京津冀集约化蔬菜生产系统土壤重金属污染时空演变特征（2000-2024）及健康风险评价

针对京津冀集约化蔬菜生产系统土壤重金属(HMs)污染加剧问题，研究人员通过整合236项研究数据(2000-2024)，系统评估Cd、Pb等6种重金属的时空分布规律及健康风险。研究发现Cd污染最严重(35%样本超GB 15618-2018限值)，儿童非致癌风险达成人1.7倍，Cr存在致癌风险。通过PCA分析揭示76.5%污染变异源于农业投入品，为都市农业可持续发展提供科学依据。

　　

随着中国城镇化进程加速，京津冀地区集约化蔬菜生产系统在过去30年快速扩张，已成为保障首都经济圈蔬菜供应的核心区域。然而，过量化肥农药施用导致土壤重金属(HMs)持续累积，其中镉(Cd)、铅(Pb)等污染物通过食物链传递，对儿童等敏感人群构成显著健康威胁。尽管已有局部区域研究，但缺乏对京津冀城市群全域污染格局、驱动机制与健康风险的系统评估。

中国农业科学院等机构研究人员通过整合2000-2024年间236项研究数据，首次完成京津冀集约化蔬菜系统六种优先控制重金属(Cd、Pb、As、Cr、Cu、Zn)的多维度评价。研究发现：Cd污染最为突出，35%设施蔬菜土壤超过我国《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)风险筛选值(0.6 mg/kg)，且儿童非致癌风险(HQ)达成人1.7倍；铬(Cr)经口摄入致癌风险突破美国环保署(USEPA)安全阈值。空间分析显示Cd-Pb热点区与30年农业集约化历程高度吻合，主成分分析(PCA)揭示76.5%污染变异源自人为驱动，其中PC1(60.6%)关联Pb-Zn-Cu-Cr与化肥农药输入，PC2(15.9%)反映Cd-As与有机改良剂的关系。该研究发表于《Environmental Research》，为都市农业土壤精准修复提供理论支撑。

关键技术方法包括：1) 多数据库(Web of Science、CNKI)文献meta分析；2) 基于地累积指数(I_geo
)和健康风险模型(HRA)的定量评估；3) 主成分分析(PCA)与皮尔逊相关性解析驱动因素；4) 京津冀全域空间异质性分析。

【数据收集】
研究团队系统收集京津冀地区236项研究的土壤重金属数据，涵盖设施农业与露地系统，通过严格质量控制确保数据可比性。

【空间分布特征】
地累积指数显示Cd为唯一达到中度污染等级(Class 2)的重金属，16%采样点存在显著富集。空间插值表明污染热点集中在城郊设施农业带，印证农业集约化与污染累积的正相关。

【健康风险评估】
非致癌风险中，儿童HQ值(1.7)显著高于成人，主要贡献来自Cd-As复合暴露。致癌风险方面，Cr经口摄入风险值(4.3×10^-4
)超过USEPA阈值(1×10^-4
)，需重点关注。

【驱动因素解析】
PCA提取两个主成分：PC1(60.6%)代表化肥农药驱动的Pb-Zn-Cu-Cr污染，PC2(15.9%)反映有机肥输入的Cd-As关联。值得注意的是，中性-碱性土壤(pH=7.3)中pH调控作用弱于酸性系统。

结论与意义：
该研究首次量化了京津冀集约化蔬菜系统重金属污染的时空演变规律，证实长期农业活动导致Cd等污染物显著累积。健康风险评估揭示儿童群体和Cr暴露的特殊脆弱性，为《京津冀协同发展规划纲要》中的农业环境治理提供直接依据。研究提出的"人为驱动-污染累积-健康风险"关联模型，对全球快速城镇化地区的农业可持续发展具有范式意义。作者团队建议建立设施农业重金属输入清单，优先管控Cd-Pb复合污染，并开发基于主成分特征的精准修复技术。