研究报告

  • 孙刚,刘针延,夏梦帆,黄诗轶,张耀,王琪,凌海波.基于生物可利用性的砷污染土壤修复目标值研究[J].环境科学学报,2022,42(11):267-274

  • 基于生物可利用性的砷污染土壤修复目标值研究
  • Target for remediation based on bioavailability in arsenic-contaminated soil
  • 基金项目:国家重点研发计划( No.2019YFC1804003)
  • 作者
  • 单位
  • 孙刚
  • 湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心),武汉 430072;国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室,武汉 430072
  • 刘针延
  • 湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心),武汉 430072;国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室,武汉 430072
  • 夏梦帆
  • 湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心),武汉 430072;国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室,武汉 430072
  • 黄诗轶
  • 湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心),武汉 430072;国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室,武汉 430072
  • 张耀
  • 湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心),武汉 430072;国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室,武汉 430072
  • 王琪
  • 湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心),武汉 430072;国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室,武汉 430072
  • 凌海波
  • 湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心),武汉 430072;国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室,武汉 430072
  • 摘要:采用IVG(In Vitro Gastrointestinal)和UBM(Unified BARGE Method)两种体外试验方法,研究了湖北省某一砷污染地块的潮土中,砷在 不同浓度梯度和深度梯度下的生物可利用性.结果表明,砷在胃相中的生物可利用性为4.50%~26.41%,在小肠中的生物可利用性为3.95%~22.39%.同时,采用Pearson相关性分析和主成分分析方法探究了人体胃肠可吸收砷的可能来源,发现人体胃肠可吸收利用的砷与土壤中非专性吸附态、专性吸附态、无定形和弱结晶铁铝氧化物结合态砷有显著相关性.通过构建土壤中砷生物可给态浓度的多元线性回归方程,发现 土壤pH、总砷含量及砂粒含量是砷生物可给态浓度的主要预测因子.将概率累积分析法获取的地块土壤砷背景浓度上限值与湖北省土壤 背景值、GB36600中附录A中潮土砷的背景值进行比较,推导出该地块基于生物可利用性的土壤砷背景浓度上限值为113 mg?kg-1,结合该地块今后规划为生态保护绿地,可将土壤砷背景浓度上限值作为地块修复目标值制定的参考,在一定程度上可以避免修复目标值过严导致修复成本过高的问题.
  • Abstract:In an arsenic-contaminated site of Hubei Province, the bioavailability of arsenic under different concentration and depth gradients was investigated in fluvo-aquic soil through IVG (In Vitro Gastrointestinal) and UBM (Unified BARGE Method) in vitro. The results showed that the bioaccessibility of arsenic in the gastric fluid and duodenal fluid were 4.50%~26.41% and 3.95%~22.39%, respectively. Pearson correlation and principal component analysis were used to explore the possible sources of absorbable arsenic in the human gastrointestinal. The results showed that arsenic easily absorbed in the human gastrointestinal correlates significantly with the fractions of nonspecifically sorbed, specifically sorbed, and poorly crystalline Fe oxide-bound. Based on a multiple linear regression analysis, it was found that soil pH, total arsenic concentration, and sand concentration were the main predictors of bioaccessible arsenic concentration. Comparing the upper limit of arsenic background concentration from the probability accumulation analysis with the background values of arsenic in Hubei Province soil and fluvo-aquic soil (appendixA. GB36600), it was derived that the upper limit of the soil arsenic background concentration was 113 mg?kg-1 in terms of bioavailability. For planning ecological preservation green space, these results could provide references for setting remediation targets and help avoid the high costs due to high remediation requirements.

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