农用土壤重金属多受体健康风险评价模型及实例应用

综合考虑了我国现有土壤重金属污染评价体系的不足,基于美国环保署(USEPA)现行的土壤健康风险评价体系,建立了土壤重金属污染的多受体健康风险评价模型。利用所建模型对案例污染场地土壤进行了健康风险评价,结果表明:所涉及暴露途径的平均暴露剂量的排序为:误食土壤暴露途径的重金属暴露剂量(ADD s)>皮肤接触途径的重金属暴露剂量(ADD a)>蔬菜经口暴露途径的重金属暴露剂量(ADD f);案例区域重金属总非致癌风险HIHQ Cr>HQ Cd>HQ Cu,对人体基本上不会造成非致癌健康危害,但儿童作为敏感受体,其HI children接近于1;案例区域重金属总致癌风险对于成人和儿童二类受体而言都远超过了国际认可的致癌风险限值1×10-6,分别达R adult(1.89×10-3)和R children(1.41×10-2),且致癌风险的主要贡献途径为误食土壤暴露途径和皮肤接触途径,故农业职业人群已存在较大风险,相关部门应立即有针对性的采取控制和宣传教育手段来缓解该风险。     

福州市公交枢纽站地表灰尘重金属含量、来源及其健康风险评价

城市地表灰尘中的重金属已成为城市环境和人类健康最重要的威胁之一. 为评价地表灰尘重金属的污染水平,研究了福州市公交枢纽站地表灰尘中的重金属质量分数、来源及其可能产生的健康风险. 结果表明:福州市公交枢纽站地表灰尘中w(Cr)、w(Cu)、w(Zn)和w(Cd)分别是福州市城区土壤的2.74、4.21、4.01和4.68倍. 灰尘中重金属Co、Ni和Mn主要来源于城市土壤,Cd、Pb和Cu来源于交通运输过程,Cr来源于城市土壤和交通运输,Zn主要来源于交通运输、城市生活污染和工业活动等复合污染源. 不同暴露途径的重金属暴露剂量和非致癌风险大小排序为消化道>皮肤接触>呼吸吸入. 地表灰尘中重金属非致癌总风险为儿童高于成人. 致癌重金属的暴露风险为Cd>Ni>Cr. 城市公交枢纽站地表灰尘中重金属污染受交通运输影响较大.      

焚烧厂周边居民重金属污染物多途径暴露的健康风险

焚烧厂排放的重金属污染物会通过不同途径富集于周围环境介质中,如土壤、地表水、地下水、大气、蔬菜和家禽等.焚烧厂周边人群通过上述各种环境介质暴露于重金属,并产生累计的健康危害.然而目前研究很少关注人群通过多途径暴露的累计健康风险.本研究调查了一座典型医疗废物焚烧厂周边不同环境介质中的重金属含量,分析其与人体暴露关系,并计算了其不同途径暴露的健康风险及累计风险.结果表明重金属产生的非致癌风险大小As(298.1)Cr(35.4)Mn(14.0)Pb(7.0)Cu(2.3)Hg(1.9)Zn(1),致癌风险大小依次为As(1.32×10-2)Cr(1.31×10-2)10-5,均超过风险可接受水平;食用自产蔬菜是主要的暴露途径(贡献率为68%~92%)其次为自养家禽贡献率为10%左右.这说明区别于通常关注的通过土壤、水体、空气等介质暴露的风险相比,食用研究区周边的动植物产品导致的风险更大,需要引起重点关注;不确定分析结果表明考虑污染物浓度不确定条件下,场地健康风险大约有0.54~2.28倍的增加;风险管理研究表明通过截断食用本地蔬菜和家禽,除Cr的致癌风险外,其他重金属对厂区居民的健康风险水平会迅速降低至可接受水平.     

基于MonteCarlo模拟的土壤重金属综合风险评价与案例分析

基于不确定性理论,将Monte Carlo模拟计算应用到土壤重金属风险评价中,构建了生态风险和健康风险的随机不确定模型,结合多元统计方法进行实例研究.结果表明,研究区土壤Cd、Co和Cr污染水平较高,主要富集在建矿时间较长的工业园区;综合单因子指数和综合风险因子指数评价显示土壤重金属主要为轻度污染(相应概率分别为53.2%和55.6%);手-口摄入是研究区土壤重金属暴露的主要途径,Cr为主要致癌因子;儿童承担的健康风险较高,其非致癌风险指数分别为成人的5.0倍(手-口摄入途径)和8.2倍(皮肤暴露途径),两种暴露途径下其致癌风险指数均高于USEPA推荐的安全水平.     

阜新城区降尘重金属污染及其健康风险评价

为研究阜新市大气降尘重金属分布情况及可能存在的健康风险,于2015年3月—2016年3月对阜新城区(32个采样点)及周边地区(13个对照采样点)进行大气降尘湿法采集,并利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对降尘中的7种重金属元素(Cr、Ni、Zn、Cd、Pb、As、Cu)含量进行测定.结果表明:① 阜新市大气降尘中重金属含量存在明显差异,表现为w(Zn)＞w(Pb)＞w(Cr)＞w(Cu)＞w(Ni)＞w(As)＞w(Cd). w(Zn)平均值最高,为756.9 mg/kg; w(Cd)平均值最低,为4.8 mg/kg,其他几种重金属含量范围为10~120 mg/kg. ② 城区大气降尘中Cd的背景比值(H)最高,为44.89,其次为Zn(H=11.92),城区大气降尘重金属污染受人为活动影响显著. ③ 地累积指数评价结果显示,Cd为严重-极度污染,Zn为中度-严重污染,Pb、Cu为中度污染,Cr、Ni为轻度污染,As为无污染. ④ 研究区健康风险评价表明,儿童通过3种暴露途径接触Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的非致癌健康风险水平均高于成人,Cr、As的非致癌健康风险水平低于成人. ⑤ Cr经呼吸途径对成人的非致癌风险(HQ_inh)达2.53,非致癌风险总值(HI)达3.41,均大于限值(1),表明Cr经呼吸途径对于成人存在非致癌风险,其余6种重金属元素经呼吸途径对于成人的非致癌风险相对较低. ⑥ Cd、Cr、As、Ni经呼吸途径的致癌风险值(10-9~10-7)均低于可接受水平(10-6),表明致癌元素Cd、Cr、As、Ni经呼吸途径对人体可能不具有致癌风险.鉴于研究区大气降尘重金属元素经3种途径对成人、儿童均构成一定非致癌风险,阜新市应当及时加强对海州露天矿、经济开发区及皮革工业园等主要大气颗粒物污染源的排放及监测管控.      

青岛市区大气降尘重金属对人体健康风险的评价

在青岛市区采集大气降尘、土壤样品各89件,并分析化验了样品中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等的含量.在这些分析化验结果的基础上,应用美国EPA人体暴露风险评价方法,对青岛市区大气降尘重金属对人体的健康风险进行评价.结果表明,市南市北崂山区大气降尘重金属Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn平均值的含量最高,比李沧城阳区和黄岛区污染严重.大气降尘重金属平均值与相应土壤比,除市南市北崂山区大气降尘Hg的平均含量低于土壤均值外,其它均高于土壤.整体来看青岛市区大气降尘重金属对人体健康的风险差异不大,危害较小;但如果市南、崂山和城阳区大气降尘Cr、Pb一直保持这种高浓度,则有4个采样点可能对人体的健康造成危害;且不同途径、不同种类的大气降尘重金属累积将明显加大危害人体健康的风险.     

兰州市大气降尘重金属污染评价及健康风险评价

为探究大气降尘中重金属污染程度及存在的健康风险,在兰州市设置11个采样点采集大气降尘,分析降尘重金属含量.结果表明,兰州市大气降尘中Cu、Pb、Cd、Cr、Ni、Zn、Mn含量平均值分别为82.22、130.31、4.34、88.73、40.64、369.23、501.49 mg·kg-1,除Mn以外其他元素在不同功能区差异较大.富集因子分析显示,Mn为轻微富集,Zn、Ni、Cu和Cr富集因子较高,Pb和Cd为极强富集.地积累指数评价平均生态危害表明:Cr在全年无实际污染,Cu、Ni、Zn、Pb浓度处于轻度污染至偏重度污染之间,Cd为严重至极度污染;大气降尘重金属在10月~次年3月污染相对严重,从4~8月污染程度较轻.手-口途径摄入是降尘重金属引起非致癌风险的最主要途径,儿童的非致癌风险大于成人,总非致癌风险次序为Pb>Cr>Cd>Cu>Ni>Zn,所研究重金属非致癌风险都低于风险限值;降尘中的Cr、Cd、Ni通过呼吸途径不具有致癌风险.     

山西省武乡县城大气PM2.5痕量重金属的生态和健康风险分析

为了解山西省武乡县城大气PM_(2.5)污染特征及PM_(2.5)中痕量重金属的生态和健康风险,在分析县城环境空气质量状况的基础上,分别于秋季(2014-10-22~2014-11-19)和冬季(2015-01-12~2015-02-13)在武乡县环境保护局楼顶用中流量采样器采集大气PM_(2.5)样品,每天换膜一次,利用称重法计算PM_(2.5)浓度,运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定样品中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 7种元素含量,运用地累积指数法、生态风险指数法、相关性分析和主成分分析、美国环保署暴露模型等表征痕量重金属的污染程度、来源、潜在的生态和健康风险等.结果表明,冬季大气PM_(2.5)浓度是秋季的3倍左右,有65%的天数超过国家环境空气质量二级标准(GB 3095-2012);PM_(2.5)中痕量重金属来源主要包括燃煤和交通等人为源,贡献率分别为58.38%和18.73%,所测重金属浓度顺序为CuZnPbCrAsNiCd,其中Cd、Cu的生态风险指数、Cr的非致癌和致癌暴露风险大于其它金属.冬季燃煤增加和大气扩散条件差是武乡县城大气PM_(2.5)浓度超标以及造成痕量重金属生态和健康风险增大的主要原因.     

重金属污染场地调查与健康风险评估:个案研究

在对上海某重金属污染场地进行调查的基础上,对该场地潜在健康风险进行了评估,结果表明:场地表层(0~20 cm)和亚表层(20~80 cm)土壤均受到了重金属的严重污染;场地活动和扬尘作用使得大气灰尘中具有较高浓度的重金属,其中Cu和V的浓度分别达到15 455 mg/kg和11 385 mg/kg;由于土壤V污染和场地碱性环境使得地下水中V污染严重,而地下水中Cd、Cr、Co、Cu和Zn的浓度较低,未受到污染;Cd、Cr、Cu和Zn的健康风险水平较低,但是V通过口腔、呼吸摄入及饮用地下水等途径可导致较高的健康风险,同时通过呼吸摄入可以带来较高的Co暴露风险。为了保护场地工人健康和地下水环境,对具有较高风险的区域,必须实施有效的管理措施,如控制污染源和进行必要修复等。     

宣威街道尘中重金属的分布特征及其健康风险评估

云南肺癌高发区(宣威)的环境污染与人群健康之间的关系一直是环境科学研究领域的热点之一.本研究采集了宣威市电厂及其上风向地区和下风向地区的街道灰尘,利用ICP-MS对样品中的重金属元素进行了分析;利用富集因子法对样品中的重金属污染及来源进行探究;并运用美国环境保护署(US EPA)发布的人体暴露风险评价方法对样品中重金属元素的健康风险进行了评估.结果表明,宣威街道尘土中Al、V、Ni、Co、Zn和Cd等金属元素的质量浓度明显呈"电厂来宾倘塘"的特征;V、Cd、Cr、Cu、Mn、Co、Ni、Pb、As和Zn等10种重金属的含量明显高于云南省土壤背景值,显示宣威市地表灰尘重金属污染较为严重;宣威街道中Cr、Cu、Zn、Pb、As和Cd等重金属主要来源于电厂排放的燃煤颗粒物.健康风险评估的结果表明,宣威街道灰尘中10种重金属元素对儿童的非致癌风险大于成人,手-口摄入是灰尘重金属暴露的主要途径;宣威街道尘土中Cd、Cr、Ni、Co和As等5种致癌重金属存在潜在的致癌风险;Cr是威胁儿童健康的主要污染因子.     

中国大气重金属污染研究进展与趋势

大气重金属污染是当前环保工作中的重点、难点、热点以及突发性环境事件的高发领域。简要介绍了大气重金属污染的特征、危害及来源,综述了近年来中国大气重金属污染研究方面的进展。当前,中国大气重金属的研究主要有以下几个方向,(1)大气颗粒物中重金属分析检测方法的研究,(2)大气颗粒物中重金属的污染行为特征研究,(3)大气颗粒物中重金属的化学形态分析与生物危害性研究,(4)大气颗粒物中重金属的来源解析,(5)大气颗粒物中重金属的生物有效性研究等,并取得了一定的研究成果。最后,对今后的主要研究趋势进行了展望。     

大气降水中重金属离子特征研究

大气降水中重金属离子的研究可以反映大气污染、地表水污染的信息.通过对国内外大气降水中重金属研究现状的阐述和大气降水中重金属的来源进行理论分析,并利用实地大气降水采样分析,归纳出其中重金属的特征,监测当前大气的污染状况,从而为区域性的大气中重金属的污染评价及污染治理提供理论依据.降水中的重金属元素主要包括Pb、Mn、Zn、Cu、Cd、Cr等,通过分析测定可以为利用大气降水作为重要饮用水补给源的区域提供饮水安全保障.     

大气PM2.5载带重金属的区域污染特征研究

PM_2.5载带的重金属元素对人体健康具有重要影响,为了明确PM_2.5中重金属的污染水平以及区域性污染特征,收集并总结近30年中国不同地区大气重金属污染的研究成果,对PM_2.5载带的As、Zn、Cr（Ⅵ）、Pb、Cd、Mn以及Ni等7种重金属元素的区域污染特征进行分析.研究显示:①我国对部分重金属〔Pb、Cd、Hg、As、Cr（Ⅵ）〕的质量浓度增设限值规定,但未涉及Ni和Mn等有毒重金属.②全国范围来看,不同背景点PM_2.5中重金属质量浓度相差较大,自然背景点重金属质量浓度低于乡村背景点和近城市背景点的40.7%~97.6%.大气PM_2.5重金属区域污染高值区主要集中在华北、华东、华南等经济发达地区.《大气污染防治行动计划》等政策的实施使PM_2.5中重金属质量浓度明显下降,2013年前（1980—2013年）与2013年后（2013—2018年）相比,全国大气PM_2.5中ρ〔Cr（Ⅵ）〕、ρ（Ni）、ρ（Pb）、ρ（Mn）和ρ（As）均有所下降,但ρ（Zn）、ρ（Cd）略有上升.③典型城市PM_2.5中重金属污染特征各不相同.北京市需考虑Cd、As排放情况,强化对燃煤源的管控;上海市和广州市应关注Cr（Ⅵ）和Ni的排放,加严工业污染治理,加强对港口的排放管控.研究显示,对于大气颗粒物中重金属的治理,建议进一步关注对As、Cr（Ⅵ）排放的控制,同时对不同区域的大气重金属污染需要选择差异化的污染控制措施.      

海洋沉积物中重金属污染防治研究进展

重金属污染是海洋沉积物污染的一个重要方面。文章概述了近几年来国内外对研究海洋沉积物中重金属样品的预处理、污染元素的测定以及其研究方法中的一些特点,以期进一步推动海洋沉积物中重金属污染防治的深入发展。同时结合现代生物修复和化学治理技术,提出一些预防和治理海洋沉积物中重金属污染方面的设想。化学治理技术中,较详细介绍了壳聚糖在治理海洋沉积物中重金属污染的潜在应用价值。     

基于UNMIX模型和莫兰指数的湖南省汝城县土壤重金属源解析

工业化正在加剧我国的土壤重金属污染.湖南省汝城县矿产资源丰富,工矿企业密集,粗放的矿业生产给当地土壤环境带来了一系列问题,准确掌握其污染来源是土壤污染防治的关键和前提.采集汝城县233个土壤样本,对重金属含量进行模型分析后选择拟合效果较好的Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni七种重金属为研究对象,测定其含量,使用UNMIX模型解析其污染来源,并结合空间插值与莫兰指数方法,从空间关系的角度验证模型并补充说明研究区土壤重金属的来源.结果表明:①研究区土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni含量的平均值分别为0.29、0.18、19.91、44.17、66.31、28.67、25.16 mg/kg,除Cr、Ni外,Cd、Hg、As、Pb、Cu含量的平均值均高于当地背景值.除Hg外的其他6种重金属存在含量超出GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》筛选值的情况.②研究区土壤中7种重金属的含量主要受到自然源、大气沉降与工业直接排放混合源、污水源和工业直接排放源的影响,贡献率分别为41.87%、33.10%、13.27%和11.76%.其中,自然源对Cr和Ni的贡献率较大,大气沉降与工业直接排放主要影响Cd和Pb,污水源和工业直接排放源分别对Hg和As的贡献最大.③UNMIX模型与空间分析方法的结合,一方面验证了受体模型的解析结果,同时也对土壤重金属的来源起到了补充说明的作用.研究显示,汝城县土壤重金属含量与工业活动关系密切,工业排放除直接对附近土壤造成污染外,通过大气沉降、河流输送对远距离土壤环境的影响也尤为突出.      

广西高砷区采矿业污染河流治理探讨

本文根据前期刁江水系重金属污染的调查研究结果,并参考国内外矿山固体废物处理处置以及河流重金属污染治理的研究进展,对刁江上游矿区尾砂综合利用以及刁江水系重金属污染治理进行探讨。本文讨论建议采取措施加强刁江上游矿区水土保持和生态恢复,对采矿和选矿尾砂进行综合利用,以减少尾砂排放;对于刁江水系重金属污染,建议对严重污染的河段沉积物进行疏浚处理,对疏浚沉积物进行综合利用,以减轻刁江水系污染和防治二次污染。     

矿山环境重金属污染的事故树分析

有色金属矿产资源的开采与利用过程不可避免地伴随着矿物化学组成和物理状态变化、重金属污染向生态环境释放和迁移的过程。笔者从采矿过程的分析入手,应用事故树分析方法研究了矿山环境重金属污染物来源,结果表明矿山环境重金属污染物的主要来源是尾矿库,因此矿山环境重金属释放迁移规律和重金属的污染治理与控制研究重点应针对尾矿库。     

大气降水中重金属的研究

人为源和自然源释放到大气中的重金属污染物,在大气降水作用下降落到地面,继而被土壤、水体或者浮游生物吸收,在生物链中富集,严重影响生态环境和人类健康。通过收集与整理国内外大气降水中重金属研究的相关文献资料,系统解析了大气降水中重金属的检测方法、基本化学特征及其对地表水、地下水、海洋生态系统以及土壤环境的影响,在此基础上指出了该领域研究的重点为大气降水对重金属元素在水圈、大气圈、岩石圈和生物圈中迁移规律的影响形式、影响程度和影响范围以及和其他元素相互作用的机理。     

城市土壤重金属污染来源研究

随着城市工业化和城市化进程的不断深入,人们越来越关注城市土壤重金属污染的问题.本文介绍了城市土壤的概念,城市土壤重金属污染的特征及其危害.重点从工业、交通、大气沉降、农用物资等自然和人为污染来源,探讨城市土壤重金属污染来源的种类和特点,并提出了城市土壤重金属污染的生物效应与食品安全、土壤重金属迁移转化规律、同位素地球化学示踪方法和城市土壤数据库建设等方面的研究展望,以期为城市土壤重金属污染的相关研究、环境改善管理和决策提供参考依据.     

淡水沉积物中重金属生物有效性的研究进展

淡水重金属污染已成为全球关注的热点环境问题之一。沉积物作为重金属的重要储库与污染内源,可对水环境质量及水生态系统产生严重危害。生物有效性是评价重金属生物可利用性及其毒性效应的关键指标,研究淡水沉积物中重金属的生物有效性与调控机制,有助于阐明重金属的污染机理及其生态环境效应,可为重金属的污染防治提供科技支撑。本文回溯了沉积物重金属生物有效性的定义内涵、发展历史,重点介绍了重金属生物有效性评价的主要方法、适用性及其优缺点,归纳了影响重金属生物有效性的主要因素与内在机制,概述了目前国内外典型河流、湖泊和水库等淡水水体沉积物中相关研究的最新进展。本文进一步指出,在今后研究中亟需整合现有分析方法,形成统一的沉积物重金属生物有效性评价指标与方法体系,并开展权威实验室比对研究。同时,应考虑不同淡水生态系统的区域差异性,采用生物监测方法与原位被动采样技术相结合,将生物配位体模型纳入重金属的生态毒理效应研究中。最终,依据不同淡水环境的特性,尽快建立相应的沉积物重金属质量基准,加强重金属环境污染的科学管理。