日遗化武场地重金属污染特征和健康风险评估
Characterization of heavy metal contamination and health risk assessment at Japanese legacy chemical weapons sites
计超¹，朱勇兵²，赵三平²，张慧君¹，王诗雨¹，刘香翠²，张言²，刘晓东¹*
1. 中国科学技术大学地球和空间科学学院，安徽 合肥 230026；2. 国民核生化灾害防护国家重点实验室，北京 102205
摘要：两次世界大战期间，大量芳香族含砷化学武器广泛使用，战争结束后化学武器被销毁或者掩埋在全球不同区域。二战后期大量日遗化武掩埋在中国农田土壤中，埋藏的化学武器由于风化锈蚀泄漏，含砷毒剂及其降解产物进入土壤-水-植物等生态系统，对生态环境和居民健康都带来极大安全威胁。目前国内针对化武残留污染物研究较少，导致对化武埋藏泄露区域的土壤污染修复及未来可持续性发展关注不足。本研究对日遗化武场地As、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Sb重金属污染物开展调查研究，通过统计分析方法解析农田土壤不同重金属污染物来源；使用地累积指数法、改进内梅罗污染指数法和潜在生态风险等污染评价指标评估污染土壤情况；并采用EPA健康风险评估模型结合中国污染场地风险评价技术导则评价环境健康风险。研究结果发现，莲花泡日遗化武埋藏区重金属As（50.93±42.33mg/kg）、Cr（229.97±37.28mg/kg）、Ni（114.11±15.15mg/kg）含量与农用地土壤污染筛选值相比，超标率分别达到69.57%，83.33%，91.67%；重金属污染源解析发现As污染主要来源于日遗化武，形态主要以五价砷无机形态存在；Cr、Ni等主要来源于地质成因，其它重金属如Cu和Pb等在表层土壤中受到两者共同影响；地累积指数和内梅罗污染指数均表明As、Cr、Ni存在重度污染，潜在生态风险指数表明As存在高潜在生态风险（Er=126.92±102.99），其余重金属潜在生态风险较低；暴露评估和健康风险评价表明As土壤摄入途径对成人和儿童均有致癌风险，终生致癌风险值3.74×10^-4，超出可接受致癌风险水平，对儿童非致癌风险较高，危害商值高达5.9；Cr对儿童可能存在土壤摄入的非致癌风险。因此，对我国含砷化武掩埋区的重金属污染情况需持续关注，并需要采取适当技术方法对污染土壤进行修复，以保护当地生态环境和人体健康安全。
关键词：含砷化武、砷污染、重金属污染、农田土壤、健康风险评估