典型养殖型湖泊中的重金属含量及健康风险特征——以宿鸭湖为例

为评估典型水产养殖型湖泊中的重金属含量水平及其人体健康风险特征,系统采集并测定了宿鸭湖湖水、周边地下水、沉积物及鱼体中的重金属含量.在此基础上计算了不同重金属在不同介质间(湖水-鱼体、湖水-沉积物及沉积物-鱼体)的转移因子,并通过健康风险指数计算定量分析了宿鸭湖水生态系统中重金属对人体的健康影响,以及不同暴露途径的风险贡献率.结果表明:Zn、Ba和Sr在不同介质体内含量均较高,而Sn和Cd的含量均比较低.Cr和Zn在鱼体中的均值含量超过WHO鱼类产品中重金属的含量限值,具有潜在毒性;湖水和地下水中的所有重金属浓度均低于饮用水标准中的相关限值;部分沉积物样品中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb含量超出环境保护部《土壤环境质量标准》(GB15618—2008)自然背景值,但低于美国华盛顿州沉积物化学标准(WAC 172-204-320)中的含量限值,已构成轻微污染.不同介质间的转化因子分析表明,鱼体对湖水中的Zn、Sr、Ba、Cu、Cr、Ni、Co、Sn和Cd均存在富集作用;但除Zn以外,鱼体对沉积物中的其他重金属无明显的富集作用;宿鸭湖水生态系统中的重金属Cr对人体的HRI值为1.6,其健康危害效应不可忽视;食用鱼类是导致Cr人体健康危害的主要途径,贡献率高达94%;最后,与非养殖型湖泊相比,宿鸭湖水库中鱼体内Pb和Cr的含量明显偏高,且重金属从湖水到沉积物的转移因子明显偏高,而从湖水到鱼的生物浓缩因子相对较低.     

相平衡分配法在滇池沉积物环境质量评价中的应用研究

对滇池8个采样点沉积物固相和间隙水中的金属含量进行分析测定,用实测方法计算Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As等7种金属在滇池沉积物中的分配系数Kp,利用相平衡分配法和国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)中的Ⅲ类水质标准确定了滇池沉积物环境质量基准重点探讨了沉积物中的细颗粒物质(＜63μm)、酸可挥发性硫化物(AVS)、有机碳(TOC)等主要金属结合相对基准的校正方法.通过对118个样点沉积物中各金属的含量与确定的滇池沉积物环境质量基准值进行比较,结果表明,滇池沉积物存在较为严重的As、Cu、Zn、Cr污染,Pb、Cd污染有扩大的趋势.在外源污染得到控制、水质得到改善的情况下,滇池沉积物会成为内在的金属污染源.     

城乡交错区农田土壤重金属总量及形态空间分布特征与源分析--以河南省某市东郊城乡交错区为例

开展城乡交错区农田土壤重金属空间变异及其源解析研究,对于维护农田生态系统健康与合理进行土地利用规划具有重要意义.以河南省某市东郊城乡交错区为例,采用200 m×200 m网格布点法采集表层土壤样品共259个.用ICP-MS测定了土壤重金属(Cd、Zn、Pb、Cu、Cr和Ni)含量,基于Arcgis10.1采用IDW插值法分析研究区表层土壤重金属空间变异特征,并结合Tessier的形态提取法分析不同区域重金属的来源特征.结果表明:研究区表层土壤中重金属Cd、Zn、Pb与Cu的含量变异性较为显著,且明显高于对照区.空间分布上,在化工厂与排污河附近存在明显的高浓度区,污灌与化工厂等排污河水的侧渗是造成农田污染的首要原因,化工企业的降尘对农田污染起到了耦合效应;且在这些区域重金属Cd、Zn、Pb和Cu的非残余态含量较高,具有较高的活性和生物可利用性,存在较高的潜在健康风险.而本研究未发现火电厂周围和铁路两侧等农田土壤中有明显的重金属积累现象,且在这些样区重金属多以较稳定的形态存在,活性较低,存在较低的潜在健康风险.除工业源、交通源外,农业源中化肥的不同施用量对土壤中重金属的空间差异也产生了一定的影响.     

河南某污灌区土壤-作物-人发系统重金属迁移与积累

开展污灌区土壤-作物-人发系统(SCHS)重金属迁移与积累研究,对于维护农田生态系统和人体健康具有重要意义.以河南某污灌区为例,采集土壤和小麦籽粒样品各27份、人发样品355份,用原子吸收法测定Cu、Zn、Pb、Cd含量,用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法测定As含量,开展重金属在SCHS中的迁移与积累探讨.结果表明,污灌区土壤和小麦籽粒发生了不同程度的重金属污染.土壤Cu、Zn、Pb、Cd和As平均含量分别为40.63、203.47、22.10、1.84、26.87 mg·kg-1,小麦籽粒中上述重金属平均含量分别为10.10、25.83、0.87、0.56、0.35 mg·kg-1,都高于对照区.污灌区人发中上述重金属平均含量分别为14.11、143.13、13.24、0.19、1.97 mg·kg-1,高于对照区,人发多数重金属含量随年龄增长呈增加趋势,男性高于女性.污灌区人发对小麦籽粒重金属的富集系数(BAF人发/小麦)远大于小麦籽粒对土壤重金属的富集系数(BAF小麦/土壤),人发对大多数重金属的放大作用显著.在SCHS中,大多数重金属沿土壤→小麦籽粒→人发的迁移与积累曲线呈不规则"V"形,长期污灌样点的土壤和小麦籽粒重金属污染程度、人发重金属含量都高于"清污"混灌的样点.     

淮河流域典型癌病高发区土壤和地下水重金属积累及健康风险

分别采集淮河沿岸某癌病高发区土壤和地下水样品,分析和探讨了土壤和地下水重金属的含量、分布和季节变化,以及土壤和地下水重金属积累的生态与健康风险.结果表明,除Zn外,土壤和地下水重金属含量旱季均高于雨季,癌病高发村庄高于其他村庄,河流污染是沿岸土壤和地下水重金属积累的主要原因.除土壤Cd达到中度潜在生态风险外,土壤中其余重金属的潜在生态风险总体为轻微级.癌病高发村庄居民饮水中重金属致癌和非致癌健康风险明显高于其他村庄居民,均为其他村庄居民的2倍以上,其中,重金属非致癌健康风险达到93.09×10-10a-1,接近国际健康组织推荐的最大可忽略风险,重金属致癌健康风险达到27.82×10-5a-1,分别为ICRP和US EPA推荐的最大可接受风险的5倍和2倍以上.各种重金属中,Pb和Cr是主要的非致癌健康风险因子,Cr是主要的致癌健康风险因子.癌病高发村庄土壤和地下水重金属积累明显,存在较高的饮水重金属暴露健康风险.     

沙颍河流域典型癌病高发区土壤硝态氮对地下水和蔬菜硝酸盐积累的影响

在作物生长期、收获期和收获后采集土壤、地下水和蔬菜样品,探讨癌病高发区土壤硝态氮对地下水和蔬菜硝酸盐积累的影响,以及由此引发的健康风险.结果表明,氮肥施用和灌溉是造成沿岸土壤、地下水和蔬菜硝酸盐积累的主要原因.受到河流氮污染影响,灌溉用水中氨氮和硝态氮经过灌溉-蒸发和淋溶过程的反复交替,向土壤和地下水迁移,引起土壤、地下水和蔬菜硝酸盐的积累.紧邻沙颍河的癌病高发村庄,土壤、地下水以及蔬菜硝态氮积累均明显高于全区平均水平.土壤在作物生长期和收获后分别达到149.01 mg·kg-1和31.70 mg·kg-1,其中多年菜地土壤硝态氮积累最为突出,分别达到276.44和68.26 mg·kg-1.作物生长期地下水硝态氮平均含量达38.32 mg·L-1,超标近3倍,叶菜类蔬菜硝酸盐平均含量高达3269.04 mg·kg-1,超出允许含量1倍以上.癌病高发村庄居民存在突出的饮水和蔬菜硝酸盐暴露健康风险.     

河流沉积物中反硝化细菌的分离及脱氮除磷研究

采用常规细菌分离方法,从河流沉积物中筛选出20株具有反硝化作用的细菌菌株,研究了其反硝化强度,对反硝化强度最大的菌株进行了鉴定,并进一步研究了其不同浓度下脱氮除磷的性能.结果表明,筛选的菌株均具有一定的脱氮能力,但不同菌株的脱氮能力不同,反硝化强度在50%以上的有10株,其中F10菌株的脱氮能力最强为63.2%,通过形态学、革兰氏染色结合16S rDNA序列同源性分析鉴定,其鉴定结果为粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）;不同浓度的F10净化生活污水,其中100　mg/Ｌ的处理效果最好,在第10d时,总氮、总磷的去除率最大,分别为76.2%、93.8%.     

沙颍河流域典型癌病高发区居民硝酸盐和亚硝酸盐暴露及健康风险

为了解沙颍河流域典型癌病高发区居民硝酸盐和亚硝酸盐暴露状况和健康危害,通过采集饮水和蔬菜样品,调查和计算不同人群硝酸盐和亚硝酸盐暴露途径和暴露剂量,对居民硝酸盐和亚硝酸盐暴露的健康风险进行评估.结果表明,受到沙颍河污染的影响,饮水和蔬菜暴露剂量中,癌病高发村庄居民雨季硝酸盐暴露剂量的54.57%和亚硝酸盐暴露剂量的93.77%来自饮水.癌病高发村庄、镇区和其他村庄居民饮水及蔬菜的NO_3~--N年均暴露剂量分别达到2.052、1.457和1.028 mg·kg~(-1)·d~(-1),均超过了0.836 mg·kg~(-1)·d~(-1)的日允许暴露剂量(ADI),癌病高发村庄居民雨季的NO_3~--N最高暴露剂量达到4.594 mg·kg~(-1)·d~(-1),健康风险达到4.11×10~(-8)a~(-1),存在明显的硝酸盐暴露健康风险.除癌病高发村庄居民在旱季存在饮水亚硝酸盐直接暴露的健康风险外,研究区居民饮水和蔬菜亚硝酸盐直接暴露的健康风险总体上不明显.癌病高发村庄居民硝酸盐及亚硝酸盐暴露的健康风险明显高于区内其它居民.硝酸盐是癌病高发村庄居民健康风险的显著危害因子,较高的硝酸盐暴露剂量及其在体内的转化,可能成为癌病高发的因素之一.     

沙颍河流域典型癌病高发区水体硝态氮污染及健康风险

分别在雨季和旱季对癌病高发区地表水和地下水进行采样分析,探讨该区域地表水和地下水NO~-_3-N和NO~-_2-N污染状况、季节变化和空间分布特点,以及相应的健康风险.结果表明,雨季地表水和地下水NO~-_3-N含量明显高于旱季.受污染沙颍河水的影响,沿岸癌病高发村庄饮水井雨季NO~-_3-N污染严重,平均含量达到38.32 mg·L~(-1),超标近3倍,而旱季则存在NO~-_2-N污染,平均含量达到0.69 mg·L~(-1).研究区癌病高发村庄居民存在饮水NO~-_3-N暴露的健康风险,其年平均健康总风险达到1.02×10~(-8) a~(-1),为其他村庄居民的6倍以上,饮水NO~-_3-N污染是癌病高发村庄居民的健康危害因素.