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我国南方部分红壤区重金属对区域生态环境、人群健康的影响尤为突出,但针对云南红壤区农田重金属的含量特征及其风险分析还缺乏系统研究。本研究在云南省DDB、DN、DDN、DXN典型高重金属背景值红壤片区的HZ、DC、LL、ML、KY、GJ、MZ、PZH、LC等地区农田设置130个位点,对0-20cm土层的土壤样品及其相应土壤的农作物样品进行采样,分析测量了作物可食用部分Pb、Cd含量,土壤Pb、Cd全量、有效态重金属含量,以及土壤水分、pH、有机质和阳离子交换量;在ArcGIS平台上分析了重金属空间分布特征,综合解析了土壤Pb和Cd全量、有效态重金属含量、土壤理化性质和农作物重金属Pb、Cd浓度之间的关系,运用单因子污染指数法、地累积指数法对重金属污染进行风险评价,并对土壤和作物进行了健康风险评价。主要研究结果如下:(1)各地区重金属Pb、Cd分布情况:重金属中Pb的污染情况更为严重,Cd的污染情况在各地区具有普遍性。DDB的HZ、DN的GJ土壤Pb、Cd浓度都较高,超过国家二级土壤限量标准。(2)研究区Pb和Cd有效态与其重金属全量都呈极显著正相关,Pb有效态与CEC呈极显著负相关,Cd有效态与CEC呈显著负相关。Pb和Cd有效态都与pH有负相关关系,但是相关性不明显,与有机质的相关性也不显著。DN地区的重金属铅镉生物活性系数都较高。(3)农作物中Pb含量由大到小的顺序是:马铃薯>辣椒>生菜>姜>玉米>小麦>蚕豆,马铃薯、辣椒、生菜中Pb的平均含量分别为0.89、0.59、0.50mg·kg-1,为国家粮食蔬菜检测卫生标准限值的4.43、2.97、1.67倍。Pb富集系数从大到小的顺序是:生菜>马铃薯>姜>辣椒>小麦>玉米>蚕豆。农作物中Cd含量由大到小的顺序是:生菜>辣椒>马铃薯>姜>玉米>蚕豆>小麦,生菜、辣椒、马铃薯中Cd的平均含量分别为0.92、0.62、0.25mg·kg-1,为国家粮食蔬菜检测卫生标准限值的4.6、6.2、2.5倍。Cd富集系数从大到小的顺序是:生菜>姜>辣椒>马铃薯>玉米>小麦>蚕豆。生菜的Pb、Cd富集系数较其他品种都有显著性差异。七种农作物的Cd富集能力普遍比Pb富集能力高。作物Pb浓度和有机质呈极显著正相关,作物Pb、Cd浓度和阳离子交换量呈显著负相关,另外,作物Pb浓度与土壤Pb、Cd全量和有效态都呈极显著正相关,作物Cd浓度与土壤Cd全量以及Pb、Cd有效态呈极显著正相关。(4)单因子污染指数法结果表明,整个研究区域土壤Pb污染超标率达31.50%,Cd污染超标率达82.31%;DDB的马铃薯和DN的辣椒Pb污染等级都达到了H(重污染等级),DN的辣椒、生菜、玉米Cd污染等级都达到了H(重污染等级),DDB的马铃薯和玉米Cd污染等级都达到H(重污染等级)。地累积指数法结果显示,DDB地区Pb污染状况最为普遍,有2.86%的样点达到极严重污染Cd元素中,DN污染状况最为普遍,达到强-极强污染程度的比例占7.27%。土壤Pb、Cd总健康风险评价结果表明,DDN和DXN土壤总健康风险均小于1,但是DN和DDB两个地区通过土壤摄入重金属对其健康存在极大的健康风险。Pb和Cd的暴露风险进行比较发现,不论是成人还是儿童,Pb的暴露风险都远高于Cd。进入人体的重金属途径中健康风险值最大的为马铃薯,Pb、Cd的健康风险值均大于1,而Pb在其他作物中的风险值都小于1,表明除了马铃薯,其他作物不会受到Pb的健康风险危害。Cd除了在姜中的健康风险值略大于1以外,其他作物的健康风险值远大于1,这说明居民通过饮食摄入重金属Cd对其健康存在巨大的潜在风险。(5)玉米、辣椒、马铃薯的土壤Pb、Cd安全阈值分析表明,与我国现行的GB15618-1995《土壤环境质量标准》的二级标准进行对比,玉米、辣椒、马铃薯三种作物土壤Pb阈值远低于限量标准,土壤Cd阈值远高于限量标准。