近岸海域沉积物重金属生态风险评价模型对比研究

重金属污染被认为是2l世纪影响人类生存与健康的重要环境问题,该类物质极易在近岸海域沉积环境富集,因此海洋沉积物重金属污染已成为人们关注的全球性的环境问题之一,而重金属生态风险评价则成为污染生态学研究的前沿。综述了重金属的形态及生物有效性、重金属污染程度评价方法、重金属生态效应评价法等3种典型生态风险评价方法,结合国内外研究现状对不同的生态风险评价的方法和技术手段进行对比研究,并讨论了相关模型的适用范围及局限性。主要结论如下：金属的赋存形态是基于操作定义的,采用不同的提取方法及提取过程中使用的不同试剂都会对分析结果产生影响;重金属污染程度评价方法难以反映沉积物中重金属的化学活性和生物可利用性;生态效应评价方法从重金属的生物毒性角度出发,反映了多种污染物的综合影响,但该评价方法没有考虑环境条件对元素地球化学分布的影响。因此,在进行近岸海域沉积环境重金属生态风险评价时,采用多种方法相结合的综合评价是解决实际问题的有效途径。     

中国主要城市土壤重金属污染状况及风险评估

城市土壤重金属会对生态环境和人体健康产生潜在危害。为研究我国主要城市土壤中重金属污染现状,本文搜集2007—2016年最新发表的关于我国城市土壤重金属污染的科研论文,筛选出23个城市10种重金属的污染信息,分析其含量分布特征,定量评估其可能存在的生态风险和健康风险。研究表明我国城市土壤重金属污染较为严重,工业越发达含量越高。Nemerrow综合污染指数法研究表明我国城市土壤重金属存在潜在的生态风险。健康风险评价表明,全国各城市土壤中重金属对人体有潜在的非致癌风险,儿童的非致癌风险高于成人,As和Cr是非致癌风险的主要来源。致癌风险研究表明,城市土壤重金属会对人体产生致癌效应。本研究可为我国城市发展提供借鉴。     

长江江苏段主干断面污染物健康风险评价

为掌握长江水环境中污染物的健康风险,选取长江江苏段5个主干断面,对其水环境中主要有机物、重金属及非金属元素硼进行了监测。利用水环境健康风险评价模型评价主干断面和污染物的健康风险,结果表明：在所评价的断面中,栖霞江段断面污染较严重,健康危害的风险相对较大,其次为姚港河口,这2个断面入江支流的污染贡献不容忽视。水中54种有机污染物、7种重金属和元素硼由饮水途径所致健康危害的个人年风险为130×10-14～253×10-6/a,风险较大的（>10×10-9）有苯并［a］芘、镉、铬、钒和PCB52。污染物对健康危害的年总风险仅为255×10-6/a,远低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值(50×10-5/a )。总体来看,长江江苏段主干断面水体中62种污染物污染所致的健康危害年风险度目前还处于很低水平,但风险较大的污染物的环境来源及相应的污染控制应引起管理部门的重视。研究结果可为长江沿线河流污染的有效控制,实现科学的水环境健康风险管理提供依据.     

南京城区黑臭河道底泥污染特征及生态风险评价

河道黑臭是目前我国许多城市面临的环境问题,研究其底泥中的污染物如有机质、氮磷和重金属的污染特征并据此进行生态风险评价,对城市黑臭河道的污染控制与生态修复具有十分重要的意义。选取南京城区内8条典型黑臭河道,采集其表层底泥样品进行分析,测得其中有机质、总氮、总磷的含量分别为0.75%～10.86%、0.05%～0.68%、0.04%～0.23%,三者之间呈显著正相关关系,表明了它们较好的同源性,应用沉积物质量标准评价发现,这3种污染物污染程度总体介于严重级与最低级之间,但氮磷的污染比有机质更为严重。底泥中6种重金属的平均含量均超过背景值,相关性分析结果表明Cu、Cr、Ni、Zn之间均呈极显著正相关关系,而重金属与营养物之间未发现较好的相关性,潜在生态风险评价结果表明底泥中重金属污染严重,84.2%的河道具有高潜在生态风险,各元素的潜在生态风险顺序依次为 Cd >Cu >Pb >Cr >Ni >Zn,Cd为主要污染物,具有很高潜在生态风险。与国内其他典型受污染水体相比,南京城区黑臭河道底泥中总氮、总磷与重金属Cd的污染更为严重。     

济南大杨庄水源地水质健康风险评价

为研究济南市大杨庄地下水源对人体健康的影响,用改进的健康风险评价模型,对该地下水源地污染物通过饮水途径进入人体产生的危害进行了评价。结果表明:化学非致癌污染物所引起的健康风险很小,供水能够满足要求,非致癌污染物中健康风险最大的是氟化物、其次是硝酸盐、铁、氨氮、亚硝酸盐。氨氮、硝酸盐污染物3年来有较大增长,应该是大杨庄水源地的优先控制污染物。     

有色冶金区土壤-蔬菜系统重金属污染特征及健康风险分析

采用对应采样方法研究大冶有色冶炼厂周围地区土壤、蔬菜中Cd、Cu、Pb和As的含量,并对蔬菜重金属污染状况、富集能力及健康风险进行了分析。结果表明,研究区土壤重金属污染严重,Cd、Cu、Pb和As平均含量分别达5.28、193.37、93.83和36.56 mg/kg,分别为湖北省对应元素土壤背景值的31.06、6.30、3.51和2.97倍,表现为以Cd为主的多种重金属共同污染。与《食品中污染物限量》(GB2762-2012)标准比较,蔬菜中Cd和Cu含量的样本超标率分别为68%和6%,而As、Pb的含量均不超标。蔬菜中重金属富集能力的排序为:CdCuAsPb,叶菜类蔬菜对Cd、Cu、Pb和As的富集系数均高于非叶菜类蔬菜。土壤和蔬菜重金属综合质量指数达10.07,为重度污染。研究区人群通过蔬菜摄入As、Cd的目标危险系数均大于1,存在As、Cd暴露的健康风险;成人和儿童食用蔬菜而摄入重金属的TTHQ分别为2.11~5.06和2.78~6.64,儿童比成人遭受的健康风险更大,并且距离冶炼厂越近,所遭受的健康风险越大。蔬菜中重金属的复合污染已使大冶有色冶炼厂周围居民面临潜在的健康风险。     

湖北大冶铜绿山矿区蔬菜重金属污染特征及健康风险研究

为了解湖北大冶铜绿山矿山周围地区土壤、蔬菜中Cd、Cu、Pb和As的含量水平、富集能力及通过蔬菜摄入导致的人群健康风险,采用对应采样方法采集矿山周围土壤、蔬菜样品共104件,利用ICP-MS测定上述样品中Cd、Cu、Pb和As的含量,通过综合质量评价法、富集系数和目标危险系数对研究区土壤-蔬菜系统中重金属的污染状况、富集能力及人群暴露的健康风险进行了分析。结果表明:研究区土壤重金属污染严重,Cd、Cu、Pb和As平均含量分别达2.56、363.23、121.25和35.96 mg/kg,分别为湖北省对应元素土壤背景值的15.06、11.83、4.54和2.92倍,表现为以Cd、Cu为主的多种重金属共同污染。与《食品中污染物限量》（GB2762 2012）标准比较,蔬菜中Cd、Cu和Pb含量的样本超标率分别为40%、6%和2%,而As的含量均不超标。土壤-蔬菜系统中重金属的综合质量指数达9.76,为重度污染。蔬菜中重金属富集能力的排序为：Cd > Cu > As > Pb,叶菜类蔬菜对Cd、Cu、As和Pb的富集系数均高于非叶菜类蔬菜。研究区人群通过蔬菜摄入As的目标危险系数均大于1,存在As暴露的健康风险;成人和儿童食用蔬菜而摄入重金属的总体目标危险系数分别为1.71~3.98和2.20~5.10,儿童比成人遭受的健康风险更大,并且距离矿山越近,所遭受的健康风险越大。蔬菜中重金属的复合污染已使大冶铜绿山矿山周围居民面临潜在的健康风险。 关键词： 铜绿山;蔬菜;重金属;健康风险;大冶     

天沙河沉积物中重金属污染特征与生态风险评价

采集天沙河表层沉积物,检测其中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb 6种重金属的含量,分别采用内梅罗指数法(NI)、地累积指数法、Hakanson生态风险指数法和淡水生态系统沉积物基准法(SQGs)对沉积物中重金属污染的特征和生态风险进行评价,并对几种评价方法进行比较。结果表明：鉴于各采样点重金属的污染特征,采用内梅罗指数法和Hakanson生态风险指数法所得结果一致,杜阮河段、白沙河段及天沙河上游污染较严重,天沙河中下游污染程度相对较低;就各重金属的污染特征而言,采用地累积指数法和Hakanson生态风险指数法所得结果基本一致,Cd和Cu污染较严重,其次是Zn、Ni、Pb、Cr;而采用SQGs法的风险评价与其它方法所得结果存在一定差异,其主要原因是SQGs法基于污染物的生物毒性效应,而其他方法多反映单一重金属污染效应或多种重金属综合污染效应     

江阴市典型河流沉积物重金属污染和风险评价

在摸清河流表层沉积物重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、As)含量的基础上,利用综合污染指数和地累积指数评价其污染状况,计算潜在生态风险和人体健康风险。结果表明,江阴市河流沉积物已经受到重金属污染企业和城市径流双重影响,Cu、Zn、Pb峰值在汛期,As、Cr峰值在非汛期;污染负荷指数和地累积指数评价结果显示非汛期污染略轻,地累积指数法引入背景波动参数而使其评价结果较乐观。重金属潜在生态风险都为轻微风险级别;致癌风险处于10~(-3)数量级,非致癌风险数量级为10~(-7),致癌风险为人体健康风险主要承担者。潜在生态风险汛期高,人体健康风险非汛期高,这可能是重金属元素对致癌风险以及生态风险的贡献不同所致。     

长江干流滨江水体As空间梯度变化与健康风险评价

重金属污染是世界各国河流面临的重要问题。长江是中国第一大河流,其在提供水资源、调蓄洪水及维持生态平衡等方面发挥重要作用。因此,有必要对其重金属污染状况进行研究。As是重要的致癌重金属,也是长江水体重要污染物之一。沿长江从上游至下游取水样,对长江滨江水体As空间梯度变化进行研究,并评价其健康风险。结果显示:As浓度整体呈从上游至下游增加的趋势。与已有研究比较显示,长江As浓度呈减小趋势。但As在一些点位(如芜湖市、池州市、东至县、常州、无锡、崇明岛等地区点位)存在较大致癌风险,需要引起特别关注。水体温度、离子浓度可能是影响水体As毒性的重要因子。研究结果可为长江水环境污染治理与保护提供基本依据。     

基于“四步法”的健康风险评价研究进展

随着社会的发展,人类向环境排放了大量的污染物,这些污染物会对人体健康产生一定的危害。为了定量评估各种环境介质(水、大气、土壤、食物等)中污染物的对人体产生的健康风险,各国提出了相应的健康风险评价模型,其中以NAS和USEPA所规定的"四步法"健康风险评价运用最为广泛。本研究综述了"四步法"针对于不同污染物、不同暴露途径、不同暴露人群的健康风险评价最新研究进展,并对计算过程中的不确定性评价进行阐述。在此基础上,分析目前"四步法"健康风险评价的不足,对今后健康风险评价提出展望。该研究可为更为准确的健康风险评估提供依据,具有一定的现实意义。     

江苏省浅水湖泊表层沉积物中重金属污染特征及其风险评价

为揭示江苏省浅水湖泊表层沉积物重金属污染特征,采集江苏省8个浅水湖泊的表层沉积物,测定了8种重金属的含量,并利用地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物重金属的污染现状以及潜在生态风险程度进行评价。结果表明:江苏省8个浅水湖泊表层沉积物中Mn、Zn、Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb的平均含量分别为634~1 031、66~138、76.0~97.5、39.2~56.3、25.2~50.1、9.9~27.1、0.15~2.98、24.6~51.6mg/kg。地积累指数法评价结果表明,Cd是江苏省8个浅水湖泊表层沉积物中最主要的污染物,Zn、Cu、As、Pb、Ni在一些湖泊为轻度污染,Mn和Cr处于无污染水平。Hkanson潜在生态风险指数法评价结果显示,各湖泊综合潜在生态风险程度的高低顺序为:长荡湖石臼湖白马湖滆湖高邮湖洪泽湖澄湖骆马湖,长荡湖达到严重生态风险水平,石臼湖存在重生态风险,白马湖与滆湖处在中等生态风险水平,而骆马湖、洪泽湖、高邮湖以及澄湖重金属污染则处于低生态风险水平。     

通吕运河河滩沉积物重金属及营养元素的季节性特征

城市河道污染物的季节性变化能够反映出人类活动的强度和方式,研究其规律能够有效地进行污染控制。通过对南通通吕运河河滩4个采样区域沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)和重金属含量的分析,研究城市河流的不同污染源段河滩沉积物营养元素和重金属的季节性含量一般特征。结果表明：在位于入江口的1号区域,营养元素和重金属含量的季节变化比较大, TN、TP、OM和重金属在冬季含量较高;在2号区域居民生活污染较多,Cu、Zn含量较高;3号区域受工业污染较为严重,Pb、Cr、Cd含量较高。由于外来污染源较多,2号和3号区域的污染物季节变化无明显规律。在人类污染物较少的4号区域,污染物含量较低,一般表现出冬高夏低的季节变化。TN、TP、OM与金属之间的相关性研究表明：TN和OM的相关性较好,有机质与重金属之间的相关性也较好。总体来看,城市河道的污染状况与人类活动密切相关。     

外秦淮河疏浚后底泥重金属污染与潜在生态风险评价

简要介绍了Hakanson的生态风险指数法,用该法对疏浚后外秦淮河南京市区段丰水期和枯水期采集的13处底泥样品进行分析,评价重金属对水域的污染程度及其对水域造成的潜在生态风险影响。结果表明,除清凉门大桥污染程度和潜在风险略高外,外秦淮河其他市区段底泥重金属污染程度及其对水域造成的潜在生态风险较低;疏浚后外秦淮河底泥中的重金属在短期内得到控制,一段时间后重金属污染仍然存在。对有效磷与重金属污染物之间的关系作相关分析,其中有效磷和全量铅之间的线性相关系数0963 5,说明磷与铅具有同源性。     

太原市兰村水源地水质健康风险分析评价

本文用一个简化的健康风险评价模型,对兰村水源地监测到的化学污染物进行了健康风险评价,结论如下:①兰村水源地非化学致癌污染物的健康危害指数远小于1,因此兰村水源地非致癌污染物通过饮食途径不会产生不利于健康的影响。②氟化物是太原市兰村地下水中对人体产生健康危害最大的污染物,但氟化物是天然背景所致。③硝酸盐和亚硝酸盐有可能是人为来源的氨氮进入地下水后氧化所致,应该引起警惕,它们浓度的变化表明人为污染物已经开始进入兰村水源地。     

我国城市土壤重金属污染及其治理研究进展综述

本文从城市土壤中重金属元素的污染来源、污染危害、污染空间特征、污染评价方法和治理方法等方面来对我国城市土壤重金属污染问题的研究进展进行综述,并提出了相关的治理对策建议。     

城市土地置换过程中土壤多环芳烃污染的健康风险评价

利用健康风险评价方法判定污染土壤是否需要修复或再次开发已成为一个新的研究领域。以某区域土地置换开发为案例,结合区域未来土地利用类型,采用健康风险评价模型对土壤多环芳烃（PAHs）污染可能给未来入住人群带来的健康风险进行初步评价。结果显示,在正常情况与极端情况两种暴露场合下,考虑直接接触不慎摄入、呼吸土壤尘和皮肤直接接触土壤3种途径,计算出的土壤PAHs污染的致癌风险相对较高,部分点位已经超过了人体健康可接受的致癌风险程度。且以敏感人群儿童为例,利用摄入量和风险评价反推得出,当土壤中PAHs含量低于634 μg/kg时,在极端情况下,儿童致癌风险可降低到可接受的致癌风险水平。随着环境管理工作的深入发展,在城市土地置换过程中应逐步加强环境健康风险评价方面的研究。     

鄱阳湖入长江口流域水体重金属分布特征及人体健康风险评价

通过采集鄱阳湖入长江口流域地表和地下水体，并对水体中重金属空间分布特征和来源进行分析，评价了水体重金属对人体健康风险。研究区水体主要阳离子为Ca²⁺,主要阴离子为HCO₃^-、SO₄^2-,地下水水化学成分的主要成因为水岩相互作用。地表水重金属平均浓度高低顺序为Cr>Fe>Zn>Pb>Cu>Mn, Cr浓度变化幅度最大，Cr与Fe在地表水中重金属总浓度中的贡献率最大，分别为54.36%和19.50%。地下水重金属平均浓度高低顺序为Mn>Fe>Cr>Zn>Pb>Cu。研究区重金属污染可能来源于研究区周围冶炼厂排污废水和城市工业排放的污废水。地表水体和地下水体中，Cr对人体健康的风险均最高。地表水体中Cr对儿童的HQ_der、HI>1,Pb次之。地下水体中，Cr对人体的HQ_der、HI>1,Mn次之。研究为鄱阳湖流域地下水资源保护与饮用水水安全提供科学依据。     

基于ANN的土壤重金属分布和污染评价研究

农田土壤重金属污染与备受关注的农产品安全问题有密切联系,因此对其进行研究意义重大。以江苏省南通市为研究区,利用采样点实测数据,借助神经网络模型(ANN)并结合3S技术对问题进行研究,从而对土壤重金属的空间动态分布进行描述,并对各个空间位点重金属的污染状况进行评价。结果表明,神经网络模型能够智能地学习各个样点的空间位置与该点各重金属含量之间的映射关系和预先设计好的分类评价模式,并能够稳健地对各个空间插值点处的重金属含量和各个位点的重金属污染状况进行预测和评价。结论显示,南通市大部分农田土壤重金属污染较轻,但也存在局部地区的严重污染。结论与实际情况相符,表明神经网络模型可以为农田土壤重金属的研究提供一个新的思路和方法。     

城市土地置换过程中土壤多环芳烃污染的健康风险评价

利用健康风险评价方法判定污染土壤是否需要修复或再次开发已成为一个新的研究领域。以某区域土地置换开发为案例，结合区域未来土地利用类型，采用健康风险评价模型对土壤多环芳烃（PAHs）污染可能给未来入住人群带来的健康风险进行初步评价。结果显示，在正常情况与极端情况两种暴露场合下，考虑直接接触不慎摄入、呼吸土壤尘和皮肤直接接触土壤3种途径，计算出的土壤PAHs污染的致癌风险相对较高，部分点位已经超过了人体健康可接受的致癌风险程度。且以敏感人群儿童为例，利用摄入量和风险评价反推得出，当土壤中PAHs含量低于634 μg/kg时，在极端情况下，儿童致癌风险可降低到可接受的致癌风险水平。随着环境管理工作的深入发展，在城市土地置换过程中应逐步加强环境健康风险评价方面的研究。