污泥堆肥施用对土壤中玉米潜在有毒元素的影响及健康风险评估

《Soil Science Society of America Journal》：Effects of sludge compost application on soil–maize potentially toxic elements and health risk assessment

　　农业污泥堆肥在玉米种植中的应用需评估生态和健康风险。试验表明，200%堆肥处理（S4）土壤生态风险中度（R=164.44），玉米重金属未超标，但儿童摄入风险指数（HI）1.36-2.42超安全阈值，成人HI 0.10-0.86安全。需长期研究不同作物和土壤的污泥过量应用风险。

　　

摘要

污泥在农业中的应用已成为全球范围内一种越来越具有吸引力和可持续性的方法。因此，评估污泥应用的风险对于做出明智的农业使用决策至关重要。本研究主要评估了在玉米（Zea mays L.）种植中施用污泥堆肥对农田土壤的生态风险以及通过饮食摄入对人类健康的风险。试验采用了不同比例的污泥堆肥和化学肥料，包括仅施用化学肥料作为对照（S0）、基于20%肥料氮的污泥堆肥（S1）、基于50%肥料氮的污泥堆肥（S2）、基于100%肥料氮的污泥堆肥（S3）以及基于200%肥料氮的污泥堆肥（S4）。土壤中潜在有毒元素的潜在生态风险评估（R）被归类为低风险水平，除了S4处理组，其R值为164.44（大于150，表明中等风险水平）。随着污泥施用量的增加，玉米籽粒中的重金属含量也有所上升，但未超过谷物中污染物的最大限值（GB2762-2017）。通过蒙特卡洛模拟方法估算了多种潜在有毒元素共同污染对成人和儿童的总体癌症风险（TCR）和健康风险指数（HI）；成人的HI值范围为0.10至0.86，表明风险较低（因为该值低于参考值1），但儿童的HI值略高于安全范围（1.36–2.42）。成人和儿童的TCR值分别处于4 × 10^?4至3 × 10^?3和3.9 × 10^?3至6.1 × 10^?3之间，超出了安全范围。这表明在过量施用污泥堆肥的农田中种植玉米会对人类健康构成风险，尤其是对儿童。因此，有必要对污泥应用进行长期的风险评估研究，特别是针对不同作物和土壤类型的过量施用情况。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。