莱索托Maputsoe垃圾场重金属污染评估及生态风险研究

本研究针对莱索托Maputsoe工业区垃圾场周边土壤重金属污染问题，通过原子吸收光谱法测定Cu、Fe、Mn、Pb、Cr、Cd六种重金属含量，结合污染因子(Cf)、富集因子(EF)、地累积指数(Igeo)等五种污染指数评估生态风险。结果显示Pb和Cd为主要污染物，Cd在S3位点呈现极高生态风险，研究为当地环境治理提供重要科学依据。

　　

在非洲国家莱索托的工业重镇Maputsoe，一个位于居民区和学校附近的露天垃圾场正悄然释放环境威胁。随着全球人口增长，市政、工业和家庭垃圾产量持续上升，而 improper disposal practices（不当处置方式）和 poor dumpsite management（垃圾场管理不善）加剧了环境污染。垃圾场释放的污染物通过径流进入周边水体，最终通过食物链威胁人类健康。更令人担忧的是，重金属等污染物具有毒性、持久性、非生物降解性和生物累积性，即使微量积累也可能导致呼吸系统、心血管、神经退行性等多种疾病。

尽管Maputsoe是莱索托第二大经济中心和工业枢纽，其垃圾场对周边环境的影响却从未被科学评估。这正是Katleho H. Ramasimong等研究人员在《Discover Toxicology》发表研究的出发点。他们首次对该垃圾场土壤中的重金属污染进行系统评估，为制定有效的环境管理策略提供科学依据。

研究人员采用原子吸收光谱法(AAS)测定土壤中铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)六种重金属含量，运用污染因子(C_f)、污染程度(C_d)、生态风险因子(Eⁱ_r)、富集因子(EF)和地累积指数(I_geo)五种污染指数评估污染水平和生态风险。研究还分析了土壤总有机碳(TOC)、有机质(OM)和颗粒组成等地球化学参数，并通过Pearson相关分析和主成分分析(PCA)探讨重金属来源。

3.1 Maputsoe垃圾场土壤中重金属浓度

六种重金属平均浓度(mg/kg)依次为：Fe(373±66.97) > Mn(41.98±2.95) > Cu(31.58±3.91) > Pb(29.59±11.54) > Cr(7.56±1.81) > Cd(3.05±0.20)。S2位点金属总量最高(214±76.204 mg/kg)，S1(149±49.350 mg/kg)次之，S3(124±20.594 mg/kg)最低。Pb在S3位点超出背景值，Cd在所有位点均超标，成为主要污染关切。与荷兰和加拿大土壤质量标准相比，S3位点Cd浓度超出限值。

3.2 Maputsoe垃圾场土壤样品的地球化学特性

S2位点总有机碳(TOC)和有机质(OM)含量最高，S1次之，S3最低。土壤以沙质为主，沙粒比例S1(74.32%)、S2(83.21%)、S3(83.68%)。

3.3 统计分析

Pearson相关分析显示Mn、Pb、Cd之间存在显著正相关(p<0.01)，表明共同的人为来源。Fe和Cr也呈现强正相关(r=0.872)，暗示另一独立来源。Cu与其他金属无显著相关，来源独特。主成分分析提取两个主成分，累计解释方差88.839%，支持重金属来源多样性的结论。

3.4 Maputsoe垃圾场重金属污染及生态风险

污染因子(C_f)显示Cu、Fe、Mn、Cr在所有位点均为低污染(C_f<1)，Pb在S3位点呈中度污染，Cd在S2位点中度污染、S1位点重度污染、S3位点高度污染。污染程度(C_d)表明S3位点需紧急修复。富集因子(EF)排序为Cd>Pb>Cu>Cr>Mn>Fe，Cd和Pb呈现极端富集。地累积指数(I_geo)表明S3位点Pb为无污染到中度污染，Cd在S1位点中度污染、S3位点重度污染。生态风险指数(Eⁱ_r)显示Cd在S1位点呈现 considerable risk（相当风险）、S2位点 moderate risk（中度风险）、S3位点 very high risk（极高风险），其他金属均为低风险。

研究表明Maputsoe垃圾场土壤已受到Pb和Cd污染，其中Cd污染尤为严重，在S3位点达到需要紧急修复的程度。重金属来源分析表明，Mn-Pb-Cd组合可能来源于纺织工业废物，而Fe-Cr组合则有其他工业来源。这项研究为莱索托Leribe地区的环境管理和公共卫生保护提供了重要科学依据，强调需要立即采取修复措施并建立持续监测体系。研究成果对类似发展中国家的工业区环境评估具有参考价值，为制定有效的重金属污染防控策略提供了数据支持。