粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)-農(nóng)作物系統(tǒng)中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

王曉睿，高秉婷，吳永貴，2，3，鄭 煜，楊開(kāi)智，謝 榮

(1.貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽(yáng) 550025；2.貴州大學(xué) 應(yīng)用生態(tài)研究所，貴陽(yáng) 550025；3.貴州喀斯特環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)教育部野外科學(xué)觀測(cè)研究站，貴陽(yáng) 550025)

粉煤灰是燃煤電廠中煤灰燃燒后產(chǎn)生的細(xì)顆粒物料，常用作混凝土摻混料、填充劑、吸附劑和建筑材料等[1]。粉煤灰因煤炭中伴生重金屬礦物的存在而含各類重金屬，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期露天堆置后的風(fēng)吹、日曬、雨淋，其中的重金屬會(huì)通過(guò)物理搬運(yùn)、浸提、風(fēng)化等途徑遷移至周邊環(huán)境中，將可能對(duì)周邊環(huán)境生態(tài)造成負(fù)面影響[2-3]。當(dāng)前在我國(guó)倡導(dǎo)廢物資源化利用的驅(qū)動(dòng)下，大量農(nóng)林廢物及工業(yè)廢物被再次利用，富含多種礦物質(zhì)及重金屬的粉煤灰亦被大量用作農(nóng)業(yè)改良劑和農(nóng)肥，其可能帶來(lái)的環(huán)境及健康風(fēng)險(xiǎn)是當(dāng)下關(guān)注的焦點(diǎn)[4-5]。有研究者[6]以粉煤灰作為改良劑用于污染廢棄地的復(fù)墾，發(fā)現(xiàn)粉煤灰可改變環(huán)境介質(zhì)的酸堿性和重金屬賦存形態(tài)，進(jìn)而降低環(huán)境重金屬浸提率和毒性，也有研究認(rèn)為粉煤灰富含的礦物質(zhì)可增加土壤養(yǎng)分并促進(jìn)復(fù)墾植物生物量和作物產(chǎn)量的增加[7]。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用粉煤灰作為塌陷區(qū)復(fù)墾土壤改良劑并在其上種植谷物類作物后，籽粒中的重金屬含量符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[8]。然而，當(dāng)前也有許多觀點(diǎn)認(rèn)為粉煤灰作為改良劑在一定程度上會(huì)提高復(fù)墾土壤中重金屬的生物利用性[9]，促進(jìn)重金屬被植物根系吸收進(jìn)而遷移至各個(gè)組織器官[10]。因此，有關(guān)礦山采選冶廢棄地經(jīng)粉煤灰復(fù)墾改良后，其種植農(nóng)作物中重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)倍受廣大學(xué)者及百姓關(guān)注[11-12]。

貴州處于土地極為稀缺、生態(tài)較為脆弱的世界最大面積喀斯特中心，該區(qū)域因擁有豐富的煤礦而建設(shè)了眾多大型燃煤電廠，成為“西電東送”的主戰(zhàn)場(chǎng)。與此同時(shí)，遍布于喀斯特山區(qū)的燃煤電廠長(zhǎng)期燃煤產(chǎn)生大量粉煤灰，這些粉煤灰在山區(qū)電廠周邊山溝峽谷或坡面大量露天堆置后成為了山區(qū)少見(jiàn)的較為平整開(kāi)闊、面積達(dá)到數(shù)萬(wàn)乃至數(shù)百萬(wàn)平米的“壩子型”粉煤灰堆場(chǎng)。這些粉煤灰堆場(chǎng)往往被極為缺地的周邊農(nóng)戶用于大面積種植多種農(nóng)作物，然而其耕作層基質(zhì)和農(nóng)作物是否存在相關(guān)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及健康風(fēng)險(xiǎn)迄今尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。已有的與粉煤灰及農(nóng)作物有關(guān)的研究大多通過(guò)在土壤中混合部分粉煤灰進(jìn)行室內(nèi)或盆栽實(shí)驗(yàn)進(jìn)行[13-15]，而田間條件下研究粉煤灰堆場(chǎng)上直接大面積種植各類農(nóng)作物后粉煤灰基質(zhì)和其上多種農(nóng)作物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與健康風(fēng)險(xiǎn)方面的研究資料至今鮮見(jiàn)。為此，本文以位于貴陽(yáng)市的某大型粉煤灰堆場(chǎng)上周邊農(nóng)戶在粉煤灰中大面積直接種植的多種農(nóng)作物為研究對(duì)象，研究了其耕作層的粉煤灰基質(zhì)和其上種植的不同類型農(nóng)作物，包括禾本科作物-玉米、豆科作物-花生、茄科作物-辣椒及茄子、葫蘆科作物-南瓜和菊科作物-向日葵可食用部分中重金屬Cd、Cr、Cu、Pb、As的含量及污染水平，在此基礎(chǔ)上利用污染指數(shù)(Pi)、綜合污染指數(shù)(PN)、生態(tài)危害指數(shù)(RI)和健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(HRI)綜合分析了研究區(qū)粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)及其上種植的不同類型農(nóng)作物可能會(huì)給消費(fèi)者造成的健康風(fēng)險(xiǎn)，以期對(duì)該區(qū)域乃至全國(guó)燃煤企業(yè)粉煤灰的合理堆存及其科學(xué)資源化利用、粉煤灰堆場(chǎng)的科學(xué)復(fù)墾及有效管理、保障粉煤灰堆場(chǎng)區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)和環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與人體健康風(fēng)險(xiǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)內(nèi)的粉煤灰堆場(chǎng)距貴州省清鎮(zhèn)市紅楓湖鎮(zhèn)原清鎮(zhèn)電廠(已拆除多年)5 km，且緊鄰紅楓湖(圖1)。該粉煤灰堆場(chǎng)為電廠周邊山區(qū)溝谷堆填而成，初始堆置時(shí)段距今已約35年，是原電廠粉煤灰堆放的主要場(chǎng)所。堆場(chǎng)總體呈南北向長(zhǎng)約1 700 m、東西向?qū)捈s750 m，面積約1.3 km2，呈現(xiàn)外觀平整開(kāi)闊的“山區(qū)壩子”地貌，現(xiàn)存粉煤灰約1 527萬(wàn)m3。所在區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年降雨量為1 186.7 mm，日最大降雨量221.2 mm。堆場(chǎng)周邊分布多個(gè)自然村寨及居民聚集區(qū)，由于周邊主要為山地和水庫(kù)，居民耕地較為缺乏，致使居民無(wú)組織大面積地在平坦的粉煤灰堆場(chǎng)上直接耕種玉米、辣椒、花生、南瓜、茄子、向日葵等多種農(nóng)作物，自用或售賣于周邊城鎮(zhèn)。

1.2 樣品采集與處理

于2018年9月采集研究區(qū)粉煤灰堆場(chǎng)上種植的不同類型農(nóng)作物，包括禾本科作物-玉米、豆科作物-花生、茄科作物-辣椒及茄子、葫蘆科作物-南瓜和菊科作物-向日葵，每個(gè)作物樣品采集10～12株。采樣點(diǎn)位布設(shè)均勻分布于整個(gè)粉煤灰堆場(chǎng)(具體采樣位置如圖1所示)。將采集的作物樣品用自來(lái)水洗凈浮塵，再用超純水洗2次，然后用吸水紙吸干表面水珠后，烘干、磨碎、過(guò)篩保存?zhèn)溆?，粉煤灰基質(zhì)樣品經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)過(guò)篩后裝袋備用。

圖1 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)及農(nóng)作物采樣點(diǎn)位布設(shè)Fig.1 Sampling sites placement in fly ash stacking yard

1.3 樣品分析方法

粉煤灰樣品采用US EPA 3052[16]、微波消解ICP-AES法[17]進(jìn)行分析測(cè)試；作物可食用部分重金屬含量參照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析測(cè)試(SN/T 0448—2011)和食品中重金屬測(cè)定ICP-AES法[18]進(jìn)行消解和測(cè)定。

1.4 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)和農(nóng)作物重金屬評(píng)價(jià)方法

1.4.1 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

采用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)對(duì)該粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)重金屬進(jìn)行評(píng)價(jià)，由HAKANSON[19]提出的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法，具體公式如下：

(1)

(2)

表1 潛在生態(tài)危害系數(shù)和危害指數(shù)(RI)與危害程度的關(guān)系

1.4.2 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)農(nóng)作物重金屬污染評(píng)價(jià)

粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)及農(nóng)作物重金屬污染評(píng)價(jià)臨界值以我國(guó)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》(GB 2762—2017)和《糧食(含谷物、豆類、薯類)及制品中鉛、鉻、鎘、汞、硒、砷、銅、鋅等8種元素限量》(NY 861—2004)為依據(jù)，采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)[23]。

1)單因子污染指數(shù)計(jì)算方法。計(jì)算公式為：

(3)

式中，Pi—污染物i的單因子污染指數(shù)；Ci—污染物i的實(shí)測(cè)含量，mg/kg；Si—污染物i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)臨界值，mg/kg。單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 農(nóng)作物中重金屬的標(biāo)準(zhǔn)限值

2)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法的計(jì)算公式為：

(4)

式中，PN—農(nóng)作物可食用部分中重金屬的綜合污染指數(shù)；Pi均—重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)的平均值；Pi最大—重金屬最大單項(xiàng)污染指數(shù)。內(nèi)梅羅污染指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 重金屬污染指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4.3 粉煤灰基質(zhì)種植農(nóng)作物攝入的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

通過(guò)危險(xiǎn)商法對(duì)居民食用該粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)種植的主導(dǎo)農(nóng)作物健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)[24]，其中污染物經(jīng)農(nóng)產(chǎn)品的日平均攝入量(DIM)計(jì)算公式為：

而對(duì)行業(yè)專家主觀意見(jiàn)的分析，目標(biāo)是找出專家的關(guān)注點(diǎn)，以及隨著年份變化關(guān)注點(diǎn)的發(fā)展變化趨勢(shì)。課題組摸索出一套數(shù)據(jù)采集和清洗的方法，自主開(kāi)發(fā)軟件，以自動(dòng)運(yùn)行的方式對(duì)知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)進(jìn)行全文搜索，可以得到近似全樣本，且時(shí)間很短。再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行中文分詞、智能語(yǔ)義分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、清洗和去噪，篩選出對(duì)評(píng)價(jià)因子研究有價(jià)值的專業(yè)詞匯。

(5)

式中，DIM—經(jīng)農(nóng)作物攝入污染物平均日攝取量，mg/kg；Cm—農(nóng)作物中污染物含量，mg/kg；Cf—轉(zhuǎn)化因子0.085；Di—人體每日對(duì)農(nóng)作物的食用量，kg，參照暴露因子手冊(cè)US EPA和結(jié)合當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬍沉?xí)慣，確定研究區(qū)成人玉米的攝入量為0.15 kg/d，蔬菜的攝入量為0.35 kg/d，花生的攝入量為0.05 kg/d，向日葵的攝入量為0.1 kg/d；兒童玉米的攝入量為0.1 kg/d，蔬菜的攝入量為0.23 kg/d，花生的攝入量0.02 kg/d，向日葵的攝入量為0.03 kg/d；Bw—體重，kg。

單一重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(HRI)的計(jì)算公式為：

(6)

式中，HRI—健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；RfD—重金屬暴露參考劑量，mg/(kg·d)；HRI>1表明該污染物可引起人體的健康風(fēng)險(xiǎn)，而健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)越大表明該污染物對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)越大；HRI<1表明該污染物不會(huì)引起人體的健康風(fēng)險(xiǎn)。式(5)和(6)中部分參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 農(nóng)作物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型參數(shù)取值

2 結(jié)果與分析

2.1 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

由表5可知，研究區(qū)粉煤灰基質(zhì)pH為7.61，總體上處于弱堿性水平，同時(shí)基質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)含量為24.53%。在研究區(qū)粉煤灰基質(zhì)的各重金屬中，以Cu的含量最高，為361.38 mg/kg；以Cd的含量最低，為9.39 mg/kg。研究區(qū)粉煤灰基質(zhì)中各重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)和潛在生態(tài)危害指數(shù)如表6所述。由表6可知，研究區(qū)粉煤灰基質(zhì)中Cd的相對(duì)危險(xiǎn)系數(shù)最高，其潛在相對(duì)危險(xiǎn)系數(shù)和潛在實(shí)際危險(xiǎn)系數(shù)分別為1 760.62和563.4，其危害程度均為極強(qiáng)。Cr和Pb的相對(duì)危險(xiǎn)系數(shù)較低，其相對(duì)危害系數(shù)和實(shí)際危害系數(shù)均為輕微。研究區(qū)粉煤灰基質(zhì)的潛在生態(tài)危害指數(shù)均為很強(qiáng)，其實(shí)際危險(xiǎn)系數(shù)相對(duì)較低為710.67，但仍超過(guò)很強(qiáng)的潛在生態(tài)危害指數(shù)界限(600)。

表5 粉煤灰基質(zhì)的重金屬含量及有機(jī)質(zhì)含量

表6 重金屬的潛在生態(tài)危害程度

2.2 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)上不同類型農(nóng)作物可食用部分中各類重金屬的污染差異

研究區(qū)粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)上采集的不同類型農(nóng)作物可食用部分中重金屬含量分析結(jié)果(圖2)表明，不同類型農(nóng)作物對(duì)粉煤灰基質(zhì)中不同種類重金屬的吸收及在可食用部分組織器官中的分配存在明顯差異。其中，禾本科植物玉米中不同重金屬含量從大到小依次為As(6.25～43.15 μg/kg)>Pb(1.10～17.45 μg/kg)>Cd(2.24～3.92 μg/kg)>Cr(1.4～3.395 μg/kg)>Cu(0.19～6.9 μg/kg)；茄科植物辣椒中不同重金屬含量由大到小依次為As(9.45～55.50 μg/kg)>Cu(7.6～29.45 μg/kg)>Pb(2.59～10.15 μg/kg)>Cd(1.42～1.84 μg/kg)>Cr(0.86～1.75 μg/kg)；另一茄科植物茄子中不同重金屬含量由大到小依次為Pb(435.22～575 μg/kg)>As(412.65～477.5 μg/kg)>Cu(109.35～139 μg/kg)>Cr(87.25～108.5 μg/kg)>Cd(39.25～83.5 μg/kg)；豆科植物花生中不同重金屬含量由大到小依次為Pb(535.72～565.16 μg/kg)>As(446.34～469.51 μg/kg)>Cu(128.51～137.8 μg/kg)>Cr(100.73～107.34 μg/kg)>Cd(42.20～44.6 μg/kg)；葫蘆科植物南瓜中不同重金屬含量由大到小依次為Pb(453.67～581.89 μg/kg)>As(453～570 μg/kg)>Cu(96.42～114.74 μg/kg)>Cr(79.98～106.5 μg/kg)>Cd(33～44.75 μg/kg)；而菊科植物向日葵中不同重金屬含量由大到小依次為Pb(498.22～560 μg/kg)>As(415.78～466.50 μg/kg)>Cu(11.25～138.50 μg/kg)>Cr(89.25～107.50 μg/kg)>Cd(42.15-82.50 μg/kg)。從結(jié)果可以看出，研究區(qū)粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)上種植的各類農(nóng)作物中均富集了大量的不同種類的重金屬，在其上生長(zhǎng)的農(nóng)作物由此可能存在一定的健康風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)上不同類型農(nóng)作物可食用部分各類重金屬的含量Fig.2 Contents of heavy metals in edible parts of different crops in fly ash stack matrix

2.3 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)上不同類型農(nóng)作物中重金屬的污染評(píng)價(jià)

由式(3)和(4)計(jì)算粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)上種植的不同類型農(nóng)作物中重金屬的單因子污染指數(shù)(Pi)和綜合污染指數(shù)(PN)結(jié)果(表7)。由表7可知，研究區(qū)粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)上種植的花生、南瓜、茄子和向日葵均存在不同程度的污染。其中，花生與向日葵為重污染，南瓜為中污染，茄子為輕污染。根據(jù)重金屬污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表3)可知，四種農(nóng)作物中Pb和As污染嚴(yán)重。其中花生中的Pb和As、向日葵中的As的單因子污染指數(shù)均超過(guò)3，為重污染重金屬。其中，研究區(qū)粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)上種植的玉米和辣椒均為安全，其中各種金屬的單因子污染指數(shù)均低于1，均為清潔。

2.4 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)上不同類型農(nóng)作物攝入的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

根據(jù)研究區(qū)粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)中6種主要類型農(nóng)作物的重金屬平均含量及成人與兒童分別對(duì)不同種農(nóng)作物的攝入量，利用式(5)和(6)對(duì)兩種消費(fèi)人群進(jìn)行不同作物中重金屬的攝入量(DIM)及健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(HRI)的估算。結(jié)果(表8)表明，重金屬Cd、Cr、Cu、Pb和As的DIM最大值均來(lái)源于對(duì)南瓜和茄子的攝入，其中兒童攝入茄子與南瓜后，重金屬As的DIM值超過(guò)RfD值，這可能帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。

農(nóng)作物單因子污染指數(shù)(Pi)CdCrCuPbAs綜合污染指數(shù)(PN)污染等級(jí)玉米3.92E-023.40E-036.90E-048.73E-022.16E-011.68E-01安全辣椒9.20E-033.50E-032.95E-033.38E-021.11E-018.48E-02安全花生8.92E-022.14E-011.37E-025.65E+004.70E+003.95E+00重污染南瓜2.24E-012.13E-019.64E-032.27E+001.14E+002.13E+00中污染茄子4.18E-012.17E-011.39E-021.92E+009.55E-011.83E+00輕污染向日葵1.65E-012.15E-011.39E-022.80E+004.67E+003.65E+00重污染

表8 粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)不同類型農(nóng)作物重金屬的每日攝入量(DIM)和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(HRI)

3 討論

研究區(qū)粉煤灰基質(zhì)總體處于偏堿性，其中有機(jī)質(zhì)含量為24.53%。研究表明植物種植基質(zhì)的酸堿性和有機(jī)質(zhì)含量在一定程度上可增加作物可食用部分重金屬風(fēng)險(xiǎn)[28]。而土壤中水溶態(tài)重金屬含量會(huì)隨體系pH的升高而降低，而交換態(tài)重金屬反而會(huì)相應(yīng)降低[29]。也有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)西北地區(qū)土壤高pH值是引起重金屬Cd和Pb吸附及解析量改變的原因之一[30]。另一方面土壤有機(jī)質(zhì)也會(huì)通過(guò)與重金屬形成絡(luò)合物，影響重金屬元素在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化[31]。

研究區(qū)粉煤灰基質(zhì)重金屬評(píng)價(jià)中分別采用現(xiàn)代工業(yè)化前正常顆粒沉積物中重金屬最高背景值和紅楓湖周邊土壤重金屬含量作為參照標(biāo)準(zhǔn)[20]，前者反映粉煤灰堆場(chǎng)的實(shí)際污染程度，后者反映堆場(chǎng)相對(duì)于周邊環(huán)境的相對(duì)污染程度，通過(guò)兩者相結(jié)合綜合反映粉煤灰堆場(chǎng)潛在生態(tài)危害程度。粉煤灰基質(zhì)中Cd的含量相比其他重金屬較低，但由于Cr相對(duì)危險(xiǎn)系數(shù)(30)較高且環(huán)境背景值較低，其相對(duì)危險(xiǎn)系數(shù)和實(shí)際危險(xiǎn)系數(shù)均為極強(qiáng)。在相關(guān)研究中也發(fā)現(xiàn)，土壤中Cr具有移動(dòng)性強(qiáng)、高毒性、難降解等特點(diǎn)[32]。自2013年“鎘米事件”爆發(fā)后，鎘及鎘化物的致癌性被廣泛證實(shí)，故而其在粉煤灰基質(zhì)中的高含量很可能對(duì)周邊居民帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)[33-34]。潛在生態(tài)危害指數(shù)為各重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)之和，研究區(qū)堆場(chǎng)相對(duì)危害指數(shù)和實(shí)際危害指數(shù)均以超過(guò)600為很強(qiáng)。研究得出RI的大小與參評(píng)污染物的種類和數(shù)量有關(guān)，污染物的數(shù)目越多、毒性越強(qiáng)，RI值就越大[19]。在本文中我們僅討論五種重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)，如果繼續(xù)研究統(tǒng)計(jì)其他有毒有害重金屬，那么潛在生態(tài)危害指數(shù)還會(huì)進(jìn)一步增大。就已知的五種重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)和潛在生態(tài)危害指數(shù)來(lái)看，研究區(qū)粉煤灰基質(zhì)的潛在危害值得引起更多的重視。

通過(guò)對(duì)研究地的農(nóng)作物進(jìn)行重金屬單因子污染指數(shù)(Pi)和綜合污染指數(shù)(PN)分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)種植的花生和向日葵污染程度較為嚴(yán)重，均為重污染。這與SHARMA[35]的研究結(jié)論相似，花生與向日葵等籽粒富含油脂類作物的重金屬富集量較大，若在重金屬含量高的基質(zhì)中種植可能會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的污染風(fēng)險(xiǎn)。令人深思的是通過(guò)農(nóng)作物攝入的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，重金屬污染較為嚴(yán)重的花生與向日葵帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)有限，反而南瓜和茄子經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期食用后會(huì)對(duì)兒童產(chǎn)生一定的健康風(fēng)險(xiǎn)。究其原因，花生與向日葵等油脂類作物的重金屬富集量雖較大，但每日的攝入量較小，其帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)有限。

貴州地處世界最大的喀斯特中心，其耕地面積較少，大量居民在粉煤灰填埋覆蓋形成的平地“壩子”上種植農(nóng)作物。研究地所在清鎮(zhèn)堆場(chǎng)“壩子”是貴州地區(qū)眾多粉煤灰堆場(chǎng)的一個(gè)縮影，堆場(chǎng)周圍有大量居民聚居地，且以留守老人和兒童居多。在西南地區(qū)，茄子、南瓜等為當(dāng)?shù)厝酥饕卟俗魑?，其攝入量較大，如果大量攝入重金屬含量超標(biāo)的作物將可能帶來(lái)嚴(yán)重健康風(fēng)險(xiǎn)[36]。在研究區(qū)粉煤灰堆場(chǎng)上種植的茄科植物(茄子)和葫蘆科植物(南瓜)等作物產(chǎn)量較大，如不妥善管理，該堆場(chǎng)上的農(nóng)作物流入周邊城鎮(zhèn)市場(chǎng)后將會(huì)給周圍居民帶來(lái)明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述，在粉煤灰堆場(chǎng)上直接種植農(nóng)作物或利用粉煤灰作為農(nóng)田土壤的改良劑時(shí)，需考慮所種植農(nóng)作物的重金屬富集能力，特別是種植當(dāng)?shù)鼐用駭z入量較大的農(nóng)作物時(shí)，尤其要注意其可能帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

1)堆場(chǎng)基質(zhì)存在重金屬污染的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，其中Cd存在極強(qiáng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；2)粉煤灰堆場(chǎng)上種植的花生、南瓜、茄子和向日葵中可食用部分均存在不同程度的重金屬污染；3)農(nóng)作物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，As的重金屬風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)大于1，兒童長(zhǎng)期食用通過(guò)該粉煤灰堆場(chǎng)基質(zhì)種植的茄子和南瓜可能帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。