北京市PM2.5污染特征 、来源分析及其重金属健康风险评价

分析了2016年北京市的PM_(2.5)及其中的Zn、Pb、Mn、Cu、Cr、As、Ni、Cd、Sb、Co、V、Ba、Al、Fe、Mg、Ti、Ca、S 18种元素含量,并对重金属As、Cr、Pb、Cd、Ni、Mn、Cu和Zn进行了相应的健康风险评价。结果表明:PM_(2.5)质量浓度为14.63～206.35μg/m~3,年平均值为74.00μg/m~3,超过《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准(35μg/m~3)1倍多;PM_(2.5)中S、Zn、Sb、Pb和Cd的富集程度较高,主要来源于机动车尾气排放、燃煤和工业活动;Mn、Pb、Cr、Zn、Cu、As、Cd、Ni 8种重金属对儿童、成人女性、成人男性的非致癌总风险均小于1,不存在非致癌风险;As、Cd、Cr和Ni 4种重金属的致癌风险为1.94×10~(-7)～6.04×10~(-5),均小于10~(-4),部分重金属可能存在潜在致癌风险,主要是As和Cr存在潜在致癌风险。     

大宝山矿区水体和沉积物中重金属的污染评价

分别于丰水期和枯水期对广东省大宝山矿区铁龙拦泥坝至凉桥河段水体中溶解态的重金属进行了调查,应用EPA推荐的健康风险评价模型发现,水体中非致癌物通过饮水途径所导致平均个人年风险排列顺序是Cu〉Pb〉Zn,最大值的平均个人年风险在丰水期和枯水期的平均值分别是2.14×10-7 a-1和4.13×10-7 a-1,小于国际防辐射委员会（ICRP）推荐的最大可接受平均个人年风险5.0×10-5a-1。致癌物Cd的平均个人年风险在丰水期和枯水期的平均值分别是3.52×10-4 a-1和4.53×10-4 a-1,大于ICRP推荐的最大可接受值,同时也大于非致癌物3～4个数量级。另外,通过对枯水期沉积物的重金属总量分析,发现凉桥槽对坑支流受水体pH的影响,导致其沉积物重金属的浓度最高。根据Long和Macdonald利用生物效应数据库法建立的沉积物质量基准,发现除冷水泾外,其他采样点的平均效应中值指数（mERMQ）值都大于1.5,可见沉积物中的重金属会对当地底栖生物产生毒害作用。     

黄石市冬/春季大气PM_(10)中重金属形态特征研究

采用三级序列提取程序分离黄石市黄石港区、西塞山区、大冶市、阳新县PM10中的不同形态重金属,并使用电感耦合等离子体质谱对分离后液体中8种重金属(Cu、Cd、Zn、Cr、As、Pb、Ni、Co)的含量进行测定。同时,将传统金属生物有效性系数(k)进行加权,从而以重金属生物有效性综合系数(K)直观表征4个区域空气PM10中重金属对人体健康的危害程度。结果表明:(1)As为黄石市主要重金属污染物,冬季西赛山区As的质量分数为85.5%。(2)黄石港区PM10中冬季Cu、Zn、Cd、Pb和春季Cu、Cr、Pb,西塞山区PM10中冬季Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、Co和春季Zn、Cd、Cr、Pb、Ni、Co,大冶市PM10中冬季Cu、Zn、Pb、Ni和春季Cd、As、Pb,阳新县PM10中冬季Zn、Cd、As、Pb和春季Zn、Cd、Pb,其k均大于0.2,对当地居民的健康存在潜在风险或风险。综合评价,阳新县冬季和大冶市春季的大气重金属污染较严重,其K分别为0.544和0.340,对人体健康风险较大。     

南方某铅锌锰冶炼区周边大气降尘重金属污染水平及风险评价

于2016年8月至2017年1月分别对南方某铅锌锰冶炼区周边(污染区)及大新村(对照区)进行大气降尘干法采集,测定了大气降尘中Cd、Zn、Pb、Mn、Cu、As、Ni、Cr含量,采用富集因子法、潜在生态风险指数法和健康风险评价对大气降尘重金属污染进行源解析与风险评价。结果表明,污染区大气降尘中Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、As、Zn、Cu均值分别为166.6、104.5、6 109.0、80.9、635.9、53.6、8 838.5、180.3mg/kg,分别为背景值的691.3、2.1、11.6、2.4、24.5、2.9、106.6、6.9倍。富集因子法分析得出,污染区大气降尘中Cd、Zn和Pb主要来源于铅锌冶炼以及电解锰企业;Mn、Cu、As和Ni在大气降尘中富集程度次之,既受自然源,也受人为源影响。生态风险评价表明,污染区大气降尘中Cd为极强生态危害,Pb、Zn属于强生态危害,Cu、As、Ni、Cr均为轻微生态危害,综合潜在生态风险达到很强生态危害等级。健康风险评价表明,污染区大气降尘中重金属主要健康风险来源于非致癌风险,致癌风险可忽略。大气降尘中Pb、As、Cd经手-口摄入途径对儿童存在非致癌风险,应采取措施降低污染区大气降尘中Pb、As、Cd含量,控制手-口摄入途径对儿童的非致癌风险。     

常德市柳叶湖表层沉积物重金属元素分布特征及潜在生态风险评价

柳叶湖表层沉积物中重金属的状况对洞庭湖流域生态环境具有重要影响。对该区域内31个采样点表层沉积物中重金属的含量及形态进行监测和分析,同时采用潜在生态风险指数法和健康风险评价模型进行风险评价。结果表明：(1)重金属平均值均高于洞庭湖水系水体沉积物重金属元素背景值。参考《土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018),Cd可能存在污染风险。(2)Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni来源相似,Mn有单独的来源,As有多个来源。(2)表层沉积物中As、Cr、Cu、Zn、Ni主要以残渣态为主,Cd和Mn主要是以弱酸可提取态和可还原态为主,Pb主要以可还原态为主。(3)Cd的单项潜在生态风险指数为57.0,属于中等风险,其他7种重金属均属于轻微风险。8种重金属的综合潜在生态风险指数为100.8,属于轻微风险。(4)成人、儿童的致癌、非致癌总风险处于可接受范围,且儿童的致癌、非致癌总风险指数均高于成人。As的致癌风险指数大于Cd; Zn的非致癌风险指数最低,而Cr最高。     

金矿污染河流的水体和沉积物中重金属分布特征及生态风险评价

金矿开采导致严重的水体和沉积物重金属污染。采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP/MS)分析了金矿开采区河道32个采样点的水体和表层沉积物样品,研究了水样的溶解态及颗粒态重金属(As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn)组成;通过分步化学提取法研究了各重金属在沉积物中的地球化学形态组成,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价了河流沉积物中重金属污染状况。结果表明:水体中Cu、Zn、As主要以溶解态存在,Pb、Cr、Cd以颗粒态为主。水体中重金属元素形态分布主要受点源污染排放影响。沉积物中,Cd浓度较低;As、Zn主要以氧化物结合态、有机物结合态和残渣态存在;Pb、Cr、Cu以有机物结合态和残渣态为主。结合地累积指数和潜在生态风险指数分析表明,Cd和Cu为主要的风险元素。     

湖南某铅锌锰冶炼区总悬浮颗粒物重金属来源及健康风险评价

通过监测湖南某典型铅锌锰冶炼区大气总悬浮颗粒物(TSP)和铅锌冶炼企业外排废气中Cd、Cr、As、Ni、Pb、Zn、Cu和Mn的浓度水平,应用富集因子、相关性及主成分分析研究了铅锌冶炼企业外排废气中重金属含量与大气TSP中重金属含量的关系,采用美国环境保护署(USEPA)的人体暴露风险评价模型进行了健康风险评价。结果表明:废气中重金属平均浓度表现为ZnCrMnCuNiPbCdAs。其中,致癌物质Cd、Cr、As、Ni的平均质量浓度分别为4.87、27.06、0.09、12.54μg/m~3,非致癌物质Pb、Cu、Zn、Mn的平均质量浓度分别为5.87、17.98、10 426.87、23.52μg/m~3。大气TSP中重金属平均浓度表现为ZnCuPbMnNiCrAsCd。其中,致癌物质Cd、Cr、As、Ni的平均质量浓度分别为1.07、1.63、1.59、2.00μg/m~3,非致癌物质Pb、Cu、Zn、Mn的平均质量浓度分别为36.30、65.54、189.79、35.03μg/m~3。Zn、Pb、Cu、Ni、Mn可能为同一来源,主要来源于铅锌冶炼企业的外排废气,Cr主要来源于电解锰企业的废渣堆放,Cd主要来源于煤燃烧。大气TSP中致癌物质Cd、Cr、As与Ni的致癌风险基本都高于10-4,说明Cd、Cr、As与Ni存在较大的致癌风险;非致癌物质Pb与Mn的非致癌风险高于1,存在较大的非致癌风险,尤其是Mn。     

某废弃硫酸厂场地土壤重金属污染特征及健康风险评估

以某废弃硫酸厂场地为研究对象,对该场地土壤中As、Cd、Cu、Pb、Zn的污染特征进行分析,并对该场地进行健康风险评估。采用单因子污染指数法、主成分分析和相关性分析对场地重金属污染特征及污染来源进行分析,并评价目标污染物的健康风险。结果表明,Zn、Cd、As、Pb、Cu最大超标倍数分别为18.86、320.25、466.00、132.50、12.42倍。污染比较严重的区域主要分布在厂区的原堆渣场、磷石膏、硫酸以及锌锭的生产车间,随着土壤深度的增加,污染物都发生了不同程度的垂向迁移。As、Pb具有同源性,来源于工业废渣的裸露堆放;Zn、Cd来源于硫酸以及锌锭生产车间,Cu与其他重金属具有相似的污染途径,受废渣堆放、硫酸生产、锌锭制造的共同影响。根据健康风险评价结果,土壤中As、Cd、Pb均超出可接受风险水平,是后续场地修复的目标污染物。     

大辽河主要污染源重金属特征及污染评价

为了解大辽河水环境中重金属污染来源及其污染程度,对大辽河上游来水以及主要排污口的表层水体和表层沉积物主要重金属(Cr、Co、Cd、Mn、Zn、Ni、Cu、Pb、As)浓度进行了研究,并分别采用综合污染指数评价法和地累积指数评价法对表层水体和表层沉积物污染程度进行了评价。结果表明,大辽河上游来水中Cr、Cd、Zn、Cu、As、Pb元素浓度均低于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准规定的限值;太子河中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb元素浓度较高,海城河Mn、As元素浓度较高;主要排污口水体中Cr、Cu、As、Cd、Pb元素浓度均低于GB 3838—2002的Ⅰ类标准规定的限值,其中纱厂潮沟、港监潮沟排污口水体重金属浓度较高。大辽河沉积物重金属浓度表现出自上游向下游递减的特征,西潮沟、港监潮沟排污口沉积物重金属浓度高于其他排污口。综合污染指数评价法表明,大辽河水质情况较好,太子河存在较高的潜在污染风险;而地累积指数评价法表明,大辽河主要汇入河流和主要污染源沉积物重金属污染程度大多为清洁,只有西潮沟排污口沉积物中As处于轻度污染,需要引起注意。     

应用地质累积指数评价抚顺市PM10中元素的污染

2006-2007年采暖季、风沙季和非采暖季分别在抚顺市的6个采样点采集PM10样品,用等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定样品中Ti、Al、Mn、Mg、Ca、Na、K、Cu、Zn、As、Pb、Cr、Ni、Co、Cd、Fe、V等17种元素的含量,并用地质累积指数对其污染状况进行初步评价。结果表明:(1)从PM10中元素在不同采样点的含量看,抚顺市PM10中Ti、Mn、Mg、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Co这9种元素在各采样点间的差别较大;Al、Ca、Na、K、As、Cd、Fe、V这8种元素差别较小。(2)从PM10中元素在不同采样季的含量看,抚顺市PM10中Mn、Mg含量的季间差别较大,其余15种元素季间差别较小。(3)Zn、Cd污染较重;Ti、Al、Mg、Ca、Na、K、As、Fe和V污染较轻;其他6种元素在6个采样点和3个采样季污染程度差别较大。(4)水库采样点各元素污染级别均不是最高;新华采样点PM10中Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Co、Cd污染级别均较高。(5)3个采样季PM10中Cd、Zn污染均较重,属于重度或严重污染;在采暖季PM10中Cu、Pb、Cr的地质累积指数较风沙季、非采暖季大;在非采暖季PM10中Mn、Co受到的污染比采暖季和风沙季稍严重。     

洋河流域不同时空水体重金属污染及健康风险评价

确定水体重金属污染及健康风险时空变化趋势,对流域水环境管理具有重要指导意义。基于1995年、2005年和2015年洋河流域10个监测断面的重金属监测数据,采用健康风险评价模型,对洋河流域As、Cd、Pb、Hg和Cu的浓度及其引起健康风险的时空变化进行了评价。结果表明,洋河流域重金属污染及其健康风险在时间上呈降低趋势,超过地表水质量标准三类标准的重金属由1995年的Cd、Pb和Hg变为2005年和2015年的Cd、Pb。致癌物质As和Cd所引起的个人年均风险远远高于非致癌物质Pb、Hg和Cu。重金属健康风险总和在1995年所有监测断面均超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平,2005年全部在最大可接受风险水平以下,2015年只有响水铺略微高于该水平。在空间分布上,重金属污染较为严重及其健康风险较大的区域集中于南洋河下游城区段、清水河下游张家口市区段和洋河干流下游段。     

浙江南部近岸海域表层沉积物中重金属污染评价

对浙江南部近岸海域表层沉积物中重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As的浓度进行了分析,25%的采样点Cu浓度超出了《海洋沉积物质量》(GB 18668—2002)的第一类标准限值,其余6种重金属的浓度均未超过GB 18668—2002的第一类标准限值。相关性分析表明,有机质是影响沉积物中重金属分布的重要因素,Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、As表现出同源性。采用单因子指数法和潜在生态风险指数法评价沉积物中重金属污染现状及其潜在生态风险,结果表明,重金属污染现状和潜在生态风险均处于较低水平,Hg为首要潜在生态风险因子。     

杭州市大气降尘重金属污染特征及来源研究

于2006年6月至2009年6月期间,在杭州市主城区7个采样点对大气降尘进行采集,并对10种重金属元素含量进行了分析。结果表明:重金属元素Cu、Cd、Mn、Ni、Pb、Zn、Co、Al、Fe、Mo质量浓度分别为223.6、15.6、741.1、27.8、363.7、1 820.4、7.0、8 982.4、21 149.0、13.4mg/kg;各功能区差异较大,半山(工业区)Fe、Mn、Pb、Zn浓度较高,江城立交(交通枢纽)Cu、Cd浓度较高。富集因子评价结果表明,Cd、Mo、Pb、Zn、Cu富集程度较高,受到不同程度人为污染。主因子分析结果显示,Mn、Fe可能来自钢铁冶炼及机械制造;Cu、Cd可能来自交通源;Zn、Mo可能来自相关的冶炼加工及合金工业;Ni、Co可能由煤和石油等化石燃料燃烧排放;Pb来自工业排放;Al主要来自地壳。     

淮南潘集矿区农田土壤重金属污染特征及在小麦中累积特征研究

为探究淮南潘集矿区内农田土壤和小麦中重金属的污染状况,选取了16块研究样地,测定其农田土壤和小麦不同部位中Cu、Zn、Pb、Cd、As含量,利用生物富集系数(BCF)和转运系数(TCF)分析重金属在小麦中的迁运行为,并进行重金属化学形态分析和潜在生态风险指数分析。结果表明,矿区农田土壤Zn、Pb浓度平均值低于背景浓度,Cu、Cd、As浓度平均值分别是背景浓度的1.03、4.17、1.81倍。5种重金属的化学形态以残渣态为主,Cu、Zn、Pb、Cd、As的残渣态质量分数平均值分别为47.44%、50.33%、43.36%、46.84%、98.86%。矿区农田土壤重金属综合潜在生态风险指数处于轻度或中度等级,相对较轻,主要贡献重金属是Cd。Cu、Zn易于富集在小麦地上部分,Pb、Cd、As大部分富聚在地下部分。     

北京高校校园道路灰尘重金属污染特征及健康风险评价

为了解高校校园道路灰尘重金属污染特征及其可能带来的健康风险,在北京10所高校共采集了50个道路灰尘样品,测定了灰尘中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb的浓度,采用美国环境保护署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对高校道路灰尘重金属做了初步的健康风险评价。结果表明,北京10所高校校园道路灰尘中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb的平均质量浓度分别为0.77、85.07、82.41、34.03、54.30、308.31mg/kg,均高于北京土壤重金属背景值。10所高校的重金属平均地累积指数(Igeo)排序为ZnCdCuCrPbNi,其中Zn、Cd和Cu处于中度污染水平,Cr和Pb处于轻度污染水平,Ni处于无污染水平。对于非致癌风险,呈现摄食皮肤接触呼吸吸入的特征,摄食是主要的暴露途径,Cr和Pb是主要的风险元素。对于致癌风险,Cr、Ni、Cd的致癌风险均低于风险阈值。高校校园道路灰尘重金属引起的健康风险处于较低水平。     

基于地理信息系统技术的新疆焉耆绿洲农田土壤重金属污染评价和潜在生态风险预警

在新疆焉耆绿洲采集农田土壤,测定As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属的含量。基于地理信息系统(GIS)技术,并采用污染负荷指数(I_(PL))、潜在生态风险指数(I_R)和生态风险预警指数(I_(ER))对焉耆绿洲农田土壤重金属污染状况进行评价。结果表明,焉耆绿洲农田土壤Cd是《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准限值(0.60mg/kg)的10.13倍。Cd、Cr、Ni、Pb和Zn分别是新疆灌耕土背景值的50.67、1.40、1.33、2.63、4.92倍。农田土壤Cd和Zn呈现重度污染,Pb为中度污染,Cr和Ni为轻度污染,Cu为轻微污染,As与Mn为无污染。重金属I_(PL)平均值为2.00,呈现轻度污染。重金属I_R平均值为318.38,属于较强风险。重金属I_(ER)平均值为4.83,属于中度预警。重金属I_(PL)、I_R与I_(ER)空间分布均呈现明显的地带性分布格局。Cd是污染水平与生态风险等级最高的重金属,表明焉耆绿洲农田土壤Cd污染风险必须给予关注。     

鄱阳湖沉积物重金属质量基准研究及其生态风险评估

为有效保护鄱阳湖流域水环境质量和水生态系统健康,对鄱阳湖19个采样点的表层沉积物样品及其孔隙水中的4种典型重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)含量及赋存形态进行了测定,利用相平衡分配法(EqPA)初步探讨了沉积物重金属质量基准,并以此为评价标准,采用潜在生态风险指数法对鄱阳湖沉积物重金属生态风险进行评估。基于物种敏感度分布(SSD)法确立的重金属水质基准,建立沉积物重金属质量基准低值(SQC-L,Cu、Pb、Zn、Cd的SQC-L分别为57.37、49.40、98.51、2.74mg/kg)和高值(SQC-H,Cu、Pb、Zn、Cd的SQC-H分别为140.86、710.45、189.06、47.20mg/kg),经过对比分析,推荐采用SQC-H和SQC-L为鄱阳湖流域沉积物重金属质量基准。以SQC-L为评价标准,采用潜在生态风险指数法,对鄱阳湖19个采样点的生态风险进行评估,发现鄱阳湖流域受到了一定程度重金属污染,主要集中在南部湖区,具有一定的生态风险。     

长荡湖沉积物重金属污染特征及生态风险评价

为明确长荡湖重金属污染特征及生态风险,于2018年9月至2019年8月采集长荡湖入湖河流、湖泊水体及表层沉积物样品,分析8种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg)含量,采用正定矩阵因子(PMF)模型和主成分分析多元线性回归(PCA-MLR)模型对湖泊重金属污染来源进行解析,评估长荡湖沉积物重金属污染程度及风险等级。结果表明,8种重金属有7种超出江苏省土壤环境本底值,秋季长荡湖沉积物中重金属含量普遍较低。Cr、Cd、Zn和Ni的分配系数较高,现阶段不易从沉积物中释放到水体中,但由于Cd多为可交换态且在沉积物中含量较大,因此仍具有从沉积物中释放到水体中的潜力;Cu、As和Hg的分配系数较低,具有从沉积物中释放到水体中的潜力。Hg、Cd、As和Cu污染来源中农业生产占比最高,Pb和Zn交通污染占比最高,Ni自然来源占比最高,Cr工业活动占比最高。长荡湖春季和夏季受重金属污染程度更高,Cd和Hg的生态风险较高,需重点关注。     

典型重金属污染地区蔬菜中重金属含量及健康风险

在大冶市典型重金属污染地区,选择罗家桥街办作为污染区、茗山乡作为对照区,通过采集土壤和蔬菜样品,分析5种重金属(Cu、Zn、As、Cd、Pb)的含量,评价重金属对当地居民的健康风险,评价参数根据当地居民调查得到。结果表明,污染区土壤样品的5种重金属的平均值均高于背景值,对照区土壤样品的5种重金属的平均值与背景值差异不显著或低于背景值。污染区蔬菜样品的5种重金属的平均值也基本都高于对照区。因此,污染区土壤已经受到了重金属的污染,对照区土壤几乎未受到重金属的污染。健康风险评价结果表明,污染区人群面临着非致癌风险和致癌风险,而对照区健康风险较小。从年龄层看,对非致癌风险抵抗力最弱的是儿童,而对致癌风险抵抗力最弱的是成人。污染区最主要的风险元素是Cd和As。     

北运河表层沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附

首先分析了北运河6个采样点表层沉积物中重金属含量及相关基本特征。通过实验室模拟实验,利用分配系数Kd评价沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附特性,进一步考察了水体pH变化和有机质对重金属在北运河沉积物上吸附的影响。结果表明,沉积物中重金属的含量顺序为Zn>Cu>Pb,去除有机质后,沉积物对重金属的吸附能力显著降低,但各采样点中的重金属含量,沉积物对重金属吸附能力,以及沉积物中的有机质含量并没有明显相关性,这可能是因为不同采样点中有机质种类与结构不同导致的。总之,北运河沉积物对Pb有很强的吸附能力,其次是Cu和Zn,而且,Cu、Zn、Pb的吸附量随着pH的升高逐渐增大,水体pH值对于Zn的吸附影响更大。