污灌农田土壤复合污染的综合评价与风险评估

本书以太原市周边的污灌区为研究区域，以土壤-作物体系为研究对象，逐一分析重金属和多环芳烃（PAHs）的浓度水平、分布特征和复合污染效应；通过源解析，揭示研究区域内重金属和PAHs的主要来源；探讨农田-作物体系中重金属和PAHs在农作物各个组织的迁移和富集规律，并比较物种差异的影响；评估农田土壤-作物体系中重金属和PAHs污染的生态及健康风险，为进一步的污染治理提供理论依据。

近年来, 我国农田环境质量不断下降, 农产品污染问题日趋严重,已成为当前我国农业和农村经济发展的障碍。工业生产产生的大量“三废”和城市生活垃圾等污染物不恰当的处置与排放，使重金属及多环芳烃等污染物在土壤中不断积累，产生污染并间接威胁着人类的健康与生存。污水灌溉，农药和化肥的滥用，也加重了土壤重金属以及多环芳烃的污染负荷。我国农业采用污水灌溉始于1957年，随着我国社会、经济的快速发展和水资源短缺的加剧，我国农田污水灌溉得到迅速发展，污灌面积迅速扩大。同时，由于我国污水处理存在的设施少、水平低、管理制度不到位等问题，导致我国用于灌溉的污水水质较差，甚至有大量未经任何处理或缺少必要预处理的污水进入农田，进而对人体的健康造成危害。因此，由污水灌溉造成的土壤污染越来越多地引起人们的关注。本书通过梳理国内外土壤作物重金属和多环芳烃复合污染特征的研究进展及风险评价的相关内容，分析了典型污灌区农田土壤重金属和多环芳烃复合污染的分布特征、来源解析及迁移特征；并在此基础上建立了土壤质量综合评价的步骤及方法，构建了评估复合污染效应的混合线性模型；从不同角度对农田污染的生态风险和健康风险进行评估，以期为污灌农田的污染治理提供理论依据。
本书得到山西省重点研发项目“污灌区土壤作物体系复合污染效应及其人体健康风险研究”（201803D2210024），山西省青年科技研究基金项目“污染农田土壤质量综合评价指标体系研究” (2015021173）和山西省重点研发项目“汾河流域水环境问题诊断及水质目标保障技术研究”（201803D312111）的支持。本书在编写过程中，得到了作者工作所在院校晋中学院领导的关心和支持。化学工业出版社的编辑始终给予了极大的关心和帮助，并对全书的编写提出了许多宝贵的意见，在此表示衷心的感谢。
本书在编写过程中参考引用了一些相关的论文、专著和教材等资料，在此对原作者表示感谢。由于作者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

赵颖
2023年9月

本书以太原市周边的污灌区为研究区域，以土壤-作物体系为研究对象，逐一分析重金属和多环芳烃（PAHs） 的浓度水平、分布特征和复合污染效应；通过源解析，揭示研究区域内重金属和PAHs 的主要来源；探讨农田-作物体系中重金属和PAHs 在农作物各个组织的迁移和富集规律，并比较物种差异的影响；评估农田土壤-作物体系中重金属和PAHs 污染的生态及健康风险，为进一步的污染治理提供理论依据。
本书可供从事环境、土壤相关学科教学和研究的教师和科研人员参考。

第1章　绪论1
1.1　研究背景及意义1
1.2　研究目标3
1.3　国内外研究现状3
1.4　研究内容6
1.5　研究区概况7

第2章　土壤-作物体系重金属和多环芳烃含量分布特征、复合污染效应及来源解析10
2.1　材料与方法10
2.2　土壤和农作物中重金属和多环芳烃含量分析15
2.3　土壤和农作物中重金属和多环芳烃来源解析23

第3章　土壤-作物体系重金属和多环芳烃的迁移特征研究33
3.1　评价方法33
3.2　土壤-作物体系重金属和多环芳烃的富集特征34
3.3　土壤-作物体系重金属和多环芳烃的迁移特征37

第4章　污灌区土壤质量综合评价38
4.1　污灌区农田土壤肥力指标的主成分分析38
4.2　污灌区土壤肥力与污染指标体系的主成分分析43
4.3　污灌区土壤质量评价体系46

第5章　土壤重金属和多环芳烃复合污染效应59
5.1　复合污染效应的评估方法-混合线性模型59
5.2　土壤重金属和多环芳烃复合污染效应评估60

第6章　太原污灌区土壤重金属和多环芳烃复合污染的生态风险评估64
6.1　评价标准与方法64
6.2　农田土壤重金属生态风险评估69
6.3　农田土壤多环芳烃生态风险评估83

第7章　土壤-作物体系重金属和多环芳烃人体致癌风险和非致癌风险的健康风险评估91
7.1　污染土壤健康风险评估方法91
7.2　土壤-作物体系重金属人体致癌风险和非致癌风险的健康风险评估95
7.3　土壤-作物体系多环芳烃人体致癌风险和非致癌风险的健康风险评估103
7.4　风险评估的不确定性分析112

第8章　污灌区农田土壤安全利用及生态修复建议113
8.1　建立土壤污染防治法律法规体系113
8.2　完善管理制度和管理体系113
8.3　应用污染控制技术114
8.4　增强民众环保意识 115

参考文献116