有机与无机肥料及不同水源灌溉下蔬菜中铁积累的健康风险评估

本研究针对污水灌溉导致的土壤和蔬菜重金属污染问题，通过评估不同灌溉水源（污水/运河水）和施肥方式（有机/无机肥料）对蔬菜铁(Fe)积累的影响，发现尽管土壤污染指数(PLI)超标，但蔬菜铁含量符合WHO标准，生物富集系数(BCF)和健康风险指数(HRI)均<1，表明当前暴露水平下健康风险较低。该研究为安全利用污水灌溉提供了重要数据支持。

　　

在快速城市化和农业集约化发展的背景下，污水灌溉已成为许多地区缓解水资源短缺的普遍做法。虽然这种"变废为宝"的方式能提高作物产量，但污水中潜藏的重金属污染风险却像一把双刃剑，时刻威胁着土壤健康和食品安全。其中，铁(Fe)作为植物必需微量元素，过量积累不仅会影响作物生长，更可能通过食物链危害人体健康，引发糖尿病、血色素沉着症等一系列疾病。面对这一严峻挑战，巴基斯坦萨戈达大学(University of Sargodha)植物学系的研究团队开展了一项系统研究，成果发表在《BMC Plant Biology》上。

研究人员采用田间试验结合实验室分析的方法，在两年时间内对六种常见蔬菜（胡萝卜、甘蓝、豌豆、马铃薯、萝卜和菠菜）进行了系统研究。通过原子吸收光谱法(AAS)测定不同处理组（12种施肥组合×2种灌溉水源）下土壤-植物系统中铁的含量，并计算了生物富集系数(BCF)、污染负荷指数(PLI)和健康风险指数(HRI)等关键指标。

研究结果部分：

浓度分析显示，不同环境介质中铁含量存在显著差异。灌溉用水中铁浓度为0.4672-1.083 mg/L，其中污水含铁量显著高于运河水源（P<0.05）。土壤中铁积累更为明显，达到5.702-46.633 mg/kg，以家禽粪便处理组(T₂)含量最高。蔬菜中铁含量为58.49-192.57 mg/kg，菠菜(S. oleracea)表现出最强的铁富集能力。

污染评估指标呈现有趣特征。所有处理组的污染负荷指数(PLI)均>1（1.027-3.399），表明土壤已受到铁污染，其中萝卜(R. sativus)处理组污染最严重。然而生物富集系数(BCF)仅为0.0482-0.339，富集因子(EF)为0.071-0.131，均<1，说明植物对铁的吸收能力有限。

健康风险评估带来好消息。每日铁摄入量(DIM)为0.0025-0.019 mg/kg/day，健康风险指数(HRI)为0.0182-0.474，均显著低于安全阈值1，表明当前暴露水平下不会对消费者造成明显健康风险。值得注意的是，有机肥（特别是家禽粪便）处理组的风险指数普遍低于无机肥处理组。

这项研究首次系统评估了巴基斯坦典型农业区污水灌溉蔬菜的铁积累风险，其结论具有重要现实意义。虽然结果令人稍感宽慰——当前铁污染尚未构成直接健康威胁，但土壤PLI超标敲响了警钟。研究建议加强污水预处理和定期监测，特别要关注菠菜等富集能力强的作物。该成果为制定科学的污水灌溉政策提供了关键数据支持，也为类似地区的风险评估建立了方法学范式。未来研究可进一步探索铁与其他重金属的协同效应，以及长期低剂量暴露的潜在风险。