埃塞俄比亚贡德尔市蔬菜-土壤-水系统中重金属污染评估及健康风险研究

本研究针对埃塞俄比亚贡德尔市农业区重金属污染问题，通过测定莴苣、瑞士甜菜等蔬菜及灌溉水、土壤中Fe、Cd、Pb等7种重金属含量，结合转移因子(TF)和健康风险模型(HI/ILCR)评估，发现部分蔬菜Cd、Pb超标但总体致癌风险(ILCR<10-4)和非致癌风险(HI<1)可控，为发展中国家污水灌溉农业的安全评估提供重要数据。

　　

在快速城市化的发展中国家，污水灌溉导致的农田重金属污染已成为重大公共卫生隐患。埃塞俄比亚贡德尔市作为人口密集的农业区，Angereb河沿岸农民长期使用含城市污水的河水灌溉蔬菜，但重金属通过食物链传递对人体健康的潜在威胁始终缺乏系统评估。University of Gondar的研究团队在《Food Safety and Risk》发表的研究，首次全面揭示了该地区蔬菜-土壤-水系统的重金属污染特征及健康风险。

研究人员采用火焰原子吸收光谱法(FAAS)分析莴苣、瑞士甜菜等4种蔬菜及配套土壤、水样中的7种重金属含量，通过转移因子(TF)评估生物富集效应，并运用美国环保署(USEPA)推荐的目标危害商(THQ)、危害指数(HI)和终生致癌风险(ILCR)模型进行健康风险评估。样本来自贡德尔市Angereb河沿岸不同区段的灌溉农田，覆盖干季主要种植品种。

重金属污染特征
研究发现蔬菜中重金属含量呈Fe(301.9-1017.9 mg/kg)>Mn>Zn>Cu>Pb>Cd>Cr的分布规律。值得注意的是，莴苣和瑞士甜菜的Fe含量(789.8-1017.9 mg/kg)显著超过FAO/WHO标准(450 mg/kg)，所有蔬菜的Cd(11.6-13.7 mg/kg)和Pb(10.4-21.2 mg/kg)含量均超标40倍以上。土壤中Fe污染最严重(7272.8 mg/kg)，超出标准值45%，灌溉水的Cd(0.12 mg/L)、Fe(0.79 mg/L)等4项指标超标。

污染来源解析
通过主成分分析(PCA)发现Cr、Cu、Fe、Mn、Zn高度相关(r>0.77)，表明其共同来源于城市污水、工业排放及农业化学品；而Cd与Pb呈现独特负相关(r=-0.99)，暗示化肥施用和铅管腐蚀的特殊贡献。聚类分析进一步验证了这三类污染源的差异性。

健康风险评估
尽管存在局部污染，健康风险模型显示：

• 非致癌风险：儿童和成人的THQ值均<1，HI指数范围0.0024-0.0784，远低于风险阈值
• 致癌风险：Cd、Cr、Pb的ILCR值介于3.09×10^-6-1.72×10^-5，低于USEPA安全限值(10^-4)
• 转移因子：Cd的生物富集能力最强(TF=1.81-2.14)，马铃薯表现出最高的Cd转移效率

研究意义
该研究首次系统评估了埃塞俄比亚重要农业区的重金属污染格局，证实当前污染水平尚未构成显著健康威胁，但Cd、Pb的持续积累值得警惕。研究建立的污染源解析方法为发展中国家类似地区提供了可借鉴的评估框架，同时强调需加强污水预处理和土壤修复。特别值得注意的是，虽然Fe等元素总量超标，但其生物可利用性较低的实际特征，为科学制定区域食品安全标准提供了重要依据。