题目：蓝田冶炼厂周边农田土壤及小麦籽粒重金属污染分析与评价

近年来，矿冶活动造成的周边土壤和作物的重金属污染现象越来越严重。蓝田冶炼厂位于蓝田县陈沟岸村，该厂十余年一直从事粗铅生产，年生产粗铅2000t左右，生产过程中以点源形式向空气中排放大量含铅、镉等重金属的烟尘，大气降尘严重污染了周围的环境，尤其是该厂下风向的农田土壤，该村儿童铅中毒事件前后两次被曝光。为了探明粗铅冶炼活动对周边环境的影响，通过实地调查采样和室内样品分析，研究了蓝田冶炼厂周边农田土壤和小麦籽粒重金属的含量和形态分布特征，运用地积累指数、单因子污染指数和内梅罗综合污染指数法评价了该区重金属污染水平，并进一步做了表层土壤和小麦籽粒重金属污染对人体的健康风险评价。结果表明：
（1）水平方向上，随着距冶炼厂距离的增大，其西北方向的表层土壤中，Pb、Zn、Cu、Cd的含量大体都呈现出先上升、后下降最后趋于稳定的分布状况，其含量最高的区域均出现在距冶炼厂50~200m范围内。而Cr和Ni含量的变化规律较为特别，Cr呈先上升后下降的态势，700m处含量最高，Ni呈波动式增加的趋势，但总体变化幅度不大。按照国家土壤环境质量二级标准，研究区域内Pb含量在0~400m范围内超标，Cu和Cd均全部超标，Zn、Cr和Ni含量均未超标。此外，不同重金属在表层土壤中的存在形态各异，其中，Pb以可还原态为主、Zn主要存在形式为可还原态和残渣态、Cu主要为残渣态，而Cd则以乙酸可提取态和可还原态为主，二者之和占全量的72.51%。
（2）垂直方向上，重金属主要富集于表层土壤中，其含量向深层递减，0~30cm范围各层含量变化幅度较大，30cm以下基本上趋于稳定。其中，Pb、Cd含量的变化规律相似，大体都是先缓慢递减，后快速下降，然后再缓慢下降，最后基本上趋于稳定；Cu、Zn含量变化大体一致，随着土壤深度的增加，基本上都是先快速下降，后缓慢递减，最后趋于稳定，但含量不高，总体上都未超标。而Cr和Ni先快速递减，后逐渐向深层波动递增。按照国家土壤环境质量二级标准，Pb含量超标区主要存在于0~10cm的表层土壤中，Cu的超标深度为0~15cm，Cd的超标范围贯穿整个剖面，而Zn、Cr和Ni含量较低，总体上均未超标，属于清洁元素。
（3）从各样点的地积累指数来看，该区表层和深层土壤的主要污染因子都是Pb和Cd，Cu和Zn为次要污染因子，而Cr和Ni为清洁元素。水平方向上，距冶炼厂不同距离、不同元素的地积累指数又有所不同，400m范围内污染最为严重，其中，Pb和Cd污染达强度乃至极严重程度；垂直方向上，不同深度的土层污染程度也不尽相同，随深度增加污染程度逐渐降低，污染主要集中在20cm以上的表层土壤。
（4）小麦籽粒中的重金属含量变化规律基本上和土壤中的一致，同时也受到重金属种类及其存在形态的影响。在所有小麦籽粒样品中，重金属Pb含量全部超标，其含量平均值为0.65 mg/kg，是国家卫生标准的3.27倍，Cu、Zn、Cd的超标率分别为44%、33%、56%。运用单因子污染指数评价，该区小麦籽粒中Pb和Cd的污染指数较高，为主要超标因子，Cu和Zn的污染指数相对较低，基本上在警戒线上下浮动，尚未构成污染。从内梅罗综合污染指数来看，不同样点的小麦籽粒受到了不同程度的重金属污染，污染程度与距冶炼厂的距离有明显的负相关性。小麦籽粒对重金属的吸收富集能力因重金属种类而异，其富集顺序为：Zn>Cu>Cd>Pb。
（5）对研究区表层土壤和小麦籽粒重金属污染进行健康风险评价发现，重金属Pb、Zn、Cu、Cd对成人和儿童的健康风险大小依次为：Pb>>Cd>Cu>Zn。该区土壤中的重金属对当地居民健康危害的风险较小，年平均个人风险指数都远远小于1。但与成人相比，儿童的平均个人风险指数相对较高，均是成人的2倍多。冶炼厂周围人群仅通过食用小麦而摄入的重金属，就单一元素而言，成人Pb、Zn、Cd的THQ都高于1，Cu的THQ最低仍为0.94，仅略低于1，儿童的目标危害系数中均远高于1，且均比成人THQ的高2倍左右；而就多种重金属的复合污染来说，成人和儿童的THQT分别为4.90、13.95，这说明食用该区生产的小麦对人体存在较大的健康风险，尤其是儿童更容易受到重金属的暴露风险。