贛南廢棄離子型稀土礦區(qū)稻米重金屬污染評(píng)價(jià)*

龔子涵,吳開興,2,3,王永航,4,姜鑫文

(1.江西理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院,江西 贛州 341000; 2.江西省礦冶環(huán)境污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 贛州 341000;3.江西省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 贛州 341000; 4.江西省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院,江西 南昌 330000)

0 引言

江西南部的離子型稀土資源豐富,素有“稀土王國”之稱[1];其開發(fā)利用歷史已長達(dá)數(shù)十載,為中國乃至世界提供了重要的重稀土原材料,但同時(shí)大量表土和植被遭到了破壞,并遺留了300多處廢棄離子型稀土礦區(qū)[2-4],其中以池浸堆浸開采者居多[4-5]。自池浸堆浸工藝被禁止后,原地浸礦工藝得到了全面推廣[5];但是,每生產(chǎn)1 t稀土氧化物要消耗7 t左右的強(qiáng)酸,故在開采過程中產(chǎn)生了大量的氨氮、重金屬等污染物,而在冶煉分離過程中還產(chǎn)生了大量的有毒氣體、廢水、放射性廢渣等污染物,由此引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題[6]。相關(guān)研究表明,礦區(qū)尾礦[2]、地表水和地下水[7-9]及土壤和蔬菜[1,10-14]等均受到了不同程度的重金屬污染,這是由于在采用原地浸礦工藝開采稀土的過程中,須向礦體注入大量的高濃度硫酸銨(浸礦液),其可使有毒重金屬活化,并在浸礦后的尾礦中殘留大量的氨氮和不穩(wěn)定的重金屬組分[15-16];由于礦床的集液系統(tǒng)和防滲層不完善以及雨水對(duì)尾礦的淋濾作用,致使周圍環(huán)境受到重金屬污染[8-9]。重金屬進(jìn)入環(huán)境后因難以被生物降解而長期累積,可通過飲水、食物鏈等途徑直接或間接地對(duì)人類身體健康造成損害[1,9-10,16-18]。然而,目前對(duì)廢棄稀土礦區(qū)的重金屬污染研究還較少。蘇文湫等[19]研究發(fā)現(xiàn),贛州某廢棄堆浸稀土礦區(qū)鉛、汞含量高于對(duì)照點(diǎn),廢棄地堆浸場和母液處理車間土壤汞含量超過土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),堆浸場達(dá)中度污染水平,母液處理車間屬于輕度污染,綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為輕度。許亞夫等[20]研究發(fā)現(xiàn),定南縣某廢棄稀土礦區(qū)土壤中Pb含量嚴(yán)重超標(biāo),Cu含量接近超標(biāo)。王友生等[21]研究發(fā)現(xiàn),福建長汀稀土礦廢棄地Cd污染最嚴(yán)重,原地浸廢棄地、取土場、廢棄堆浸池的Cd含量分別為福建省土壤背景值的141倍、97倍、69倍,4個(gè)采樣區(qū)土壤Cd含量均達(dá)到重度污染水平,取土場Pb含量達(dá)到輕度污染水平,廢棄堆浸池Zn含量也達(dá)到輕度污染水平,而綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)達(dá)到極重污染水平。

如今仍有部分居民生活在贛州的一些廢棄稀土礦區(qū),并耕種有水稻,如贛縣大埠稀土礦青山子礦區(qū)。因此,為了確保居民的生命健康安全,以廢棄稀土礦區(qū)居民種植的稻米為研究對(duì)象,評(píng)價(jià)其受重金屬污染程度及以此稻米為主食可能造成的健康風(fēng)險(xiǎn)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

贛縣大埠稀土礦青山子礦區(qū)位于贛州市區(qū)南東方向,直線距離約26 km,地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°05′55″～115°06′38″,北緯25°43′47″～25°44′47″;丘陵地貌,東臨桃江(桃江往北匯入貢江,后者往東至贛州市區(qū)與章江匯合后即為贛江)(見圖1),江邊相對(duì)高差較大,地形較陡,其余區(qū)域地形較平緩;礦區(qū)最高海拔為301.4 m,相對(duì)高差一般為50～80 m,最大為185 m;屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,氣候溫和,日照充足,雨量充沛,無霜期長達(dá)285 d;年日照平均總時(shí)長為1 751.8 h,年平均氣溫為19.3 ℃,年均降雨量為1 434 mm;除人工破壞外,植被較發(fā)育;地表水系發(fā)達(dá),地下水豐富[23]。礦區(qū)除溝谷和溪流等低洼處有第四系覆蓋外,其余出露巖石均為花崗巖。花崗巖風(fēng)化強(qiáng)烈,其全風(fēng)化層-半風(fēng)化層富含離子型稀土。該礦區(qū)采用池浸、堆浸開采工藝,2005年前后停產(chǎn)并逐漸廢棄。廢棄后有3～4戶居民先后遷入定居。區(qū)內(nèi)稻田地較少,沿溪流分布,全部由一位40歲左右未婚男性耕種。

圖1 贛南大埠稀土礦青山子礦區(qū)(廢棄)稻米(谷)取樣地位置(底圖據(jù)文獻(xiàn)[22])

1.2 樣品采集與分析測試

1.2.1 樣品采集

制作稻米樣品的稻谷分2次采集:

a.第一次采集時(shí)間為2017年10月,當(dāng)時(shí)稻谷已收割完畢,盡管尚未完全曬干,但由于天氣原因,不得不從曬谷場收回居民家中;所以,樣品是從居民家中不同容器內(nèi)采集的,無法分辨分別產(chǎn)自哪塊稻田地,共采集了4個(gè)樣品,分別編號(hào)為稻1-稻4;其中稻4取自一個(gè)較大的容器,因此取的樣品量也較多,考慮到樣品數(shù)較少,取回實(shí)驗(yàn)室后分成了2個(gè)樣品,即稻4-1、稻4-2。

b.第二次采集時(shí)間為2021年10月,采樣當(dāng)天圖1中D4-D6位置的稻谷正在收割,D4樣品取自打谷機(jī),D5和D6樣品則是沿著尚未收割的稻田四周手工采集的;D1-D3位置的稻谷已收割完畢,鋪散在曬谷場的水泥地板上,D1-D3樣品取自曬谷場;其中,D2樣品由于樣品量較多,未經(jīng)充分拌勻,分成D2-1和D2-2兩個(gè)樣品。單個(gè)樣品取樣原則:盡量做到取樣點(diǎn)分布均勻,每個(gè)取樣點(diǎn)樣品量均等,樣品總量400～500 g,用自封塑料袋封裝并編號(hào)。

1.2.2 樣品加工

第一次采集的樣品加工方法為:將采集的稻谷樣品晾曬風(fēng)干后,縮分至20 g左右,手工剝除稻殼,然后用瑪瑙缽人工將稻米研磨至0.075 mm,用自封塑料袋封裝編號(hào)送檢[23]。

第二次采集的樣品加工方法為:①將采集的稻谷樣品晾曬初步風(fēng)干后,再用烘干機(jī)低溫烘干;②將烘干后的稻谷倒在鐵板上,采用石頭搓的方法脫殼;③用清水淘洗,使稻米與谷殼分離,再低溫烘干稻米;④采用電磁式礦石粉碎機(jī)將稻米粉碎;⑤將得到的米粉過0.075 mm尼龍篩,并縮分至10 g左右,用自封塑料袋封裝編號(hào)送檢。

1.2.3 樣品分析測試

稻米粉末樣品的分析測試工作由澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室完成。分析類別為植物樣品多元素分析,分析測試方法(代碼ME-VEG41g)為:硝酸-鹽酸冷消解,等離子體質(zhì)譜/光譜儀綜合定量,檢出限達(dá)到地球化學(xué)或《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》(GB 2762-2017)或《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 糧食》(GB 2715-2016)的要求。廢棄離子型稀土礦區(qū)6種常見重金屬[19-21]檢出限分別為:Hg,10-9～10-4; As,5×10-9～9×10-3;Cd,10-9～2×10-3;Cu,10-8～9×10-3;Pb,5×10-9～9×10-3;Zn,10-7～9×10-3。

1.3 評(píng)價(jià)方法

1.3.1 稻米重金屬污染評(píng)價(jià)

目前,稻米重金屬污染評(píng)價(jià)通常采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法[24-26]。

1)單因子污染指數(shù)法

單因子污染指數(shù)法是一種簡單的、在我國比較通用的污染評(píng)價(jià)方法,可以清晰地顯示出評(píng)價(jià)樣品與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的比值關(guān)系,且容易判別出研究區(qū)的污染狀況,計(jì)算公式為

Pi=Ci/Si,

(1)

式中:Pi為i污染物對(duì)稻米的單因子污染指數(shù);Ci為i污染物在稻米中的實(shí)測含量,mg/kg;Si為稻米中i污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限量,mg/kg。單因子污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[27]見表1。

表1 單因子污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 糧食》(GB 2715-2016)[28]第3.4.1條規(guī)定:污染物限量應(yīng)符合GB 2762-2017的規(guī)定,其中原糧類糧食應(yīng)分別符合GB 2762-2017對(duì)谷物、豆類和薯類的規(guī)定,成品糧類糧食應(yīng)分別符合GB 2762-2017對(duì)谷物碾壓加工品、豆類、干制薯類的規(guī)定[28]。GB 2762-2017[29]規(guī)定稻米中Cd、Pb的限量為0.2 mg/kg,As的限量為0.35 mg/kg,Hg的限量為0.02 mg/kg,但沒有規(guī)定Zn和Cu的限量,因此Zn和Cu采用《糧食(含谷物、豆類、薯類)及制品中鉛、鉻、鎘、汞、硒、砷、銅、鋅等八種元素限量》(NY 861-2004)[30]規(guī)定的限量(分別為50 mg/kg和10 mg/kg)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法是國內(nèi)外常用的一種污染評(píng)價(jià)方法,其不僅考慮了單因子污染指數(shù)的平均值和最高值,還能全面體現(xiàn)各重金屬污染物的平均污染水平,能夠突出污染較重的重金屬污染物對(duì)環(huán)境帶來的危害,計(jì)算公式為

(2)

表2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 稻米攝入的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

稻米攝入的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法包括暴露劑量模型和健康風(fēng)險(xiǎn)表征模型[31-32]。

1)暴露劑量模型

本研究只考慮直接攝入稻米的重金屬暴露劑量。采用美國環(huán)保局(USEPA)推薦的MMSOILS模型計(jì)算日平均攝入重金屬量,計(jì)算公式[24,26,31-34]為

(3)

式中:CDI為污染物經(jīng)谷類產(chǎn)品的平均日攝入量,mg/(kg·d);C為谷類產(chǎn)品中污染物含量,mg/kg;IngR為谷類產(chǎn)品的日攝入量,kg/d;EF為暴露頻率,d/a;ED為暴露時(shí)間,a;BA為生物可利用分?jǐn)?shù);BW為受體的體質(zhì)量,kg;AT表示平均接觸時(shí)間,a。各項(xiàng)參數(shù)具體值見表3。

表3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型參數(shù)

2)健康風(fēng)險(xiǎn)表征模型

重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)表征模型包括非致癌風(fēng)險(xiǎn)模型和致癌風(fēng)險(xiǎn)模型,計(jì)算公式[26,32-33]如下。

(1)非致癌風(fēng)險(xiǎn)模型

HQi=CDI/RfDi,

(4)

(5)

式中:HQi為重金屬i單項(xiàng)非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù);RfDi為重金屬i暴露參考劑量,表示在單位時(shí)間內(nèi),單位體質(zhì)量攝取的不會(huì)引起人體不良反應(yīng)的污染物最大限量,mg/(kg·d);HI為重金屬綜合非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),HQi或HI>1時(shí),表明食用該農(nóng)產(chǎn)品可能引起人體的非致癌風(fēng)險(xiǎn),且非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值越大,對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)越大;HQi或HI<1時(shí),表明食用該農(nóng)產(chǎn)品不會(huì)對(duì)人體造成非致癌風(fēng)險(xiǎn)。

(2)致癌風(fēng)險(xiǎn)模型

CRi=CDI·SFi,

(6)

(7)

式中:CRi為重金屬i的致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),CRi若低于USEPA推薦的區(qū)間值10-6～10-4(人體可耐受的致癌風(fēng)險(xiǎn))則不具備致癌風(fēng)險(xiǎn);SFi為人體暴露于一定劑量某種污染物下產(chǎn)生致癌效應(yīng)的最大斜率系數(shù),(d·kg)/mg;TCR為重金屬綜合致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),若TCR低于區(qū)間值10-6～10-4(即每1萬～100萬人中可能有1個(gè)癌癥患者),則認(rèn)為該物質(zhì)不具備致癌風(fēng)險(xiǎn)。

國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)公布的致癌物分類中包含了鎘、砷、鎳、鉛、鉻、鈾、鈹?shù)戎亟饘偌捌湎嚓P(guān)復(fù)合物,其中砷是類金屬,其毒性和某些重金屬相似,因此砷也是一種致癌重金屬。鋅和銅雖是人體內(nèi)必需的微量元素,但攝入過多也會(huì)對(duì)人體造成一定危害,從而引起非致癌風(fēng)險(xiǎn)。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)[26,31-32],得到各重金屬的暴露參考劑量(RfD)和最大斜率系數(shù)(SF)(見表4)。

表4 致癌風(fēng)險(xiǎn)模型參數(shù)RfD和SF值

2 結(jié)果與討論

2.1 研究區(qū)稻米中重金屬含量

贛南大埠稀土礦青山子礦區(qū)(廢棄)稻米中主要重金屬Pb、Cd、Zn、As和Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表5。由于全部12件樣品中Hg的測定結(jié)果均比食品中污染物限量國家標(biāo)準(zhǔn)(0.02 mg/kg)低一個(gè)數(shù)量級(jí),明顯不超標(biāo),故未在表5中列出,也就不在本文的評(píng)價(jià)范圍內(nèi)。

表5 贛南大埠稀土礦青山子礦區(qū)(廢棄)稻米中主要重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)及污染指數(shù)

由表5可知,12件稻米樣品中主要重金屬含量及超標(biāo)情況如下:

a.Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.112～3.820 mg/kg,均值為1.18 mg/kg,是國家標(biāo)準(zhǔn)限量(0.2 mg/kg)的5.9倍,而且12件樣品中有11件樣品的Pb含量超過國家標(biāo)準(zhǔn)限量,超標(biāo)率達(dá)91.7%。

b.As質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.131～24.900 mg/kg,均值為2.45 mg/kg,是國家標(biāo)準(zhǔn)限量(0.35 mg/kg)的7.0倍,且有7件樣品的As含量超標(biāo),超標(biāo)率達(dá)58.3%。

c.Zn質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.7～166.0 mg/kg,均值為60.9 mg/kg,是農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限量(50 mg/kg)的1.2倍,且有5件樣品的Zn含量超標(biāo),超標(biāo)率為41.7%。

d.Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.52～16.6 mg/kg,均值為5.99 mg/kg,低于農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限量(10 mg/kg),且僅有1件樣品的Cu含量超標(biāo),超標(biāo)率為8.3%。

e.Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.029～0.106 mg/kg,均值為0.048 mg/kg,顯著低于國家標(biāo)準(zhǔn)限量(0.2 mg/kg),且無樣品Cd含量超標(biāo)。

由表5還可知,稻米樣品中各主要重金屬含量的標(biāo)準(zhǔn)差較大,其中As含量的標(biāo)準(zhǔn)差是其均值的2.9倍,Cd和Pb含量的標(biāo)準(zhǔn)差接近其均值,表明各樣品中重金屬含量分散,偏離平均值較多,結(jié)合各種重金屬含量之間有較好的正相關(guān)關(guān)系(見表6),反映出廢棄離子型稀土礦區(qū)稻米受重金屬污染程度隨空間變化較大。

表6 贛南大埠稀土礦青山子礦區(qū)(廢棄)稻米中主要重金屬含量相關(guān)系數(shù)矩陣

2.2 研究區(qū)稻米重金屬污染評(píng)價(jià)

Cd、As、Pb含量限值采用GB 2762-2017,Zn、Cu含量限值采用NY 861-2004,分別按式(1)、式(2)計(jì)算單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù),并依據(jù)表(1)和表(2)中的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)研究區(qū)稻米樣品進(jìn)行重金屬污染程度評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果見表5及圖2。由表5、圖2可知,研究區(qū)稻米中重金屬污染狀況如下:

圖2 贛南大埠稀土礦青山子礦區(qū)(廢棄)稻米重金屬污染評(píng)價(jià)結(jié)果

a.稻米樣品中Cd的單因子污染指數(shù)均小于1,Cu的單因子污染指數(shù)基本上小于1,僅有1件樣品略大于1,表明稻米中的Cd處于無污染水平(見圖2d);Cu基本上處于無污染水平,僅有8%的樣品受到輕度污染(見圖2e);而Pb、As和Zn的單因子污染指數(shù)平均值均大于1,說明廢棄離子型稀土礦區(qū)稻米受到重金屬Pb、As和Zn不同程度的污染(見圖2a-圖2c)。

b.稻米樣品中分別有58%和17%受到Pb的重度、中度污染(見圖2a),分別僅有8%的樣品受到As的重度、中度污染(見圖2b),有8%和17%的樣品受到Zn的重度、中度污染(見圖2c),這表明廢棄離子型稀土礦區(qū)稻米主要受重金屬Pb污染,部分受As、Zn污染。

c.稻米樣品的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)為0.48～52.1,平均為7.53,標(biāo)準(zhǔn)差為14.2。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)均值顯著大于3,表明廢棄離子型稀土礦區(qū)稻米受重金屬污染總體水平屬于重度污染。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)最小值為0.48,表明全部樣品均受到不同程度的重金屬污染;內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)范圍較寬、標(biāo)準(zhǔn)差較大,表明各樣品受重金屬污染程度存在顯著差異;按照內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(見表2),稻米樣品受重金屬污染程度分級(jí)及占比分別為:重度污染50%,中度污染17%,輕度污染17%,輕微污染8%,無污染8%(見圖2f)。根據(jù)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù),廢棄離子型稀土礦區(qū)稻米受重金屬污染總體水平屬于重度污染,而且稻米樣品的重度污染率也高達(dá)50%。

2.3 研究區(qū)稻米重金屬攝入的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

根據(jù)稻米中各重金屬含量和重金屬膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,計(jì)算得到不同人群每日的重金屬平均攝入量CDI(見表7)。由表7可知:

表7 不同人群每日重金屬平均攝入量估算結(jié)果

a.從不同人群(成人和兒童)來看,各種非致癌重金屬的日均攝入量成人均小于兒童,而致癌重金屬的日均攝入量成人皆大于兒童。

b.從不同的重金屬來看,非致癌重金屬中Zn的日均攝入量最高,成人和兒童的日均攝入量分別為4.35×10-3mg/(kg·d)和7.62×10-3mg/(kg·d);Cd的日均攝入量最低,成人和兒童的日均攝入量分別為3.42×10-6mg/(kg·d)和5.98×10-6mg/(kg·d);致癌重金屬中As的日均攝入量最高,成人和兒童的日均攝入量分別為7.51×10-5mg/(kg·d)和4.38×10-5mg/(kg·d);Cd的日均攝入量最低,成人和兒童的日均攝入量分別為1.46×10-6mg/(kg·d)和8.54×10-7mg/(kg·d)。

c.按照不同重金屬的日均攝入量從高到低排序,非致癌重金屬的日均攝入量排序?yàn)閆n>Cu>As>Pb>Cd,致癌重金屬的日均攝入量排序?yàn)锳s>Pb>Cd。

根據(jù)各重金屬日均攝入量、非致癌風(fēng)險(xiǎn)模型、致癌風(fēng)險(xiǎn)模型以及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參數(shù),計(jì)算得出食用研究區(qū)稻米導(dǎo)致成人和兒童單項(xiàng)非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(HQi)、綜合非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(HI)、單項(xiàng)致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(CRi)和綜合致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(TCR),結(jié)果見圖3。由圖3可知:

圖3 不同人群重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

a.單項(xiàng)非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)HQi排序?yàn)镠QAs>HQPb>HQZn>HQCu>HQCd;成人HQi值均小于兒童;其中,只有兒童的HQAs值大于1[見圖3(a)],表明以廢棄稀土礦區(qū)產(chǎn)出的稻米為主食,只有As會(huì)對(duì)兒童產(chǎn)生輕微的非致癌健康風(fēng)險(xiǎn),而其他4種重金屬不存在單項(xiàng)非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。

b.5種重金屬中,Zn和Cu屬于非致癌重金屬。3種致癌重金屬中,致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)CRi排序?yàn)镃RAs>CRCd>CRPb,且成人的均大于兒童的;其中,成人的CRAs值為1.13×10-4,高于EPA推薦的最大風(fēng)險(xiǎn)值(1×10-4)[見圖3(b)],表明以廢棄稀土礦區(qū)種植的稻米為主食,攝入的As可能會(huì)對(duì)成人造成輕微的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。而CRCd和CRPb值,無論是成人還是兒童,均低于EPA推薦的最大風(fēng)險(xiǎn)值,表明不存在Cd和Pb的單項(xiàng)致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。

c.對(duì)于綜合非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)HI值,成人的(0.637)小于兒童的(1.11),其中兒童的HI值略大于1[圖3(a)],表明以廢棄稀土礦區(qū)產(chǎn)出的稻米為主食,成人無綜合非致癌健康風(fēng)險(xiǎn),但兒童可能存在輕微的綜合非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。而對(duì)于綜合致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)TCR值,成人的(1.222×10-4)大于兒童的(0.711×10-4),前者略高于EPA推薦的安全區(qū)間(1×10-6～1×10-4)[見圖3(b)],表明以廢棄稀土礦區(qū)種植的稻米為主食,兒童不會(huì)有綜合致癌健康風(fēng)險(xiǎn),但成人存在輕微的綜合致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。

此外,雖然研究區(qū)稻米受到重金屬污染的程度排序?yàn)镻b>As>Zn(無Cd和Cu污染),且無論成人還是兒童,其致癌重金屬的日均攝入量CDI排序均為CDIAs>CDIPb>CDICd(見表7),但單項(xiàng)致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)CRi排序卻為CRAs>CRCd>CRPb。由此可見,人體對(duì)Pb的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)耐受程度比Cd的高。

2.4 問題與建議

本研究結(jié)果表明廢棄池浸堆浸離子型稀土礦區(qū)的農(nóng)作物也遭受了嚴(yán)重的重金屬污染,并可能對(duì)居民造成一定的健康風(fēng)險(xiǎn)。盡管目前對(duì)廢棄池浸堆浸離子型稀土礦區(qū)的重金屬污染問題的研究報(bào)道很少,但通過總結(jié)仍可發(fā)現(xiàn)存在以下規(guī)律:

a.從受污染的重金屬種類而言,受Pb污染最為普遍,但對(duì)居民造成健康風(fēng)險(xiǎn)的重金屬因礦區(qū)而異。如:定南縣某廢棄稀土礦區(qū)土壤主要受Pb污染[20];贛州某廢棄堆浸稀土礦區(qū)除受Pb污染外,還受Hg污染[19];而福建長汀稀土礦廢棄地的Cd 污染最為嚴(yán)重[21];大埠廢棄稀土礦區(qū)As造成的健康風(fēng)險(xiǎn)最大。

b.就重金屬污染程度而言,普遍達(dá)到重度污染。

為了保證廢棄離子型稀土礦區(qū)居民身體健康,基于上述認(rèn)識(shí),提出以下建議:

a.對(duì)廢棄離子型稀土礦區(qū)進(jìn)行全面的環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

b.禁止在廢棄離子型稀土礦區(qū)開荒種地。

c.適應(yīng)城鎮(zhèn)化發(fā)展要求,鼓勵(lì)和資助定居在廢棄離子型稀土礦區(qū)的居民遷出至附近的城鎮(zhèn)定居。

d.資助定居在廢棄離子型稀土礦區(qū)的居民定期體檢,建立健康檔案。

3 結(jié)論

以贛縣大埠稀土礦青山子礦區(qū)(廢棄)為例,對(duì)其產(chǎn)出的稻米受重金屬污染特征及健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià),得到以下主要結(jié)論:

a.廢棄礦區(qū)稻米中Cd和Cu平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.048 mg/kg和5.99 mg/kg,均未超過其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值;而Pb、As和Zn平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.18 mg/kg、2.45 mg/kg和60.9 mg/kg,均超過了其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值,分別是標(biāo)準(zhǔn)限值的5.9倍、7.0倍和1.2倍,樣品超標(biāo)率分別為91.7%、58.3%和41.7%。

b.廢棄礦區(qū)稻米主要受重金屬Pb污染,部分還受到As、Zn污染。廢棄礦區(qū)稻米受重金屬污染總體水平屬于重度污染,且稻米樣品的重度污染率也高達(dá)50%。

c.以廢棄礦區(qū)產(chǎn)出的稻米為主食,對(duì)兒童不會(huì)造成致癌健康風(fēng)險(xiǎn),但有可能造成輕微的非致癌健康風(fēng)險(xiǎn);而對(duì)成人不會(huì)造成非致癌健康風(fēng)險(xiǎn),但有可能造成輕微的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。