魯中典型碳酸鹽巖區(qū)土壤玉米重金屬積累特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

摘要：選擇魯中典型碳酸鹽巖高地質(zhì)背景區(qū)為研究區(qū)，采集自然土壤100件，玉米植株及根系土配套樣品30套，測(cè)定Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As、Hg等8種重金屬含量及土壤pH，采用地累積指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、富集系數(shù)法和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型等方法，開(kāi)展重金屬積累特征研究及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，研究區(qū)土壤重金屬含量高于山東省表層土壤背景值，低于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值。自然土壤和玉米根系土重金屬地累積指數(shù)中位數(shù)均小于0，污染程度以無(wú)污染為主。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)顯示土壤均屬于清潔等級(jí)。玉米植株各部位對(duì)重金屬的富集能力不同，Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As在根中含量最高，Hg在葉中含量最高，Cr、Ni、As極易在根中富集，Cu、Zn、Cd在葉和根中的含量相當(dāng)，Zn在各部位中含量相對(duì)均衡，籽實(shí)中重金屬含量均不超標(biāo)?；谟衩讛z入造成的重金屬危害熵總危害熵小于1，表明在魯中碳酸鹽巖區(qū)種植玉米用于居民消費(fèi)，不存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：碳酸鹽巖；土壤；玉米；重金屬；健康風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號(hào)：X53;X56""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""" doi：10.12128/j.issn.16726979.2024.07.008

引文格式：周勇，姜冰，張金鑫，等.魯中典型碳酸鹽巖區(qū)土壤玉米重金屬積累特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.山東國(guó)土資源，2024，40（7）：5360. ZHOU Yong， JIANG Bing， ZHANG Jinxin， et al. Accumulation Characteristics and Health Risk Assessment of Heavy Metals in SoilCorn in Typical Carbonate Rock" in Central Shandong Province［J］.Shandong Land and Resources，2024，40（7）：5360.

收稿日期：20240227；修訂日期：20240311；編輯：曹麗麗

基金項(xiàng)目：山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局地質(zhì)勘查引領(lǐng)示范項(xiàng)目“濰坊市土地質(zhì)量大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)”（KC202207）；山東省濰坊市專項(xiàng)資金項(xiàng)目“濰坊市土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)”（ZFCG2016587）

作者簡(jiǎn)介：周勇（1975—），男，山東安丘人，工程師，主要從事地質(zhì)調(diào)查工作；Email：wfzgb@163.com

*通訊作者：張金鑫（1980—），女，黑龍江海倫人，工程師，主要從事地質(zhì)調(diào)查工作；Email：2021237070@qq.com

0" 引言

重金屬長(zhǎng)期存在于土壤中，難以被自然降解，重金屬可以抑制土壤微生物活性和多樣性，影響?zhàn)B分循環(huán)和有機(jī)物分解過(guò)程，危害土壤健康，同時(shí)容易導(dǎo)致土壤酸化、結(jié)構(gòu)破壞和影響礦物質(zhì)的固定釋放等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題［12］。此外，重金屬還可以進(jìn)一步進(jìn)入植物體內(nèi)，通過(guò)食物鏈傳遞到人體，對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在危害［3］，因此，被稱為“化學(xué)定時(shí)炸彈”［4］。土壤重金屬主要來(lái)源于人為污染和地質(zhì)成因，前者隨著人類社會(huì)不斷發(fā)展，來(lái)自工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人類生活等產(chǎn)生的重金屬不斷進(jìn)入土壤，造成的重金屬污染日漸嚴(yán)重［5］，后者是由于巖石中的重金屬在風(fēng)化成土過(guò)程中發(fā)生相對(duì)富集［67］。以往研究表明，碳酸鹽巖區(qū)的巖石在風(fēng)化過(guò)程中，碳酸鹽淋失，成土體積、質(zhì)量與原巖差別很大［8］，其酸不溶物含量很低，一般不足10%，碳酸鹽大量溶解，風(fēng)化殘余物體積縮小，使基巖中的重金屬殘留在殘余物中而富集［911］，從而導(dǎo)致土壤中的重金屬含量通常呈現(xiàn)高背景特征［12］。

地質(zhì)成因?qū)е碌耐寥乐亟饘佼惓Ｍ瑯涌赡芤l(fā)連鎖反應(yīng)，這種特定地質(zhì)背景區(qū)內(nèi)作物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)也應(yīng)引起重視。有研究表明碳酸鹽巖區(qū)土壤重金屬的生物有效性一般較低［13］，土壤中僅有很小一部分活性程度強(qiáng)、易溶于水的重金屬可被作物根系吸收，且同時(shí)受多種土壤環(huán)境因素的影響，土壤pH直接影響重金屬的有效性和形態(tài)組成［14］，土壤Eh可改變重金屬的溶解性及土壤pH［15］，有機(jī)質(zhì)含有多種類型的含氧官能團(tuán)，易與重金屬離子發(fā)生配位、螯合反應(yīng)，使重金屬離子被固定［16］，鉀、鈉、鈣、鎂等陽(yáng)離子與重金屬競(jìng)爭(zhēng)吸附點(diǎn)位而影響根系對(duì)重金屬的吸收［17］。另外，作物還可通過(guò)葉片吸收重金屬，并在植物體內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)距離遷移［18］。

已有研究表明，國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)碳酸鹽巖母質(zhì)發(fā)育的土壤重金屬富集機(jī)理、特征及影響因素的研究已較多［11，19］，也開(kāi)展了一些土壤作物重金屬的遷移富集規(guī)律探討［20］，但研究區(qū)域主要集中于全球碳酸鹽巖集中分布的三大區(qū)之一，即中國(guó)西南部碳酸鹽巖區(qū)。魯中地區(qū)是山東省碳酸鹽巖地層的主要分布區(qū)，碳酸鹽巖是該地區(qū)土壤母質(zhì)的重要物源，該區(qū)重金屬在土壤中污染程度及作物中積累特征等信息存在較大缺口，其耕地資源貧瘠，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件差，工礦企業(yè)少，地表受人類擾動(dòng)程度相對(duì)低，是研究碳酸鹽巖區(qū)土壤玉米在自然條件下積累特征的理想?yún)^(qū)域，本文通過(guò)開(kāi)展相關(guān)研究，以期為保護(hù)土壤環(huán)境，保證農(nóng)產(chǎn)品安全，降低人體健康風(fēng)險(xiǎn)提供參考。

1" 材料與方法

1.1" 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于魯中山區(qū)和魯北平原交界處。西南部為構(gòu)造剝蝕地形，地勢(shì)相對(duì)較高，主要為由碳酸鹽巖組成的中山、低山和丘陵地貌。而東北部為堆積地形，地勢(shì)較低，是由山前、山間的坡洪積裙和沖洪積扇組成的傾斜平原。主要的成土母巖包括寒武奧陶紀(jì)九龍群和奧陶紀(jì)馬家溝群的石灰?guī)r和白云巖等碳酸鹽巖。由于碳酸鹽巖的存在，對(duì)土地利用和土壤質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，土壤略偏堿性，成土母質(zhì)以及成土過(guò)程在研究區(qū)內(nèi)差異不大［21］。

1.2" 樣品采集

樣品采集總體以隨機(jī)、均勻?yàn)樵瓌t，樣品采集于2019年9月（玉米收獲期），共采集自然土壤樣品100件，玉米配套樣品（根系土、根、莖、葉、籽實(shí)）30套，采用GPS定位。采樣點(diǎn)位見(jiàn)圖1。自然土壤樣品采集自然林地或荒草地，定位點(diǎn)向四周輻射30～50m確定5個(gè)分樣點(diǎn)，使用竹鏟在0～20cm均勻采樣，掰碎并挑出雜物，各分樣點(diǎn)等量混合均勻后組成1個(gè)混合樣，四分法留取1kg裝入干凈棉布袋。作物配套樣品以種植田塊為采樣單元，隨機(jī)、均勻采集5～10棵玉米植株，根系土對(duì)應(yīng)采集于玉米耕作層，采樣方法與自然土壤相同。

1.3" 樣品加工與測(cè)試

樣品加工、測(cè)試工作由山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局海岸帶地質(zhì)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。土壤樣品置于室內(nèi)通風(fēng)且無(wú)陽(yáng)光直射處自然風(fēng)干，經(jīng)木棍碾壓全部過(guò)10目尼龍孔徑篩分成兩份，一份供測(cè)土壤pH，一份再經(jīng)瑪瑙研缽磨細(xì)全部過(guò)200目尼龍孔徑篩供測(cè)重金屬。將采集的新鮮玉米植株沖洗，除去黏附土壤、肥料和農(nóng)藥，再用蒸餾水沖洗1～2次，根、莖、葉、籽實(shí)等部位各自混合成樣，室溫下晾干后，經(jīng)無(wú)污染工具切碎、破碎過(guò)40目尼龍孔徑篩，置于80～90℃鼓風(fēng)烘箱中15～30min，降溫至60～70℃，12～24h后逐盡水分，供測(cè)重金屬。

土壤采用離子電極法測(cè)定pH，X射線熒光光譜法測(cè)定Cu、Pb、Zn、Ni、Cr，電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定Cd，原子熒光光譜法測(cè)定As、Hg。玉米根、莖、葉和籽實(shí)采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Cd，原子熒光光譜法測(cè)定As、Hg。樣品檢出率均為100%，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW系列）檢驗(yàn)分析方法準(zhǔn)確度和精密度，合格率均為100%，pH絕對(duì)偏差小于0.1，分析數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。

1.4" 評(píng)價(jià)方法

1.4.1" 地累積指數(shù)法

Muller于1969年提出了地累積指數(shù)［22］，反映了沉積物中重金屬含量與背景值的關(guān)系，被普遍用于研究重金屬污染程度［2324］。其公式為：

Iigeo=log2（Cik×Bi）（1）

式（1）中：Iigeo為重金屬i的地累積指數(shù)，Ci為重金屬i的實(shí)測(cè)值（mg·kg1）；k為考慮區(qū)域地質(zhì)背景差異可能引起土壤背景值波動(dòng)而取的系數(shù)（k=1.5）；Bi為重金屬i的土壤背景值（mg·kg1）。地累積指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：Iigeo≤0為無(wú)污染，0＜Iigeo≤1為輕度污染，1＜Iigeo≤2為中度污染，2＜Iigeo≤3為偏重度污染，3＜Iigeo≤4為重度污染，4＜Iigeo≤5為偏極度污染，Iigeo＞5為極度污染［25］。

1.4.2" 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)是《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166—2004）推薦的評(píng)價(jià)方法，該方法以單項(xiàng)污染指數(shù)的平均值和最高值為計(jì)算基礎(chǔ)，突出高濃度污染物對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)兼顧所有污染項(xiàng)目［2627］。其公式為：

NIPI=Piave2+Pimax22（2）

Pi=CiSi（3）

式（2）（3）中：NIPI為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)；Pi為土壤重金屬i的單項(xiàng)污染指數(shù)；Piave和Pimax分別為某點(diǎn)位所有重金屬單因子指數(shù)的算數(shù)平均值和最大值；Ci為重金屬i的實(shí)測(cè)值（mg·kg1）；Si為《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618—2018）中的風(fēng)險(xiǎn)篩選值（mg·kg1）。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.5" 富集系數(shù)法

富集系數(shù)通常用以研究作物對(duì)重金屬的富集能力［28］，能夠直觀反映作物與根系土的重金屬含量差異。其公式為：

BCFi=CicCis×100%（4）

式（4）中：BCFi為作物中重金屬i的富集系數(shù)（%）；Cic為重金屬i在作物某部位中的含量（mg·kg1）；Cis為重金屬i在根系土中的含量（mg·kg1）。

1.6" 重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

結(jié)合USEPA推薦的模型［29］和居民家庭人均玉米消費(fèi)數(shù)量，采用危害熵評(píng)價(jià)居民基于玉米攝入重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)［20］。調(diào)整后的公式為：

HQi=Ci×FC×EDBW×ED×EF×RfDi（5）

THQ=∑ni=1HQi（6）

式（5）（6）中：HQi為重金屬i的危害熵；Ci為玉米中重金屬i的實(shí)測(cè)值（mg·kg1）；FC為居民人均玉米消費(fèi)數(shù)量，據(jù)《山東統(tǒng)計(jì)年鑒2022》居民家庭人均玉米消費(fèi)數(shù)量（2021年），取3.9kg·a1；ED為居民暴露年限，取70a；BW為受體體重，取60kg；EF為暴露頻率，取365d·a1；ED×EF所得值為平均暴露時(shí)間（d）；RfDi為重金屬i的攝入?yún)⒖紕┝浚╩g·kg1·d1），Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As、Hg等8種重金屬分別取值0.04、0.0035、0.3、0.003、0.001、0.02、0.0003、0.0003［30］。THQ為多種重金屬危害熵的總和。

當(dāng)HQi或THQ≤1時(shí)，表示健康風(fēng)險(xiǎn)水平可接受；當(dāng)10＞HQi或THQ＞1時(shí)，表示存在健康風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)HQi或THQ＞10時(shí)，則可能存在慢性毒性［31］。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 土壤重金屬含量特征

研究區(qū)自然土壤pH范圍為7.19～8.47，平均8.19，玉米根系土pH范圍為6.92～8.00，平均7.68，屬中性—堿性土壤。獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)結(jié)果顯示，玉米根系土pH（Plt;0.01）顯著低于自然土壤，Pb（Plt;0.05）、Zn（Plt;0.01）、Cr（Plt;0.01）、Ni（Plt;0.01）含量顯著高于自然土壤，其他重金屬含量無(wú)顯著性差異。單樣本T檢驗(yàn)結(jié)果顯示，自然土壤Hg（Plt;0.05）含量顯著高于山東省表層土壤背景值［32］，玉米根系土Hg（P=0.140）含量與背景值無(wú)顯著性差異，自然土壤和玉米根系土的其他重金屬含量均顯著高于背景值（Plt;0.01），表明魯中碳酸鹽巖區(qū)屬土壤重金屬含量高背景區(qū)。土壤重金屬含量呈現(xiàn)不同程度的變異性，Cr、Ni的變異系數(shù)最小，自然土壤中分別為9%和10%，玉米根系土中均為11%，空間分布最均勻，Cr、Ni屬于穩(wěn)定的鐵族元素，主要反映成土母巖的地球化學(xué)特征，研究區(qū)成土母巖為寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)碳酸鹽巖，成土母質(zhì)、成土過(guò)程差異不大。Hg的變異系數(shù)最大，自然土壤和玉米根系土中分別為86%和50%，分布最不均勻，與外部干擾和自身特殊的化學(xué)性質(zhì)（易揮發(fā)）有關(guān)。雖然土壤重金屬呈現(xiàn)不同程度的富集，但與《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618—2018）中的風(fēng)險(xiǎn)篩選值相比，含量均較低，單個(gè)重金屬因子在研究區(qū)內(nèi)未呈現(xiàn)污染現(xiàn)象，與研究區(qū)耕地資源貧瘠，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件差，地表受人類擾動(dòng)程度低有關(guān)（表2）。

2.2" 土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

2.2.1" 地累積指數(shù)

地累積指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果如表3、圖2所示。自然土壤和玉米根系土中各重金屬地累積指數(shù)中位數(shù)均小于0，表明研究區(qū)土壤重金屬含量與背景值相比，沒(méi)有明顯積累。多數(shù)樣本為無(wú)污染，Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As和Hg在自然土壤中達(dá)到輕度污染的樣本數(shù)分別為24、6、6、1、26、4、25、11個(gè)，在玉米根系土中達(dá)到輕度污染的樣本數(shù)分別為5、3、11、1、7、3、7、5個(gè)。自然土壤Cu、Zn和玉米根系土Cu、Zn、Cd、Hg各有1個(gè)樣本為中度污染，僅有2個(gè)自然土壤Hg的樣本為偏重度污染。由圖2可見(jiàn)，玉米根系土Zn地累積指數(shù)略高于自然土壤，玉米對(duì)缺鋅敏感，鋅肥對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育不可或缺［33］，同時(shí)結(jié)合實(shí)地訪問(wèn)調(diào)查，玉米地施用鋅肥較為普遍。其他重金屬地累積指數(shù)在自然土壤和玉米根系土中差異不大。

2.2.2" 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果如表4所示。自然土壤單項(xiàng)污染指數(shù)均值表現(xiàn)為As＞Cu＞Cd＞Cr＞Zn＞Ni＞Pb＞Hg，玉米根系土單項(xiàng)污染指數(shù)均值表現(xiàn)為As＞Cd=Zn＞Cu=Cr＞Ni＞Pb＞Hg，對(duì)自然土壤和玉米根系土的NIPI貢獻(xiàn)最高的為As，貢獻(xiàn)最

低的為Hg。自然土壤和玉米根系土NIPI值的最大值分別為0.67和0.55，均小于0.7，均值分別為0.38和0.41，表明研究區(qū)土壤均屬于清潔等級(jí)。

2.3" 玉米植株重金屬含量特征

玉米植株各部位重金屬含量統(tǒng)計(jì)如表5所示，不同部位重金屬含量均值百分比如圖3所示。重金屬不僅通過(guò)土壤溶液被作物根系吸收，也可以通過(guò)降塵被作物葉片吸收，并在作物體內(nèi)進(jìn)行遷移［18］。被根系吸收的重金屬主要聚集在根部，小部分隨蒸騰作用向上遷移［14］。而被葉片吸收的重金屬同樣大部分被固定在葉片中，小部分在作物不同部位雙向遷移［34］，而且降塵是作物某些重金屬的重要來(lái)源［18］。研究區(qū)玉米植株中重金屬除Hg外，均表現(xiàn)為根中含量高于其他部位，Cr、Ni、As在根中聚集尤為顯著，分別占比85.47%、85.52%、87.27%。玉米葉中重金屬含量均高于莖、籽實(shí)，Cu、Zn、Cd在葉和根中的含量相當(dāng)，表明玉米葉是吸收重金屬的重要途徑。Zn在玉米籽實(shí)中含量顯著高，且在各部位中含量相對(duì)均衡，表明其作為玉米生長(zhǎng)過(guò)程中必需的敏感微量元素，具有良好的遷移性。與《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB2762—2022）中的重金屬限量相比，所有樣本的玉米籽實(shí)中Pb、Cr、Cd、As、Hg含量均不超標(biāo)。

玉米植株各部位的重金屬富集系數(shù)如表6所示。玉米根中的8種重金屬富集系數(shù)均值均大于20%，Cr、Ni富集系數(shù)均值甚至分別達(dá)到了244.05%和168.05%，表明Cr、Ni極易被玉米根吸收。重金屬在玉米莖中的富集系數(shù)均值均低于玉米葉，表明玉米葉從降塵中吸收了更多的重金屬。玉米籽實(shí)中除Zn的富集系數(shù)均值達(dá)19.72%外，其他重金屬富集系數(shù)普遍很低，反映了玉米籽實(shí)對(duì)重金屬具有較強(qiáng)的耐受性，同時(shí)可能與籽實(shí)部分最晚生長(zhǎng)有關(guān)。玉米植株各部位富集重金屬的能力具有顯著差異性，尤以根和葉的富集能力為強(qiáng)，因此，玉米對(duì)于修復(fù)土壤重金屬污染，具有一定潛力。

2.4" 基于玉米攝入重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

基于玉米攝入重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果如表7所示。重金屬通過(guò)玉米攝入造成的危害熵順序?yàn)椋篊r＞Zn＞As＞Cu＞Ni＞Pb＞Cd=Hg。不同重金屬的HQ和多種重金屬的THQ最大值均遠(yuǎn)小于1，

表明在土壤重金屬自然富集的魯中碳酸鹽巖區(qū)種植玉米用于居民消費(fèi)，可導(dǎo)致的健康風(fēng)險(xiǎn)水平很低。以往國(guó)內(nèi)學(xué)者多參照USEPA暴露因子手冊(cè)確定玉米攝入量，成人攝入速率取0.15kg·d1［3536］，年消費(fèi)量即達(dá)到了54.75kg，并不符合當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬍沉?xí)慣。據(jù)《山東統(tǒng)計(jì)年鑒2022》，2021年，山東省全體居民家庭人均糧食消費(fèi)數(shù)量為139.3kg，玉米為3.9kg，僅占2.8%，說(shuō)明玉米不是居民的主食。但為了嚴(yán)謹(jǐn)，筆者將該參數(shù)轉(zhuǎn)換為玉米人均年消費(fèi)量導(dǎo)入公式，結(jié)果表明，所有樣本不同重金屬的HQ均小于1，THQ均值為0.5847，同樣表明不存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。

本研究主要討論基于攝入研究區(qū)玉米所導(dǎo)致的重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)，而實(shí)際生活中，玉米秸稈和籽實(shí)還有很大部分用來(lái)喂養(yǎng)畜禽，重金屬進(jìn)而通過(guò)復(fù)雜的食物鏈間接進(jìn)入人體。因此，本研究的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)僅是一種保守估計(jì)。

3" 結(jié)論

（1）研究區(qū)土壤屬中性—堿性土壤，重金屬Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As和Hg在自然土壤中的含量均值分別為29.6mg·kg1、26.2mg·kg1、77.1mg·kg1、69.4mg·kg1、0.170mg·kg1、33.2mg·kg1、11.7mg·kg1、0.038mg·kg1，在玉米地土壤中的含量均值分別為31.2mg·kg1、31.5mg·kg1、100.5mg·kg1、74.1mg·kg1、0.182mg·kg1、36.5mg·kg1、11.6mg·kg、0.036mg·kg1。與風(fēng)險(xiǎn)篩選值相比，均不超標(biāo)。地累積指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，污染程度以無(wú)污染為主。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示土壤均屬于清潔等級(jí)。

（2）玉米植株富集重金屬能力最強(qiáng)的部位為根和葉。Cr、Ni、As在玉米根中聚集尤為顯著，Hg在玉米葉中含量最高，Cu、Zn、Cd在玉米葉和根中的含量相當(dāng)，Zn在玉米各部位中含量相對(duì)均衡。玉米籽實(shí)中重金屬含量均不超限量標(biāo)準(zhǔn)。重金屬通過(guò)玉米攝入造成的危害熵排序?yàn)椋篊r＞Zn＞As＞Cu＞Ni＞Pb＞Cd=Hg，不同重金屬的危害熵和多種重金屬危害熵的總和均小于1，健康風(fēng)險(xiǎn)水平很低。

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Accumulation Characteristics and Health Risk Assessment of Heavy Metals in SoilCorn in Typical Carbonate Rock" in Central Shandong Province

ZHOU Yong1， JIANG Bing2， ZHANG Jinxin1， LI Zongfa3， SONG Leying3， FAN Haibin2

（1. Weifang Land Reserve Center， Shandong Weifang 261041， China;" 2. No.4 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources， Shandong Weifang 261021， China;" 3. Qingzhou Bureau of Natural Resources and Planning， Shandong Weifang 262500， China ）

Abstract： Selecting typical carbonate rock high geological background area in central Shandong province as the research area， 100 natural soil samples and 30 sets of corn plant and root soil matching samples have been collected. The content of eight heavy metals， including Cu， Pb， Zn， Cr， Cd， Ni， As， Hg and soil pH have been measured. The methods of geoaccumulation index， Nemero comprehensive pollution index， enrichment coefficient and health risk assessment model have been used to study the characteristics of heavy metal accumulation and health risk assessment. It is showed that the heavy metal content in the soil of the study area is higher than the background value of surface soil in Shandong province， and lower than the risk screening value of soil pollution in agricultural land. The median cumulative index of heavy metals in both natural soil and maize root soil is less than 0， and the degree of pollution is mainly non polluting. The Nemero Comprehensive Pollution Index shows that the soil is classified as clean. The enrichment ability of heavy metals varies in different parts of corn plants. Cu， Pb， Zn， Cr， Cd， Ni， As have the highest content in the roots， Hg has the highest content in the leaves， and Cr， Ni， and As are easily enriched in the roots. The content of Cu， Zn and Cd in the leaves and roots is equivalent， and the content of Zn in each part is relatively balanced. The heavy metal content in the seeds does not exceed the standard. The heavy metal hazard quotient and total hazard quotient caused by corn intake are both less than 1. It is indicated that planting corn in the carbonate rock area of central Shandong for residential consumption does not pose potential health risks.

Key words： Carbonate rock; soil; corn; heavy metal; health risk