【煤礦周邊土壤重金屬含量特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)證探究（論文）7300字】

煤礦周邊土壤重金屬含量特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)證研究—以淮北煤田蘆嶺煤礦為例摘要為了研究煤礦影響區(qū)以下的土壤重金屬的含量污染特征，測(cè)試了土壤中Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、和Zn7種重金屬的含量，采用單因子污染指數(shù)法（Pi）以及地累積指數(shù)法（Igeo）對(duì)土壤重金屬含量污染特征做出了評(píng)價(jià)，之后采用人體暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，煤礦影響區(qū)土壤7種重金屬中，Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn的平均含量超過(guò)了安徽省土壤元素背景值；Cd的單因子污染指數(shù)最大，有16個(gè)樣本達(dá)到了警戒限度，As次之，有6個(gè)樣本達(dá)到了警戒限度；Cd的地累積指數(shù)最大，全部處于輕微污染范圍；As次之，87%的樣品處于輕微污染范圍；從手口攝入是重金屬進(jìn)入人體的主要途徑，并且在3種途徑下的暴露量模型中兒童的暴露風(fēng)險(xiǎn)均大于成人；7種重金屬元素的非致癌風(fēng)險(xiǎn)都低于閾值1，且總體非致癌風(fēng)險(xiǎn)也是低于閾值，單一元素的致癌風(fēng)險(xiǎn)都小于10-6，TCR也小于標(biāo)準(zhǔn)值。關(guān)鍵詞：土壤重金屬；含量特征；污染水平；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；目錄TOC\o"1-3"\h\u172310引言 1188301材料與方法 231371.1研究區(qū)概況 2237461.2樣品采集與預(yù)處理 257881.3重金屬污染評(píng)價(jià) 3182781.3.1單因子污染指數(shù) 3145131.3.2地累積指數(shù) 3158171.4健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 4142821.4.1暴露量模型 4126321.4.2健康風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算 4173232結(jié)果與討論 7119522.1土壤重金屬含量特征 7273492.2土壤重金屬污染水平 7218212.2.1單因子污染指數(shù)分析 7138702.2.2地累積污染指數(shù)分析 8319492.3土壤重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 9201682.3.1非致癌風(fēng)險(xiǎn) 91932.3.2致癌風(fēng)險(xiǎn) 11263143結(jié)論 129665參考文獻(xiàn)： 130引言煤炭的開采推動(dòng)世界工業(yè)的發(fā)展，煤仍是我國(guó)目前主要的能源。煤礦開采所引起的重金屬污染問(wèn)題日漸突出，引起眾多學(xué)者所關(guān)注[1-5]。重金屬可通過(guò)水體、固體廢物、大氣等途徑進(jìn)入土壤，造成明顯的區(qū)域土壤環(huán)境污染[6-8]。煤矸石通常被大量堆積在露天的土地上或充填沉陷區(qū)，通過(guò)淋溶作用、風(fēng)力作用以及自燃等因素使煤矸石中重金屬進(jìn)入到土壤[9]。重金屬在土壤中很難被微生物降解，并且在土壤中容易大量積累，通過(guò)粉塵作用、食物鏈傳遞等方式進(jìn)入人體，對(duì)人體造成損傷。因此，對(duì)煤礦礦業(yè)工程影響區(qū)土壤重金屬對(duì)人體造成的健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)顯得尤為重要。近些年來(lái)，前人在煤礦周邊土壤重金屬的污染問(wèn)題上，已經(jīng)采用了多種方法，對(duì)土壤重金屬的含量特征、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及健康風(fēng)險(xiǎn)等做了大量研究。如HaiminSu等測(cè)定了宿州市煤礦周圍土壤中Zn、Cr、Cd、Pb、Cu、As和Hg的含量，利用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行了評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)：除Zn、Cu外，其余元素含量均高于國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；4個(gè)煤礦的土壤重金屬污染的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)處于中等水平，Cd和Hg是最嚴(yán)重的生態(tài)危害因子[10]。XingmingWang等對(duì)新莊子煤礦矸石堆周圍土壤中Zn、Pb、Cd、Cu的濃度進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：在20~40cm深度土壤中，Zn、Pb的濃度均低于淮南省土壤的背景值，在0~20cm和20~40cm深度的土壤中，Cd和Cu的濃度最高，分別比淮南土壤的背景值高106.76%和0.46%[11]。RenxinZhao等研究了內(nèi)蒙古包頭市石蓋區(qū)煤矸石堆周圍Cr、Cu、Ni、Zn、Mn和Fe的濃度，分析結(jié)果表明：不同地區(qū)的土壤受到不同程度的Cr、Cu、Ni、Zn、Mn和Fe的污染，污染程度依次為:Cu>Cr>Fe>Zn>Ni>Mn，且路邊土壤重金屬污染最嚴(yán)重[12]。QinFanxin等根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)模型，對(duì)土壤中重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果表明：土壤中重金屬的非致癌風(fēng)險(xiǎn)排序?yàn)锳s>Pb>Cr>Ni>Cu>Hg>Cd>Zn，As的非致癌風(fēng)險(xiǎn)值高于閾值1，對(duì)成人和兒童有較高的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)，As的致癌風(fēng)險(xiǎn)值高于閾值，說(shuō)明As對(duì)成人和兒童的致癌風(fēng)險(xiǎn)較高[13]。黃大偉等為研究淮北煤田宿南礦區(qū)土壤重金屬含量特征，測(cè)試了土壤中重金屬Fe、Mn、Cd、Cr、Pb、Ni、Zn和Cu的含量，結(jié)果表明，Cd、Cr、Pb、Ni、Zn和Cu的均值含量不超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，Cd污染累積程度明顯，且Cd是最主要的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子[14]。煤礦的開采以及煤炭資源的利用方式的不同，對(duì)煤礦周邊的環(huán)境影響不一。本文選擇宿南礦區(qū)開采歷史最長(zhǎng)、開發(fā)規(guī)模最大且有坑口電廠的蘆嶺煤礦為研究對(duì)象，分析研究周邊土壤中的什么什么元素的含量特征、污染水平及健康風(fēng)險(xiǎn)等，以期為煤礦周邊居民的生活健康提出預(yù)防意見。1材料與方法1.1研究區(qū)概況宿南礦區(qū)蘆寧煤礦屬安徽省宿州市蘆寧鎮(zhèn)北，東經(jīng)117°10′-117°11′，北緯33°32′-33°31′位于宿州市東南30公里，蘆寧地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候，夏季高溫多雨，冬天寒冷干燥，風(fēng)向以東南風(fēng)為主。蘆寧煤礦為華東煤礦大型礦井，礦區(qū)面積23km2，煤礦年生產(chǎn)能力240萬(wàn)噸。礦石年產(chǎn)量高，煤矸石采出量大，大部分煤矸石在礦區(qū)土地外堆積，部分則供于礦區(qū)旁邊的蘆寧煤礦發(fā)電廠作為發(fā)電燃料。1.2樣品采集與預(yù)處理在野外環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上，2019年8月在宿州市宿南礦區(qū)的蘆寧煤礦旁采集了21個(gè)0~20cm的表層土壤，5個(gè)垂直深層土壤。每個(gè)樣品的點(diǎn)位都用GPS工具箱進(jìn)行記錄（圖1）。表層土壤采集面積為25cm×25cm，垂直深層采樣間隔為10cm，取出的土樣放進(jìn)密封袋并貼好標(biāo)簽。圖1蘆寧煤礦周邊土壤采樣圖將所采的土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過(guò)自然風(fēng)干、清減雜質(zhì)、研磨過(guò)200目篩，密封保存。在YC-24T手動(dòng)粉末壓片機(jī)上壓片處理。利用射線熒光光譜儀（EDXRFSPECTROMETER）檢測(cè)土壤樣品中7種重金屬鉻（Cr）、鎘（Cd）、鎳（Ni）、砷（As）、鋅（Zn）、銅（Cu）、鉛（Pb）元素的含量。1.3重金屬污染評(píng)價(jià)1.3.1單因子污染指數(shù)單因子污染指數(shù)是評(píng)價(jià)土壤污染情況、土壤環(huán)境質(zhì)量等級(jí)的一種相對(duì)的無(wú)量綱指數(shù)方法，能夠比較直觀地反映單個(gè)金屬的污染程度[15]。它是指以土壤污染實(shí)測(cè)值和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相比計(jì)算土壤各項(xiàng)污染物的污染指數(shù)，污染的評(píng)價(jià)指數(shù)見表1，公式見式1：（1）式（1）中：Pi為土壤中污染物i的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)；Ci為土壤中污染物的實(shí)測(cè)濃度（mg/kg）；Si為污染物i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（mg/kg），國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為污染物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為本次本研究標(biāo)準(zhǔn)（表2）。表1單因子污染指數(shù)污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分Pi污染等級(jí)1Pi＜0.7安全20.7＜Pi≤1.0警戒線31.0＜Pi≤2.0輕度污染42.0＜Pi≤3.0中度污染5Pi＞3.0重度污染表2國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（mg/kg）項(xiàng)目PH范圍CdAsPbCrCuNiZn標(biāo)準(zhǔn)1)PH≤6.50.3409015050702006.5＜PH≤7.50.330120200100100250PH＞7.50.625170250100190300背景值2)0.0979.00026.60066.50020.40029.80062.000注：1）代表國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[19]；2）安徽省表層土壤背景值[20]1.3.2地累積指數(shù)地累積指數(shù)（Igeo）該方法污染的影響因素，可用來(lái)定量評(píng)價(jià)沉積物和土壤中重金屬污染累積程度[16]，其計(jì)算公式見式（2）： （2）式（2）中：Cn為所測(cè)樣品中元素的實(shí)測(cè)含量，mg·kg-1；Bn為研究區(qū)域的元素背景值，本文取安徽省背景值作為該研究區(qū)域的元素背景值，mg·kg-1；k為考慮各地巖石差異以及人為活動(dòng)影響可能會(huì)引起背景值的變動(dòng)而取的系數(shù)(一般取值1.5)[17]。Igeo評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表3。表3Igeo評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[18]Igeo污染等級(jí)污染程度≤00無(wú)污染0＜Igeo≤11輕微污染1＜Igeo≤22輕度污染2＜Igeo≤33中度污染3＜Igeo≤44偏重污染4＜Igeo≤55重度污染5＜Igeo≤66嚴(yán)重污染1.4健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)1.4.1暴露量模型本文土壤重金屬對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，采用的是美國(guó)環(huán)境保護(hù)部所推行的人體暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型標(biāo)準(zhǔn)[21-23]。根據(jù)土壤重金屬對(duì)人體健康危害的三個(gè)途徑（手—口攝入、呼吸系統(tǒng)吸入、皮膚接觸吸入）進(jìn)行暴露模型的計(jì)算。再分致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。三種暴露途徑非致癌風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算公式見式（3）—（5）： （3） （4） （5）上式中：ADDoral、ADDinh和ADDdermal分別表示手-口直接攝入、呼吸系統(tǒng)吸入和皮膚接觸吸收三種途徑的日平均暴露劑量［mg·（kg·d）-1］；C為土壤重金屬質(zhì)量濃度(mg·kg-1)；IRoral表示經(jīng)手-口攝入土壤灰塵速率（mg·d-1），IRinh表示呼吸速率（m3·d-1）；EF表示暴露頻率（d·a-1）；ED表示暴露年限（a）；BW表示體重（kg）；AT為平均暴露時(shí)間（d）；PEF為顆粒物排放因子（m3·kg-1）；SA為暴露皮膚面積（cm2）；SL為皮膚黏著度［mg·(cm2·d)-1］；ABS為皮膚吸收因子。在對(duì)個(gè)體的致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，需要將個(gè)體在兒童期和成人期的總暴露量，平攤到整個(gè)的生命周期中[24]，致癌風(fēng)險(xiǎn)暴露量的計(jì)算見式（6）： （6）式（6）中：LADD表示人體生命周期平均日暴露劑量［mg·（kg·d）-1］；ARchild和ARaudlt為兒童與成人的吸收率（m3·d-1）。手-口攝入方式，AR=IRoral；呼吸吸入方式，皮膚接觸吸收方式，AR=SA×SL×ABS。AT為致癌物的平均暴露時(shí)間（d）。1.4.2健康風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算暴露參數(shù)的取值關(guān)系重大，暴露量計(jì)算的正確性、科學(xué)性對(duì)于健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的合理性、正確性有著重要影響。目前我國(guó)在暴露量參考值這方面的研究相對(duì)較少。雖然本文選用的美國(guó)環(huán)境保護(hù)部（USEPA）健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中給出了一些暴露參數(shù)的參考數(shù)值，但因?yàn)樗嗟氖欠蠂?guó)外個(gè)體的暴露參數(shù)，部分?jǐn)?shù)值不能作為我國(guó)的參考數(shù)據(jù)。因此在USEPA所給的參考基礎(chǔ)上，根據(jù)本國(guó)個(gè)體的特點(diǎn)制定了符合我國(guó)人民的暴露量參數(shù)。具體暴露參數(shù)見表4。非致癌風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算通過(guò)危害商進(jìn)行度量[26]，非致癌風(fēng)險(xiǎn)的公式見式（7）-（8）： （7） （8）上式中：HQij表示第i種污染物在第j種暴露途徑下的危害商；ADDij和RfDij分別表示第i種金屬在第j種暴露途徑下的暴露量和參考劑量；HI表示污染物在多種污染途徑下總的非致癌風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)HI＜1時(shí)，認(rèn)為致癌風(fēng)險(xiǎn)太小或可以忽略；若HI＞1，則代表存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)。致癌風(fēng)險(xiǎn)的度量是通過(guò)終生日平均暴露劑量和致癌斜率因子的乘積，計(jì)算式見式（9）-（10）： （9） （10）上式中：RT表示多種污染物元素在多種暴露途徑下的致癌風(fēng)險(xiǎn)之和[26]；LADDij和SFij分別表示第i種元素在第j種暴露途徑下的暴露量和致癌斜率因子；當(dāng)10-6＜RT＜10-4，或RT＜10-6時(shí)，可認(rèn)為沒有致癌風(fēng)險(xiǎn)；不同暴露途徑的參考劑量和致癌斜率因子見表5。表4暴露量模型參考值參數(shù)意義成人兒童C重金屬濃度/(mg·kg-1)平均值平均值IRoral土壤灰塵攝入速率/（mg·d-1）150250IRinh呼吸速率/（m3·d-1）12.87.63EF暴露頻率/（d·a-1）180180ED暴露年限/a246BW體重/kg58.615AT（非致癌）平均暴露時(shí)間/dED×365ED×365AT（致癌）平均暴露時(shí)間/d70×36570×365PEF顆粒物排放因子/（m3·kg-1）1.36×1091.36×109SA暴露皮膚面積/cm221451150SL皮膚黏著度/［mg·(cm2·d)-1］0.070.2ABS皮膚吸收因子0.0010.001表5不同暴露途徑的參考劑量和致癌斜率因子1類別元素CrPbCdCuNiZnAsReferencedoes_手口3.00E-033.50E-031.00E-034.00E-022.00E-023.00E-013.00E-04Referencedoes_呼吸2.86E-053.52E-031.00E-034.02E-022.06E-023.00E-013.01E-04Referencedoes_皮膚6.00E-055.25E-041.00E-051.20E-025.40E-036.00E-021.23E-04Slopefactor_手口1.50E+00Slopefactor_呼吸3.66E+00Slopefactor_皮膚4.20E+016.30E+008.40E-011.51E+012結(jié)果與討論2.1土壤重金屬含量特征研究區(qū)土壤重金屬含量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表6，呈正偏態(tài)分布有Zn和Pb，其余元素為正態(tài)分布。Cr、Cd、Ni、As、Zn、Cu、Pb的平均含量分別為77.32、0.22、21.57、17.97、62.77、24.23、36.89mg/kg。除Ni外的其他元素的平均濃度都高于安徽省背景值，相對(duì)污染較輕的Cr的濃度是背景值的1.16倍，Zn的實(shí)測(cè)平均濃度是背景值的1.01倍，接近背景值。Cd、As、Cu、Pb的實(shí)測(cè)濃度依次是背景值的2.24倍、1.99倍、1.88倍、1.38倍。背景值是指未受人為活動(dòng)影響的土壤環(huán)境中的重金屬元素的天然值，實(shí)測(cè)重金屬含量高出背景值反映了人為活動(dòng)所造成的污染。通過(guò)變異系數(shù)可以得出，Ni、As、Cu屬于中等程度變異，表明重金屬分布不均勻，可能受外界影響。根據(jù)實(shí)地調(diào)查蘆寧礦區(qū)南偏西9°方向有一宿州同創(chuàng)電子廠，產(chǎn)品的加工與生產(chǎn)對(duì)當(dāng)?shù)赝寥乐蠥s等重金屬含量有所影響。表6蘆寧礦區(qū)土壤重金屬參數(shù)基本統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)參數(shù)重金屬含量/mg·kg-1CrCdNiAsZnCuPb最大值/mg·kg-188.7000.27035.54025.21093.98039.34049.220最小值/mg·kg-162.8000.16011.05011.20052.97012.06033.800平均值/mg·kg-177.3160.21821.56717.97262.76724.23436.889標(biāo)準(zhǔn)差/mg·kg-16.3160.0238.2823.6899.7357.0053.398變異系數(shù)0.0820.1060.3840.2050.1550.2890.092偏度系數(shù)-0.601-0.2870.3870.0891.9870.5022.444峰度系數(shù)0.0071.575-1.276-0.7424.285-0.3047.51195%UCL/mg·kg-180.260.2325.4319.6967.3127.538.47安徽省背景值/mg·kg-166.5000.09729.8009.00062.00020.40026.6002.2土壤重金屬污染水平2.2.1單因子污染指數(shù)分析單因子污染評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2所示?？傮w上看，礦區(qū)附近土壤中As和Cd的污染指數(shù)相對(duì)較大，達(dá)到了警戒限度。Cr、Ni、Cu、Zn、Pb處于安全限度內(nèi)。Cd的污染指數(shù)較大，有16個(gè)樣本達(dá)到了警戒限度，其最大值為0.91，有一定的積累程度。其次是As的污染指數(shù)相對(duì)較高，有6個(gè)樣本達(dá)到了警戒限范圍，最大的為0.84，可以看出其有一定的污染累積趨勢(shì)。Ni的單因子指數(shù)相對(duì)較小，最低的只有0.11。圖2單因子污染評(píng)價(jià)2.2.2地累積污染指數(shù)分析地累積指數(shù)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵是背景值的選取，本文所采用的是安徽省重金屬土壤背景值。地累積指數(shù)結(jié)果見圖3。由圖3可知，Cd的地累積指數(shù)最大，全部處于輕微污染范圍；As次之，85%的樣品處于輕微污染范圍，最大值為0.9，最小值是-0.27；Cu和Pb的地累積指數(shù)分別有21%和13%超過(guò)安全限度達(dá)到輕微污染標(biāo)準(zhǔn)，Cu的最高地累積指數(shù)達(dá)到了0.36，Pb的最大值為0.05；Cr、Ni、Zn的地累積指數(shù)分別為-0.67～-0.17、-2.02～-0.33、-0.81～0.02，都在安全范圍內(nèi)，與單因子指數(shù)評(píng)價(jià)的結(jié)果相符。圖3地累積指數(shù)箱型圖2.3土壤重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)2.3.1非致癌風(fēng)險(xiǎn)目前，對(duì)暴露模型中的重金屬濃度的取值有所爭(zhēng)議，USEPA所推定的標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)測(cè)暴露濃度的95%（95%的置信上限）[23]，但一些學(xué)者認(rèn)為用95%的置信上限來(lái)計(jì)算暴露量模型會(huì)影響致癌風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)果。因此，本文在計(jì)算暴露模型試所取的是實(shí)測(cè)重金屬濃度的平均值。蘆寧周邊土壤重金屬的非致癌風(fēng)險(xiǎn)見表7，表7為不同暴露途徑下非致癌風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算值，Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的單一元素的非致癌風(fēng)險(xiǎn)都是低于參考標(biāo)準(zhǔn)值1的，且總的HI是0.819小于1，表示其不會(huì)對(duì)兒童的健康造成明顯的危害。在圖4中兒童的非致癌風(fēng)險(xiǎn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于成人的非致癌風(fēng)險(xiǎn)。并且總致癌風(fēng)險(xiǎn)（HI）也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于成人。手口直接攝入途徑的非致癌風(fēng)險(xiǎn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于呼吸攝入途徑和皮膚直接接觸途徑。三種接觸途徑的非致癌風(fēng)險(xiǎn)順序依次是手口接觸、皮膚接觸途徑、呼吸接觸。由表7也可看出As和Cr的非致癌風(fēng)險(xiǎn)明顯大于其他元素1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明要對(duì)這兩種金屬的來(lái)源做追蹤，并且要加大力度去預(yù)防和控制，避免長(zhǎng)時(shí)間積累達(dá)到非致癌風(fēng)險(xiǎn)，從而對(duì)兒童造成傷害。圖4蘆寧煤礦周邊土壤重金屬非致癌風(fēng)險(xiǎn)圖對(duì)成人來(lái)說(shuō)單一元素的非致癌風(fēng)險(xiǎn)都是小于1，由表7可以看出成人的HQ大多都小于兒童，且7種重金屬的總非致癌風(fēng)險(xiǎn)（HI）為0.126，遠(yuǎn)小于兒童的HI，表明7種重金屬的非致癌影響對(duì)成人的并不顯著。因此對(duì)兒童的預(yù)防和控制措施要加大力度。表7不同暴露途徑下成人與兒童的非致癌風(fēng)險(xiǎn)類別元素CrNiCuZnAsCdPbHQ_childoral2.12E-018.86E-034.98E-031.72E-034.92E-014.47E-058.66E-02HQ_childinh4.97E-041.93E-071.11E-073.85E-081.10E-054.00E-081.93E-06HQ_childdermal9.74E-033.02E-051.53E-057.91E-061.10E-031.64E-045.31E-04HQ_child2.22E-018.89E-035.00E-031.73E-034.94E-012.09E-048.72E-02HI_child8.19E-01HQ_adultoral3.25E-021.36E-037.63E-042.64E-047.52E-022.74E-041.33E-02HQ_adultinh2.14E-048.29E-084.77E-081.66E-084.73E-061.72E-088.30E-07HQ_adultdermal1.62E-035.03E-062.54E-061.32E-061.84E-042.74E-058.85E-05HQ_adult3.43E-021.36E-037.66E-042.65E-047.54E-023.02E-041.34E-02HI_adult1.26E-012.3.2致癌風(fēng)險(xiǎn)致癌風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算是將個(gè)體接受的污染平分在成人和兒童兩個(gè)階段。蘆寧煤礦周邊土壤重金屬的致癌風(fēng)險(xiǎn)如表8示，其中Cr、Ni、As、Cd的致癌風(fēng)險(xiǎn)分別為1.4×10-7、7.78×10-10、1.17×10-8、7.85×10-12，都低于10-6～10-4之間，且蘆寧煤礦四種重金屬總的致癌風(fēng)險(xiǎn)為1.52×10-7，表示蘆寧地區(qū)土壤重金屬致癌風(fēng)險(xiǎn)總體較低，對(duì)人體不會(huì)造成健危害。圖5蘆寧煤礦周邊土壤重金屬致癌風(fēng)險(xiǎn)圖從圖5能夠看到Cr元素對(duì)總致癌風(fēng)險(xiǎn)（TCR）的貢獻(xiàn)最大，所以要加強(qiáng)Cr元素的管控。并且根據(jù)非致癌風(fēng)險(xiǎn)與致癌風(fēng)險(xiǎn)相結(jié)合來(lái)觀看，Cr和As元素，兩種金屬的HQ以及CR都比較接近標(biāo)準(zhǔn)值，需要預(yù)防這兩種重金屬的累積，找到源頭進(jìn)行控制。表8蘆寧周邊地區(qū)重金屬致癌風(fēng)險(xiǎn)致癌風(fēng)險(xiǎn)元素CrNiCuZnAsCdPbLADDoral8.79E-052.45E-052.76E-057.14E-052.04E-052.47E-074.20E-05LADDinh3.32E-099.27E-101.04E-092.70E-097.72E-109.35E-121.58E-09LADDdermal1.46E-074.07E-084.57E-081.18E-073.39E-084.10E-106.96E-08CR1.40E-077.78E-101.17E-087.85E-12TCR1.52E-073結(jié)論與安徽省土壤元素背景值相比，7種重金屬元素中除Ni外，其他6種重金屬元素的平均含量都在背景值之上，說(shuō)明這6種重金屬元素受人類活動(dòng)的影響較大，造成一定程度的累積。Cr、Cu、Pb、Zn的含量是背景值的1～1.5倍，Cd的含量為背景值2.24倍，As則是背景值1.99倍。Ni、As、Zn、Cu的變異系數(shù)均大于15%，說(shuō)明受人為干擾的影響較大。（2）通過(guò)單因子污染指數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，As和Cd的污染指數(shù)達(dá)到了警戒范圍。Cr、Ni、Cu、Zn、Pb處于安全限度內(nèi)。Cd的污染指數(shù)較大，有16個(gè)樣本達(dá)到了警戒限度，其最大值為0.91，有一定的積累程度。其次是As的污染指數(shù)相對(duì)較高，有6個(gè)樣本達(dá)到了警戒限度，最大的為0.84，可以看出其有一定的污染累積趨勢(shì)。（3）地累積指數(shù)評(píng)價(jià)分析結(jié)果表明，Cd的地累積指數(shù)最大，全部處于輕微污染范圍；As次之，85%的樣品處于輕微污染范圍，最大值為0.9，最小值是-0.27；Cu和Pb的地累積指數(shù)分別有21%和13%超過(guò)安全限度達(dá)到輕微污染標(biāo)準(zhǔn)，Cu的最高地累積指數(shù)達(dá)到了0.36，Pb的最大值為0.05；Cr、Ni、Zn的地累積指數(shù)分別為-0.67～-0.17、-2.02～-0.33、-0.81～0.02，都在安全范圍內(nèi)，與單因子指數(shù)評(píng)價(jià)的結(jié)果相符。（4）健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，重金屬進(jìn)入人體的主要途徑是手口攝入，并且在3種途徑下的暴露量模型中兒童的暴露風(fēng)險(xiǎn)均大于成人。7種重金屬元素的非致癌風(fēng)險(xiǎn)都低于標(biāo)準(zhǔn)值1，處于安全范圍內(nèi)，且總體非致癌風(fēng)險(xiǎn)也是低于閾值，單一元素的致癌風(fēng)險(xiǎn)都小于10-6，TCR也小于標(biāo)準(zhǔn)值。說(shuō)明蘆寧煤礦周邊土壤中重金屬元素不會(huì)對(duì)人體造成明顯的危害。參考文獻(xiàn)：[1]SijinLu,YeyaoWang,YanguoTengandXuanYu.Heavymetalpollutionandecologicalriskassessmentofthepaddysoilsnearazinc-leadminingareainHunan[J].EnvironMonitAssess.2015,187(10):627-629.[2]ShuangXiong,HerongGui,ManliLinandWeihuaPeng.Contentsandpollutioncharacteristicsofheavymetalsinsoilfromcoalminingarea:AcasestudyinLinhuanminingdistrict,northernAnhuiprovince[J].FreseniusEnvironmentalBulletin.2017,26(3):1989-1997.[3]PeiXu,BrianElson,andJ?rgEDrewes.Electrosorptionofheavymetalswithcapacitivedeionization:Waterreuse,desalinationandresourcesrecovery.Desalination:WaterfromWater;(EditedbyJaneK),521-548.[4]王卓理,耿鵬旭,劉嘉俊.平頂山市煤礦沉陷區(qū)復(fù)墾土壤理化性質(zhì)研究[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2009,28(5):667-669.[5]秦勝.煤礦矸石山周圍土壤中重金屬分布研究[J].中國(guó)煤炭.2008,34(3):58-60.[6]DaweiHuangandHerongGui.Distributionfeaturesandinternalrelationsofheavymetalsinsoil–maizesystemofminingarea,AnhuiProvince,EasternChina[J].HumanandEcologicalRiskAssessment:AnInternationalJournal.2019,25(4):863-881.[7]LupingZeng,FeiZhou,XuechunZhang,JunhaoQinandHuashouLi.DistributionofheavymetalsinsoilsandvegetablesandhealthriskassessmentinthevicinityofthreecontaminatedsitesinGuangdongProvince,China[J].HumanandEcologicalRiskAssessment:AnInternationalJournal.2018,24(7):1901-1915.[8]ShunhongHuang.Fractionaldistributionandriskassessmentofheavymetalcontaminatedsoilinvicinityofalead/zincmine[J].TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina.2014,24(10):3324-3331.[9]孟雷,袁新田,張春麗,杜尊龍,許龍,袁高昂.朱仙莊和蘆嶺煤礦土壤重金屬污染評(píng)價(jià)[J].井岡山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2019,33(5):39-45.[10Hai-MinSu,Shu-LingHuang,Dong-ShengXuandAi-XiaHe.[WORLDSCIENTIFIC2015InternationalConferenceonEnergy,Environmental&SustainableEcosystemDevelopment(EESED2015)-Yunnan,Kunming,China(21-23August2015)]Energy,Environmental&SustainableEcosystemDevelopment-PollutionandEcologicalRiskAssessmentofHeavyMetalinSoilaroundCoalMineinSuzhouCity[C].[11]WangXingming,DongZhongbing,LiuGuijian,JingliangMei.DistributioncharacteristicsofZn,Pb,Cd,CuinsoilandcropsaroundXinzhuangziCoalMinewasterockpile[J].JournalofUniversityofScienceandTechnologyofChina,2012，42(1):17-25.[12]RenxinZhao,WeiGuo,WenhuiSun,WeinanGao,XiaolingYang,QierAoandZhenw