我国七大流域水体多环芳烃的分布特征及风险评价

对我国七大流域水体中16种美国环保署(US EPA)优控多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的质量浓度及其空间分布特征进行了系统地分析和总结,应用物种敏感度分布法(species sensitivity distribution,SSD)评价了8种单体PAHs对水生生物的急性生态风险,分别应用浓度加和模型与效应加和模型评价了ΣPAH_8混合物对水生生物的急性联合生态风险,利用人体暴露风险系数法对PAHs饮水途径健康风险进行评价.结果表明,我国七大流域水体中4环以下的PAHs浓度较高,ΣPAH_(16)浓度均值为2596. 25 ng·L~(-1),高于国外绝大多数水体中ΣPAHs浓度水平;国内外水体中PAHs的组成特征和来源相似;北方水体中ΣPAH_(16)污染比南方水体严重.七大流域水体中萘、苊、芴、菲、荧蒽、芘、蒽对水生生物的潜在影响比例(potential affected fraction,PAF)小于4%.除海河、长江流域外,其它几大流域水体中苯并(a)芘对水生生物的PAF值已超过5%,表明苯并(a)芘对水生生物具有较高的急性生态风险.浓度加和模型不适用于PAHs的水生态风险评价,应用效应加和模型进行的风险评价结果显示,除海河流域外,其它几大流域水体中ΣPAH_8混合物对水生生物的累计潜在影响比例(multisubstance PAF,ms PAF)均高于5%,说明ΣPAH_8混合物对水生生物存在较高的急性联合生态风险.七大流域水体中致癌类PAHs的饮水途径健康风险处于10~(-5)水平,高于US EPA推荐的对致癌物质最大可接受风险水平(10~(-6)),非致癌类PAHs的饮水途径健康风险处于10~(-9)水平,远低于US EPA规定的阈值1,表明我国七大流域水体中PAHs可通过饮水对人体健康产生潜在的致癌风险.     

滹沱河冲洪积扇深层孔隙水中多环芳烃和酞酸酯的污染水平与饮水健康风险评估

2015年2月采集石家庄地区滹沱河冲洪积扇深层孔隙水地下水水样,采用气相色谱-质谱法测定了US EPA优先控制的多环芳烃（PAHs）和酞酸酯（PAEs）,并对PAEs的饮水健康风险进行了评估.结果显示,7个采样点均检出PAHs和PAEs,∑PAHs范围为34.4~598.5ng/L,且2~3环PAHs的质量分数介于50%~83%;∑PAEs范围为27.6~25236.7ng/L,其中有3个点位∑PAEs达到20μg/L水平,且7个点位均以DBP、DEHP为主.与国内其他研究区相比,本研究区∑PAHs浓度与国内非岩溶地下水的污染水平接近,而∑PAEs浓度较高.饮水健康风险评估结果显示,仅G2点位的PAHs终生致癌风险指数小于US EPA推荐的可接受的水平（10^-6）,其致癌风险可以忽略外,其他点位均具有潜在致癌风险;而对于PAEs饮水终生致癌风险而言,G1、G6、G73个点位的PAEs终生致癌风险也均高于10^-6,因此,研究区深层孔隙水中的PAHs和PAEs污染均应当引起重视.     

大冶湖表层沉积物-水中多环芳烃的分布、来源及风险评价

于2015年8月采集大冶湖表层沉积物8个及上覆水样8个,使用GC-MS分析16种EPA优控PAHs.结果表明在表层沉积物及水体中ΣPAHs范围分别为:35.94~2 032.73 ng·g-1和27.94~242.95 ng·L~(-1),平均值分别为940.61 ng·g-1和107.77 ng·L~(-1);表层沉积物中PAHs分布呈现湖中高于岸边趋势,水体则呈大致相反趋势,表层沉积物中以4~5环高环化合物为主要组分,在水体中主要以2环以及4环和5环PAHs为主,与国内外其他湖泊相比处于中度污染水平;来源解析表明大冶湖表层沉积物及水体中多环芳烃主要来自于高温燃烧源,沉积物中PAHs高环分子都占据绝大部分,反映出了沉积物受矿冶冶炼长期累积污染的效应;所检测沉积物中各单体PAH及ΣPAHs含量均未超过ERM以及FEL,表明大冶湖表层沉积物中PAHs无潜在生态风险;终生致癌风险评价表明大冶湖水体中PAHs通过摄入和皮肤接触风险都处于USEPA推荐的可接受水平范围之内,但都高于瑞典环保局和英国皇家协会推荐的最大可接受风险水平,需要对7种致癌PAHs污染加以防治.     

滹沱河冲洪积扇地下水中多环芳烃的污染特征

为调查滹沱河冲洪积扇地下水中多环芳烃（PAHs）的污染状况,采用气相色谱-质谱法对该区16种US EPA优先控制的PAHs进行了分析,并对PAHs的污染水平,空间分布,来源与饮水健康风险进行了调查与评估.结果表明,51个点位中仅有2个点位未检出PAHs, PAHs的浓度范围为未检出~334.3ng/L,平均值为58.0ng/L,低于国内报道的其他地区的污染水平.研究区岗黄水库之间河谷裂隙孔隙水单元（G1）,滹沱河冲洪积扇扇顶部孔隙水单元（G2）,滹沱河冲洪积扇扇中部孔隙水单元（G3）3个水文地质单元PAHs平均浓度分别为215.2ng/L, 9.8ng/L,9.2ng/L, 其中G1以3~4环PAHs为主,而G2, G3以2~3环PAHs为主.分子比值法污染源解析表明,G1单元地下水PAHs污染源主要为煤与生物质燃烧,而G2, G3单元污染源主要为石油制品.采用US EPA推荐的方法对研究区地下水饮水健康风险进行评价,发现研究区G1单元PAHs饮水终生致癌风险平均值为2.1×10^-5,超过可接受水平,应当引起关注.     

杭州市降雪中多环芳烃的污染特征及生态风险评价

2016年1月,在杭州市城区及主要郊县建成区采集降雪样品,利用高效液相色谱法分析了雪样中16种多环芳烃(PAHs)的质量浓度,探讨它们的分布特征、来源和生态风险。结果表明,杭州市降雪中属于美国环境保护署(US EPA)优先控制16种PAHs均有检出,各采样点位ΣPAHs的质量浓度范围在97.0~964 ng/L之间,平均598 ng/L,其中富阳降雪中最高,临安最低。降雪中PAHs以低分子量的3环和中分子量的4环为主,以菲的含量最高。特征组分比例分析结果表明临安和淳安降雪中PAHs以石油源为主,而其余采样点以燃烧污染和石油排放污染的混合源为主。采用风险商值法进行生态风险评价结果显示,除了临安降雪PAHs污染的生态风险较低外,其余各采样点均处于高、中风险等级,存在不利的生态风险。     

千岛湖库区及其主要入库河流水中有机氯农药残留污染特征及健康风险评价

利用气相色谱法对采集于2011年7月和2011年11月的千岛湖(新安江水库)库区及其主要入库河流表层水中10种有机氯农药(OCPs)残留进行了分析,初步明确千岛湖水体中HCHs与DDTs的组成特征及来源,并对其健康风险进行了评价.结果表明,千岛湖水体中检出8种微量的OCPs,检出频率最高的是p,p’-DDT、α-HCH和p,p’-DDE.12个采样点均有不同浓度检出,库区ΣOCPs的浓度范围在1.9~7.6 ng·L-1,属低污染水平,3条主要入库河流ΣOCPs的浓度范围则是1.2~212ng·L-1.千岛湖水体中OCPs污染空间分布各异,主干流新安江为千岛湖OCPs污染的主要输入源;时间上丰水期大于枯水期,显示为面源污染特征.通过特征组分比例可确认HCHs污染主要是长距离传输或工业HCHs的降解,而DDTs则有新源输入.利用EPA推荐方法对通过饮水和皮肤接触途径摄入千岛湖水体中OCPs的健康风险进行评价:致癌健康风险指数在0.06×10-7~23.2×10-7,均位于EPA推荐的可接受风险范围内;非致癌健康风险指数介于3.43×10-5~6.01×10-3,根据评价标准均未超标.结果表明千岛湖水体中OCPs对人体产生的致癌、非致癌健康危害可忽略.     

沈抚新城地下水中PAHs的污染特征及健康风险评价

为了保障浑河流域处于正在进行城镇化沈抚新城居民的生活用水安全,采集该地区49个地下水样品对16种US EPA优控的多环芳烃(PAHs)进行了分析,并对PAHs的污染水平、空间分布、来源与饮水健康风险进行了调查与评估.结果表明:49个采样点均有不同程度的PAHs检出,地下水中PAHs的浓度范围为(4.38~2 005.02 ng·L~(-1)),平均浓度值为(414.64±526.13) ng·L~(-1),与国内外其他地区地下水对比,处于较高污染水平.地下水中PAHs主要以3环和4环为主,其平均浓度分别为(190.93±238.96) ng·L~(-1)和(140.01±234.69) ng·L~(-1),两者占总PAHs含量的80%.枯水期的地下水中PAHs空间分布受土地利用类型影响较大,当表层土壤为耕地时,地下水PAHs浓度较大,而为林地时PAHs浓度较小.由主成分分析-多元线性回归结果得知,地下水中PAHs主要来源于汽油和天然气的不完全燃烧、煤炭燃烧、石油泄漏以及交通排放,其贡献率依次为36.26%、32.72%、28.17%和2.87%.不同人群通过饮用地下水暴露于PAHs的终生致癌风险ILCR值范围为5.55×10-10~5.65×10-6,其中13.60%的值处于10-6~10-4之间,具有潜在的癌症风险,需引起对地下水质量的关注.     

基于PMF模型的长江流域水体中多环芳烃来源解析及生态风险评价

为研究长江流域水体中多环芳烃(PAHs)污染特征和生态风险,于2015年8月采集了长江干流及主要支流水体样品19个.使用固相萃取方法提取PAHs,经净化后,利用气相色谱-质谱联用仪测定了16种优先控制PAHs(ΣPAHs)的浓度.结果表明,水体中ΣPAHs浓度范围为17.7~110 ng·L-1,平均浓度为42.6 ng·L-1.水体中PAHs主要以低环为主(2~3环),占水体ΣPAHs总量的67.7%.同分异构体比值法表明,研究区PAHs主要来自于化石燃料和木材等生物质燃料燃烧的产物以及石油类物质泄漏和化石燃料燃烧混合产物.正定矩阵因子分解法(PMF)结果表明,研究区PAHs主要有4种来源,依次为:生物质和煤炭燃烧混合源40.1%,石油源19.6%,交通源17.5%,焦炭源22.8%.生态风险评价结果表明,低环PAHs的生态风险处于较高水平,各采样点风险熵值表明,乌江站及下游区域生态风险较高,但总体看来,长江流域总体生态风险处于较低水平.     

杭州青山水库沉积物中多环芳烃的垂直分布、来源及潜在生态风险

利用高效液相色谱法检测杭州青山水库沉积物中多环芳烃(PAHs)的含量,并对其垂直分布特征及来源进行分析。结果表明,青山水库沉积物中共检出属于美国EPA优先控制16种PAHs中的15种,主要单体为芘和菲,各采样点位PAHs总量的浓度在324～881 ng/g(干重)之间,平均值为453 ng/g,属低污染水平。ΣPAHs含量空间分布受人类活动影响较大,以游船码头附近点位沉积物中含量最高;垂直尺度方面,各点位沉积物中ΣPAHs含量均是沉积柱中层最高,自水库底层往上呈现增加再减少的变化过程。沉积物中的多环芳烃以高分子量组分为主,其中4环PAHs含量最高,占比34. 3%～45. 6%。通过特征组分比例可确认其主要来自燃烧源,以油料的不完全燃烧形成的污染输入为主。利用沉积物质量基准法、沉积物质量标准法分别对青山水库沉积物中PAHs的风险评价表明,青山水库沉积物尚不存在严重的多环芳烃生态风险,但按照质量标准法评价有PAHs单体含量超过临界效应浓度值,需加强监测查明污染源,并采取措施控制污染物输入。     

嘉兴市城市河网区多环芳烃污染源解析及生态风险评价

为研究嘉兴市城市河网区水体中多环芳烃的污染水平和来源并进行生态风险评价,采用气相色谱-质谱法（GC-MS）对环境优控多环芳烃（PAHs）进行分析检测.结果表明,枯水期和丰水期分别检测出10种和16种优控PAHs,质量浓度范围分别为77.32~283.76ng ·L^-1和13.05~133.02ng ·L^-1,平均质量浓度分别为143.83ng ·L^-1和73.47ng ·L^-1;枯水期低环（2环和3环）占比79.18%,丰水期低环占比73.60%;嘉兴市河网区水体多环芳烃污染情况与国内外其他地区相比处于较低水平;采用同分异构比值法和主成分分析法进行污染来源分析,结果表明嘉兴市枯水期和丰水期河网水体中多环芳烃污染主要来源为城市面源污染、燃烧源以及交通污染源;Kalf风险熵值法评价结果表明,枯水期：萘（Nap）、苊烯（Acy）、二氢苊（Ace）、芴（Flu）、菲（Phe）、蒽（Ant）、荧蒽（Fla）、芘（Pyr）和苯并［a］蒽（BaA）以及∑PAHs为中等生态风险水平,丰水期：萘（Nap）、苊烯（Acy）、芴（Flu）、菲（Phe）、荧蒽（Fla）、芘（Pyr）、苯并［a］蒽（BaA）、苯并［b］荧蒽（BbF）、苯并［k］荧蒽（BkF）、苯并［a］芘（BaP）、茚苯［1,2,3-cd］芘（InP）和苯并［ghi］苝（BghiP）属于中等生态风险水平,∑PAHs为低生态风险水平;总体而言,嘉兴市河网水体中PAHs生态风险呈中等水平,有关部门需采取措施降低河网水体中PAHs的生态风险.     

徐州市尾水导流工程的生态风险分析

生态风险分析是结合生态学、环境化学、生态毒理学等相关学科知识对人类实践活动产生的生态风险进行分析和评价的工作。徐州区域尾水导流工程的实施对南水北调东线调水水质的保护将起到重要作用,但由于该工程投资大,涉及的区域广,影响因子多而复杂,势必对沿线的生态环境有长期潜在的影响。本文利用生态风险分析的基本原理和方法,着重开展了重要受体新沂河湿地的风险分析,尾水灌溉、洪涝灾害的生态风险分析,并提出了相应的对策。     

黄河流域水污染风险分区

黄河流域生态环境保护和高质量发展已上升为国家战略,对黄河流域开展水污染风险分区评估具有重要的理论和现实意义.现有研究多集中于突发性水污染风险分区,累积性水污染风险分区鲜有案例.本研究以2019年为基准年,基于环境统计数据、 DEM数据、水质监测断面数据和基础地理数据,以1 km×1 km网格为基本单元,采用环境风险场评估法对黄河流域开展突发性和累积性水污染风险分区评估.结果表明：（1）黄河流域突发性高风险区面积为1 349 km²,占比0.2%,突发性较高风险区面积为3 864 km²,占比0.5%;累积性高风险区面积为5 834 km²,占比0.7%;累积性较高风险区面积为25 382 km²,占比3.1%;（2）兰州市、乌海市、巴彦淖尔市、包头市、宝鸡市、济南市和东营市等部分地区突发性、累积性环境风险均较高;（3）从黄河干流两岸分布来看,黄河干流兰州段、白银段、中卫段、乌海段、巴彦淖尔段、郑州段、德州段和东营段等突发性、累积性环境风险均较高.     

水环境中的灰色水质风险研究

在灰色系统理论中定义了一个白化度用来描述水质风险，并作了实例研究，将结果与概率风险进行了比较分析。研究表明，用两种方法研究的风险呈现了较一致的变化趋势，因此，用灰色系统理论研究水质风险具有一定的可行性。     

再生水灌溉利用的生态风险研究进展

污水再生回用因其具有显著的社会、经济及生态效益,已成为缓解水资源危机的一项重要举措.城市绿地和农业灌溉作为再生水的主要利用途径之一,在国内外已经得到广泛推广实践.为了解国内外在再生水灌溉利用风险方面的研究进展,本文围绕再生水典型污染物包括盐、氮、重金属和新型污染物、病原菌等,从对土壤质量、植物生长、地下水质量和公众健康等几方面,对再生水灌溉利用的生态风险进行了系统分析.结果表明,盐分及盐离子是再生水灌溉利用的主要风险,灌溉利用导致疾病传播的风险始终存在,而新型污染物的生态风险是科学研究热点.借鉴国外经验,分别就城市绿地和农业的灌溉提出了风险管理措施.最后,提出了加强长期定位研究和模型研究,建立再生水水质、灌溉管理与生态风险的有机关联,进行再生水灌溉土壤承载力评价和建立风险管理体系等5项建议,以促进再生水安全利用.     

湖泊饮用水源地水环境健康风险评价

根据某湖泊饮用水源地水环境质量监测资料,采用美国环境保护署(US EPA)推荐的水环境健康风险评价模型,对2处饮用水源地原水通过饮水途径引起的水环境健康风险进行了评价.结果表明:在2处饮用水源地水环境质量监测项目中,对人体有健康风险的有毒污染物主要是化学致癌物As和Cr(Ⅵ);个人化学致癌物总年风险远大于非致癌物总年风险;2003─2007年2处饮用水源地水环境健康个人总年风险均超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的标准,主要原因是化学致癌物As和Cr(Ⅵ)的质量浓度过高;因此,加强治理和控制化学致癌物特别是As和Cr(Ⅵ)是降低该湖泊饮用水源地水环境健康风险的有效途径.      

我国陆域水体系统表层水中微塑料生态风险评估

针对我国陆域水体系统表层水微塑料（MPs）生态风险问题,通过Science Direct和Web of Science等网站查询关键词microplastics、urban和river等获取相关文献及数据,从2017~2021年的研究,覆盖15个省份33个水体,并基于MPs丰度、聚合物占比和化学危害数据构建了生态风险表征比率（RCR）的评价方法.结果表明,我国自然水体的MPs丰度平均值为（3604.2±5926.4） n ·m^-3,城市水体中MPs丰度平均值为（7722.6±9505.7） n ·m^-3;相应的,自然水体的RCR平均值为22.09±45.2,城市水体RCR平均值为15.67±34.8.因此,根据RCR的值将生态风险程度划分为4个等级.其中,无显著风险（≤1）有17个,占42.5%;低生态风险（1~10）有12个,占30%、中生态风险（10~100）有9个,占22.5%;高生态风险（>100）有2个,占5%.数据分析显示,自然水体的MPs丰度与RCR值（R²=0.875,P<0.01）存在显著的相关性,但在城市水体的MPs丰度与RCR值间不存在显著的相关性.这表明MPs的丰度高并不能说明该地区的生态风险程度高.此外,各地的RCR值与流域面积呈正相关（R²=0.864,P<0.01）,同时,MPs丰度与GDP （R²=0.679,P<0.05）、流域常住人口（R²=0.922,P<0.05）呈显著相关性.这项研究为评估MPs的生态风险提供了基线数据,是陆域水体系统表层水MPs生态风险评价的重要方式.     

潍坊滨海经济技术开发区饮用水中有机磷酸酯的水平及人体暴露风险评估

采用固相萃取-气相色谱-三重四极杆质谱联用法(SPE-GC-MS/MS)分析了潍坊滨海经济技术开发区饮用水中的6种有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)的浓度水平及组成特征,并分析了潍坊滨海经济技术开发区饮用水和当地居民混合血清中OPEs的相关性.采用美国环保署(US EPA)推荐的健康风险评价模型,评价了潍坊滨海经济技术开发区饮用水中OPEs的健康风险.结果表明,自来水样品中Σ_6 OPEs浓度水平为162~253 ng·L~(-1),而地下水中Σ_6 OPEs的浓度水平为3.52~13.9 ng·L~(-1),比自来水低两个数量级.自来水中磷酸三(2-氯)乙酯[tris(2-chloroethyl)phosphate,TCEP]的浓度水平最高,占Σ_6 OPEs的94.81%,地下水中含量最高的OPEs为磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPh P),占Σ_6 OPEs的47.55%.2011年采集的潍坊滨海经济技术开发区居民混合血清中OPEs的分布与自来水中OPEs的分布间显著正相关(r=0.990,P0.01),2015年采集的居民混合血清中OPEs的分布与自来水中OPEs的分布间也显著正相关(r=0.997,P0.01),表明饮用水中的OPEs可能对人体血清中OPEs的污染水平有重要的贡献.不同人群通过饮用水摄入OPEs的日均暴露剂量(DI)为0.26~7.48 ng·(kg·d)-1,饮用水中各OPEs的非致癌性风险危害商(HQ)在10~(-5.81)~10~(-2.43)之间,通过饮用水摄入的OPEs非致癌性风险处于较低的水平.通过饮用水摄入的TCEP致癌性风险(Risk)在10~(-8.82)~10~(-6.79)之间,低于理论风险阈值(Risk=10~(-6.00)),但自来水中TCEP的致癌性风险相对高于地下水.     

城市水源地生态风险评价

鉴于保护城市水源地的重要性,参考美国环境保护署(US EPA)的生态风险评价导则,提出城市水源地生态风险评价的基本方法,该方法将城市水源地生态风险评价分为研究区的界定、受体及评价终点分析、风险源分析、暴露及危害分析、综合风险评价等步骤. 以贵阳市的主要水源地——红枫湖为例进行生态风险评价,将红枫湖分为南湖、中湖和北湖3个研究区域,识别出主要生态风险源为点源污染源、面源污染源、湖泊沉积物、酸沉降、干旱和石漠化等. 以水质变化为评价终点,通过暴露、危害分析,采用基于因子权重的评价方法进行综合评价. 结果表明:南湖的生态风险值最高,为0.632 4;北湖的风险值为0.344 9;中湖的风险值相对较低,为0.333 5. 研究还发现,对红枫湖生态风险值贡献较大的因子为红枫湖湖水营养物P和沉积物中的重金属,二者的权重分别为0.205 9和0.175 1. 应用该方法可以找出对水源地危害较大的生态风险因子,更好地保护水源地.      

第二松花江干流水环境健康风险评价

利用水环境健康风险评价模型,选取1995-2004年水质监测数据,对第二松花江干流10个断面由饮水途径引起的水环境健康风险进行了评价。结果表明,二松干流对人体健康危害最大的是化学致癌物Cr(VI);化学致癌物对人体健康危害的个人年风险远远超过非致癌物的个人年风险;1995-2004年有毒有害物质健康总风险超标的断面健康风险值普遍呈现减小的趋势,但2004年仍然有6个断面健康风险超标,主要原因是水体中Cr(VI)和As的浓度过高,因此对排入二松干流的含Cr(VI)和As废水进行控制和治理是降低水环境健康风险的有效途径。     

城市饮用水源地水质健康风险评价

介绍饮用水水源受到基因毒物质和躯体毒物质所致的健康危害的风险度计算模型,并应用于西安市饮用水源地饮水途径健康风险评价,分别计算出了各类污染物的风险度。结果表明：（1）基因毒物质镉所致健康风险大约为10^-7a^-1,躯体毒物质所致风险在10^-12～10^-10之间。所以,基因毒物质是首先控制的污染物质。（2）对于躯体毒物质,铅的风险度是最高的,躯体毒物质所致的风险度大小排序为Pb〉NH3-N〉Hg〉挥发酚。（3）饮用水中的所有有害物质的健康危害总风险度未超过国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受限值5.0×10^-5a^-1,也没超过瑞典环保局、荷兰建设和环境部推荐的最大可接受水平6.0×10^-5a^-1。研究结果可直接确定该市地表水源水质的风险污染物的主次及治理的优先顺序,为该市地表水源水质风险管理提供了帮助。