中文摘要：

四川省攀枝花地处长江上游，是我国第一大钒钛磁铁矿基地，属于典型的生态脆弱区。近半个世纪的矿业开发对攀枝花地区土壤中钒的生物地球化学循环产生了极大的扰动，该区域土壤、植物及儿童血钒含量均明显高于全国平均值，而目前对土壤中钒的生物有效性、生物可给性及土壤钒的生态及健康效应认识不清。本项目拟采用XRD-SEM、HPLC-ICP-MS等技术对土壤钒的形态及价态进行分析，采用化学浸提法、薄膜渐变扩散毒性测试法、细胞培养法、植物指示法、微生物指示及生物传感器法和体外模拟人工胃肠浸提法，对土壤中钒的生物有效性及生物可给性进行研究，并在此基础上对土壤钒的生态及健康风险进行初步评价，为我国土壤钒的环境质量标准的建立、减小钒污染的危险、降低健康风险提供理论及技术支持。

结论摘要：

四川省攀枝花地处长江上游，是我国第一大钒钛磁铁矿基地。项目对攀枝花主城区、钒钛磁铁矿采矿场周边、金沙江路公路沿线采集土壤样品和植物样品进行钒含量分析。79%的样品中钒元素的单因子污染指数大于1，表明攀枝花地区由于多年的矿产开发已造成土壤钒的积累。植物样钒含量与土壤钒全量无显著相关性，74%的植物样钒含量占相应土壤钒全量的百分比低于5%，表明土壤钒全量不能很好的表征土壤中钒的有效性，且土壤中钒的有效性较低。薄膜渐变扩散毒性测试法也验证土壤中钒的生物有效性较低。土壤中钒的形态分析表明钒以残渣态存在为主，其次是Wenzel提取法的晶型和不定型铁铝氧化物结合态及Tessier提取法的铁锰氧化物结合态和有机质结合态，Wenzel法的专性吸附态和非专性吸附态及Tessier法的可交换态和碳酸盐结合态含量甚微。对钒价态的研究表明土壤中的钒以V(IV)为主，农用昔格达土和矿山受污染的土壤V(IV)占土壤总钒的76%和86%。在添加外源V(V)的条件下，土壤中V(V)含量随外源钒添加量的增加显著增加，表明土壤对V(V)的还原能力有限。采用化学浸提法对土壤中钒的有效性进行浸提，结果表明还原性提取剂对钒的提取能力普遍较强，弱酸、稀强酸、强络合剂对不同土壤提取能力差异较大，而HOAc对各土壤样品钒的提取能力相似，其提取能力普遍较弱。植物毒性试验结果表明高浓度钒对植物产生毒害，抑制种子发芽、幼苗生长及植物对磷的吸收。土壤微生物指示法研究结果表明土壤钒浓度与土壤硫酸酯酶活性显著负相关，而与酚氧化酶活性显著正相关。土壤磷酸酶、蛋白酶和？-葡萄糖苷酶活性与土壤钒浓度无显著相关性。真菌和细菌群落结构在不同浓度钒处理下发生显著变化，表明钒可能会对一些土壤中生物介导的功能产生胁迫。细胞培养试验结果表明V(IV)比V(V)更易被Caco-2细胞吸收，V(V)对细胞活性的抑制随浓度增加而增加，而较高和较低浓度的V(IV)对细胞的毒害都较强。In vitro实验结果表明生物可给态钒含量与土壤中非专性和专性吸附态钒含量相关性较好。应用USEPA的健康风险模型进行研究区土壤中钒的健康风险分析，结果表明钒对儿童的非致癌风险指数较成人高，钒在金沙江公路沿线的土壤中的非致癌风险指数已接近限值。项目研究结果可为保障农产品安全、减小钒污染的危险提供理论及技术支持，为国家钒污染土壤生态风险评价和预警体系的建立奠定基础。