典型钢铁冶炼场地重金属污染空间分布特征及风险评价

以上海某关停钢铁冶炼厂为研究对象,结合专业判断布点法与系统布点法布设83个土壤点位,采集表、中、深层共249个土壤样品,分析As、Pb、Cd、Ni、Hg、Cu这6种重金属的分布特征、污染状况、潜在生态风险及健康风险。结果表明,As、Pb出现部分样品超标,Cd、Pb为强变异,其他重金属变异程度中等;重金属平均含量在垂向上呈现自上而下逐渐降低的趋势,且最高值均分布在表层,累积区域主要为扒渣厂房、钢渣处理区和废钢配料间;地累积指数评价结果显示,Cd和Pb的污染相对较为严重,重污染及以上的样品比例分别为8.43%、3.61%。潜在生态风险评价结果显示,场地整体的生态风险较高,Cd为主要贡献因子,较强风险及以上的样品占比高达51.81%;人体健康风险评价结果显示,Pb、As和Cd可能对人体产生一定的健康风险,因此有必要开展土壤的风险管控或修复以保证场地的再开发利用。

瓯江流域下游温州平原地下水化学演化特征、控制因素及对人体健康的影响

【研究目的】滨海地带地下水化学演化特征及其控制因素研究对沿海城市地下水资源可持续利用具有重要意义。【研究方法】在野外调查取样和历史资料综合分析的基础上,运用水化学图解、离子比例关系、多元统计分析及环境同位素方法,系统分析了温州平原地下水化学演化特征,探讨了影响地下水化学演化的主要控制因素。【研究结果】(1)温州平原潜水以淡水为主,HCO_(3)^(-)、Na^(+)、Ca^(2+)占主导地位,承压水以微咸水和咸水为主,Cl^(-)、Na^(+)占绝对优势;(2)从山前到海积平原,研究区潜水由低矿化度的HCO3型水向较高矿化度的Cl型水转变,主要受天然水化学作用控制,人类活动使局部地区地下水化学出现异常;(3)十年尺度上,潜水主要组分含量存在一定程度下降,水化学类型向Cl^(-)比重减少、HCO_(3)^(-)比重增加的方向演化;(4)水岩相互作用、海水作用、氧化还原环境等自然因素和工农业生产、生活排污等人为因素是温州平原地下水化学演化的主要控制因素。【结论】地下水健康风险评价结果显示,区内地下水存在一定的潜在非致癌风险,潜水的非致癌风险小于承压水,饮水途径摄入是危害人体的主要途径,相同环境下儿童的非致癌风险高于成人。因此,有必要对存在健康风险的地下水进行长期监测,加强这类地区的地下水资源管理和污染防治。

基于多源地理数据的城市突发公共卫生事件风险评估研究

风险评估是突发公共卫生事件应急管理的关键环节,基于地理数据开展风险评估可有效提高精度.通过采集多源地理数据,结合随机森林算法和地理探测器、核密度分析、空间自相关等空间统计分析提出城市突发公共卫生事件风险评估方法,并通过实证分析验证模型可行性.结果表明:采用随机森林算法构建的风险评估模型表现良好;餐饮美食、公司企业和交通设施等场所是影响疫情的主要因素,疫情流行具有因子交互性,其中餐饮美食与其他因子的交互作用最强;空间传播上位于城市中心区域的社区风险等级较高并呈现向外围逐渐减弱的趋势,同时有明显的高值或低值聚集.

高原富营养化湖泊杞麓湖微囊藻毒素分布特征、相关因子及其健康风险分析

杞麓湖作为典型的富营养化高原湖泊,其藻华暴发引发的微囊藻毒素(microcystins,MCs)污染问题会危害水生态安全并造成人体健康风险。为了评估杞麓湖流域MCs的秋冬季节污染现状以及健康风险情况,对湖内和7条主要入湖河流入湖口的表层水进行采样检测,分析MCs主要异构体的时空分布特征,研究MCs与水质和浮游植物等环境因子的关系,并通过人体非致癌健康风险评价MCs的风险等级。结果发现,MCs浓度自秋季到冬季呈下降趋势,秋季湖内胞内MCs(IMCs)占比超过99%,冬季IMCs与胞外MCs(EMCs)浓度接近。MC-RR和MC-LR是主要的MCs异构体类型,其中MC-RR在秋季浓度占比高于MC-LR和MC-YR,而冬季MC-LR最高。MCs与微囊藻密度等生物因子呈极显著正相关关系,与TN、TP和NH_(3)-N营养盐呈显著负相关关系。杞麓湖EMCs污染的风险指数范围为0.004~0.110,处于极低或低风险,冬季风险略高于秋季,因南岸入湖EMCs污染以及湖内IMCs释放带来的风险需要进一步关注。

2018-2021年安徽省PM_(2.5)和O_(3)时空分布特征及其健康风险分析

利用2018—2021年安徽省空气质量监测数据分析了PM_(2.5)和O_(3)时空分布特征及其引发的健康风险。结果表明:从时间分布来看,2018—2021年安徽省PM_(2.5)年均值下降25.5%,而O_(3)-8 h年均值则保持持平;PM_(2.5)和O_(3)-8 h月均值具有明显的季节变化特征,PM_(2.5)月均质量浓度和超标天数均在冬季达到最大值,O_(3)-8 h月均值和超标天数则在夏季达到最大值。从空间分布来看,PM_(2.5)、O_(3)-8 h年均值和超标天数均为皖北最高,其次为皖中,最后为皖南。夏季O_(3)是主要的健康风险因子,冬季PM_(2.5)是主要的健康风险因子。当PM_(2.5)超标时,除2021年皖北地区外(PM10是主要的健康风险因子),PM_(2.5)均是主要的健康风险因子;当O_(3)-8 h超标时,O_(3)是主要的健康风险因子。

中国地下水砷浓度时空分布特征及其健康风险评估

地下水砷污染对环境和人体健康的影响已经引起人们的广泛关注。本研究综合应用地理信息系统(GIS)技术和健康风险评估方法,对1980—2022年的相关文献进行分析,探讨了中国地下水砷浓度的时空分布特征及其对健康的潜在风险。研究结果显示,我国地下水砷浓度在时间上的变化趋势较弱,但在空间分布上呈现强烈的变异性,特别是在华北、东北和华中的局部地区检测出较高的地下水砷浓度。然而,我国大部分地区现有的地下水砷浓度检测数据均低于世界卫生组织(WHO)的饮用水标准。基于现有地下水砷浓度数据进行健康风险评估,发现不同人群由地下水砷污染引起的健康风险逐年降低,目前总体处于可接受范围内,但北方部分地区仍存在较高的健康风险。

华北典型区域地下水重金属来源解析及健康风险识别

科学评估地下水重金属健康风险并识别主要风险因子,对保障地下饮用水安全和开展地下水风险管控具有重要意义。选取华北典型区域地下水作为研究对象,根据地势和地下水流向选定了14个采样点,于2017—2019年采集了122个地下水样品,并对样品中的Cr6+、Cd、As、Mn、Fe、Cu、Hg、Pb、Se和Zn进行了检测,以多元统计分析和健康风险评价模型相结合的方式,明晰了地下水重金属的来源和主要风险因子。结果表明:①研究区域地下水中重金属的浓度均值排序为ρ(Fe)>ρ(Zn)>ρ(Mn)>ρ(As)>ρ(Se)>ρ(Cu),其余元素未检出。根据综合污染评价结果,研究区地下水水质整体较好。②就空间分布而言,S12采样点处的As(5.04μg/L)、Mn(4.36μg/L)、Fe(18.52μg/L)和Cu(0.38μg/L)浓度最高,Se在S5采样点(0.52μg/L)处浓度最高,Zn在S4采样点(12.88μg/L)处浓度最高。③多元统计分析结果显示,As、Cu、Fe和Mn可能来源于工业活动,Se可能来源于地质环境。④健康风险评价结果显示,儿童面临的风险高于成人,饮水是主要的重金属暴露途径,潜在风险主要来源于As。为保障居民地下饮用水安全,应当将As作为今后加强地下水保护的优先控制指标。

基于反距离权重插值法与BP神经网络对浙江某电镀厂遗留地块土壤重金属健康风险评价及预测

为电镀厂拆迁遗留地块污染恢复提供理论支撑,以浙江省湖州某已停产的电镀厂为研究对象,采用内梅罗指数法、人体健康风险评估模型对研究区域内土壤重金属浓度空间分布进行特征分析,并对区域内土壤重金属污染对人类的健康风险进行评价。通过MATLAB构建的BP(Back Propagation)神经网络预测模型预测深层土壤对人体的健康风险,运用ArcGIS软件使用反距离权重插值法绘制地块健康风险预测分布图。预测结果显示Cr、Ni为研究区主要污染物,地下储罐埋地Cr的致癌风险达到0.35属于高致癌风险,表层土壤中重金属超标主要集中在地下储罐埋地、镀锌镀镍车间及临时废弃物堆积区,可能是由电镀作业地面防渗措施不足及电镀废弃物处置不当造成的。构建的BP神经网络预测模型显示,调查地块内Cr、As、Ni在深层土壤(2.0~2.5 m深度)中仍然具有致癌风险,且Cr的致癌风险属于较高水平,Ni、Cr、As、Zn、Cu等在2.0~2.5 m处土壤中已无非致癌风险。

典型灯具企业场地土壤污染特征及健康风险评估

以某大型灯具生产企业场地为研究对象,对砷、钼、钨三种土壤特征污染物的空间分布及健康风险进行分析。结果表明,以单项污染指数法评价,三种污染物在场地的整体污染水平均为清洁、尚清洁等级,但均存在超标样品。污染物在表层土壤中的分布极不均匀,浓度变异系数分别为2.53、3.99、1.68,超标点位主要位于生产车间、仓库等区域,为企业历史工业生产活动所致,办公生活区存在局部污染超标,应为场地多次改扩建时地面平整,污染土壤及建筑垃圾的转移、堆填所致。污染物的垂向分布主要受土层性质影响,超标样品大多集中在0~1.5m深度内的杂填土层,在杂填土厚度较薄、污染浓度较高的区域,污染垂向迁移幅度较大,最大可达3.5~4.5m。在一类用地条件下,汞、钼、钨的非致癌风险分别为11.37、15.00、6.51,均超过了可接受水平,场地在重新开发利用前需开展修复管控。

天津市地表水中氨氮健康风险及生态风险评价

为了科学表征地表水中氨氮对人体健康和生态环境造成的风险,达到精准治污和风险管控的目的,采用USEPA推荐的健康风险和生态风险评价模型,选取2016—2020年天津市地表水中氨氮浓度进行健康风险及生态风险评价。结果表明:天津市地表水中氨氮的健康风险为1.14×10^(-4)~2.35×10^(-2),远低于评价标准1;氨氮的生态风险为0.3~25.4,夏季慢性生态风险为有风险或高风险;其余均为无风险或有风险。氨氮的健康风险和生态风险均存在双峰现象,二者均呈显著的季节变化特征。氨氮的健康风险和生态风险均存在明显空间差异。研究采用的评价方法可以客观地表征地表水中氨氮对人体健康及生态环境造成的风险程度,为我国环境管理部门水质监管和业内同行开展类似研究提供了重要借鉴。

石门雄黄矿周边农田土壤重金属污染及健康风险评估

湖南石门雄黄矿区环境污染及风险是当前国家环保部门和地方政府极为关注的重要环境问题之一。本研究以该矿区周边农田表层土壤为研究对象,调查分析了矿区周边农田土壤重金属污染状况及其空间分布特征,并采用美国EPA土壤健康风险模型评估了其对人体的健康风险。土壤重金属污染评价结果显示:该区土壤受到中度的As污染和Cd污染,As平均含量为80.26 mg/kg,Cd平均含量为0.55 mg/kg;Cu、Zn、Pb含量均未超过国家《土壤环境质量》的二级标准;综合污染指数显示研究区域为中度污染。美国EPA模型评估结果显示:成人和儿童的日暴露量及非致癌健康风险主要途径均为经手–口摄入,Cd对成人和儿童均不存在非致癌风险和总风险,As对儿童非致癌总风险指数为3.36,造成严重的非致癌健康威胁;经呼吸暴露的致癌风险,Cd对儿童和成人均不造成致癌健康影响,As对成人和儿童的平均致癌风险指数为3.13×10^(-4)和5.58×10^(-4),均存在显著的致癌健康风险,且As、Cd对儿童的健康威胁均高于成人。可见,该矿区周边农田土壤中As、Cd污染及其风险应加强控制与治理。

松嫩平原地下水氮污染空间变异性及健康风险评价

为探明松嫩平原地下水污染现状及氮污染影响,利用地统计学软件分析了"三氮"(硝态氮、亚硝态氮和铵态氮)含量的特征,采用ArcGIS绘制了地下水硝态氮的变异函数图和空间分布图,并应用健康风险评价模型进行了氮污染对人体的潜在健康风险评价。上述研究表明,该区地下水污染物以"三氮"最为突出,其中硝态氮污染最重,变异系数为1.686,属于强变异,含量分布与二阶球状模型拟合最好,块金值和基底效应分别为2.423和0.575,其含量的空间异质性是结构性因素及随机性因素共同造成的,随机性因素稍强;硝态氮污染高风险区占总面积的88.78%,主要分布在东中部高平原区,这一区域大部分为III类水,对人体健康存在较高的风险,应引起关注。

基于农业区位论的北京市土壤-小麦系统中重金属Pb积累特征及其健康风险

基于农业区位论,采集23组土壤-小麦匹配样品,探究北京市不同圈层土壤-小麦系统中Pb的全量、形态与生物有效性。结果表明:①频繁的交通活动与工业释放致使城区土壤呈现出Pb污染,而长期污水灌溉等农业活动导致了近郊平原局部土壤Pb污染。②土壤中Pb主要以残余态与有机结合态形式存在,其次是铁锰氧化态,而碳酸盐结合态与离子交换态非常少。Pb的活性从中心城区到近郊平原、远郊平原逐渐下降。③小麦植株中Pb含量与土壤中铁锰氧化态Pb含量呈正相关;④麦粒中Pb的富集系数仅约为0.004 4,但仍发现城区与近郊麦粒中部分Pb含量超标。

我国省会城市土壤重金属含量分布与健康风险评价

收集了我国31个省会城市城区表层土壤重金属数据,探讨了我国省会城市土壤重金属含量分布特征和健康风险.结果表明,我国省会城市重金属Cd、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、Hg和As平均含量分别为0.43、44.75、66.85、32.48、39.59、116.15、0.21、12.44 mg·kg^(-1).土壤重金属具有4种分布类型,大部分重金属(Cd、Pb、Ni、Cu和Zn)含量较高城市分布在西南和南方沿海及东北长春等区域.健康风险评价表明,所有省会城市土壤重金属对儿童和成年人的非致癌风险是可以忽略的;除南宁外经口摄入As对儿童为不可接受风险外(>10-4),其余经口摄入致癌风险对儿童和成年人均介于可以接受范围内(10-6—10-4).

沈抚灌区农田土壤重金属污染时空变化特征及生态健康风险评价

以东北典型污灌区——沈抚灌区农田土壤为研究对象,在收集整理沈抚灌区自20世纪末停灌后不同时期土壤重金属污染情况的相关文献报道后,沿灌渠主干以行政村为单位布设取样点28个,利用原子吸收分光光度法、数理统计法、空间插值法等研究了重金属元素Cd、Pb、Cu、Zn在灌区农田土壤和农作物中的污染现状及时空分布特征,并利用内梅罗污染指数法、EPA人体暴露风险评价法及潜在生态危害指数法对污灌区重金属污染土壤及农产品的潜在健康风险进行评价。结果表明:灌区土壤重金属的平均浓度为:Cd 0.60 mg·kg^(-1)、Pb 38.76 mg·kg^(-1)、Cu 22.39 mg·kg^(-1)、Zn 57.64 mg·kg^(-1),其中Cd含量超过了国家土壤环境质量二级标准;与文献报道该灌区近15年来土壤重金属污染情况相比,土壤中Cu、Zn含量明显降低,而Cd、Pb含量并无显著变化;土壤中4种重金属元素的空间分布特征各异,灌区土壤重金属综合污染水平属于轻微污染;Cd、Pb在玉米中残留浓度超过国家食品安全限值,对人摄食途径存在健康风险,尤其是Cd具有较强的潜在生态危害性。

吉兰泰盐湖盆地地下水Cr^(6+)、As、Hg健康风险评价

选取西北干旱区吉兰泰盐湖盆地为研究对象,系统采集71个地下水样品,测定重金属Cr^(6+)、As、Hg,以及主要化学成分的含量,以地质统计学插值绘图揭示盐湖盆地地下水中Cr^(6+)、As、Hg的空间分布特征,以单因子指数法、内梅罗指数法和US EPA健康风险评价模型解析地下水中Cr^(6+)、As、Hg的污染及健康风险状况,以统计相关检验进行Cr^(6+)、As和Hg的源分析.结果表明:盐湖盆地地下水中普遍含有Cr^(6+)、As、Hg,Cr^(6+)在盐湖上游及东北部含量较高,As在西南台地含量较高,Hg在西北部巴音乌拉山出现高值区域,其分布与变化受到天然因素和人类活动的双重影响;Cr^(6+)、As出现局部区域超标,超标率分别为8.45%和2.82%;Cr^(6+)主要超标区域在盐湖西南侧呈条块状分布,并在盐湖附近Cr^(6+)含量较高;As以点状超标,分布于西南部和东北部;盐湖盆地地下水87.3%处于安全清洁状态,仅5.6%轻度污染出现在西南部,不存在中度和重度污染;通过饮用水途径的化学致癌物的健康风险值远高于非化学致癌物的健康风险值,西南部图格力高勒沟谷区域化学致癌物Cr^(6+)超过了US EPA最大可接受风险,但整个盐湖盆地Cr^(6+)的平均健康风险值低于US EPA最大可接受风险;As和Hg均低于US EPA最大可接受风险;盐湖盆地总致癌风险特征与Cr^(6+)基本一致,Cr^(6+)平均健康风险占总致癌风险贡献率的89%;Cr^(6+)超标原因包括盐湖盆地高锰酸盐指数偏高,促使Cr3+氧化成为Cr^(6+),As与Cr存在一定的同源关系.

西藏农田土和农作物中多氯联苯的分布、环境行为和健康风险评估

南亚排放的多氯联苯类污染物(PCBs)可随大气传输到西藏南部,并沉降到农田等区域。农田中的PCBs能够经食物链进入人体,从而可能对人体健康产生影响。但目前尚无西藏农田PCBs环境过程和农作物健康风险评估的研究。本研究通过同步采集西藏农田土壤和农作物,发现西藏农田土壤、青稞和油菜PCBs的浓度均值分别为5.1 pg·g-1dw、13.5 pg·g-1dw和10.9 pg·g-1dw,低于全球其他地区。青稞和油菜对PCBs的生物富集系数都大于1,说明PCBs在农作物中发生了生物富集现象。模型模拟结果显示,农田土壤中99.6%的PCBs都富集在土壤有机质中,只有0.38%的PCBs进入了植物根系。因此,青稞直接从大气中吸收PCBs是其对PCBs积累和富集的主要途径。基于饮食结构(青稞、牛肉、牛奶和酥油),西藏人群PCBs摄入均值为0.75 ng·kg-1bw·d-1,低于安全阈值约一个数量级。PCBs的食物摄入不会对西藏居民健康状况产生明显影响。

兰州市土壤-蔬菜系统典型重金属空间评价及健康风险分析

通过田间试验和室内分析相结合,对兰州市蔬菜和土壤中重金属Cd、Hg、Pb、As和Cr的含量进行测定并评估经食入途径对人体的健康风险,同时运用改进的物元模型综合评价兰州市三县四区土壤重金属污染并进行分区。结果表明:(1)兰州市菜地土壤中Cd、Hg、Pb、As和Cr的平均含量都高于背景值,存在明显的积累,但均低于《土壤环境质量标准》二级标准,适宜蔬菜种植。(2)单一重金属在不同调查区域内评价结果以"尚清洁"或"清洁"为主,只有Pb在七里河区为"轻污染",兰州市及各县区综合评价结果均为"尚清洁"。(3)与食品中污染物限量值(GB2762-2005)相比较,叶菜类蔬菜中Cd和Pb超标,瓜果类和根茎类Pb超标,葱蒜类Cr和Pb超标,茄果类和豆类都未超标。(4)健康风险评价表明兰州市居民经蔬菜途径摄入重金属量均未超出相应标准,儿童食用蔬菜的THQ要远远高于成人,存在较高的重金属健康风险,成人具有潜在风险。

利用in vitro试验的城市土壤重金属健康风险研究及其对中国土壤污染调查的启示

以福州大学城区域为研究区,采用传统土壤采样分析以及多元统计学、地统计学相结合的方法,解析小尺度下城市表层土壤中8种重金属的空间分布和来源;进而针对部分“超标”土壤样品,分别采用国家推荐方法和先进的in vitro试验方法进行土壤重金属经口部摄入途径的健康风险评估和对比研究.结果表明:研究区土壤整体上不存在严重的重金属污染问题,但有个别土样Pb和Cr(Ⅵ)含量超过了最新国家标准的筛选值;土壤中Cd、Cu、Pb、Cr、Ni、Zn等重金属主要来源于交通及机动车辆,需要注意防控;国家推荐方法得出土样Pb存在的非致癌风险达到可接受限值的1.53倍,土样Cd、Ni以及两个土样Cr(Ⅵ)存在的致癌风险则达可接受限值的1.01~43.50倍,而in vitro试验方法揭示仅有土样Pb的健康风险较高,胃阶段Pb对其每周允许摄入量(PTWI)的贡献率达到41%(成人)和149%(儿童),小肠阶段则显著降低至5%(成人)和18%(儿童);由于in vitro试验方法是以重金属的生物可给性/生物有效性为其风险评估的依据,被认为相对科学准确,不易产生对风险的过高估计,因此建议将其引入今后的土壤污染调查工作.本研究为相关城市的规划管理提供有价值的参考,并对我国土壤污染调查技术手段的持续改进给予启示.

空间信息技术在高速公路周边居民健康风险评估系统建设中的应用

我国高速公路快速发展,在带动地区经济发展的同时,也给周边环境造成了不同程度的污染。然而这些污染给周边居民带来的健康风险并没有引起足够重视,重要原因之一是目前仍缺乏对高速公路周边居民健康风险进行快速、高效评估的信息系统。本文研发了一套基于空间信息技术的高速公路周边居民健康风险评估系统,该系统能够对高速公路周边居民健康风险进行快速、高效的评估,将为我国高速路周边居民健康风险快速评估提供全新的信息化平台。