摘 要 為了解貴州東南部某汞礦區(qū)農(nóng)作物重金屬含量及其健康風(fēng)險，測定了農(nóng)作物食用部分中 Hg、As、Cu、Zn、Cd 和 Pb 等重金屬元素的含量。采用目標(biāo)危害系數(shù)評價了食用該礦區(qū)農(nóng)作物對兒童和成人的健康風(fēng)險。單一重金屬健康風(fēng)險目標(biāo)危害系數(shù)( THQ) 和多種重金屬健康風(fēng)險目標(biāo)危害系數(shù)( TTHQ) 分析顯示，農(nóng)作物中 Hg 、As 和 Cd 的潛在健康風(fēng)險大，Pb 的健康風(fēng)險較小，Cu 和 Zn 沒有健康風(fēng)險; TTHQ 值均大于 23，表明該汞礦區(qū)農(nóng)作物具有多種重金屬攝入的健康風(fēng)險; 對比兒童和成人攝入農(nóng)作物的健康風(fēng)險，兒童受到重金屬暴露的風(fēng)險更大。

　　關(guān)鍵詞 汞礦 農(nóng)作物 重金屬 健康風(fēng)險

　　1 研究區(qū)概況

　　貴州東南部某汞礦的開采時間可追溯到 1550 年前后，20 世紀(jì) 60 年代進(jìn)入鼎盛時期，年產(chǎn)汞 750 余 t; 1980 年后，因汞礦資源的枯竭，產(chǎn)汞量逐年減少，至 1991 年停產(chǎn)[2-3]。研究區(qū)地理坐標(biāo)位于東經(jīng) 107°50'，北緯 26°01'，平均海拔 680 m，最高氣溫 40℃，最低氣溫 - 5. 5 ℃，年均降雨量 1 400 mm; 約 180 km2 礦區(qū)含汞固廢堆積量約 186 萬 t [2，5]，堆場面積大、地勢平，居民在廢渣上種植有旱生類農(nóng)作物。

　　2 試驗材料與方法

　　2. 1 樣品的采集與前處理農(nóng)作物樣品采集于 2010 年 9 月下旬，為種植在汞礦廢渣上長勢較好的農(nóng)作物大豆、甘薯和芝麻，食用部分分別是豆莢、甘薯塊莖和甘薯葉、芝麻籽粒。為保證采集農(nóng)作物樣品間具有可比性，在汞礦廢渣區(qū)中部設(shè)置 50 m × 50 m 樣地，樣地內(nèi)再設(shè)若干 1 m × 1 m 小樣方，在樣方內(nèi)隨機(jī)采摘同種農(nóng)作物 3 株，帶回實驗室的農(nóng)作物樣品經(jīng)除雜，將根、莖、葉、果實等部分分開，在自來水中沖洗至農(nóng)作物體表無雜物，再用去離子水反復(fù)漂洗。樣品標(biāo)號后置于 101A 型干燥箱內(nèi)烘 48 h( 溫度保持在 60 ℃ 以下，以防汞揮發(fā)) 。烘干后研磨過 80 目篩后置于干燥箱中干燥 48 h，取出后保存于干燥器中備測。

　　2. 2 重金屬分析的消解及測定方法農(nóng)作物樣品消解方法參照文獻(xiàn)[4]進(jìn)行。Cd、 Cu、Pb、Zn 用 A Analyst800 原子吸收光譜儀測定，其中 Zn 和 Cu 用火焰原子吸收法測定，Cd 和 Pb 用石墨爐原子吸收法測定; Hg 和 As 用 AF-640 原子熒光光譜儀冷原子法測定。分析過程中采用平行雙樣，以國家標(biāo)準(zhǔn)樣品控制測定質(zhì)量，且回收率在 95% ～ 98% 。

　　2. 3 重金屬健康風(fēng)險分析方法與指標(biāo)參數(shù)取值健康風(fēng)險分析采用目標(biāo)危害系數(shù)( THQ) 法。該此方法是依據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署提出的按成人及兒童平均體重建立的風(fēng)險分析方法[7-8]。THQ 法可同時評價單一重金屬的健康風(fēng)險和多種重金屬復(fù)合暴露的健康風(fēng)險。該方法假定污染物吸收劑量等于攝入劑量，以人體攝入污染物劑量與參考劑量的比值作為評價標(biāo)準(zhǔn)[9]。

　　3 研究結(jié)果與分析

　　3. 1 農(nóng)作物食用部分的重金屬含量不同農(nóng)作物食用部分重金屬含量見表 2。表 2 顯示: 豆莢中重金屬含量的大小關(guān)系是 Zn > Cu > Hg > As > Pb > Cd，甘薯塊莖是 Zn > As > Cd > Cu > Pb > Hg，甘薯葉是 Zn > Cu > As > Hg > Cd > Pb，芝麻籽粒是 Zn > Cu > Cd > Hg > Pb。由此可見，該礦區(qū)農(nóng)作物體內(nèi)重金屬含量最多的均是 Zn。該礦區(qū)土壤受到 Hg、As 和 Cd 的嚴(yán)重污染，Hg 含量最高的是甘薯葉，其次是芝麻籽粒和豆莢，含量最低的是甘薯塊莖; As 在甘薯塊莖中含量最高，其次為甘薯葉，再次為豆莢; Cd 在芝麻籽粒中含量最高，其次是甘薯塊莖、含量較少的是甘薯葉和豆莢。As 和 Cd 在豆莢中含量均最少。

　　3. 2 農(nóng)作物的重金屬健康風(fēng)險評價利用式( 1) 和式( 2) 分別計算成人和兒童通過農(nóng)作物攝入重金屬的 THQ 值和 TTHQ 值，結(jié)果見表 3。從單一重金屬的健康風(fēng)險評價上看，大部分農(nóng)作物的 Hg、As 和 Cd 的 THQ 較大，且砷的平均危害系數(shù)甚至均大于 10，提示該礦區(qū)的 Hg、As 和 Cd 可引起人的健康風(fēng)險; Pb 僅在芝麻籽粒的 THQ 大于 1，提示僅芝麻存在 Pb 的健康風(fēng)險; Cu 和 Zn 在成人中 THQ 均小于 1，提示 Cu 和 Zn 不會對成人產(chǎn)生健康風(fēng)險。綜上所述，該礦區(qū) Hg、As 和 Cd 的單一重金屬健康風(fēng)險大，而 Pb 的健康風(fēng)險較小，Cu 和 Zn 沒有健康風(fēng)險。

　　4 討 論

　　本研究 Zn 是汞礦區(qū)農(nóng)作物含量最多的重金屬。李如忠[10]研究有色礦業(yè)周邊蔬菜，表明蔬菜的中 Zn 含量最高; 唐文杰[13]等研究錳礦區(qū)農(nóng)作物污染情況，同樣表明 Zn 是農(nóng)作物中含量最高的重金屬; 栗利曼[14]等研究包頭工業(yè)區(qū)農(nóng)作物重金屬污染情況，也表明 Zn 是農(nóng)作物中含量最高的重金屬。Zn 作為植物生長發(fā)育必需的微量元素，具有消除自由基危害、構(gòu)成代謝中酶的成分、維持植物體生物膜及構(gòu)成鋅指蛋白等功能[15]。田路明[16]等認(rèn)為鋅指蛋白因具有指狀結(jié)構(gòu)特征且能結(jié)合 Zn2 + ，逆境脅迫相關(guān)的鋅指蛋白基因在目標(biāo)植物中過量表達(dá)，對植物起到增強(qiáng)抗逆性的作用。因此，農(nóng)作物中 Zn 的含量對其適應(yīng)重金屬的環(huán)境脅迫有進(jìn)一步探究的意義。

　　5 結(jié) 論

　　( 1) 貴州西南某汞礦區(qū)農(nóng)作物食用部分重金屬含量最多的是 Zn; Hg 在甘薯葉中含量最高，而在豆莢和甘薯塊莖中含量較少; As 在甘薯塊莖中含量最高，在豆莢中含量較少; Cd 在芝麻籽粒中含量最高，在豆莢中含量較少; As 和 Cd 在豆莢中含量均最少。 ( 2) 單一重金屬健康風(fēng)險分析顯示農(nóng)作物 Hg、 As 和 Cd 的潛在健康風(fēng)險大，而 Pb 的健康風(fēng)險較小，Cu 和 Zn 沒有健康風(fēng)險。TTHQ 均大于 23，表明該礦區(qū)農(nóng)作物有潛在的健康風(fēng)險。兒童食用農(nóng)作物的 TTHQ 均高于成人，顯示了兒童更容易受到重金屬暴露的風(fēng)險。

　　參 考 文 獻(xiàn)

　　[1] Feng Xingbing，Qiu Guangle. Mercury pollution in Guizhou，southwestern China - an overview[J]. Science of The Totle Enviroment， 2008，400: 227-237.

　　[2] 貴州省地方志編纂委員會. 貴州省志·有色金屬工業(yè)志[M].貴陽: 貴州人民出版社，2002.

　　《貴州東南部某汞礦區(qū)農(nóng)作物重金屬含量及健康風(fēng)險評價》來源：《現(xiàn)代礦業(yè)》，作者：劉榮相， 張朝暉。