基于PMF模型及地统计的土壤重金属健康风险定量评价

为定量评估不同土壤重金属来源带来的人体健康风险差异,选取山东省章丘市为研究区,系统采集425处土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种土壤重金属含量,采用描述性统计特征评估土壤重金属富集状态,进一步利用受体模型正定矩阵分解法（positive matrix factorization,PMF）和地统计技术确定土壤重金属的来源及分配,最后基于重金属来源构建健康风险定量评估模型.结果表明：①表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量均超出背景值,但未超出农用地土壤污染风险筛选值,表明土壤重金属出现一定的富集.②土壤重金属来源可分为3类,Cr和Ni的空间分布大致相当,且与风化母岩空间分布趋势相近,为自然来源,Cd、Cu和Zn受道路运输控制为交通来源,空间分布上受道路布局影响明显,Hg、Pb和As元素含量高值区与工业区城区分布相对应,工业排放和燃煤加剧Hg在土壤中的富集,属于工业来源,其来源占比最大约为41.85%,交通来源和自然来源分别为33.79%和24.36%.③不同种元素在手口、呼吸和皮肤接触暴露途径下产生的非致癌与致癌风险处于可接受范围内,儿童最大致癌（36.53%）与非致癌风险（36.01%）的重金属来源均为工业源,而交通源是成人的最大致癌（34.98%）与非致癌风险（37.06%）来源,重金属来源和暴露途径的差异化规避是降低重金属健康风险的关键.     

闽北某新建水库周边土壤重金属生态与健康风险评价

为探究闽北某新建水库周边土壤重金属污染程度及存在的生态与健康风险,在该区域采集了10个具有代表性的土壤样品,用原子荧光、AAS和ICP-MS测定土壤中25种重金属含量,结果表明:除了Ni、Cr、Hg、Li、Sc、V、Co和Fe外,其余重金属不同程度超出福建省土壤背景平均值,其中Cd和Pb分别达到背景值的26.42倍和8.42倍;地累积指数法和潜在生态风险指数法的评价结果表明:Cd为偏重污染,表现出很高潜在生态风险,Pb为中度污染,表现出中等潜在生态风险,其余重金属无污染,5#百步溪A和7#百步溪B处于中等潜在生态风险,10#外屯村处于较高潜在生态风险,其余点位均为很高潜在生态风险;手-口途径摄入是土壤重金属引起非致癌风险的主要途径,总非致癌风险顺序为PbZnCrCuAsNiCdHg,其中手-口途径对儿童Pb的暴露风险值HQa为1.071,易对儿童健康造成危害,其余重金属风险值均小于1,不会对人体健康造成危害,Ni、Cr、As、Cd通过呼吸途径不具有致癌风险。     

无锡市锡山区棕(褐)地环境风险评价研究

以无锡市锡山区为研究区域,采用NAS四步法和潜在生态危害指数法对锡山区棕(褐)地存在的环境风险(人体健康风险和生态风险)进行评价.结果显示锡山区棕(褐)地对附近居民中的成人产生的健康风险中致癌风险为7.06′10-8,非致癌风险为1.21′10-1,对儿童产生的健康风险中致癌风险为1.16′10-7,非致癌风险为5.67′10-2,已接近风险可接受水平,其中重金属Pb和Cr在非致癌风险评价中贡献率较大;棕(褐)地对周围环境产生的生态风险已处于中度危害水平,重金属Cd产生的生态风险最为严重;在锡山区四大城市发展模块中,锡东新城存在的环境风险最大,安镇—羊尖新市镇和东港—锡北新市镇次之,存在的风险水平相近,鹅湖新市镇最小.     

河南省焦作市中小学土壤重金属污染状况及健康风险评价

以焦作市部分城乡结合部学校、市区学校以及农村学校为研究对象,测定其土壤重金属含量,并进行富集因子分析以及健康风险评价。结果表明:焦作市采样点学校土壤中Zn、Cr、Ni、Cu的平均含量分别为142、65、31、22 mg/kg,均高于河南省土壤背景值;土壤重金属污染程度呈现出城乡结合部学校城市学校农村学校。重金属富集因子分析表明除城乡结合部学校中希望实验学校Zn呈现出显著富集之外,其他学校土壤重金属整体污染比较轻微。焦作市学校土壤重金属对儿童的非致癌健康总风险(HI)排序为CrNiCuZn,但是均小于1,不存在非致癌健康风险;Cr的总致癌风险大于10~(-4),存在致癌风险,Ni的总致癌风险在10~(-6)~10~(-4)之间,其致癌风险在可接受范围。从不同途径看,致癌风险和非致癌风险均是表现为手口摄入皮肤摄入呼吸摄入;从不同的学校类型来看,致癌风险和非致癌风险均表现为城乡结合部学校城市学校农村学校。总体而言,焦作市部分学校的儿童存在一定的健康风险,应予以重视。     

香河县农田土壤重金属污染生态与健康风险评价

为系统研究河北省香河县农用地土壤重金属污染状况,网格法采集了288个点位的表层（0~20 cm）土壤样品,分析土壤样品中Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu和Zn这8种土壤重金属的分布特征,并采用单因子指数、内梅罗综合污染指数、地累积指数、潜在生态风险指数和人体健康风险指数评估其污染状况、生态风险和健康风险.结果表明：①香河县土壤重金属含量均低于筛选值,但存在较强的空间变异;富集因子分析表明有20.74%的Hg和0.33%的Cd呈显著污染,68.56%的Hg和20.40%的Cd呈中污染,其余重金属处于无~弱污染水平.②内梅罗综合污染指数超标率为8.68%,主要以点状分布在香河县西部与中部.③地累积指数评价表明土壤Cd、Pb和Zn污染相对严重,Hg污染最严重,达到中度污染及以上的点位占比为46.50%.④潜在生态风险指数表明土壤以中等和强潜在生态风险为主,占比分别为46.15%和37.46%,有1.34%点位达到极强潜在生态风险等级,达到中等及以上潜在风险程度的重金属为Cd和Hg.⑤土壤重金属健康风险较低,经任何暴露途径产生的非致癌风险大体均可以接受.相对而言,土壤Cr、As和Pb是各乡镇非致癌风险最大的3个贡献因子,土壤As是各乡镇主要的致癌风险因子.土壤重金属对儿童引起的健康风险高于成人,食物摄取为主要暴露途径.建议香河县针对各乡镇产业布局和土壤重金属含量、生态和健康风险差异,采取对应措施加强防控.     

基于模糊化的长株潭地区地下水重金属健康风险评价

健康风险评价是表征环境污染物对人体健康危害程度(或致死)的一种风险评价方法. 主要研究了长沙、株洲和湘潭三市地下水由于重金属污染而造成的人体健康风险. 采用模糊化原理将评价标准分为6个等级,即低风险、低～中风险、中风险、中～高风险、高风险以及极高风险,可直观地反映地下水中重金属所致健康危害的风险水平. 结果表明:2002—2006年长沙、株洲和湘潭三市地下水重金属所致健康风险水平较高;致癌重金属比非致癌重金属所致个人年均风险值大,其所致健康危害的风险大小依次为Cr6+＞As＞Cd;在重金属所致健康危害的总风险水平中,2002—2006年长沙的个人年均风险值处于逐年降低的趋势,而湘潭和株洲的个人年均风险值都出现了先增高后降低的趋势,这可能是由于近年来长株潭地区加强了地下水的监测与污染防治工作所致.      

辽宁省铁法矿区土壤重金属污染健康风险评价

在辽宁省铁法矿区采集了33个土壤样品,对样品中重金属含量进行了测定。根据测试结果,分析了铁法矿区土壤中重金属含量分布特征。采用化学致癌物和躯体毒物质健康危害风险模型进行健康风险评价,并引用重金属评价等级体系分别对成人和儿童健康风险水平进行具体分析,得出以下结论：铁法矿区土壤中各种重金属元素均属于强变异,表明人类活动对该矿区土壤重金属含量产生了较大影响。矿区土壤中Cd含量超过国家一级标准值,但是并未造成较高的年均风险值。开采时间越长的矿区,年均风险值越大。致癌重金属的年均风险值较大,三种致癌重金属风险大小依次为Cr6＋〉As〉Cd;成人年均风险值处于Ⅰ、Ⅱ两个等级,在同一矿区儿童年均风险值要比成人年均风险值普遍高出两个等级,表明土壤中重金属元素对成人身体影响不大,对儿童影响较严重。     

基于源导向的土壤重金属风险评价及管控因子分析

量化重金属来源风险可以识别主要污染源,为减轻土壤重金属对生态和人类健康风险提供科学依据.以桂北某铅锌矿流域浅层土壤为研究对象,利用潜在生态风险评价（RI）和人体健康风险评价（HRA）进行生态和人体健康风险评价,利用绝对主成分-多元线性回归受体（APCS-MLR）模型和随机森林模型进行土壤重金属源解析,最后结合RI、HRA和APCS-MLR组成联合风险评价模型量化土壤重金属来源风险.结果表明,ω（Pb）、ω（Zn）、ω（Cu）和ω（Cd）均值分别为342.77、693.34、61.27和3.08 mg·kg^-1,含量均超出农用地土壤环境筛选值,存在一定程度的污染;Pb、Cr和As是主要健康风险影响因子,对儿童的健康风险要高于成年人;源解析结果识别出矿山开采活动（来源Ⅰ）、成土母质及原生地层（来源Ⅱ）和未知源,其中Pb、Zn、Cu和Cd主要由来源Ⅰ,Cr和As主要由未知源和来源Ⅱ贡献;土壤重金属来源风险评价结果表明,潜在生态风险和非致癌风险主要由来源Ⅰ和来源Ⅱ贡献,而致癌风险主要由未知源贡献;未知源在来源解析和风险评价均占有较高比例,应对其进一步研究,为土壤重金属防治提供科学依据.基于源解析的联合风险评价模型,注重不同来源的风险特征,精准查明高风险污染源,是一种更为合理可靠的风险评价方法.     

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.      

长沙市近郊莲花镇土壤重金属生态风险评价

选择长沙市近郊的莲花镇作为研究对象,采集了镇域范围内54个土壤样品,运用综合的生态风险评价方法对Hg、Cd、As、Pb、Cr5种土壤重金属元素污染程度及对人体的健康危害程度进行评价。结果表明:1)5种重金属元素的污染程度排序为Cd>Hg>Pb>As>Cr,Cd呈现重度污染;Cd和Pb空间变异显著,其来源受人为干扰程度高。2)5种重金属元素的潜在生态危害排序为Cd>Hg>As>Pb>Cr,Cd和Hg处于强生态危害程度,是研究区域土壤重金属污染的主要因子;研究区域综合潜在生态风险达到强生态危害等级。3)"手-口"摄入是土壤重金属暴露的主要途径,儿童的非致癌暴露剂量远大于成人。5种重金属对儿童和成人所产生的非致癌风险商和非致癌风险指数均<1,不存在非致癌健康风险。4)Cr的致癌风险指数>10^-4,具有极高的致癌风险;Cd和As的致癌风险指数为10^-6～10^-4,处于可以接受的风险范围。Cr、As的污染有不断加剧的趋势,成为影响人体健康的主要因子,应引起关注。     

安阳市大型工业区和周围社区土壤中重金属污染特征及健康风险评价

为了解安阳市大型工业区和周围社区表层土壤中重金属元素的分布特征和健康风险,用ICP-OES测定了样品中9种重金属元素的含量.结果 表明:Zn、Cu、Pb、Mn、As、Cd、Cr、Co和Ni在社区表层土壤中的平均浓度为71.0、25.6、43.2、548、118.4、0.71、59.5、18.8、24.5 mg/kg;在...     

北京市饮用水源水重金属污染物健康风险的初步评价

对北京市城区8个区和郊区10个区、县120个样点的饮用水中Cu, Hg, Cd和As的浓度进行了调查研究,并应用目前美国环保局推荐的健康风险评价模型对北京市各区县饮用水中重金属所引起的健康风险作了初步评价.结果表明,城区8个区和郊区10个区、县重金属的平均浓度范围分别为Cu:0.81～6.96 μg·L^-1,Cd: 0.34～0.82 μg·L^-1,Hg: 0.10～0.74 μg·L^-1,As: 0.19～3.02 μg·L^-1.通过饮水途径所致健康风险中,As在通州区所引起的致癌风险最大(2.0×10^-5·a^-1),Cd在昌平区的致癌风险最大(2.3×10^-6·a^-1), 但均低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的通过饮水途径最大可接受风险水平(5×10^-5·a^-1);在北京市通过饮水途径引起的非致癌健康风险中,Hg的风险最大,Cu次之,但是两者风险水平均在10-8～10^-9·a^-1,远低于ICRP推荐的最大可接受风险水平.     

基于污染场地土壤中重金属人体可给性的健康风险评价

模拟测试土壤中重金属在人体胃肠系统中的溶解量(即人体可给量),并以此作为暴露剂量进行健康风险评估,能在一定程度上克服基于总量评估导致结果过于保守的问题. 该文综述了国内外目前已有的可给性测试方法,着重介绍了PBET(physiologically based extraction test)、SBET(simplified bioaccessibility extraction test)、RIVM(rijksinstituut voor volksgezondheid en milieu)及UBM(the unified bioaccessibility method)这4种常用方法的原理及主要参数取值;对目前测试方法在参数(pH、提取时间、提取液组分)取值、模拟过程与环境(消化过程、模拟环境、食物、微生物)存在的问题进行了分析;进一步介绍了基于重金属人体可给性的健康风险评估方法. 建议应在以下4个方面进一步开展研究:①基于我国人体胃肠生理特征建立土壤中重金属可给性的标准测试方法;②研究影响重金属可给性的关键因素并建立经验预测模型;③结合in vivo测试,验证方法的准确性,耦合结肠癌细胞跨膜转运测试模型,研究测试重金属的人体有效性的标准方法;④建立基于重金属可给性的层次化风险评估方法,完善现有风险评估技术导则.      

株洲市农田土壤重金属生物可给性及其人体健康风险评估

在我国湖南株洲市采集42个农田土壤样品,利用SBET(simple bioavailability extraction test)方法研究土壤中重金属生物可给性,探讨了其与土壤理化性质之间的关系,并采用目前常用的人体健康风险评估方法,评估了该地区土壤重金属经口腔摄入后对人体的健康风险. 结果表明:研究区土壤中Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb总量(以w计)分别为101~407、22.9~139、64.0~2286、5.80~137、0.310~26.4和17.9~691mg/kg,生物可给量(以w计)分别为3.80~38.1、1.96~106、5.06~1516、0.160~53.6、0.140~21.3和10.8~570mg/kg. 不同重金属的生物可给性差异很大,生物可给性平均值为Cd(66.0%)>Pb(59.0%)>Cu(44.9%)>Zn(35.8%)>As(16.9%)>Cr(5.72%). 采用统计学上的显著模型,可通过土壤重金属总量、pH、w(OM)(OM为有机质)和w(TC)(TC为全碳)较好地预测该地区土壤重金属的生物可给量. 儿童的HI(总非致癌风险)和TCR(总致癌风险)均高于成人,HI和TCR平均值分别约为成人的8.0和1.5倍. 用土壤重金属总量评估经口摄入途径的风险高估了实际的人体健康风险,用重金属生物可给性进行调整后风险显著降低,HI和TCR平均值分别降低了71%和74%. 但用生物可给性进行调整后仍有部分采样点的HI或TCR超过风险阈值,需要引起特别关注.      

大气颗粒物及降尘中重金属的分布特征与人体健康风险评价

为了解PM_(2.5)、PM_(10)和降尘中Cu、Mn、Pb、Ti、V、Cd、Cr、Co、Mo、Ni等10种重金属元素的分布特征及人体健康风险,利用大流量颗粒物采样器采集了北京城区某地四季大气中PM_(2.5)、PM_(10)及降尘样品,用ICP-MS测定了上述10种金属元素的质量浓度.结果表明,PM_(2.5)和PM_(10)的年均质量浓度分别为153.40μg·m~(-3)和232.93μg·m~(-3),超出GB 3095-2012中二类环境功能区标准限值的5倍和3倍;PM_(2.5)/PM_(10)的均值为0.74,表明大气颗粒物中以粒径小于2.5μm的颗粒为主;后向轨迹分析结果表明外源颗粒物的来向随季节变化而改变,冬、春、夏、秋季主要来向为西北、北-东北、东南、东南-西北.PM_(2.5)和PM_(10)中10种元素的年均质量浓度从高到低依次为TiMnPbCuCrNiVCdMoCo,其中Ti、Mn、Pb、Cu和Cr这5种元素占10种目标元素总质量浓度的91.93%和92.49%.除PM_(10)中Cd年均质量浓度(6.53 ng·m~(-3))高于GB 3095-2012限定值(5.00 ng·m~(-3))外,其他元素的质量浓度均不超标.降尘中各元素的含量由高到低依次为TiMnPbCuNiCrVCoMoCd,Ti(2561.48μg·g~(-1))占所有元素的质量分数为72.57%,地累积指数(Igeo)结果表明,Cd(4.03)属重度污染,Pb(2.49)介于中度污染和重度污染之间,Cu(1.33)属中度污染,Ni(0.43)属轻微污染.重金属的致癌健康风险(10-4)和非致癌健康风险(1),均处于较低水平,短期内不会对人体健康造成威胁,但不能忽视长期处于此环境所带来的健康危害.     

东江流域典型乡镇饮用水源地重金属污染健康风险评价

为阐明东江流域典型乡镇饮用水源地重金属污染物的分布特征与风险水平,对研究区域内9个区县45个水样中的常规水质指标和铁、铜、锰、锌、砷、铬、汞、铅、镉等金属污染物浓度进行了分析检测,并应用美国环境保护署推荐的环境健康风险评价模型,对不同类型的水源地进行了健康风险评价.结果表明,该研究区域的金属致癌风险较高,其中最高的致癌风险来自水库中的铬,成人和儿童分别达到1.14×10-4.a-1和2.14×10-4.a-1,江河、水库和地下水的金属总致癌风险超过了ICRP推荐的可接受风险水平5.0×10-5.a-1;该区域金属非致癌风险较低,均在EPA推荐的可接受范围内.该研究区域金属污染物的优先控制顺序为铬>砷>铅>铁>锌,饮用水源地的风险值排序为水库>江河>地下水>山泉.     

漓江流域水体中重金属污染特征及健康风险评价

为了解漓江流域水体中重金属污染水平,在2019年5月对漓江干流采集62个表层水样,对水样中As、Cd、Cr、Mn、Cu、Zn、Hg、Co和Sb这9种重金属的浓度进行了分析检测,运用美国环境保护署(US EPA)推荐的健康风险评价模型对其引起的健康风险进行了初步评价.结果 表明,水样中重金属平均浓度顺序为:Mn ＞Zn＞...     

贵州遵义高坪水源地岩溶地下水重金属污染健康风险初步评价

健康风险评价是定量描述污染物对人体健康产生危害的重要方法. 对贵州省遵义市高坪水源地岩溶地下水21个采样点中Cd,Cr,Pb和Cu的含量进行了调查研究,并应用目前美国环境保护局(USEPA)推荐的健康风险评价模型,对该地岩溶地下水中重金属所引起的健康风险做出初步评价. 结果表明:研究区内丰水期健康危害的个人致癌风险最大值为3.52×10-5 a-1,没有超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的通过饮水途径最大可接受风险水平(5.00×10-5 a-1);枯水期各采样点的个人致癌风险值为10-8～10-7 a-1,远低于ICRP推荐的最大可接受水平. 丰水期的健康风险明显大于枯水期,重金属Cr是产生风险的主要污染物.