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土壤重金属和多环芳烃(PAHs)污染因其潜在的生态环境危害风险和易在食物中累积而倍受人们关注。城市快速扩张和工矿生产是土壤重金属和PAHs累积的重要途径,地球化学异常也会导致土壤重金属污染。本文以浙江宁波城镇交错区、绍兴硫化物金属矿山周边、诸暨黑色页岩分布区和台州某塑胶工厂周边农地为研究区域,研究城市化和工矿生产对农业土壤重金属或PAHs累积的影响,并进行人体健康风险评价。本研究共采集土壤、岩石和农作物等样品5000余件。1.对宁波城镇交错区农业土壤进行高精度土壤地球化学调查,发现土壤主要污染元素是Cd和Hg。Cd主要来源于固废垃圾焚烧型热电厂飞灰排放,Hg主要来源于交通运输。Cd污染土壤中Cd生物有效性较高,容易引发农产品安全风险;而Hg累积土壤,Hg主要以有机螯合态或残渣态为主,生物有效性较低,不易引发农产品安全风险。以Li、Eu、Sc和Sm等地壳稳定元素为参比,建立重金属元素的环境地球化学基线值,应用于评价宁波城镇交错区土壤潜在生态危害风险,结果表明该区域土壤Cd较强及以上风险比例较高。2.某硫化物铜矿尾矿库区及下游旱地和水田土壤,Cd和Cu存在较大范围的轻-中度污染。土壤SEM扫描电镜观察到大量晶型完好的10~20μm级黄铁矿微粒,表明农业土壤已受到尾矿泄露的影响。系列土壤剖面的研究表明,离尾矿库越近,土壤重金属元素富集程度越显著;土壤剖面Cd、Cu、Pb、Zn含量随深度增加而减小。尾矿库下游水田土壤Cd和Cu元素生物有效性较旱地明显增加,水稻Cd和Cu累积风险较高。3.在寒武系黑色页岩风化发育区,土壤具有高Cd高As的特征,富含铁锰矿物组分,与黑色页岩高硫铁含量特征对应。Cd同位素示踪也表明,黑色页岩δ114/110Cd为-0.75±0.16‰~0.02±0.32‰,黑色页岩下游Cd污染土壤δ114/110Cd变化范围为-0.14±0.21‰~0.6±0.16‰,Cd同位素有变轻趋势,表明这些土壤Cd污染,可能与黑色页岩风化物覆盖叠加有关。进一步研究表明土壤重金属Cd和As等主要来源于黑色页岩风化过程。黑色页岩发育区0-40cm土壤Cd形态主要以弱酸提取态和还原提取态占比均较高,土壤Cd生物可利用性较强,容易被农作物吸收,引发食品安全风险。4.对台州某塑胶厂周边土壤PAHs污染水平差异呈现由塑胶生产核心区向周围扩散的特征。土壤PAHs以中—高环单体为主;靠近塑胶制品材料堆放区土壤,低环单体含量异常增高。Fla/(Fla+Pyr)和Ba A/(Ba A+Chr)等特征比值分析表明,研究区土壤PAHs累积与塑胶生产和高温燃烧等密切相关。居民健康风险评价显示,成人和儿童通过呼吸暴露于土壤PAHs的风险很小,但通过皮肤接触或经口摄入途径暴露于土壤PAHs存在一定潜在风险。说明了该区较高的癌症发生率与土壤PAHs累积有密切关系。