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研究人员为评估工业活动区土壤和地下水重金属（HMs）污染及健康风险展开研究，发现污染严重且儿童风险高，对环境管理意义重大。
在工业蓬勃发展的时代，我们脚下的土地和日常饮用的水正面临着看不见的威胁。随着工业化进程的加快，大量工业废弃物排放，使得土壤和地下水受到重金属污染的情况日益严重。重金属（HMs）一旦进入土壤和水体，不仅会污染环境，还能通过食物链富集，对人类健康构成潜在威胁。过往研究虽对部分地区的重金属污染有所关注，但多聚焦特定区域或土地利用类型，缺乏全面性，尤其是对土壤 - 作物系统中多种重金属关系的区域尺度研究较少，且针对工业活动影响区域居民长期暴露风险的综合研究也较为匮乏。
为了解决这些问题，来自伊朗 Arak 大学的研究人员展开了一项重要研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。该研究聚焦于伊朗 Shahzand 平原，这里不仅是重要的农业产区，还受到周边工业的影响，面临着严峻的环境挑战。研究人员旨在全面评估该地区受工业影响的农业土壤和地下水的重金属污染状况，以及由此给人体健康带来的潜在风险，从而为环境管理和公共卫生政策制定提供科学依据。
在研究方法上，研究人员采用了多种关键技术。首先，在样本采集方面，他们于 2023 年 11 月从 102 个农业站点采集了表层土壤（0 - 30cm）和相应的大麦作物样本，同时收集了 102 份来自不同水源的水样，包括地表水、泉水和井水 。在实验室分析阶段，运用原子吸收光谱法分析了土壤和水样中 Pb、Cd、Cr、Ni、Hg、Zn、Cu 等重金属的浓度；采用多种指数，如污染因子（Cf）、污染程度（Cdeg）、污染负荷指数（PLI）、潜在生态风险指数（PERI）和地累积指数（Igeo）等，评估土壤污染程度和生态风险；通过计算慢性每日摄入量（CDI）、危害商（HQ）、危害指数（HI）、致癌风险（CR）和总致癌风险（TCR）等指标，对人体健康风险进行评估 。
研究结果主要从以下几个方面展开：
- 土壤中重金属的浓度和分布：灌溉农业和雨养农业土壤中重金属平均浓度存在差异，Zn 在两种农业方式中平均浓度都较高。与伊朗环境组织（IEO）标准相比，土壤中金属平均浓度基本在农业土壤允许范围内，但部分非必需金属如 Pb、Hg 的存在仍需关注。
- 重金属的来源及与土壤性质的关系：土壤 pH 与重金属浓度呈正相关，而电导率（EC）、有机质（OM）和总氮浓度（TNC）与重金属浓度呈负相关。Hg、Cr 和 Ni 等重金属之间存在较高相关性，表明它们可能有共同来源或相似行为。
- 污染指标评估：Cf 值显示，Hg 在两种农业土壤中污染程度都很高，Cr 在灌溉农业中污染严重，Cd 在雨养农业中污染严重。Cdeg 表明所有区域重金属污染程度都很高，PLI 显示整个研究区域土壤受到重金属严重污染，且灌溉农业区更严重，Igeo结果则反映出不同金属在不同种植方式下的污染状况有所差异。
- 生态风险评估：PERI 评估表明，Ni、Pb 和 Zn 在两种农业中生态风险较低，Hg 则存在显著生态风险，Cr 和 Cu 在灌溉农业中生态风险较低，但仍需持续监测。
- 土壤中重金属的健康风险评估：CDI 结果显示，无论是儿童还是成人，通过摄入途径吸收金属的风险比皮肤吸收和吸入途径更大，且儿童在雨养农业土壤中的摄入风险更高（除 Cd 外）。HQ 和 HI 结果表明，研究区域土壤对儿童和成人的非致癌风险较低，但致癌风险较高，尤其是儿童。TCR 测量结果显示，儿童面临的致癌风险较高，不同金属在不同农业方式下的致癌风险存在差异 。
- 地下水中重金属的浓度和分布：地下水中 Zn 和 Cr 浓度较高，且灌溉农业区高于雨养农业区，说明灌溉可能增强了这些金属从土壤到地下水的淋溶或迁移。
- 地下水中重金属的健康风险评估：HQ 结果表明，研究区域地下水对儿童和成人的非致癌风险较低，但灌溉区域的平均每日剂量（ADD）值更高，意味着金属暴露风险增加。致癌风险评估显示，Hg、Cd 和 Cr 在所有地下水样本中都具有致癌性，且灌溉农业区风险更高 。
研究结论和讨论部分指出，该研究全面分析了工业周边农业地区的土壤和地下水样本，发现土壤性质存在差异，部分土壤存在潜在的盐度问题，不同土壤类型的 OM 和 NC 含量不同。重金属污染在土壤和地下水中均较为严重，Hg 在土壤中污染突出，地下水受灌溉影响金属浓度升高。人体健康风险评估显示，摄入是主要风险途径，儿童面临更高的致癌风险。鉴于这些发现，迫切需要制定公共卫生政策，减少农业环境中重金属对人体健康的影响，尤其是保护儿童等弱势群体。同时，应实施可持续农业实践、加强环境监测、严格工业监管和有效水资源管理，以降低重金属污染风险，确保农业可持续发展和公众健康。未来还需长期研究和持续监测，深入了解金属污染的长期影响，制定更有效的干预策略。
