环境正义社区家庭菜园土壤-植物污染物建模与风险基准：基于食物主权和反殖民科学的视角

本研究针对环境正义（EJ）社区因工业污染导致家庭菜园土壤和作物重金属污染问题，通过社区科学框架收集10个美国社区的435份土壤和997份植物样本，结合线性混合模型（LMM）和生物富集因子（BCF）分析，揭示了社区特异性污染驱动因素和植物类别污染规律（草本植物和叶菜污染最高）。研究创新性提出基于风险的筛查水平（RBSL）和摄入率（RBIR），发现现有砷、镍、钡、铜的土壤筛查标准不足以保护健康，并基于反殖民科学框架强调集体行动是实现环境正义的关键。成果发表于Journal of Environmental Management，为EJ社区食品安全和主权提供科学依据。

　　

在环境正义（Environmental Justice, EJ）社区，工业污染和资源开采活动导致土壤重金属污染日益严重，居民通过家庭菜园实现食物主权（Food Sovereignty, FS）的努力面临健康风险。研究表明，人类90%的重金属摄入来自蔬菜，而砷（As）、镍（Ni）、铅（Pb）等金属（类）金属（metal(loid)s）污染与癌症、神经疾病和心血管问题密切相关。然而，现有土壤筛查标准（Screening Levels, SLs）多基于广义暴露假设，缺乏对EJ社区特定文化、饮食模式和污染背景的考量，且监管体系常服务于工业利益而非公共健康。为此，Kunal Palawat和Mónica D. Ramírez-Andreotta在《Journal of Environmental Management》发表研究，通过社区科学框架，为EJ社区提供基于本地数据的风险管理和食物主权支持。

研究团队与10个美国EJ社区合作（包括亚利桑那州、加利福尼亚州、马萨诸塞州和宾夕法尼亚州的采矿、冶炼和城市污染区），采用社区科学和公民科学模式，由居民自行采集435份土壤和997份植物样本。通过电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析金属(loid)浓度，利用线性混合模型（LMM）评估土壤、植物和生物富集因子（BCF）的影响因素，并计算风险筛查水平（RBSL）和风险基准摄入率（RBIR），重点聚焦砷（As）、钡（Ba）、铜（Cu）、锰（Mn）等关键污染物。

2.3.1. 生物富集因子

BCF计算表明，草本植物、叶菜和花卉对砷、镉、铅等有较高富集能力，而果实类作物富集较低。

2.3.2. 线性混合模型

土壤LMM显示社区是污染主要驱动因素，花园土壤中砷低于庭院土壤，而铜和镉更高；植物LMM中植物类别（如草本、叶菜）比植物科属更能预测污染，且土壤浓度显著影响植物镉、铜、铅含量。

2.3.3. 风险筛查水平

基于癌症风险（TR 10^?6）和非癌症风险（THQ 0.1）计算的RBSL发现，现有筛查标准对砷、镍、钡、铜的保护不足，尤其草本和叶菜类作物的土壤允许浓度远低于现行标准。

2.3.4. 风险基准摄入率

RBIR分析表明，为维持风险阈值，草本、树叶和花卉的每日摄入量需低于0.13–3.8 g（以砷为例），而果类作物可高达15 g/d，凸显饮食建议的类别差异性。

3.1. 线性混合模型

社区特异性污染显著，如Hayden/Winkelman因铜冶炼厂导致铜污染突出；植物类别中草本、树叶、 brassica蔬菜污染最高，果实类最低；BCF受土壤pH影响，酸性土壤促进砷、钡、锰的植物吸收。

3.2. 现有筛查标准比较

多数土壤样本超出亚利桑那州EPA（ADEQ）和美国EPA residential SLs，尤其砷、钒、铅、铝、铜、锰；100%样本超出加州EPA癌症TR 10^?6标准，反映西南地区自然高本底与人为污染叠加效应。

3.3. 风险筛查水平评估

土壤RBSL显示，种植草本和叶菜的土壤砷允许浓度仅0.049–2.2 mg kg^?1，低于CAL EPA标准（0.11 mg kg^?1）；植物RBSL中，铅、镉的推荐值高于国际食品法典（Codex Alimentarius），但社区数据表明90%植物样本超出砷、镍癌症RBSL。

3.4. 风险基准摄入率

砷癌症RBIR为树叶0.13 g d^?1至果菜3.8 g d^?1，非癌症RBIR中镉、铜的允许摄入量较高（100–2600 g d^?1），但社区实际摄入可能超限，需优先减少高污染类别消费。

研究结论强调，EJ社区污染受殖民主义和资本主义资源开采驱动，现有监管体系无法有效保护健康。反殖民科学主张社区主导的风险评估，通过RBSL和RBIR提供本地化决策工具（如建议减少草本、树叶消费，增加果实摄入），同时呼吁集体行动和系统变革而非个体行为调整。该研究为融合文化、科学和政治的污染治理提供范式，支持EJ社区通过食物主权实现健康正义。