研究區(qū)域污染狀況相似，表層土壤中均有4種重金屬（Cd、Co、Ni、Hg）高于嘉興市土壤背景值的情況，其中Hg和Cd兩類(lèi)重金屬元素普遍超出標(biāo)準(zhǔn)值，但平面內(nèi)濃度分布無(wú)明顯規(guī)律可循，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)該區(qū)域重金屬干擾強(qiáng)烈，而風(fēng)向?qū)χ亟饘俜植加绊懖淮?2個(gè)皮革廠周?chē)寥乐蠧d、Hg處于偏嚴(yán)重污染-嚴(yán)重污染，Co、Ni處于無(wú)污染-偏中度污染，Pb、Cr、As、Zn、Cu為無(wú)污染，并且各金屬的污染程度沒(méi)有隨土壤深度的增加而減輕，在縱向分布上沒(méi)有呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性;健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表明，研究區(qū)域內(nèi)，Cd、As、Ni 3類(lèi)重金屬元素致癌風(fēng)險(xiǎn)雖然均在可接受范圍內(nèi)，但都已存在潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)重視源頭的防治。[結(jié)論]該研究為桐鄉(xiāng)市土壤環(huán)境質(zhì)量的預(yù)警提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞?重金屬污染;地累積指數(shù);健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià); 桐鄉(xiāng);皮革廠

中圖分類(lèi)號(hào)?X53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào)?0517-6611（2018）35-0080-07

近年來(lái)，我國(guó)土壤重金屬污染事件頻發(fā)，不僅對(duì)耕地與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量構(gòu)成嚴(yán)重威脅，還直接損害了民眾身體健康，影響社會(huì)穩(wěn)定[1]。2012年對(duì)廣東韶關(guān)市仁化縣董塘鎮(zhèn) 3～14歲的兒童進(jìn)行血鉛普查，發(fā)現(xiàn) 69人中有37人血鉛超標(biāo)[2]。另一方面，依照現(xiàn)有數(shù)據(jù)，我國(guó)受鎘、砷、汞、銅、鋅等重金屬污染的耕地約有0.1億hm2，每年因重金屬污染的糧食達(dá)1 000多萬(wàn)t，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失200余億元[3]。中東部部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，以及長(zhǎng)三角、珠三角和東北老工業(yè)基地周邊的土壤重金屬污染現(xiàn)象十分突出，“鎘大米”等環(huán)境事件的頻發(fā)，也折射出土壤污染治理成為了迫在眉睫需要解決時(shí)，需要相關(guān)部門(mén)進(jìn)一步加強(qiáng)土壤重金屬污染預(yù)防和修復(fù)工作[4]。

皮革行業(yè)在我國(guó)輕工業(yè)中占有較重要的地位，特別是隨著世界產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國(guó)已經(jīng)成為世界皮革加工中心及銷(xiāo)售中心[5]。皮革的鞣制方法很多，其中鉻鞣制法是目前制革效果最優(yōu)良的一種方法[6]。皮革生產(chǎn)制造中產(chǎn)生的重金屬污染破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡，可以使用行業(yè)內(nèi)被應(yīng)用最頻繁的單項(xiàng)積累指數(shù)法對(duì)浙江省土壤中的重金屬進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，得出的數(shù)據(jù)表明，目前浙江省土壤中的重金屬元素Cd、As、Pb、Zn、Cu平均含量均顯著高于浙江省土壤背景值。5種重金屬超標(biāo)指數(shù)表明浙江省研究區(qū)的農(nóng)業(yè)土壤中Cd、Cu等重金屬的超標(biāo)情況已經(jīng)較為嚴(yán)重;此外，As、Zn、Pb等元素的含量超標(biāo)狀況也不容樂(lè)觀[7]。桐鄉(xiāng)市是一個(gè)以傳統(tǒng)工業(yè)為主的城市，其中，皮革產(chǎn)業(yè)總體占比較大。但是截至目前，針對(duì)桐鄉(xiāng)市土壤重金屬污染的研究過(guò)少，且都是以初步調(diào)查和簡(jiǎn)單污染評(píng)價(jià)的形式對(duì)小范圍農(nóng)田、郊區(qū)和工礦企業(yè)周邊土壤重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，而涉及土壤重金屬污染對(duì)人體健康危害評(píng)估的相關(guān)研究鮮見(jiàn)研究。該研究以嘉興市重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)中的桐鄉(xiāng)某2個(gè)皮革廠周邊土壤為對(duì)象，測(cè)定春季盛行風(fēng)東南風(fēng)下風(fēng)向不同水平距離及深度處土樣中Cd、Pb、Cr、As、Zn、Cu、Co、Ni、Hg 9種元素的含量，并采用地累積指數(shù)法和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法對(duì)重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便更詳實(shí)地了解污染現(xiàn)狀、預(yù)測(cè)污染發(fā)展趨勢(shì)，以期為桐鄉(xiāng)市土壤環(huán)境質(zhì)量的預(yù)警提供依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?研究區(qū)域概況?此次研究的桐鄉(xiāng)市2個(gè)皮革廠都位于桐鄉(xiāng)市某工業(yè)區(qū)內(nèi)，地理位置優(yōu)越，水資源豐富，坐落于多個(gè)村落之間。一號(hào)皮革廠是一家傳統(tǒng)的制造業(yè)公司，主要經(jīng)營(yíng)牛皮沙發(fā)革，牛毛皮、羽毛（絨）及其制品的皮革鞣制加工。二號(hào)皮革廠經(jīng)營(yíng)范圍為皮革、皮毛以及皮毛制品，是專(zhuān)注于服裝服飾、紡織、皮革行業(yè)的民營(yíng)企業(yè)公司。盡管這2個(gè)皮革廠已經(jīng)初具規(guī)模，生產(chǎn)工藝先進(jìn)，但是在帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，也不可避免地在一定程度上損害周?chē)h(huán)境。為了完善土地資源的利用、保護(hù)人體的健康，該研究根據(jù)皮革廠排廢排污的一般特點(diǎn)和皮革廠周邊具體情況選擇了Cd、Pb、Cr、As、Zn、Cu、Co、Ni、Hg 9種常見(jiàn)的重金屬元素進(jìn)行污染評(píng)價(jià)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

1.2?樣品采集與測(cè)定

1.2.1?土壤采集與預(yù)處理。

表層土壤采樣采取網(wǎng)格布點(diǎn)方式，此次以嘉興市2個(gè)重點(diǎn)監(jiān)控皮革廠公司作為調(diào)研對(duì)象，每個(gè)廠根據(jù)場(chǎng)地面積采集10個(gè)點(diǎn)位，每個(gè)點(diǎn)位之間的距離為100 m，2個(gè)廠一共采集20個(gè)點(diǎn)位，各個(gè)點(diǎn)位分別采集0～10、10～20、20～30 cm不同深度的土壤剖面樣品3份，整個(gè)調(diào)研過(guò)程共采樣60份。采樣時(shí)要注意避開(kāi)外來(lái)土層和新近擾動(dòng)土層，每個(gè)采樣點(diǎn)采集的土壤均勻混合后采集1～2 kg裝進(jìn)采樣袋，同時(shí)標(biāo)明編號(hào)。從現(xiàn)場(chǎng)采集完土壤樣品并在采集袋上編號(hào)之后，要將其帶回實(shí)驗(yàn)室去除動(dòng)植殘?bào)w等異物并進(jìn)行一系列的風(fēng)干、磨碎、過(guò)篩、均勻、裝袋，為后續(xù)的測(cè)定試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

1.2.2?土樣測(cè)定。

待測(cè)土樣使用平板消解法消解之后，使用電感耦合等離子體光譜儀（ICP-MS）利用國(guó)標(biāo)法分別測(cè)定土壤組成元素中Cd、Pb、Cr、As、Zn、Cu、Co、Ni、Hg 9種元素的含量。

試驗(yàn)所用藥劑均在優(yōu)純級(jí)別，所用試驗(yàn)用品均用10%稀硝酸浸泡24 h后，用超純水再次洗滌。為保證分析的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)全程做空白樣和平行樣，并在測(cè)試過(guò)程中加入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤參比物質(zhì)（GSS-1）進(jìn)行質(zhì)量控制，各種金屬的回收率均在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì)的允許范圍內(nèi)。

1.3?評(píng)價(jià)方法

1.3.1?地累積指數(shù)法（Igeo）。

地累積指數(shù)法是1969年德國(guó)科學(xué)界Muller[8]提出用于研究沉積物中重金屬的污染程度的一種定量評(píng)價(jià)方法。該法不但能反映沉積物中重金屬的分布特征，還能比較直觀判別人為活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響[9]，近年來(lái)被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于土壤重金屬污染的評(píng)價(jià)，計(jì)算公式：

式中，Cn為樣品中某種重金屬含量的測(cè)定值，mg/kg;Bn為參比值，該研究選取嘉興市土壤背景值，mg/kg。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的計(jì)算，地累積指數(shù)與污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.3.2?人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法。

土壤重金屬污染的危害主要在于空氣中的土壤飛塵進(jìn)入人體口鼻損害呼吸系統(tǒng);人類(lèi)食用受污染的糧食蔬果，從而使重金屬進(jìn)入食物鏈傷害人體健康;或者通過(guò)皮膚直接接觸進(jìn)入人體內(nèi)循環(huán)。皮革廠的周?chē)植贾∶娣e的農(nóng)田，日常生產(chǎn)中也排出許多煙塵，這些客觀原因讓重金屬污染三方面的危害被放大。該研究著重于探索重金屬對(duì)人體健康的致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，在此模型中囊括上述3種不同途徑危害。

1.3.2.1?暴露評(píng)估。土壤飛塵經(jīng)過(guò)呼吸系統(tǒng)而攝入的污染量：

式中，EDI呼吸、EDI皮膚、EDI食用、EDI總的單位均為mg/（kg·d）;CS為金屬的含量，mg/kg;IR空氣為空氣攝入量，m3/d;IR土壤為土壤攝入量，m3/d;PEF為土壤塵產(chǎn)生因子，m3/kg;SA為皮膚接觸表面積， cm3/d;AF為皮膚的吸收系數(shù)，mg/cm2;ABS為皮膚吸收率，%;EF為暴露頻率，d/a;ED為暴露年限，a;BW為體質(zhì)量，kg;AT為平均作用時(shí)間，d。

由于進(jìn)行暴露評(píng)估計(jì)算時(shí)成人與兒童選取的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)具有顯著差異性，依據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的場(chǎng)地環(huán)境評(píng)價(jià)導(dǎo)則、USEPA健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法等理論依據(jù)，結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外各類(lèi)實(shí)際研究結(jié)果，這次評(píng)價(jià)的各類(lèi)參數(shù)取值見(jiàn)表2。

1.3.2.2?毒性評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)表征。此次研究的9種重金屬中，Cd、Pb、As、Ni 4種元素同時(shí)存在非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)，但由于目前Pb的具體致癌毒性參數(shù)無(wú)從借鑒，所以該研究?jī)H針對(duì)Cd、As、Ni探究其致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。致癌斜率因子（SF）及參考劑量（RfDj）是健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的重要參數(shù)，Cd、As和Ni的非致癌和致癌效應(yīng)毒性參數(shù)詳見(jiàn)表3。

致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)計(jì)算公式如下：

式中，Riski為土壤重金屬不同途徑下致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù);（Risk）T為土壤重金屬致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)總和;EDIi為平均每天不同污染物的日攝入量，mg/（kg·d）;SFi為致癌斜率因子，（kg·d）/kg。

一般用一定數(shù)量人口出現(xiàn)癌癥患者的個(gè)數(shù)表示致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)Risk。USEPA規(guī)定，當(dāng)Risk<1×10-6時(shí)，可以認(rèn)為不存在致癌風(fēng)險(xiǎn); Risk>1×10-6，存在致癌風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)1×10-6≤Risk≤1×10-4，此時(shí)在可接受范圍內(nèi)存在致癌風(fēng)險(xiǎn)。

2?結(jié)果與分析

2.1?重金屬污染現(xiàn)狀及來(lái)源分析

重金屬由于其毒性和在環(huán)境中的持久性而被列入有害污染物組別[10]。近年來(lái)，土壤重金屬污染以及與其相關(guān)的土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)研究越來(lái)越引起人們的關(guān)注[11]。在不同土地利用類(lèi)型中，稻田土壤中重金屬平均含量最高，果園土壤和菜園土壤次之，茶園土壤重金屬含量平均最低[12]。該研究以浙江省嘉興市土壤背景值為對(duì)照，使用超標(biāo)倍數(shù)直觀地表達(dá)重金屬的污染程度，其中人類(lèi)活動(dòng)對(duì)重金屬含量的影響用變異系數(shù)表示。為了解皮革廠周邊土壤各類(lèi)重金屬的污染現(xiàn)狀、探究春季盛行風(fēng)下風(fēng)向區(qū)域距污染源遠(yuǎn)近不同所產(chǎn)生的污染程度分布差異，分別測(cè)定了兩廠研究區(qū)域內(nèi)西北方向以網(wǎng)格布點(diǎn)法均勻布點(diǎn)的點(diǎn)位金屬含量，所得結(jié)果詳見(jiàn)表4～5。

土壤重金屬污染除自然因素外，還與現(xiàn)代工礦業(yè)和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)以及人類(lèi)的活動(dòng)影響有關(guān)，這是造成土壤重金屬污染的主要原因[13]。從表4可以看出，被測(cè)定的9種重金屬在皮革一廠表層土壤中Cd、Co、Hg 3種重金屬超標(biāo)，Cd的超標(biāo)率為100%，Hg的超標(biāo)率為80%，Co的超標(biāo)率最低，僅為20%。從表5可以看出，被測(cè)定的9種重金屬在皮革二廠的表層土壤中依舊是以上3種重金屬超標(biāo)，Cd的超標(biāo)率為90%，Hg的超標(biāo)率為80%，Co的超標(biāo)率仍然最低，僅為30%。以上表格內(nèi)數(shù)據(jù)，變異系數(shù)越大，反映人類(lèi)活動(dòng)對(duì)重金屬含量的影響程度越深，一旦變異系數(shù)超過(guò)30%，表明此類(lèi)金屬受人為影響已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。9種重金屬在皮革一廠變異系數(shù)從小到大順序依次為Zn、Pb、Cr（Cu）、Ni、Cd、As、Hg、Co;其中Co的變異系數(shù)達(dá)86%，為強(qiáng)變異，由此可知Co的含量受人類(lèi)活動(dòng)影響特別嚴(yán)重;除Zn、Pb、Cr、Cu外，其余4種元素變異系數(shù)均超過(guò)30%，所以皮革一廠周邊土壤重金屬含量受人為影響相當(dāng)嚴(yán)重。皮革二廠變異系數(shù)從小到大順序依次為Zn、Cu、Pb（Cr）、As、Ni、Cd、Hg（Co），其中Co和Hg的變異系數(shù)均達(dá)77%，屬于強(qiáng)變異，這2種元素的含量受人類(lèi)活動(dòng)影響特別嚴(yán)重;除Zn、 Pb、Cr、Cu外，其余3種元素變異系數(shù)也都超過(guò)30%?？傮w而言，2個(gè)皮革廠廠區(qū)周邊土壤重金屬污染程度與人類(lèi)活動(dòng)頻繁密切相關(guān)。

從整體數(shù)據(jù)以及分布圖來(lái)看，所有采樣點(diǎn)的各種重金屬元素濃度在土壤中的區(qū)域分布不存在一定規(guī)律性，大量數(shù)據(jù)也很難得出區(qū)域分布情況。在2個(gè)皮革廠研究區(qū)域內(nèi)，采樣點(diǎn)的Pb、Cr、As、Zn、Cu、Ni元素濃度值整體都十分正常，超標(biāo)率和平均超標(biāo)值都為0，處于濃度極低且非常安全的狀態(tài)。Co在表層土壤中出現(xiàn)極個(gè)別的超標(biāo)情況，且情況不是很?chē)?yán)重，從高值的變異系數(shù)可以看出其含量的多少與人類(lèi)活動(dòng)緊密相關(guān)。經(jīng)過(guò)比較可知，皮革一廠周邊表層土壤鎘在任意采樣點(diǎn)都大大超過(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—1995）》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的各類(lèi)元素標(biāo)準(zhǔn)值限值，平均值超標(biāo)倍數(shù)為16.86倍，污染最嚴(yán)重的采樣點(diǎn)1 Cd濃度含量（9.97 mg/kg）超過(guò)背景值甚至高達(dá)153倍之多，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值33倍。皮革二廠的Cd元素也大部超標(biāo)，平均值超標(biāo)倍數(shù)為5.13倍。2個(gè)廠中，Hg的超標(biāo)率和變異系數(shù)都在一個(gè)高水平值，可見(jiàn)受人為影響十分嚴(yán)重。較其他行業(yè)而言，皮革類(lèi)工廠的污染主要集中在Cd和Hg的污染[14]。2個(gè)廠之間雖然距離較遠(yuǎn)，但工藝和材料的相似性導(dǎo)致污染狀況極度相似。從上述2個(gè)廠的工藝流程以及能查到的資料，與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合來(lái)看，能推測(cè)出皮革廠整體生產(chǎn)工藝復(fù)雜，工序繁瑣，原材料可能存在Cd和Hg的各自的化合物，加工分離釋放出大量的相關(guān)重金屬，皮革廠未處理最終的廢水廢氣或處理不到位直接將其排放于大自然中，另一方面可以推測(cè)出絕大多數(shù)皮革廠的工藝所需原材料等附著的Cd和Hg的量非常大，沒(méi)有進(jìn)行有效處理附著物之后就進(jìn)行對(duì)原材料的使用。因?yàn)镠g的毒性很強(qiáng)，致死劑量低，所以我國(guó)針對(duì)各類(lèi)功能水都做出了與之對(duì)應(yīng)的具體要求，飲用水、灌溉水含Hg必須在0.001 mg/L以?xún)?nèi)，漁業(yè)用水最高0.005 mg/L[15]。此外，人體對(duì)甲基汞雖然有一定的排泄消解能力，但是成年人的每天攝入量若超過(guò)0.025 mg，它就開(kāi)始危害人體的健康[16]，例如日本的水俁病，就是成年人過(guò)量吸收甲基汞，導(dǎo)致在腦內(nèi)瘋狂累積[17]。正常土壤的含Cd量為0.01～2.00 mg/kg，平均為0.35 mg/kg，一旦長(zhǎng)期超標(biāo)，將嚴(yán)重影響人體的安全[18]?！版k米”“鎘菜”是重金屬Cd在農(nóng)作物體內(nèi)殘留的產(chǎn)物，骨痛病與人類(lèi)長(zhǎng)期食用這類(lèi)受污染的農(nóng)作物之間有密不可分的聯(lián)系[19]。Cd污染的危害不僅限于此，它還讓人體內(nèi)部器官發(fā)生不同程度的質(zhì)變，引起糖尿病、心血管方面的疾病等[20]。另外，重金屬Cd污染致癌、致畸、致突變方面的報(bào)道也層出不窮。經(jīng)過(guò)調(diào)查得知，在我國(guó)貴州赫章、江西贛州、廣西桂林、湖南衡東、廣東馬壩和遼寧張士地區(qū)，農(nóng)作物Cd含量超標(biāo)，10%以上居民已出現(xiàn)不同程度腰背、四肢、骨關(guān)節(jié)疼痛等癥狀[21]。

桐鄉(xiāng)市常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，該研究在皮革廠的西北方位以網(wǎng)格布點(diǎn)法均勻布設(shè)點(diǎn)位，所有采樣點(diǎn)的各種重金屬元素濃度在土壤中的區(qū)域分布不存在一定規(guī)律性，大量數(shù)據(jù)也很難得出區(qū)域分布情況。產(chǎn)生這種現(xiàn)象主要存在3個(gè)方面的原因：①其他企業(yè)排污的干擾;②2個(gè)廠分別處于工業(yè)園區(qū)及小鎮(zhèn)邊緣，人口雖然不多，但是存在農(nóng)田用地，且人類(lèi)活動(dòng)頻繁，工業(yè)園區(qū)也伴隨著發(fā)展開(kāi)始開(kāi)疆拓土，綠地、空地以及農(nóng)田小路有翻新進(jìn)行建設(shè)的可能性;③桐鄉(xiāng)市常年強(qiáng)風(fēng)天氣，重金屬容易隨大氣沉降到距離更遠(yuǎn)的地方。風(fēng)向?qū)ν寥乐亟饘俚膮^(qū)域性分布無(wú)顯著影響。

2.2?地累積指數(shù)評(píng)價(jià)

采用地累積指數(shù)法對(duì)皮革廠周邊土壤中9種重金屬進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，各類(lèi)重金屬濃度在土壤中縱向評(píng)價(jià)結(jié)果分別見(jiàn)表6～7。

從表6～7，皮革一廠周邊土壤重金屬地累積指數(shù)Igeo從大到小的排序?yàn)镃d、Hg、Co、Ni、Cu、Zn、Cr、As、Pb，皮革二廠周邊土壤重金屬I(mǎi)geo從大到小順序?yàn)镃d、Hg、Co、Ni、Cu、Cr、Zn、As、Pb。Cd在一廠的地累積指數(shù)最高為8.83，Hg的最高值為6.97;隨著土壤深度增加，Cd的含量逐漸降低，而Hg未表現(xiàn)出任何規(guī)律;在0～10 cm處，Co存在輕度污染，Ni也存在部分點(diǎn)位輕污染，其余重金屬元素地累積指數(shù)平均值均小于0，總體處于無(wú)污染水平，且含量變化在縱向上沒(méi)有明顯規(guī)律可循;在研究區(qū)域內(nèi)，Hg的地累積指數(shù)變化最大，13.3%處于無(wú)污染水平，66.9%的土樣為偏重污染到極重污染水平。Cd在二廠的地累積指數(shù)最高為8.88，Hg的最高值為7.10;隨著土壤深度增加，兩類(lèi)重金屬污染嚴(yán)重程度均在加深;在0～10、20～30 cm處Co存在輕度污染，Ni存在部分點(diǎn)位輕污染，其中重金屬污染在縱向沒(méi)有表現(xiàn)出特定規(guī)律，且其余重金屬地累積指數(shù)平均值均在0以下，處于無(wú)污染水平?？梢?jiàn)，兩廠周邊土壤幾乎都存在重度的Cd和Hg混合污染，輕度的部分Co、Ni污染。

由上述分析可知，針對(duì)此次調(diào)查的桐鄉(xiāng)市皮革一廠和桐鄉(xiāng)市皮革二廠的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行地累積評(píng)價(jià)，了解到工廠的周遭土壤中重金屬元素的垂直分布無(wú)特殊情況且不存在一定的相關(guān)規(guī)律。Cd和Hg在皮革二廠特別出現(xiàn)的隨土壤縱向深度加深重金屬含量也增多的規(guī)律，多半為重金屬在表層土壤中向下滲透的結(jié)果，且大多數(shù)金屬都在深層（20～30 cm）處含量較高，因此，應(yīng)當(dāng)著重注意對(duì)深層土壤的防治。該研究測(cè)定的9種重金屬中，選取典型污染重金屬Cd、As、Co、Ni、Hg進(jìn)行人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

2.3?健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

2.3.1?暴露評(píng)估分析。該研究針對(duì)Cd、As、Co、Ni、Hg 5種重金屬對(duì)兒童和成人的致癌日暴露評(píng)估進(jìn)行計(jì)算，具體結(jié)果詳見(jiàn)表8～9。

由表8～9可知，3種途徑的重金屬日攝入量從大到小依次為EDI食用、EDI皮膚、EDI呼吸，且食用的攝入量遠(yuǎn)高于經(jīng)呼吸系統(tǒng)吸入和皮膚直接接觸的重金屬含量。成人經(jīng)3種途徑攝入的重金屬含量均高于兒童。皮革一廠范圍內(nèi)，暴露劑量在成人食用攝入Ni元素時(shí)為最高值，其值為9.68×10-5 mg/（kg·d），兒童經(jīng)呼吸系統(tǒng)攝入Cd的含量最小，暴露劑量最小值為1.71×10-11 mg/（kg·d） 。在皮革二廠，暴露劑量在成人食用攝入Co元素時(shí)為最高值，其值為1.25×10-4 mg/（kg·d），兒童經(jīng)呼吸系統(tǒng)攝入As的含量最小，暴露劑量最小值為2.76×10-11 mg/（kg·d）。

2.3.2?健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

由表10可知，皮革一廠研究范圍內(nèi)，Cd的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（Risk）最大值均通過(guò)食用攝入，其中兒童為1.73×10-6，成人為2.88×10-6，均在致癌風(fēng)險(xiǎn)可接受范圍內(nèi);Cd的Risk最小值均為呼吸吸入，其中兒童為4.78×10-11，成人為2.88×10-10，均不存在致癌可能性。As、Ni在單一途徑上的致癌風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)與Cd類(lèi)似，在3種不同的接觸途徑下，成人Risk均高于兒童，且成人和兒童的Risk最大值均出現(xiàn)在通過(guò)食用攝入途徑下，As為成人7.04×10-6和兒童4.16×10-6，Ni為成人3.70×10-5和兒童2.23×10-5，致癌風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍內(nèi)。由表可知，3類(lèi)重金屬元素的成人健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在3種接觸途徑下均高于兒童，且總致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)也高于兒童。綜上所述，單一途徑及3種途徑共同作用下Cd、As、Ni的致癌風(fēng)險(xiǎn)均在可接受范圍內(nèi)，但已存在潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)對(duì)其排放加以控制。

由表11可知，在皮革二廠研究區(qū)域內(nèi)，Cd的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（Risk）最大值均通過(guò)食用攝入，其中兒童為1.80×10-6，成人為2.98×10-6，均在致癌風(fēng)險(xiǎn)可接受范圍內(nèi);Cd的Risk最小值均為呼吸吸入，其中兒童為4.98×10-11，成人為4.12×10-11，均不存在致癌可能性。As、Ni在單一途徑上的致癌風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)與Cd類(lèi)似，且成人和兒童的Risk最大值均出現(xiàn)在通過(guò)食用攝入途徑下，As為成人7.66×10-6和兒童4.62×10-6，Ni為成人3.80×10-5和兒童2.28×10-5，致癌風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍內(nèi)。由表中大部分?jǐn)?shù)據(jù)可知，3類(lèi)重金屬元素的成人健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在3種接觸途徑下均高于兒童，且總致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)也高于兒童。綜上所述，單一途徑及3種途徑共同作用下Cd、As、Ni的致癌風(fēng)險(xiǎn)均在可接受范圍內(nèi)，但已存在潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)對(duì)其排放加以控制。

3?結(jié)論

（1）桐鄉(xiāng)市某皮革一廠表層土壤中Cd、Co、Hg 3種重金屬超標(biāo)，Cd的超標(biāo)率為100%，Hg的超標(biāo)率為80%，Co的超標(biāo)率最低，僅為20%。皮革二廠的表層土壤中依舊是以上3種重金屬超標(biāo)，Cd的超標(biāo)率為90%，Hg的超標(biāo)率為80%，Co的超標(biāo)率僅為30%。在2個(gè)廠區(qū)研究區(qū)域內(nèi)，除Zn、Pb、Cr、Cu外，其余5種元素變異系數(shù)均超過(guò)30%，可見(jiàn)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)該地重金屬污染程度有很大的影響。2個(gè)廠受污染情況相似，但區(qū)域分布情況無(wú)明顯特征規(guī)律，風(fēng)向?qū)υ搮^(qū)域的重金屬分布影響微乎其微。

（2）皮革一廠周邊土壤重金屬地累積指數(shù)Igeo從大到小的排序?yàn)镃d、Hg、Co、Ni、Cu、Zn、Cr、As、Pb。皮革二廠周邊土壤重金屬I(mǎi)geo從大到小順序?yàn)镃d、Hg、Co、Ni、Cu、Cr、Zn、As、Pb。Cd、Hg處于偏嚴(yán)重污染-嚴(yán)重污染，Co、Ni處于無(wú)污染-偏中度污染，Pb、Cr、As、Zn、Cu為無(wú)污染，并且各金屬的污染程度沒(méi)有隨土壤深度的增加而減輕，在縱向分布上沒(méi)有呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。

（3）在兩廠的研究區(qū)域內(nèi)，Cd、As、Ni 3類(lèi)重金屬元素致癌風(fēng)險(xiǎn)雖然均在可接受范圍內(nèi)，但都已存在潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該對(duì)其排放量加以控制，予以高度重視和防治。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)工程院，環(huán)境保護(hù)部等.中國(guó)環(huán)境宏觀戰(zhàn)略研究[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2011.

[2] 李凌，仁宣.廣東韶關(guān)仁化 37 名兒童血鉛超標(biāo) 政府介入調(diào)查病因[EB/OL]. （2012-02-23）[2018-07-20].http：//news.cntv.vn/china/20120223/105763.shtml.

[3] 中國(guó)科學(xué)院學(xué)部.我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題與治理對(duì)策[R].2013.

[4] 趙銘.土壤重金屬污染現(xiàn)狀、原因、危害及修復(fù)研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016（4）：181，184.

[5] 崔源，鄭國(guó)棟，栗天標(biāo)，等.海上石油設(shè)施溢油風(fēng)險(xiǎn)管理與防控研究[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2010，20（4）：29-33.

[6] 楊建洲，強(qiáng)西懷.皮革化學(xué)品[M].北京：中國(guó)石化出版社，2001：27-33.

[7] 尹佳吉，鄭喜珅.浙江省土壤重金屬污染評(píng)價(jià)研究[J].世界有色金屬，2015（12）：116-117.

[8] MLLER G.Index of geoaccumulation in sediments of the Rhime River [J].Geological journals，1969，2： 108-118.

[9] 范拴喜，甘卓亭，李美娟，等.土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方法進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（17） ： 310-315.

[10] BOAMPONSEM L K，ADAM J I，DAMPARE S B，et al. Assessment of atmospheric heavy metal deposition in the Tarkwa gold mining area of Ghana using epiphytic lichens[J].Nuclear instruments and methods in physics research section B，2010，268（1）：1492-1501.

[11] 趙其國(guó)，孫波，張?zhí)伊?土壤質(zhì)量與持續(xù)環(huán)境 I.土壤質(zhì)量的定義及評(píng)價(jià)方法[J].土壤，1997（3）：113-120.

[12] 程街亮，史舟，朱有為，等.浙江省優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)區(qū)土壤重金屬分異特征及評(píng)價(jià)[J].水土保持學(xué)報(bào)，2006，20（1）：103-107.

[13] 趙美微，塔莉，李萍.土壤重金屬污染及其預(yù)防、修復(fù)研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2007，32（6）：70-72.

[14] 王世紀(jì)，羅杰，李向遠(yuǎn)，等.浙江省海寧市制革企業(yè)鎘污染對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（23）：11101-11103.

[15] 所芳，賈銳魚(yú).土壤重金屬污染研究現(xiàn)狀[J].中國(guó)西部科技，2009，8（16）：53-55.

[16] 孫宏飛，馬正學(xué)，寧應(yīng)之，等.皮革廢水污染的土壤原生動(dòng)物生態(tài)效應(yīng)[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，19（1）：82-84.

[17] 王菲菲，孔蕾.淺談土壤環(huán)境中的重金屬污染危害問(wèn)題[J].化工管理，2013（24）：6.

[18] 林凡華，陳海博，白軍.土壤環(huán)境中重金屬污染危害的研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2007，32（7）：74-76.

[19] 蔡美芳，李開(kāi)明，謝丹平，等.我國(guó)耕地土壤重金屬污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2014，37（S2）：223-230.

[20] 李恩臨，陳傳星，康孝友，等.水頭鎮(zhèn)農(nóng)田土壤及稻米重金屬污染評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2009，28（4）：68-70.

[21] 周建軍，周桔，馮仁國(guó).我國(guó)土壤重金屬污染現(xiàn)狀及治理戰(zhàn)略[J].中國(guó)科學(xué)院院刊，2014，29（3）：315-320，350.