农业种植系统中重金属污染的协同评估、源贡献分析和农产品摄入健康风险
发布时间：2022-12-05 20:12
重金属是一类在环境中具有持续危害性的污染物。它在农业种植系统中积累和迁移,并通过农产品进入食物链,对农业生产和人类健康构成严重威胁。随着我国农业和工业的粗放式发展,重金属在农业系统中的污染不容忽视,部分地区土壤和农产品污染严重,工矿企业周边土壤环境问题突出。本研究根据重金属污染程度和风险的不同,分别选取山东省东营市、广西壮族自治区梧州市和甘肃省白银市白银区作为农业种植系统中清洁生产区、高自然背景区和工矿污染区的代表,运用相关性分析、冗余分析、主成分分析、正矩阵因子分解、多元逐步回归、曲线拟合等多种数据分析方法,对不同农业种植系统中重金属的污染进行协同评估、精确溯源、来源贡献率计算和关键性防控策略探索以及蔬菜摄入的健康风险评价和限量标准的重新计算,建立了潜在污染源与综合污染状况的多元非线性模型、内在因素和环境作用的蔬菜重金属含量预测的多元非线性模型、蔬菜重金属限量标准的修正模型。这些模型为农业种植系统中重金属污染的预防、修复和治理提供理论依据和技术支撑。对清洁生产区（东营）的研究表明,黄河三角洲核心地区农田没有受到汞、镉、砷、铅、铬的污染,但土壤中镉和砷含量的逐渐增加带来的潜在生态风险不...
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1. 前言
1.1 研究进展
1.1.1 农业种植系统中的重金属
1.1.2 重金属污染的评估方法
1.1.3 重金属的溯源方法
1.1.4 来源因子的贡献率
1.1.5 蔬菜摄入风险和限值标准
1.2 研究内容、目标与意义
1.3 创新点
1.4 支撑项目
2. 技术与方法
2.1 研究区域
2.2 采样过程
2.3 样品处理与测定
2.4 质量控制
2.5 数据分析
2.5.1 正态性检验和差异性分析
2.5.2 相关性分析和冗余分析
2.5.3 重金属污染评估
2.5.4 溯源方法
2.5.5 回归模型和贡献率的计算
2.5.6 食品摄入健康风险
2.5.7 地理信息系统
2.5.8 相关软件
2.6 技术路线图
3. 清洁生产区的重金属污染评估与溯源—以东营为例
3.1 引言
3.2 农田土壤整体性污染评估
3.3 重金属元素的空间分布
3.4 分类比较
3.5 限制性环境因素
3.6 重金属元素来源分析
3.7 小结
4. 高自然背景区的重金属协同评估与源贡献分析—以梧州为例
4.1 引言
4.2 蔬菜种植体系重金属的浓度和背景值
4.3 土壤重金属的空间分布
4.4 重金属元素溯源
4.5 土壤质量与农产品安全的协同评估
4.6 来源贡献率的计算
4.7 小结
5. 工矿污染区的重金属溯源—以白银为例
5.1 引言
5.2 空间变异
5.3 元素间的相关性分析
5.4 富集因子(EF)分析
5.5 主成分分析(PCA)
5.6 地理信息系统(GIS)
5.7 正矩阵因子分解(PMF)
5.8 多种溯源方法的比较
5.9 小结
6. 蔬菜中重金属来源的多维因子分析
6.1 引言
6.2 样品的重金属含量
6.3 蔬菜种类间的比较
6.4 地域间的差异
6.5 环境因素的影响
6.6 调整转移系数
6.7 多元回归分析
6.8 小结
7. 农产品重金属摄入的健康风险与限量标准的重新计算
7.1 引言
7.2 蔬菜可食部位的元素浓度
7.3 蔬菜品种间的比较
7.4 蔬菜质量的评估
7.5 蔬菜摄入的健康风险
7.6 最大限值的重新计算
7.6.1 通过相关性分析确定最大限值
7.6.2 通过参考剂量确定最大限值
7.6.3 引入膳食分配系数(p)修正
7.6.4 引入加工补偿系数(c)修正
7.6.5 引入其他不确定度(u)修正
7.7 蔬菜质量的重新评估
7.8 小结
8. 结论与展望
图表目录
附录
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]农田土壤重金属污染评价研究进展[J]. 王玉军,吴同亮,周东美,陈怀满. 农业环境科学学报. 2017(12)
[2]广州市蔬菜中重金属污染特征研究与评价[J]. 陈志良,黄玲,周存宇,钟松雄,王欣,戴玉,蒋晓璐. 环境科学. 2017(01)
[3]一种农田土壤重金属影响评价的新方法:土壤和农产品综合质量指数法[J]. 王玉军,刘存,周东美,陈怀满. 农业环境科学学报. 2016(07)
[4]广西都安县耕地土壤重金属污染风险评价[J]. 吴洋,杨军,周小勇,雷梅,高定,乔鹏炜,杜国栋. 环境科学. 2015(08)
[5]山东半岛蓝色经济区土壤地球化学基准值与背景值[J]. 庞绪贵,陈钰,刘汉栋,代杰瑞,董健,陈磊,李肖鹏. 山东国土资源. 2014(08)
[6]The distribution and variation of elements in sediments off the Huanghe （Yellow） River mouth[J]. 乔淑卿,石学法,高晶晶,刘焱光,杨刚,朱爱美,王昆山. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2013(04)
[7]梧州市食品中铅镉污染情况调查[J]. 陈润阶,莫桂姮,李梦映,李勇. 职业与健康. 2011(19)
[8]贵阳市郊菜园土-辣椒体系中重金属的迁移特征[J]. 李非里,刘丛强,杨元根,闭向阳,刘杰. 生态与农村环境学报. 2007(04)
[9]Geotectonic Settings of Large and Superlarge Mineral Deposits on the Southwestern Margin of the North China Plate[J]. TANG Zhongli, BAI Yunlai and LI Zhilin Gansu Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,168 Hongxingxiang, Lanzhou 730000, Gansu Province China University of Geosciences, Beijing 100083. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2002(03)
[10]广西桂东北地区农业土壤环境若干重金属元素背景值的调查[J]. 郑武. 农村生态环境. 1993(04)
博士论文
[1]甘肃白银东大沟流域农田土壤重金属污染现状及其在土壤—作物—人体系统中的迁移转化规律[D]. 刘白林.兰州大学 2017
本文编号：3710276
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1. 前言
1.1 研究进展
1.1.1 农业种植系统中的重金属
1.1.2 重金属污染的评估方法
1.1.3 重金属的溯源方法
1.1.4 来源因子的贡献率
1.1.5 蔬菜摄入风险和限值标准
1.2 研究内容、目标与意义
1.3 创新点
1.4 支撑项目
2. 技术与方法
2.1 研究区域
2.2 采样过程
2.3 样品处理与测定
2.4 质量控制
2.5 数据分析
2.5.1 正态性检验和差异性分析
2.5.2 相关性分析和冗余分析
2.5.3 重金属污染评估
2.5.4 溯源方法
2.5.5 回归模型和贡献率的计算
2.5.6 食品摄入健康风险
2.5.7 地理信息系统
2.5.8 相关软件
2.6 技术路线图
3. 清洁生产区的重金属污染评估与溯源—以东营为例
3.1 引言
3.2 农田土壤整体性污染评估
3.3 重金属元素的空间分布
3.4 分类比较
3.5 限制性环境因素
3.6 重金属元素来源分析
3.7 小结
4. 高自然背景区的重金属协同评估与源贡献分析—以梧州为例
4.1 引言
4.2 蔬菜种植体系重金属的浓度和背景值
4.3 土壤重金属的空间分布
4.4 重金属元素溯源
4.5 土壤质量与农产品安全的协同评估
4.6 来源贡献率的计算
4.7 小结
5. 工矿污染区的重金属溯源—以白银为例
5.1 引言
5.2 空间变异
5.3 元素间的相关性分析
5.4 富集因子(EF)分析
5.5 主成分分析(PCA)
5.6 地理信息系统(GIS)
5.7 正矩阵因子分解(PMF)
5.8 多种溯源方法的比较
5.9 小结
6. 蔬菜中重金属来源的多维因子分析
6.1 引言
6.2 样品的重金属含量
6.3 蔬菜种类间的比较
6.4 地域间的差异
6.5 环境因素的影响
6.6 调整转移系数
6.7 多元回归分析
6.8 小结
7. 农产品重金属摄入的健康风险与限量标准的重新计算
7.1 引言
7.2 蔬菜可食部位的元素浓度
7.3 蔬菜品种间的比较
7.4 蔬菜质量的评估
7.5 蔬菜摄入的健康风险
7.6 最大限值的重新计算
7.6.1 通过相关性分析确定最大限值
7.6.2 通过参考剂量确定最大限值
7.6.3 引入膳食分配系数(p)修正
7.6.4 引入加工补偿系数(c)修正
7.6.5 引入其他不确定度(u)修正
7.7 蔬菜质量的重新评估
7.8 小结
8. 结论与展望
图表目录
附录
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]农田土壤重金属污染评价研究进展[J]. 王玉军,吴同亮,周东美,陈怀满. 农业环境科学学报. 2017(12)
[2]广州市蔬菜中重金属污染特征研究与评价[J]. 陈志良,黄玲,周存宇,钟松雄,王欣,戴玉,蒋晓璐. 环境科学. 2017(01)
[3]一种农田土壤重金属影响评价的新方法:土壤和农产品综合质量指数法[J]. 王玉军,刘存,周东美,陈怀满. 农业环境科学学报. 2016(07)
[4]广西都安县耕地土壤重金属污染风险评价[J]. 吴洋,杨军,周小勇,雷梅,高定,乔鹏炜,杜国栋. 环境科学. 2015(08)
[5]山东半岛蓝色经济区土壤地球化学基准值与背景值[J]. 庞绪贵,陈钰,刘汉栋,代杰瑞,董健,陈磊,李肖鹏. 山东国土资源. 2014(08)
[6]The distribution and variation of elements in sediments off the Huanghe （Yellow） River mouth[J]. 乔淑卿,石学法,高晶晶,刘焱光,杨刚,朱爱美,王昆山. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2013(04)
[7]梧州市食品中铅镉污染情况调查[J]. 陈润阶,莫桂姮,李梦映,李勇. 职业与健康. 2011(19)
[8]贵阳市郊菜园土-辣椒体系中重金属的迁移特征[J]. 李非里,刘丛强,杨元根,闭向阳,刘杰. 生态与农村环境学报. 2007(04)
[9]Geotectonic Settings of Large and Superlarge Mineral Deposits on the Southwestern Margin of the North China Plate[J]. TANG Zhongli, BAI Yunlai and LI Zhilin Gansu Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,168 Hongxingxiang, Lanzhou 730000, Gansu Province China University of Geosciences, Beijing 100083. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2002(03)
[10]广西桂东北地区农业土壤环境若干重金属元素背景值的调查[J]. 郑武. 农村生态环境. 1993(04)
博士论文
[1]甘肃白银东大沟流域农田土壤重金属污染现状及其在土壤—作物—人体系统中的迁移转化规律[D]. 刘白林.兰州大学 2017
本文编号：3710276
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