典型生态脆弱区水库周边大气降尘重金属风险评价及APCS-MLR模型溯源

为评估生态脆弱区大气中重金属的健康风险状况及污染来源,以锡林郭勒盟大河口水库周边为研究区,2021~2022年对布设的12个大气降尘监测点进行为期1a的采集工作,共收集到样品144份,测定Cr、Ni、Pb、Cu、Zn、Mn、As和Cd共8种重金属的含量,运用潜在生态指数（E_rⁱ）和健康风险评价模型评估大气中重金属对生态安全和人体健康的风险水平,利用富集因子分析法,主成分分析法及绝对主成分-多元线性回归（APCS-MLR）受体模型定性与定量地解析研究区大气重金属污染来源.结果表明：①研究区全年大气降尘重金属综合潜在生态风险均值属于强生态风险,各重金属元素中仅Cd元素处于极高风险程度,其余均为轻微风险.②健康风险评价结果表明,手口途径和皮肤接触途径摄入是引起非致癌风险和致癌风险的主要暴露途径,儿童在个别月份存在非致癌风险与可接受的致癌风险,其中As元素是非致癌风险与致癌风险的主要贡献来源.③通过富集因子分析、主成分分析和APCS-MLR受体模型计算表明：风沙扬尘源占比最大,为37.82%,煤炭燃烧与交通源对Cu、Cd、Pb和Zn的贡献率分别为：73.01%、40.22%、70.31%和32.82%;采矿活动对As贡献率为42.59%;工业源对Cd元素的贡献率为22.01%;人类其他活动源对Cd、As、Pb和Zn的贡献分别为：21.12%、34.40%、23.04%和32.15%.     

桂西北矿区道路灰尘重金属污染及健康风险评价

以桂西北典型矿区周边村屯为研究区域,采集道路灰尘样品28个,测定重金属Cd、As、Pb、Cu、Zn含量,并应用美国环保署(U.S.EPA)人体暴露风险评价方法,评价人群在吸入、摄食及皮肤接触3种途径下摄入灰尘的健康风险。结果表明,研究区道路灰尘中5种重金属均超出广西土壤环境背景值,其中Cd平均值超出背景值的950倍,其次As、Zn、Pb、Cu分别为347、91、52、25倍。道路灰尘的重金属非致癌总风险,儿童为247.58,成人为34.36,远远超出安全阈值1.0。As的致癌风险为9.29×10-6,存在致癌风险。不同途径重金属慢性每日平均暴露量排序为:手-口摄入途径皮肤接触途径呼吸摄入途径。     

用RBCA和CLEA模型推导土壤中苯并[a]芘的标准值

我国现行土壤环境质量标准中尚未包含苯并[a]芘(B[a]P). 分别应用2种国际上认可的RBCA和CLEA模型,获取了土壤中B[a]P的标准值,并对2种模型的计算结果和取值进行了比较. 结果表明,在目标风险水平设定为10-5时,RBCA和CLEA模型计算的住宅用地土壤B[a]P标准值分别为0.83和1.21 mg/kg;工业用地标准值分别为4.10和26.30 mg/kg. 2种模型住宅用地的标准差异不大,且与其他国家的标准水平基本接近;工业用地的标准差异较大,其中RBCA模型的结果更接近于其他国家标准,而CLEA模型的结果则明显偏高. 造成2种模型计算结果差异的原因主要来自于两方面,即模型的方法原理不同导致的暴露量计算差异以及采用的毒理学数据来源不同导致的数据水平差异. 2种模型暴露途径解析的结果均表明,经口摄入和皮肤接触是土壤污染物B[a]P人体暴露的主要途径,而口鼻吸入导致的暴露量很小.      

上海地表灰尘重金属污染的健康风险评价

对上海中心城区文教区、居民区和城市广场等儿童日常活动区域代表样点进行定期采样,共采集48个地表灰尘样品,应用美国EPA人体暴露风险评价方法对地表灰尘重金属进行健康风险评价.结果表明,研究区域地表灰尘重金属污染较为严重,Zn、Pb、Cu和Cd平均值分别为上海市土壤背景值的6~8倍,Cr和Ni超出2~3倍.暴露模型计算表明,重金属慢性每日平均暴露量为手-口接触摄入量＞皮肤吸收量＞吸入空气量,经手-口接触行为直接摄入是儿童地表灰尘暴露风险的主要途径.重金属非致癌风险Pb＞Cr＞Ni＞Cu＞Zn＞Cd,均小于非致癌风险阈值1,对人体不会造成健康危害;致癌重金属致癌风险Cr＞Ni＞Cd,均低于癌症风险阈值,表明不具有致癌风险.     

珠三角地区大气PM2.5中重金属污染水平及健康风险评价

采集了珠三角地区2014—2015年冬、夏两季的环境空气PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离体质谱仪(ICP-MS)测定了样品中的重金属含量,并采用US EPA环境健康风险评价模型,对其健康风险进行了评估.结果表明:环境空气中重金属元素Pb、Cu、Zn、Cd、As、Ni、Cr的浓度分别为11.1~183.0、48.5~406.0、110~1218、0.2~14.4、3.5~77.0、0.38~18.90、2.89~93.20 ng·m-3,浓度大小顺序为:ZnCuPbAsCrNiCd;除As外,其余重金属浓度均表现为冬季高于夏季.元素As经皮肤黏滞及口腔摄入的非致癌风险值均在安全范围内,但经呼吸途径暴露存在非致癌风险;Cu、Zn、Cd、Cr经3种途径暴露不存在非致癌风险;元素Pb、As、Cd、Cr经皮肤黏滞及口腔摄入的致癌风险均值尚在安全值范围内,但经呼吸暴露存在致癌风险;元素Ni经3种途径暴露不存在致癌风险.对于综合危害指数(HI),除As外,其他金属元素的HI值均低于安全值,各金属元素的HI值大小顺序为:AsCdNiCr.研究表明,在珠三角区域环境空气PM_(2.5)中,元素As、Cr存在一定的健康风险.     

不同模型在焦化厂PAHs健康风险评估中的应用

为研究不同模型在焦化厂多环芳烃(PAHs)健康风险评估中的适用性,该研究选择了国内外常用的3种污染场地健康风险评估模型,分别为终生致癌风险增量(ILCR)模型、RBCA模型及《建设用地土壤污染风险评估技术导则》中推荐使用的RAG-C模型。针对焦化厂13种PAHs进行健康风险评估。分析不同模型评估结果的差异和原因,推测不同模型适用的范围。由研究结果可知,计算致癌风险时,ILCR模型可应用于开放式焦化厂进行保守简单的PAHs健康风险评估;相较于RBCA模型,RAG-C模型更适用于有房屋建筑需考虑室内外不同暴露途径的情景或呼吸途径是主要暴露途径的情景。计算非致癌风险时,从口摄入和皮肤接触是主要暴露途径,RBCA模型较合适;呼吸途径是主要暴露途径时,RAG-C模型更科学合理。     

不同土地利用类型土壤重金属生态风险与人体健康风险

采集龙口市北部平原区5种土地利用类型表层土壤,检测5种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd和As)的含量.在初步了解土壤重金属污染状况的基础上,利用调整评估阈值以后的Hakanson潜在生态风险评价模型和修正参数后的健康评估模型,评价该区由土壤重金属引起的潜在生态风险和对人体健康带来的风险.结果表明,本研究中的5种重金属含量均超过背景值;Cd元素的潜在生态风险高而复杂,在水浇地、果园和裸地中主要为二级风险,城市工业用地和采矿用地以重度风险为主,As元素在每种地类中一级和二级风险基本相当,其余3种重金属各地类的轻微风险面积占比都在70%以上; 5种元素的综合生态风险在除裸地外的地类中多为三级风险,城市工业用地及采矿用地四级风险的面积占比相对较大;该区5种土壤重金属对人体健康存在非致癌和致癌风险,成人和儿童由Pb元素引起的非致癌风险以经口摄入为主要途径,且致癌重金属As对这两类人群的致癌风险的暴露途径亦是经口摄入.     

安庆市降尘重金属的污染评价与健康风险评价

为探究安庆市降尘重金属污染程度及存在的健康风险,在市区设置48个采样点采集降尘,分析降尘重金属含量.结果表明:安庆市降尘中Cu, Zn, Pb, Ni, Cr, As, Cd含量平均值分别为134.1,640,128.9,55.4,128.7,63.9,2.98mg/kg.富集因子分析显示:Ni和Cr为轻微富集,Cu, Pb, As的富集因子较高,Zn和Cd为极强富集,其富集指数分别达到10.25和29.53.地积累指数评价平均生态危害表明:Cr和Ni属于轻度污染,Cu, Pb,As处于偏中度污染到中度污染之间,Zn属于中度污染,部分地区达到重度污染,Cd处于重污染到严重污染之间,其平均污染指数为5.07属于严重污染.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 ,总非致癌风险次序为As > Cr > Pb > Cu > Cd > Ni > Zn,其中手-口途径儿童As的暴露风险HQing已达到2.72明显超出限值1,易对儿童健康造成危害.其他金属风险均低于限值,不会对人们身体健康造成危害.降尘中的Ni, Cr, As, Cd通过呼吸途径不具有致癌风险.     

贵州草海湿地水鸟重金属暴露风险评估与应用

运用综合暴露风险模型评价贵州草海湿地水鸟群落的重金属暴露风险,并通过反距离权重插值法和图层叠加分析确定暴露风险的空间分布.结果表明,草海水鸟栖息地土壤中As、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn的均值含量均超过贵州的土壤背景值,As、Cd、Cr、Pb、Zn在浅水沼泽、草地、耕地和水沟4种生境植物中均呈污染水平,As、Pb在水鸟肉食性食物鱼样中超标.草海水鸟主要对Cr、Pb、Zn存在暴露风险,在不同食性水鸟食物摄入途径不同则对重金属的暴露风险不同.在不同食性的代表性水鸟中,Pb在食植途径对针尾鸭、斑头雁,在食土途径则对白鹭暴露风险最高.Cr在食土途径中对3种水鸟暴露风险都较高.而Zn主要在食肉途径对白鹭、斑头雁的暴露风险最高.综合评价表明,代表肉食性水鸟的白鹭和代表植食性的针尾鸭的重金属潜在危害风险为高风险,代表杂食性的斑头雁为中风险.以水鸟栖息区域的潜在危害风险来看,双河、胡叶林、王家院子周边和邻近威宁县城城区的区域达到了高风险水平.建议重点监测肉食性水鸟群落的健康状态,优先治理和防控Cr、Pb、Zn重金属污染物以及污染高风险区域,采取科学合理的人为活动限制和污染防控措施.     

天津市春季道路降尘PM2.5中重金属污染特征及健康风险评价

为研究天津市春季道路降尘PM_2.5中重金属污染特征及健康风险,于2015年3月22日-5月23日用降尘缸采集天津市主干道、次干道、支路、快速路道路两侧道路降尘样品,利用再悬浮系统将道路降尘中PM_2.5悬浮至滤膜上,并用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定了PM_2.5中7种重金属（Ni、Pb、Cd、As、Mn、Cu和Zn）的质量分数.结果表明:道路降尘PM_2.5中Ni、Pb、Cd、As、Mn、Cu和Zn质量分数平均值分别为37.05、82.50、1.73、25.65、380.18、201.08和736.43 mg/kg;I_geo（地累积指数）显示,Cd属于强污染,Zn和Cu属于中到强污染,Pb属于中度污染,As属于轻度污染,Ni和Mn属于无污染;健康风险评价显示,手-口摄入是道路降尘PM_2.5中重金属进入人体的主要途径,儿童的暴露剂量和非致癌风险均高于成人,总非致癌风险次序为As > Pb > Mn > Cu > Zn > Cd > Ni,其中儿童手-口途径As的暴露风险商（HQ_ing）及非致癌总风险（HI）均为1.23,大于限值（1）,对儿童存在非致癌风险;其他重金属非致癌总风险均低于限值,对人体无非致癌风险;道路降尘PM_2.5中Ni、As和Cd通过呼吸途径对人体均无致癌风险.      

模拟酸雨条件下垃圾填埋的重金属地球化学迁移模型——以徐州为例

为研究酸雨沉降条件下垃圾中重金属迁移过程,以重金属浓度变化为基础,建立了生物反应器填埋场重金属浸出和淋出的地球化学迁移过程模型和地球化学迁移的数学预测模型。研究表明,重金属的浸出顺序为As、Ni、Cr、Co、Cd、Mn、Cu、Zn、Sn、Hg、Pb、Fe,淋出顺序为Mn、Co、Ni、Cr、Cu、Cd、As、Fe、Zn、Hg、Pb、Sn;对生活垃圾重金属浸出所建立的数学模型大多为指数函数、幂函数、二次函数,对模拟酸雨条件下的生物反应器填埋场重金属的淋出建立的数学模型大多为二次函数、幂函数,数学模型的相关系数在0.9以上,模型拟合效果较为理想;通过引进重金属元素释放系数建立了生物反应器填埋场重金属淋出累积总量的模型,修正后的模型的计算结果和实测值的误差在千分之一以内,可用于预测填埋场内重金属溶出总量。     

潮白河中游沉积物中重金属分布、来源及生态风险评估

潮白河是海河五大支流之一,其中游位于河北省,地处北京市下游和天津市上游,非汛期来水主要为北京市工业废水和生活污水.为了解潮白河中游沉积物重金属污染分布特征、来源、生态风险及可能受北京市来水的影响,于2018年6月采集9个表层沉积物样品和2个柱状沉积物样品,使用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb等7种重金属的质量分数.结果表明:①潮白河中游表层沉积物中w（Cr）、w（Ni）、w（Cu）、w（Zn）、w（As）、w（Cd）、w（Pb）的平均值分别为31.47、14.74、14.73、44.80、4.91、0.23、17.98 mg/kg,7种重金属质量分数除在5号采样点突然增加外,均沿河流方向呈先降后升的趋势.在垂直方向上,7种重金属在5号采样点出现富集,在9号采样点其质量分数则呈减轻趋势.②通过相关性分析和主成分分析可知,潮白河中游沉积物中Cr、Ni、Cu、As、Pb主要来源于工业和交通污染;Zn和Cd则主要来源于农业面源和生活污染.③地累积指数评价和潜在生态风险指数显示,潮白河中游表层沉积物重金属污染主要以Cd、Pb、Cu和As为主,其中Cd的潜在危害最高,各采样点综合潜在生态风险指数大小依次为5号> 2号> 3号> 9号> 1号> 8号> 4号> 7号> 6号.研究显示,潮白河中游沉积物重金属污染在5号采样点最严重,其中Cd污染程度最高,其来源主要为区域农业生产和居民生活等人类活动,应加强区域内农业和生活污染防治.      

桃江河沉积物中重金属污染特征及风险评价

以赣江上游桃江河沉积物为研究对象,通过采集45个平水期表层沉积物样品,分析Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb和W 7种元素含量,查明沉积物中重金属污染特征,结合主成分分析和相关性分析方法探讨表层沉积物中重金属的来源,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属进行了评价.结果表明,桃江河沉积物中Cu、Zn、As、Cd、Pb和W的平均含量均超过赣州市土壤环境背景值;主成分提取的两个主成分的累积贡献率为58.22%,结合Pearson相关性分析结果,表明Cu、Zn、As、Cd、Pb、W主要来源于矿业活动和城市生活排放等人为活动的影响,Cr主要来源于自然源的影响;地累积指数法评价结果表明,桃江河沉积物Cd为主要污染元素,表现为偏重污染程度,Cu呈偏中污染程度,Zn、As和W这3种元素则表现为轻度污染程度,而Cr和Pb则无污染;潜在生态指数评价结果表明,Cr、Cu、Zn、As、Pb、W均属于低生态风险等级;Cd为严重生态风险等级.潜在生态风险指数(RI)为53.60～7379.35,其中低级、中度、重度生态风险的样点分别占13.33%、17.78%、17.78%,而严重生态风险的样点占51.11%,中度生态风险及以上的点位占据85%以上,可见桃江河沉积物中重金属存在极为严重生态风险.     

大伙房水库沉积物重金属形态分析及污染特征

采用BCR连续提取法对大伙房水库沉积物中7种重金属元素(Cr,Ni,Cu,Zn,As,Cd和Pb)的赋存形态进行了分析,并结合重金属总量讨论了各元素的潜在环境危害性. 结果表明,Cd主要以醋酸可提取态及可还原态存在,具有很强的环境危害; Pb主要以极高比例的可还原态存在,潜在环境危害较高; Zn,As和Cu存在较大比例的酸可提取态及可还原态,也具有一定程度的潜在环境危害; Cr和Ni以残渣态为主,产生环境危害的可能性极小. 相关分析结果显示,Cu,Zn,As,Cd和Pb各赋存形态含量及总量与沉积物性质之间的相关性均不显著,说明大伙房水库沉积物受到了这5种重金属元素外源输入的影响.      

我国城市污泥中重金属的赋存形态与生态风险评价

为全面了解中国城市污水处理厂脱水污泥中重金属（HMs）的形态特征和污染状况,本研究以我国40座城市污水处理厂的剩余污泥为研究对象,对污泥中重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的总量以及赋存形态进行了测定.采用毒液浸出法（TCLP）、风险评价编码法（RAC）和潜在生态风险指数法评价了其生态风险.结果表明,40个样品中重金属含量的中位值由大到小依次为：Zn > Cu > Cr > Pb > Ni > As > Cd,各元素整体达标率>90%.As的各形态分布较为平均;Cd和Zn以可还原态为主;Cr主要以残渣态的形式存在,其次为可氧化态和可还原态;Cu主要以可氧化态的形式存在;Ni主要以可交换态的形式存在;Pb主要以可还原态和残渣态的形式存在,可交换态的含量最低.TCLP提取态重金属的比例大小顺序为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr,所有样品中Pb的TCLP提取态含量均低于检出限;RAC法评价结果显示,7种重金属环境风险大小依次为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr > Pb,Ni的生态风险等级为高等,Zn、As和Cd的生态风险等级为中等,Cr和Cu的生态风险等级为低等,Pb无生态风险;潜在生态风险评价结果表明,城市污泥中Cd和Cu的潜在生态风险最高,是我国城市污泥中主要的重金属污染物,但是如果按照国家标准规定的方法进行农用,造成土壤污染的风险总体处于较低水平.     

不同类型施工降尘中重金属污染特征及健康风险评价

为了解北京市建筑施工降尘中重金属的污染特征及存在的健康风险,分别选择建筑物拆迁及主体建设两个研究区,共收集大气降尘样品25份,使用微波消解-电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测试了样品中8种重金属的质量分数.结果表明：Zn、Mn、Cu、Pb、Cr、Ni、Cd在建筑物拆迁降尘中的平均含量高于建筑主体建设降尘.建筑物拆迁降尘中Zn、Cr、Pb、Ni的扩散趋势与采样期间的主导风向一致;建筑主体建设降尘中Zn、Mn、Cr、Pb、Ni、As的高值区均出现在主体建设中心附近,并且有沿场地中心向四周扩散的趋势.健康风险评价结果表明,两个研究区内Zn、Mn、Cu、Pb经手-口、皮肤、呼吸3种暴露途径下的总非致癌风险对儿童的健康构成了威胁;手-口途径摄入是引起成年男性、成年女性、儿童等3类人群非致癌风险的主要暴露途径.无论是建筑物拆迁研究区还是主体建设研究区,降尘中致癌重金属Cr、As、Ni、Cd对人体的致癌健康风险均呈现出TCR（成年男性）>TCR（成年女性）>TCR（儿童）的规律,并且对3类人群构成的致癌风险均在可接受范围内.     

水口山某废石场重金属垂向分布特征及浸出毒性

多金属矿区因采冶活动遗留的废石存量大,其重金属污染问题已备受关注.目前对废石场中重金属的分布特征和浸出毒性研究较少.本研究以湖南省水口山矿区某废石场为对象,垂直钻孔并取样分析7种重（类）金属,包括Pb、Zn、As、Cd、Cu、Ni和Cr的垂向分布特征和浸出毒性,并结合主量元素（Fe、Mn、Al和Mg）浸出行为、物相表征和统计学分析等方法,研究了重金属垂向迁移特征及其影响因素.结果表明,所有废石样品的7种重（类）金属含量均显著高于湖南省土壤背景值,污染累积指数从高到低依次为Cd、Pb、As、Cu、Zn、Cr和Ni.聚类分析将重金属分为3类,第1类是As、Fe和Pb,主要与方铅矿、黄铁矿有关,第2类是Cd、Zn和Cu,主要与闪锌矿有关,第3类是Cr和Ni,与自然风化有关.浸出毒性进一步发现,Cd、Zn、As、Cu和Ni的浸出浓度随深度增加而逐渐降低.其中,Cd和Zn表现出高浸出风险,且浸出行为显著相关,与闪锌矿转化为硫酸锌有关.Pb和Cu显示出0~0.5 m范围内的局部高浸出风险,而As和Cr属于低浸出风险.Pb和As浸出行为的差异性与As受Fe吸附有关.废石中的黄铁矿氧化降低pH促进重金属的释放迁移,而生成的次生铁（氢）氧化物能通过吸附稳定重金属;废石中的方解石有利于升高pH而降低重金属迁移风险.研究结果可为开发针对废石堆场的重金属污染防控技术和生态修复技术提供数据支撑和理论依据.     

福建九龙江流域重金属分布来源及健康风险评价

为研究九龙江流域水体重金属污染水平,在其主要干流及支流采集27个表层水样,分析了Zn、Cu、As、Cr、Pb、Ni和Cd共7种重金属的含量及空间分布特征,利用因子分析方法分析重金属污染物的主要来源,并采用美国环保局推荐的健康风险评价模型对其所引起的健康风险作了初步评价.结果表明,流域水体中Zn的平均浓度最高,为154.893μg/L;As超过地表水Ⅲ类水质标准,超标率为14.81%,超标区域集中位于九龙江下游及河口区.因子分析表明,As、Cr、Cu和Ni的来源主要受各种人为活动影响,Cd、Pb和Zn的来源与成土母质、地球化学作用和农业生产活动有密切的关系.健康风险评价表明,化学致癌物对人体健康危害的个人年均风险远远超过非致癌物的年风险,儿童比成人更易于受到重金属污染的威胁.致癌物Cr和As的个人年均风险值都大于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平5.0×10-5a-1,其中Cr>As;非致癌有毒化学物质通过饮水途径所引起的健康危害的个人年均风险大小为Cu>Pb>Zn>Ni,四者风险水平在10-9~10-10a-1之间,均低于ICRP标准4~5个数量级.     

西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤重金属来源解析及风险评价

为了解西藏河流-湖泊体系沉积物重金属的污染特征、空间分布、潜在来源及生态风险,对西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、V、Zn、Al和Fe 16种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归（PCA-APCS-MLR）受体模型定量解析了重金属的潜在来源.描述性统计分析表明,研究区As、Cd、Hg、Ni含量较高,其中Hg和As污染较为严重;富集因子、地累积指数、污染负荷指数均表明研究区Hg污染较重,其次是As、Cd、Ni;平均沉积物质量基准系数法与潜在生态风险指数结果表明,研究区受Hg、As、Cd、Ni污染,其中Hg污染较重.在空间分布方面,污染相对较重的区域主要集中在昂仁金错、堆龙曲及一些封闭型湖泊,其中As污染范围最广.PCA-APCS-MLR分析表明,沉积物重金属主要有3个来源,分别为自然来源、交通运输和大气传输以及地热活动和矿山开采等;Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、V、Zn、Al和Fe主要受自然因素影响;Ba、Mo、Pb主要受交通运输和大气传输影响;As几乎全部来自地热活动和矿山开采;Cd、Sb来源较为广泛,3个主要来源均有占比.土壤中Cd、Hg含量较高,可能受交通因素影响较大,同时还与工业排放后远距离输送所造成的大气污染有关.