滦河流域生态系统健康评价研究

总结了国内外对流域生态系统进行健康评价的实践,以生态系统健康理论和“压力—状态—响应”模型为基础,构建了滦河流域(内蒙古山区部分)的生态系统健康评价指标体系。采用层次分析法进行的综合评价结果表明:滦河流域生态环境健康状态得分为0.82,健康指数为0.48。滦河流域应加强水土保持,减少土壤侵蚀;加大围栏育草、禁牧、休牧、轮牧等力度,治理沙化草场,恢复植被;降低单位面积农药施用量,以减少流域非点源污染;减少对流域内湿地的围垦和破坏;有计划地恢复河滨湿地生态系统,促进河流生态功能恢复。     

沈抚灌区土壤重金属污染健康风险初步评价

采用现场采样及室内测试方法对沈抚灌区农田土壤中Cu、Hg、Ni和Cd等重金属的含量进行了测定分析,利用污染指数法对灌区土壤环境质量进行了评价,并应用美国环保局推荐的健康风险评价模型对灌区土壤重金属通过土壤摄食途径所引起的健康风险作了初步评价。结果表明,灌区土壤中重金属的平均浓度范围分别为Cu：22．1～40．8mg·kg^-1,Hg：0．036-0．310mg·kg^-1,Ni：29．8～44．4mg·kg^-1,Cd：0．145～0．956mg·kg^-1。4种重金属浓度平均值大小为Ni〉Cu〉Cd〉Hg;土壤中Cu、Hg、Ni和Cd所引起的成人和儿童的平均个人风险均低于可接受水平10^-6,且在这两类调查人群中,健康风险大小顺序均为Cd〉Ni〉Hg〉Cu;儿童比成人更易受到土壤重金属的影响,致癌风险是成年的3倍;灌区土壤环境质量环境评价结果显示,灌区土壤重金属污染处于轻微水平。     

西安市不同功能区土壤重金属含量及生态健康风险评价

在西安市三环内采集62个表层土壤样品,涵盖了工业区、交通区、商业交通混合区、住宅区、文教区和公园。利用PW2403型X-Ray荧光光谱仪分析了土壤中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的含量。采用修正的潜在生态风险指数评价了土壤中重金属的潜在生态风险。应用美国环境保护部(US EPA)健康风险评价模型评估了人群暴露土壤重金属的健康风险。结果表明,土壤中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为12.15、24.96、69.74、32.52、662.59、30.67、37.11和101.73 mg kg~(-1),高于陕西省土壤元素背景值,特别是Co、Pb、Cu和Zn。土壤中Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的生态风险较轻,As和Co生态风险为中等水平。重金属总的生态风险属于中等水平,不同功能区土壤重金属的生态风险有一定差异。人群暴露土壤重金属的主要途径是手-口直接摄入和皮肤吸收,且儿童的暴露剂量高于成人。儿童和成人暴露土壤重金属均不会产生明显非致癌风险。人群暴露土壤中As、Cr和Ni的致癌风险在人们可接受的范围10~(-6)~10~(-4),但高于下限值10-6。不同功能区人群暴露土壤重金属非致癌风险和致癌风险存在一定的差异。     

鄱阳湖流域溶解态重金属行为特征及健康风险评价

通过测定鄱阳湖流域各断面及入湖口水体溶解态重金属Cu、Zn、Pb和Cr的含量水平,调查了重金属在季节和空间变化下的行为特征,并运用美国环保局推荐的健康风险对其引起的健康风险进行了初步评价。结果表明：鄱阳湖流域不同溶解态重金属季节行为特征差异显著,Cu和Cr主要由人为因素主导,而Zn和Pb受自然因素影响更多;其空间行为特征由开采的矿山分布和人为源释放主导,这在赣江和乐安江表现尤为明显;流域健康风险大小依次为湖区〉信江〉抚河〉赣江〉乐安江〉修河,由化学非致癌物Cu、Zn、Pb引起的健康危害的个人年均风险值远低于国家辐射防护委员会推荐的通过饮水途径最大可接受风险值5.00×10-5a-1,而化学致癌物Cr的健康危害的风险值超出可接受水平,比化学非致癌物高出5～6个数量级,是主要的健康风险污染物,需引起风险决策部门的重视。     

渭河西安段水体重金属污染现状及其健康风险评价

以Hg,Cd,Cr6+,Pb,As,Cu,Zn和Se为研究对象,采用单因子水质标准比较法、重金属污染指数法(HPI)对渭河西安段水体的重金属污染现状进行了分析,并采用USEPA的健康风险评价模型对其健康风险进行了评价。结果表明,2012年渭河西安段水体中Pb和Cd未检出,依据《地表水环境质量标准(GB3838—2002)》渭河西安段水体中存在一定的Hg污染,其余重金属含量水平在Ⅰ—Ⅱ类标准范围内;渭河西安段水体HPI值为32.74,小于污染临界值100,说明其重金属污染尚处于可接受水平;研究涉及的重金属的非致癌和致癌健康风险均处于可接受水平,As引起的健康风险最大,其致癌健康风险值为8.50×10-5,接近可接受水平的上限(10-4),应引起环境管理部门的特别关注。     

云南个旧市郊农作物重金属污染现状及健康风险

通过现场采样及室内分析,对云南个旧市郊鸡街镇的土壤和农作物重金属污染现状进行野外调查,并进行健康风险评价。结果表明,土壤Pb、Zn、Cu和Cd含量均超出《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）二级标准,Pb、Cu和Cd的二乙三胺五乙酸（DTPA）提取态与总量呈极显著正相关（P〈0.01）,Zn则呈显著正相关（P〈0.05）。农作物中除萝卜、甘蓝、花椰菜和甘蔗Pb含量未超出对应的食品安全限量标准外,其余作物均超标,Pb超标率达80%,其中薄荷Pb含量最高,平均值为3.28mg.kg-（1鲜重）,超标9.93倍;朝天椒、土豆、大米和玉米Cd含量均超标,Cd超标率为20%,其中大米Cd含量最高,平均值为0.446mg.kg-1,超标1.23倍;Cu和Zn在所采的农作物中均未超标。薄荷对Pb和Cu、莴苣对Zn和Cd的富集系数高于其他农作物。豌豆尖、蚕豆、甘蓝、花椰菜、葱、朝天椒、甘蔗、韭菜、厚皮菜、白菜、萝卜、青花菜、土豆和金丝菜对Pb、Zn、Cu和Cd吸收能力较低,适合在污染区继续种植;薄荷、莴苣和青菜对4种重金属吸收能力较高,不适合在污染区继续种植。根据单因子评价方法,农作物受Pb轻度、中度、重度污染分别占50%、10%和20%,受Cd轻度、中度污染各占10%。对于不同种类农作物,不同重金属的综合污染指数为Pb〉Cd〉Zn〉Cu。居民经食用蔬菜途径日摄入Pb、Zn、Cu和Cd量分别为0.204、2.336、0.376mg.d-1和0.028mg.d-1,分别占暂定每日耐受摄入量（PTDI）的101.78%、7.08%、5.79%和39.29%。因此,经蔬菜途径摄入Pb对当地居民健康构成潜在威胁。     

长春市城区土壤重金属健康风险评价

为评价长春市城区表层土壤重金属人体健康风险,采集了352件表层土壤样品,测定了Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd含量。统计分析、环境背景值法和地质累积指数法分析表明所监测的7种重金属元素均为健康风险因子。采用《污染场地风险评估技术导则》推荐健康风险模型对表层土壤进行了健康风险评价,结果表明:除Cd外,各元素经口摄入暴露是人体城市表层土壤重金属暴露的最主要途径,Cd主要通过吸入和经口摄入两种方式暴露;从各元素的总非致癌危害指数(HIn)来看,As的非致癌健康风险最高,其次依次为Cr、Pb、Cu、Hg、Cd和Zn;叠加后的总非致癌风险指数平均值为1.13,表明研究区表层土壤金属污染已对城市居民构成了潜在健康风险,As对总风险的贡献最大。叠加后的总致癌风险指数(CRT)平均值为6.25×10-5,处于安全值范围内,不会对当地居民的健康构成较大风险,但应加强防范,As污染是主要风险因子。     

湘西花垣矿区蔬菜重金属污染现状及健康风险评价

对湘西花垣锰矿、铅锌矿区的部分蔬菜及其种植土壤进行了调查和重金属含量分析,通过污染指数法和经蔬菜途径重金属暴露接触对人体的健康风险进行了系统评价。结果表明,与非矿区比较,两矿区蔬菜、土壤Pb、Zn和Cd含量较高,矿区土壤Pb、Zn、Cd含量均超过GB15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准（pH〈6.5）的污染警戒值;矿区蔬菜Pb、Zn和Cd含量均超过国家蔬菜重金属元素限量标准,分别为限量标准的2.0～10.75、0.9～2.5倍和2.2～19.8倍;两矿区蔬菜受到了Pb、Cd的严重污染,Zn的轻-中度污染。重金属暴露接触对人体的风险评估结果表明,两矿区居民通过蔬菜途径摄入的Pb和Cd对其健康存在较大的潜在风险,且对儿童的健康风险高于成年人。因此,矿区土壤上种植蔬菜会对食用这些蔬菜的当地居民产生一定的健康风险,应采取合适的治理措施进行矿区污染土壤的修复。     

西安市地表灰尘中重金属污染水平与健康风险评价

在西安市三环内采集58个地表灰尘样品,分析了其中重金属含量,利用单因子污染指数法和污染负荷指数法对西安市地表灰尘中重金属污染进行了评价,应用美国环境保护部(US EPA)人体暴露风险评价模型对人群暴露地表灰尘中重金属的健康风险进行了分析。结果表明,地表灰尘中Zn、Pb、Cu、Cr、Ni、As、Co和Mn的平均含量分别为231.0、145.4、59.4、213.0、48.7、9.8、12.6和417.0 mg kg~(-1),其中Zn、Pb、Cu、Cr和Ni的含量是陕西省土壤元素背景值的1.7~6.8倍。地表灰尘中Zn、Cr和Pb达到了重度污染,Cu处于中度污染,Ni、Co、As和Mn为轻度或无污染。人群暴露地表灰尘中重金属的主要途径是手-口直接摄入,且儿童大于成人。西安市及其不同功能区地表灰尘中重金属的非致癌风险均低于风险阈值,8种重金属不存在明显非致癌危害。Cr、Co、As和Ni的致癌风险在可接受范围内。     

西安城市居民区土壤重金属健康风险评价

城市化过程中各种人类活动的废弃物进入土壤生态系统后经由多种方式对城市居民健康产生威胁,城市居民区作为人类密集活动的场所,土壤重金属污染的健康风险更为值得关注。通过实验数据的分析可知西安市居民区土壤中Pb、Cu、As的污染相对较重而Ba、Co、Cr、Ni、Zn的污染相对较轻,这八种元素产生的健康风险均在可接受范围之内,但对成人与儿童的风险大小具有一定差异。多元统计分析与基于ARCGIS的地统计分析的结果表明Ba-Co-Zn的累积主要与交通、工业、居民区内部活动有关,其空间分布表现为西部高东部低的特征;Cu-Pb的累积主要受交通活动和垃圾堆放等活动影响,空间分布上在城市中心偏北存在两个极值中心;As-Ni累积主要受成土母质影响,叠加有轻微的化石燃料燃烧等人类活动,城市中心为其高值区;Cr的累积主要与交通活动相关,空间分布特征表现为西部低而东部、北部高。     

黄河兰州段邻苯二甲酸酯类有机污染物健康风险评价

近年来黄河兰州段的邻苯二甲酸酯类污染日渐严重,为研究黄河兰州段水体中邻苯二甲酸酯类有机污染物对人体产生的潜在健康危害风险,根据黄河兰州段2005年5个采样点水质监测数据,应用美国环境保护局（USEPA）的健康风险评价方法对邻苯二甲酸酯类有机污染物通过饮水和皮肤接触2种途径进入人体的健康风险进行了初步评价。结果表明,黄河兰州段邻苯二甲酸酯类有机污染物的非致癌风险指数值均小于1,其中邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯的非致癌风险指数值相对较高,在10-2数量级,偏高于邻苯二甲酸正丁酯。从位于兰州市饮用水水源地范围内的3号采样点（S3）采集的水样中邻苯二甲酸酯类有机污染物的非致癌风险指数值偏高,具有较高的健康风险。不同暴露途径健康风险的对比表明,饮水是水体中有毒有机污染物危害人体健康的最主要途径,其对人体健康总风险的贡献远大于洗浴皮肤暴露。常规的自来水处理工艺不能有效地去除源水中微量PAEs等有机污染物,因此地面水特别是饮用源水PAEs污染具有较大的健康风险。与国内其他地区相比,黄河兰州段邻苯二甲酸酯类有机污染物的非致癌风险亦较高。     

煤矿塌陷区复垦地土壤-作物系统中的重金属污染风险评价

以山西省太原市西峪煤矿的采煤塌陷区为试验地,进行了荞麦的施肥试验,并对采煤塌陷区土壤及植物中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属的含量进行了测定,探讨了不同施肥条件下荞麦对重金属的吸收作用,用单因子指数法评价了荞麦收获期土壤重金属含量水平,富集系数法讨论了植物对重金属的富集程度,最后用Hakanson生态风险指数法对土壤潜在的生态风险进行了评价。研究结果表明:试验区的土壤Cd含量和Pb含量高于山西省土壤背景值,Cu和Zn低于背景值;成对T检验结果表明荞麦花期和收获期的4种重金属含量均有显著差异(P<0.05),说明植物在后期对重金属的富集效果明显,尤其对Pb、Cd;单因子指数法表明塌陷区土壤中除Cd超标外,其他元素均达标,土壤潜在风险指数RI为95.73～441.72,主要的污染贡献因子为Cd,即土壤Cd污染是造成西峪煤矿采煤塌陷区土壤重金属污染潜在风险的主要影响因素。     

渭河中下游河道沉积物重金属污染生态风险评价

以渭河中下游河道沉积物为研究对象,在分析12个干流采样点和7个一级支流采样点沉积物中Pb,Zn,Cr,Cu,Co和Ni六种重金属元素含量变化的基础上,采用Hakanson潜在生态风险指数法对河道沉积物重金属污染的生态风险程度进行了评价。渭河中下游河道19个采样点沉积物中Pb,Zn,Cr,Cu,Co和Ni六种重金属元素含量均不同程度超过了陕西省土壤重金属背景值,除Pb外,支流沉积物中其他五种重金属的平均含量都低于干流沉积物;Hakanson潜在生态风险评价结果显示,渭河中下游采样点的六种重金属元素单项生态风险指数均小于40,综合潜在生态风险指数均小于50,潜在生态风险处于较低水平,表明渭河中下游河道沉积物中重金属富集量小,基本不构成生态风险。     

黄河兰州段多环芳烃类有机污染物健康风险评价

近年来黄河兰州段的多环芳烃污染日渐严重。为研究黄河兰州段水体中多环芳烃类有机污染物对人体产生的潜在健康危害风险,根据黄河兰州段2004年11个采样点水质监测数据,应用美国环境保护局（USEPA）的健康风险评价方法对黄河兰州段多环芳烃类有机污染物通过饮水和皮肤接触途径进入人体的健康风险进行了初步评价。结果表明：黄河兰州段多环芳烃类有机污染物的非致癌风险指数值均小于1,其中萘的非致癌风险指数值在10^-3数量级,偏高于其他污染物。苯并（a）芘的致癌风险指数值在10^-4数量级以下。从位于西固八盘峡的1号采样点（S1）采集的水样中萘的非致癌风险指数值偏高。在所有采样点中,西固八盘峡的1号采样点（S1）污染较重,具有较高的健康风险。与国内其他地区相比,黄河兰州段萘的非致癌风险亦较高。常规的自来水处理工艺不能有效地去除源水中微量PAHs等有机污染物,因此地面水特别是饮用源水PAHs污染具有较大的健康风险。     

丹河水系表层沉积物重金属污染及生态风险评价

采用原子吸收分光光度法和原子荧光光谱法,测定了丹河水系干流及主要支流表层沉积物中重金属（Mn、Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As）的含量,同时用沉积物质量基准法（SQG）和Hakanson潜在生态风险指数法,对重金属的毒性效应、污染程度及潜在生态风险进行了评价,并分析了重金属的主要来源。结果表明,丹河水系表层沉积物中Mn、Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As的平均含量分别为115.1、18.78、8.46、6.49、2.85、60.6、0.047、14.22mg·kg-1。Cd、As和Cr的含量介于最低效应水平（LE-L）与严重效应水平（SE-L）之间。根据SQG,丹河表层沉积物中重金属含量处于中度污染水平,可能会对河流生物产生一定的毒性效应,而Pb、Cu、Zn则尚无毒性效应。除了As和Cr之外,其他重金属元素之间均呈现较明显的正相关,表明在沉积物中这些重金属的含量具有共同的变化趋势,且具有一定的同源性。工业排污是造成丹河水质恶化的主要原因之一,也是重金属的主要来源。以山西省土壤背景值为参比进行Hakanson潜在生态风险指数评价发现,丹河水系表层沉积物呈现由强至极强的生态风险,其中Cd生态风险最大,Hg、As次之。对单个重金属的潜在生态风险系数和多个重金属的潜在生态风险指数进行分析显示,生态风险较大的样点是高平市、巴公河和水东。研究结果旨在得到单一污染物的环境影响和多种污染物的综合效应的评价结果,为丹河水系沉积物及水体重金属污染防治和决策管理提供科学依据。     

长期污灌农田土壤重金属污染及潜在环境风险评价

以西安市某典型污灌区农田土壤为研究对象,分析长期污水灌溉对表层土壤重金属含量及富集状况的影响,采用内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染现状及潜在环境风险进行评价。结果表明：长期污灌已导致农田土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn7种重金属相对自然背景有不同程度累积,其富集比例依次为100%、82.69%、100%、100%、80.77%、98.08%和100%,仅有土壤As平均含量低于其背景水平;以国家土壤环境质量标准二级限量值作为污染评价阈值,其中Cd和Hg污染表现突出,按其污染指数平均值排序为Cd〉Hg〉Ni〉Cu〉Zn〉As〉Cr〉Pb;土壤重金属综合潜在环境风险为＂强＂等级,Hg、Cd的环境影响占据主导;随污灌年限增长,离灌渠越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高。鉴于该区土壤重金属已呈现较强生态危害性,应及时采取必要防治措施,调整土地利用结构,确保农田环境及农产品安全生产。     

山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征和健康风险评估

[目的] 了解山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征及雨水径流中重金属元素对于人体的健康风险,为山地海绵城市建设提供径流污染控制参考和人员健康保护基础数据。[方法] 2019年7月22日在重庆交通大学针对屋顶、道路、停车场和广场4种典型的下垫面进行了雨水径流的取样监测,并统计分析场次降雨平均浓度（EMC）、电导率（EC）、钠吸附率（SAR）、危险商（HQ）和危险指数（HI）。[结果] 广场径流过程中重金属元素整体变化波动较大,道路雨水径流的重金属健康风险最大而屋顶健康风险最小;大多重金属污染物在产流后的10 min内出现了降幅,其中Fe和Mn的降幅较大,Zn的降幅中等,Cu的降幅最低;As和Cr是雨水径流中健康风险最高的重金属污染物。[结论] 山地校园重金属污染物冲刷速度较快,人流大的下垫面雨水径流中重金属元素变化波动较大,但健康风险较低;车流大的下垫面雨水径流中重金属元素波动较为稳定,但健康风险较高。     

基于模糊综合优化模型的水质评价与重金属污染健康风险分析——以贵州省铜仁市碧江区饮用水源地为例

[目的]明确富矿岩溶区饮用水源地水质情况和重金属元素健康危害程度,完善水源地环境管控措施,为当地饮用水健康风险管理提供理论依据,为水体重金属防治提供参考.[方法]以贵州省铜仁市碧江区饮用水源地为例,监测了 2018年1月至2020年6月的水质常规指标和重金属Fe,Mn,Cu,Zn,As,Pb的含量,结合单一熵权法和聚类...