健康风险评估论文

1分析方法

利用SPSS17．0和Excel2003软件完成土壤、川芎中Cd含量的统计分析，采用单因素方差分析（ANOVA）方法进行不同土壤和川芎不同部位Cd含量的显著性检验。川芎不同部位Cd对人体的健康风险评价采用靶标危害系数法（THQ）。

2结果与分析

2．1不同利用方式下川芎种植土壤和川芎中镉含量的统计分析

表1显示四种方式下土壤中Cd的含量范围在0．34～1．16mg／kg，均值为0．73mg／kg，超出国家二级土壤环境质量标准值（0．3mg／kg）。土壤镉的来源主要有成土母质和人为外源两种途径，研究区川芎种植土壤母质为岷江和各山溪第四纪全新统紫色洪积物［10］，本底Cd含量较高［11］，可能是土壤中镉的主要来源。统计结果表明，不同土地利用方式下，土壤酸碱度不同。其中以菜－药种植的菜园土中pH值最小，镉含量最高（1．10mg／kg）这可能与菜园土中腐殖质和有机质含量较高有关，促进了土壤对镉的吸附［12］。免耕方式在一定程度上增加了土壤有机质及肥力，降低了土壤pH值，增加了土壤镉的累积［13］。在P＜0．05水平上，稻－药翻耕和旱地中镉含量显著低于前两种土壤，且土壤pH值接近中性，表明提高土壤酸碱度，增加透气性可以适当降低土壤中镉的含量［14］。就不同部位而言，川芎地上部分镉含量在四种土壤中均大于地下根茎，二者差异（地上与地下镉含量比值）在菜园土中最大（1．67），在旱地中最小（1．18）。将四种土壤镉含量分别于川芎地上部分和根茎镉含量进行相关性检验，结果表明土壤镉含量与川芎根茎镉含量的相关性不显著（图1－A），而与川芎地上部分成显著线性相关（图1－B）），表明川芎根茎中镉含量除了来自土壤外，还受外界环境、人为耕作措施等因素影响，而川芎地上部分中镉含量主要受土壤中镉的影响，后者在不同土地利用方式下差异显著，进而说明川芎地上部分镉含量与种植土壤的耕作方式和轮作作物的种类有直接影响［15］。

2．2川芎不同部位

Cd的富集特征富集系数是元素在植物中与在土壤中含量的比值，体现植物从土壤中累积该元素的能力。川芎全株中镉的含量除与土壤中镉含量有关外，还与川芎本身对镉的富集能力有关。图2所示，在P＜0．05水平上，川芎根茎Cd富集系数在翻耕土中为0．21，显著低于其他三种土壤，根茎对Cd的富集能力大小依次为旱地（0．32）＞菜园土（0．31）＞免耕土（0．29）＞翻耕土，在旱地、菜园土和免耕土间川芎根茎对Cd的富集能力差异不显著，表明翻耕方式可有效抑制川芎根茎对土壤镉的富集。川芎地上部分对土壤Cd的富集能力在四种土壤间差异显著，依次为菜园土＞免耕土＞旱地＞翻耕土，在菜园土中富集系数最高（0．478），可能受菜园土镉含量高影响。总体而言，川芎地上部分对镉的富集能力在四种不同耕作土壤下均大于根茎，这与镉在鱼腥草［16］中的累积规律相同，而与莲藕对镉的累积相悖［17］。

2．3川芎健康风险评价

2．3．1川芎根茎、地上部分中的Cd污染由于川芎根茎为传统药材，地上部分既可入药，也可食用，本研究中分别采用地理标志产品、无公害蔬菜、食品污染限量和药用植物绿色行业标准对川芎地上和地下部分进行评价。表2显示，与川芎地理标志产品相比，川芎根茎Cd含量在四种土壤中均已超标，在菜园土中超标倍数最高为5．66，免耕土次之，表明川芎镉污染上与都江堰地理标志产品间存在较大差距。以食品标准衡量，川芎根茎在免耕土和菜园土Cd含量略有超标，而在旱地和翻耕土中合格。除菜园土中略有超标外，川芎根茎均达到绿色行标中Cd含量要求。与根茎相比，川芎叶片在相同标准下超标倍数较根茎大。与地理标志产品相比，本研究中川芎地上部分Cd含量在菜园土中最大超标倍数为9．46，表明川芎地上部分要进行深加工和作为特菜发展，必须严格控制镉含量。菜园土中川芎全株超标倍数均较其他土壤高，表明与蔬菜套种（轮作）的传统耕作方式有待优化和改进。

2．3．2健康风险评估靶标危害系数法（THQ法）是美国环境保护局（USEPA）于2000年建立的一种评价人群健康风险的方法。其中EFr为暴露频率，d／a；ED为暴露持续时间，a；FI为含镉药物的每日摄入量，g／d；MC为镉在川芎中的浓度（见表1），mg／kg，Rfd为药品最高摄入量，mg／（kg•d），BW为成人平均体重，kg，AT为非致癌物暴露时间，d。计算结果THQ＜1，表明重金属对人体健康造成的影响不明显；THQ＞1，表明该重金属可引起人体的健康风险，THQ值越大则表明该重金属对人体的健康风险越大。本研究中，采用默认值EFr＝365d／a，ED＝70a，FI＝10g／d（2010版《中国药典》部川芎药品允许最大值［21］），Rfd＝0．001mg／（kg•d）（USEPA推荐值），BW＝60kg，AT＝365d／a×70a。按《中国食物与营养发展纲要（2014～2020年）》要求，我国居民的蔬菜日摄入量在300～500g，根据成都市统计局2010数据所示叶菜类蔬菜占总蔬菜种植面积的31．6％计算，川芎地上部分在产区日最大摄入量为95～160g，本文取中间值128g／d。以人体每日摄入镉的量与参考剂量的比值来看（图3所示），在P＜0．05水平下，菜园土中种植的川芎地上部分和根茎THQ值显著高于其他三种土壤中的川芎，分别达到111．62％和18．52％，表明来自菜园土的川芎对人均摄入镉的含量贡献较其他土壤大，其中川芎地上部分对人体健康造成的影响远大于根茎，具有明显的镉健康风险。这与叶用蔬菜、三七中地上部分与地下根茎的规律相同。四种土壤中川芎地上部分THQ平均值为63．18％，是根茎（11．50％）的5．49倍，表明川芎地上部分对人体镉摄入贡献大于根茎，以蔬菜形式食用地上部分的镉风险大于服用药材。从土壤利用方式来看，菜园土对人体摄入镉的风险贡献最大，其他依次为免耕土＞翻耕土＞旱地。要减少川芎药材镉对人体健康的危害，可以采取旱地种植和稻田翻耕土种植方式。

3结论

1）四种不同利用方式下，川芎种植土壤Cd含量平均为0．73mg／kg，超过国家二类土壤标准，其中菜园土显著高于免耕土、翻耕土和旱地。2）川芎地上部分镉含量与土壤中镉含量呈显著线性相关，川芎根茎与土壤中镉含量相关性不明显。在菜园土中地上部分镉的含量最高，是同土壤根茎的1．67倍，川芎根茎与地上部分镉含量大小在各土壤中均表现为菜园土＞免耕土＞翻耕土＞旱地。3）川芎地上部分在四种土壤中镉含量均超标，在菜园土中超标倍数最大，分别达到地理标志保护产品的9．46倍，是食品污染限量标准的1．62倍。川芎根茎除在菜园土中略有超标外，在其余土壤类型中均符合绿色行标要求。4）四种方式下，川芎地上部分对人体镉的健康风险贡献平均为63．18％，其中地上部分在菜园土中最高达111．62％，表明菜园土中川芎地上部分作为蔬菜食用对人体镉健康有明显影响。根茎平均贡献值为11．50％，对人体健康造成的影响不明显。

作者：周斯建赵印泉彭培好孙传敏 单位：成都理工大学旅游与城乡规划学院成都理工大学地球科学学院