本書以太原市周邊的污灌區為研究區域,以土壤-作物體系為研究對象,逐一分析重金屬和多環芳烴(PAHs)的濃度水平、分布特征和復合污染效應;通過源解析,揭示研究區域內重金屬和PAHs的主要來源;探討農田-作物體系中重金屬和PAHs在農作物各個組織的遷移和富集規律,并比較物種差異的影響;評估農田土壤-作物體系中重金屬和PAHs污染的生態及健康風險,為進一步的污染治理提供理論依據。
本書以太原市周邊的污灌區為研究區域,以土壤-作物體系為研究對象,逐一分析重金屬和多環芳烴(PAHs)的濃度水平、分布特征和復合污染效應;通過源解析,揭示研究區域內重金屬和PAHs的主要來源;探討農田-作物體系中重金屬和PAHs在農作物各個組織的遷移和富集規律,并比較物種差異的影響;評估農田土壤-作物體系中重金屬和PAHs污染的生態及健康風險,為進一步的污染治理提供理論依據。
近年來, 我國農田環境質量不斷下降, 農產品污染問題日趨嚴重,已成為當前我國農業和農村經濟發展的障礙。工業生產產生的大量“三廢”和城市生活垃圾等污染物不恰當的處置與排放,使重金屬及多環芳烴等污染物在土壤中不斷積累,產生污染并間接威脅著人類的健康與生存。污水灌溉,農藥和化肥的濫用,也加重了土壤重金屬以及多環芳烴的污染負荷。我國農業采用污水灌溉始于1957年,隨著我國社會、經濟的快速發展和水資源短缺的加劇,我國農田污水灌溉得到迅速發展,污灌面積迅速擴大。同時,由于我國污水處理存在的設施少、水平低、管理制度不到位等問題,導致我國用于灌溉的污水水質較差,甚至有大量未經任何處理或缺少必要預處理的污水進入農田,進而對人體的健康造成危害。因此,由污水灌溉造成的土壤污染越來越多地引起人們的關注。本書通過梳理國內外土壤作物重金屬和多環芳烴復合污染特征的研究進展及風險評價的相關內容,分析了典型污灌區農田土壤重金屬和多環芳烴復合污染的分布特征、來源解析及遷移特征;并在此基礎上建立了土壤質量綜合評價的步驟及方法,構建了評估復合污染效應的混合線性模型;從不同角度對農田污染的生態風險和健康風險進行評估,以期為污灌農田的污染治理提供理論依據。
本書得到山西省重點研發項目“污灌區土壤作物體系復合污染效應及其人體健康風險研究”(201803D2210024),山西省青年科技研究基金項目“污染農田土壤質量綜合評價指標體系研究” (2015021173)和山西省重點研發項目“汾河流域水環境問題診斷及水質目標保障技術研究”(201803D312111)的支持。本書在編寫過程中,得到了作者工作所在院校晉中學院領導的關心和支持。化學工業出版社的編輯始終給予了極大的關心和幫助,并對全書的編寫提出了許多寶貴的意見,在此表示衷心的感謝。
本書在編寫過程中參考引用了一些相關的論文、專著和教材等資料,在此對原作者表示感謝。由于作者水平有限,書中不足之處在所難免,敬請讀者批評指正。
趙穎
2023年9月
第1章 緒論1
1.1 研究背景及意義1
1.2 研究目標3
1.3 國內外研究現狀3
1.4 研究內容6
1.5 研究區概況7
第2章 土壤-作物體系重金屬和多環芳烴含量分布特征、復合污染效應及來源解析10
2.1 材料與方法10
2.2 土壤和農作物中重金屬和多環芳烴含量分析15
2.3 土壤和農作物中重金屬和多環芳烴來源解析23
第3章 土壤-作物體系重金屬和多環芳烴的遷移特征研究33
3.1 評價方法33
3.2 土壤-作物體系重金屬和多環芳烴的富集特征34
3.3 土壤-作物體系重金屬和多環芳烴的遷移特征37
第4章 污灌區土壤質量綜合評價38
4.1 污灌區農田土壤肥力指標的主成分分析38
4.2 污灌區土壤肥力與污染指標體系的主成分分析43
4.3 污灌區土壤質量評價體系46
第5章 土壤重金屬和多環芳烴復合污染效應59
5.1 復合污染效應的評估方法-混合線性模型59
5.2 土壤重金屬和多環芳烴復合污染效應評估60
第6章 太原污灌區土壤重金屬和多環芳烴復合污染的生態風險評估64
6.1 評價標準與方法64
6.2 農田土壤重金屬生態風險評估69
6.3 農田土壤多環芳烴生態風險評估83
第7章 土壤-作物體系重金屬和多環芳烴人體致癌風險和非致癌風險的健康風險評估91
7.1 污染土壤健康風險評估方法91
7.2 土壤-作物體系重金屬人體致癌風險和非致癌風險的健康風險評估95
7.3 土壤-作物體系多環芳烴人體致癌風險和非致癌風險的健康風險評估103
7.4 風險評估的不確定性分析112
第8章 污灌區農田土壤安全利用及生態修復建議113
8.1 建立土壤污染防治法律法規體系113
8.2 完善管理制度和管理體系113
8.3 應用污染控制技術114
8.4 增強民眾環保意識 115
參考文獻116