1、引 言湿地生物多样性丰富，是重要的生态系统1。污染物会通过离子交换、吸附等作用迁移转化进入湿地土壤中，并在水文条件发生变化时，从湿地土壤中释放出来，进入水体或植物体，故湿地土壤也是污染物的源和汇2。随着人类活动的加强，湿地中的土壤理化性质发生了变化3。次仁等4研究了拉萨河谷土壤理化性质，发现日多乡采集点附近人为活动比较频繁，进行农业耕作和放牧等活动，土壤中的有机质、pH值含量变化比较明显；钱凤魅等5对辽河口翅碱蓬湿地退化区土壤理化性质进行研究发现，随湿地退化程度加重，研究区域土壤含水量与有机质大致为下降趋势。重金属是一类重要的污染物，当其迁移转化进入湿地，会造成湿地退化和湿地脆弱性显著6，甚至
2、会影响人体健康7-9。不同于位于海拔低的湿地，高寒高海巴嘎雪湿地土壤理化性质及其重金属风险评价张 娜熊 健李 伟*孙 晶高海涛（西藏大学生态环境学院西藏拉萨850000）摘要以拉萨市巴嘎雪湿地表层土壤为研究对象，对湿地土壤理化性质进行含量描述性统计分析与空间分布特征分析，并对8种重金属元素（Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg）进行生态风险评价与健康风险评价。结果表明：（1）根据我国第二次土壤普查养分分级标准可知，研究区土壤pH值为6.74，属于中性，有机质、全氮均值含量分别为49.28 g/kg、2.49 g/kg，属于一级水平，全钾、总磷均值含量分别为20.42 g/kg、0.5
3、4 g/kg，属于二级、四级水平。（2）根据拉萨市土壤背景值，研究区域8种重金属元素Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg含量分别为城市土壤背景值的1.57倍、1.19倍、0.83倍、0.65倍、1.46倍、1.92倍、0.52倍、1.02倍，Cu、Pb、Hg元素的累积与交通运输和农业活动有关，但远远低于 土壤环境质量标准-农用地土壤污染风险管控标准(GB15618-2018)中的筛选值。（3）研究区污染负荷值PLI为0.88，属于未污染状态。（4）健康风险评价表明，成人与儿童的HI1，均无非致癌风险，成人与儿童TCR风险值均处于10-610-4，为可接受水平。关键词巴嘎雪湿地；理化性
4、质；重金属；健康风险评价DOI:10.16249/ki.2096-4617.2023.02.005中图分类号 X826文献标识码 A文章编号 2096-4617（2023）02-038-013收稿日期：2022-07-04基金项目：西藏大学研究生高水平人才培养计划项目（2020-GSP-S060）；西藏自治区科技计划项目（XZ202202YD0027C）；第二次青藏科考支撑服务与成果转化项目（XZ202101ZD0014G）.第一作者简介：张娜，女，汉族，甘肃天水人，西藏大学生态环境学院硕士研究生，主要研究方向为土壤重金属污染评价。通讯作者简介：李伟，男，汉族，湖北汉川人，西藏大学生态环境学院
5、副教授，主要研究方向为土壤化学。拔湿地更易对下游沿岸居民的生产生活产生影响，且自然环境更脆弱，一旦被破坏，很难恢复10，故对高原湿地土壤重金属的水平、风险等进行研究尤为重要。拉萨巴嘎雪湿地为拉萨河流域重要的代表性湿地之一，是雅鲁藏布江中游河谷黑颈鹤国家级自然保护区。目前对于该湿地的研究主要集中在生物多样性11-14及水质分析15方面，关于巴嘎雪湿地的土壤环境质量、重金属含量水平及湿地重金属带对人体健康风险评价方面的研究鲜有报道。本文以巴嘎雪湿地为研究对象，对该湿地的表层土壤中的理化性质（pH、电导率、阳离子交换量、有机质、全氮、总磷、全钾）、8种重金属元素（Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、
6、As、Hg）的含量及分布特征进行了分析，并对湿地污染及风险水平以及重金属对附近农牧民健康风险等进行了研究，为巴嘎雪湿地的生态环境保护及附近农牧民等的健康保护提供理论基础和科学依据。1 材料与方法1.1 研究区概况巴嘎雪湿地（912534.55912558.20 E，294158.42294258.42 N）位于西藏拉萨市达孜区塔杰乡，紧邻318国道与林拉高速，湿地北部部分区域与农田相接，并有牦牛养殖合作社旧址15,16。湿地平均海拔3 711 m，面积约0.16 km2，是拉萨河流域重要湿地，同时也是雅鲁藏布中游河谷黑颈鹤国家级自然保护区，该湿地在保持生物多样性、调节气候、改善拉萨河水质等方面
7、发挥着重要作用12。1.2 样品采集和分析2020年10月，根据地理情况和实际采样难易程度、采样点分布的典型性和代表性，设置20个采样点进行采样，巴嘎雪湿地采样分布图如图1所示。结合梅花采样布点法，在每个采样点10 m10 m范围内采集35个样点，混合为约1.5 kg的混合样。将样品装在聚乙烯样品袋中密封，记录样点信息，低温运送至实验室，经自然风干、去除杂物、研磨和过筛，过筛后的样品分为三部分，一部分用于土壤理化性质的检测，一部分用于土壤中重金属含量的测定，剩下一部分保存备用。pH测定采用电位法(HJ 962-2018)，电导率测定采用电极法（HJ 802-2016），阳离子交换量测定采用三氯
8、化六氨合钴浸提-分光光度法（HJ889-2017），土壤的机械组成测定采用密度计法（LY/T 1225-1999），有机质测定采用滴定法（NY/T 1121.6-2006），全氮根据LY/T 1228-2018森林土壤氮的测定标准进行测定，总磷采用碱熔-钼锑抗分光光度法（HJ 632-2011）测定，全钾采用LY/T 1228-2018森林土壤钾方法测定。土壤中Cu、Cr、Ni、Zn含量测定采用火焰原子吸收分光光度法（HJ 491-2019），Pb、Cd含量测定采用图1 拉萨市巴嘎雪湿地采样分布图Fig.1 Distribution map of samplingsites in the Ba
9、gaxue Wetland,Lhasa张娜，熊健，李伟，等：巴嘎雪湿地土壤理化性质及其重金属风险评价3939石墨炉原子吸收分光光度法（GB/T 17141-1997），As、Hg 含量分别根据 GB/T 22105.1-2008 和 GB/T22105.2-2008标准采用原子荧光法测定。Cu、Cr、Ni、Zn、Pb、Cd、As、Hg 检出限分别为1 mg/kg、4 mg/kg、3 mg/kg、1 mg/kg、0.1 mg/kg、0.01 mg/kg、0.01 mg/kg、0.002 mg/kg，选择10%的样品作为平行样对理化性质与重金属进行质控分析，发现各测定值均处于相对偏差控制范围内。1
10、.3 污染负荷指数法评价污染负荷指数法是由Tomlinson提出的针对重金属污染评价的分级方法17，该方法可以反映研究区域整体污染程度。首先计算污染因子系数，其被定义为重金属的含量与参考值的比值，计算如公式如下：CF=CiCb（1）其中，Ci为重金属i的含量，Cb是金属的背景值。污染负荷指数值的计算以污染因子系数为基础，能综合评价所有研究元素的污染状况，计算公式如下：PLI=CF1CF2CFnn（2）PLIzone=PLI1PLI2PLInn（3）其中，CFn为第n个元素的污染因子，PLIn为第n点的污染负荷值，PLIzone为研究区域整体污染负荷值。污染负荷指数评价污染等级见表1。表1 土壤
11、重金属污染负荷指数与污染程度18Tab.1 Soil heavy metal pollution load index and pollution level18CFPLI污染等级污染程度CF1PLI10无污染1CF21PLI21轻度污染2CF32PLI32中度污染CF3PLI33重度污染1.4 人体健康风险评价模型我国的健康风险评价处于起步阶段，因此对于风险评价没有统一的标准，对于风险评价模型的研究更少。现阶段我国比较常用的健康风险评估模型是采用美国环保署（EPA）推荐的健康风险评估模型19。根据该模型计算巴嘎雪湿地内表层土壤中8种重金属元素（Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg）
12、对成人造成的致癌与非致癌健康风险，不同途径暴露量计算公式如下20：ADDing=CIngREFEDBWAT10-6（4）ADDinh=CInhREFEDPEFBWAT（5）ADDder=CSAAFABSEFEDBWAT10-6（6）其中，ADDing为土壤经手口途径摄入的日均暴露剂量，单位：mg/(kgd)；ADDinh为土壤经口鼻呼吸道吸入的日均暴露剂量，单位：mg/(kgd)；ADDder为土壤经皮肤接触摄入的日均暴露剂量，单位：mg/(kgd)；C为本研究采集土壤中各种重金属实测含量，单位：mg/kg，其余参数参考国内外相关文献，具体见表2。高原科学研究 2023年第2期（总第23期）4
13、040表2 健康风险评价模型暴露参数21-24Tab.2 Health risk evaluation model exposure parameters21-24参数IngREFEDBWAT（致癌）AT（非致癌）InhRPEFSAAFABS含义土壤日均摄入量暴露频率暴露时间体重致癌平均作用时间非致癌平均作用时间土壤日均呼吸量灰尘排放因子皮肤暴露总面积土壤皮肤黏性系数皮肤吸附因子单位mg/dd/aakgddm3/dm3kgcm2mg/(cm2h)无量纲儿童取值200350615.936570365ED7.51.3610928000.20.001成人取值1003502556.836570365E
14、D14.51.3610957000.070.001非致癌健康风险评价公式如下25：HQ=ADDRfD（7）HI=HQ（8）其中，HQ表示单一重金属非致癌风险商；ADD为某重金属在某种暴露途径下的暴露剂量，单位：mg/(kgd)；RfD为该重金属元素在该暴露途径下的参考剂量，单位：mg/(kgd)；HI为总非致癌健康风险值，美国国家环境保护局（USEPA）规定，当HI1，说明有潜在非致癌风险。致癌健康风险评价公式如下25：CR=ADDSF（9）TCR=CR（10）其中，CR表示某单一重金属致癌风险商；SF为该重金属在某种暴露途径的致癌风险斜率系数，单位：(kgd)/mg；TCR为总致癌风险健康风
15、险值，若110-6CR110-4，说明有显著致癌风险。综合国内外参考文献，本研究中RfD和SF的取值26,27如表3所示。表3 土壤重金属不同暴露途径的RfD和SFTab.3 RfD and SF of different exposure pathways of soil heavy metals重金属PbCuZnHgCdCrNiAsRfDmg/（kgd）经口摄入3.510-3410-2310-1310-4110-3310-3210-2310-4呼吸道吸入3.5210-34.0210-2310-18.5710-5110-52.8610-52.0610-21.2310-4皮肤接触摄入5.251
16、0-41.210-2610-22.110-5110-5610-55.410-31.2310-4SF(kgd)/mg经口摄入-1.5呼吸道吸入6.3428415.1皮肤接触摄入-3.661.5 数据处理本研究中所有测量的数据使用Excel 2020 和IBM SPSS Statistics 26.0软件进行分析，文中图由Excel、origin 2018和ArcGIS10.2软件绘制。张娜，熊健，李伟，等：巴嘎雪湿地土壤的理化性质及其重金属风险评价41412 结果与讨论2.1 理化性质含量描述性统计及空间分布特征巴嘎雪湿地土壤理化性质的含量描述统计见表4。20个不同样点的pH值范围为6.127.97，根据全国第二次土壤普查的分级标准中pH分级标准28，本次所选采样点属于弱酸性、中性、弱碱性样点，所占百分比分别为35%、60%、5%，湿地pH均值为6.74，属于中性。电导率范围为0.5411.18 mS/cm，其变异系数达到了119%，属于高度变异29，说明电导率在研究区域空间差异性较大。阳离子交换量值在4.324.9 cmol+/kg，根据交换量大于20 cmol+/kg 为保肥力强的土
