加纳Bekwai市Dankran河流域灌溉水-土壤-蔬菜系统重金属污染特征及健康风险综合评价

本研究揭示了加纳Bekwai市Dankran河流域灌溉水-土壤-蔬菜系统的重金属污染现状。通过ICP-OES分析发现灌溉水中铬(Cr)和砷(As)超标，土壤中铬(84.31±36.40 mg/kg)和砷(59.90±17.60 mg/kg)积累显著，蔬菜中砷在卷心菜和茄科作物中持续超出安全限值。健康风险评价(HI/THQ)显示虽总体风险可控，但砷是致癌风险的主要贡献者，亟需建立可持续的水土管理监测体系。

　　

研究亮点

Dankran河灌溉水质特征

Dankran河灌溉水平均pH值为7.05±0.14，符合FAO和WHO推荐的6.5–8.5适宜农业用水范围（表1）。该结果与Afriyie等人在Wassa Amenfi West地区的研究一致，证实两地水源均适合灌溉。

水温平均值为26.91°C，与当地25–45°C的环境温度相符，表明水体未受显著热污染。电导率(EC)为151.58±62.35 μS/cm，总溶解固体(TDS)为132.22±51.88 mg/L，均低于灌溉用水风险阈值，说明盐度压力较小。

然而，总悬浮固体(TSS)浓度极高(2744.44±1039.43 mg/L)，色度(25353.33±5707.37 Pt/Co单位)和浊度(2916.67±617.36 NTU)严重超标，显示水体存在明显的物理性污染，可能堵塞灌溉系统并影响光合作用。

重金属浓度与转移特征

灌溉水中铬(Cr: 0.42±0.13 mg/L)和砷(As: 0.38±0.13 mg/L)浓度超越WHO/FAO限值，镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)和镍(Ni)则处于安全范围内。土壤分析显示铬(84.31±36.40 mg/kg)和砷(59.90±17.60 mg/kg)显著累积，其他金属未达污染水平。

蔬菜重金属含量多数符合标准，但卷心菜和茄子中砷含量持续超标。土壤-蔬菜转移因子(TF)普遍较低，唯镉(Cd)呈现中等转移性但仍属安全范围。生物富集系数(BCF)揭示重金属从灌溉水向蔬菜的直接转移率极低，表明土壤是主要污染汇。

健康风险评价

目标危害商数(THQ)和危害指数(HI)评估显示，食用当地蔬菜未构成显著非致癌风险（所有HI<1）。镍(Ni)的风险最低，而砷(As)是HI值的首要贡献因子。致癌风险计算中，砷同样主导风险值，但总体处于可接受范围。

研究局限与展望

本研究受地域和时限约束，未来需开展多生态系统多点位长期研究，并考察季节性水质波动。理解地方性挑战并推动可持续水资源管理对保障农业安全至关重要。

主要结论

Dankran河灌溉水-土壤-蔬菜系统的重金属污染分析揭示了潜在环境与健康风险。水体虽符合多数标准，但悬浮固体、色度与浊度严重超标。土壤中铬、砷显著积累但未达污染限值。蔬菜中除砷外重金属含量基本安全。镉呈现中度土壤-植物转移。健康风险评估表明本地蔬菜消费者无显著风险，砷是致癌风险主要来源。建议加强小型采矿区和废弃物处置场附近地表水的常态化监测。