沟塘水及其周边浅层地下水中重金属污染特征与健康风险评价

以河南省某乡4个沟塘水及其周边浅层地下水为研究对象,在丰水期采集样品,测定水中Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ag、Cd、Hg和Pb 13种重金属元素浓度,并评价沟塘水对其周边浅层地下水水质的影响及潜在健康风险。结果表明:沟塘水中重金属总体为重度污染,其中Mn和Fe浓度超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅳ类标准限值,平均超标倍数分别为5.5倍和9.0倍;周边浅层地下水中重金属总体为轻度污染,其中Al、Mn、Fe和Ni浓度超过GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅲ类标准限值;浅层地下水中重金属浓度随着与沟塘距离增加而降低,Al、Cr、Ni、Pb、Mn和Fe浓度与到沟塘距离呈对数负相关关系;儿童和成人通过饮水摄入浅层地下水中13种重金属元素的非致癌健康风险之和分别为0.296和0.309,均小于1(可接受水平);儿童和成人终生暴露Cr、Ni、As、Cd、Pb 5种致癌重金属元素的致癌健康风险之和分别为1.44×10^-5和7.52×10^-5,超过1.0×10^-6(较高致癌健康风险)。研究区沟塘水对其周边浅层地下水有一定的影响,儿童和成人通过饮水途径暴露浅层地下水中重金属的致癌健康风险值得关注。

沟塘水质及其周边浅层地下水PAHs的风险评价

为探讨农村居民区沟塘水质对周边浅层地下水的影响,在河南省某县选择典型沟塘,分别在枯水期和丰水期采集沟塘水和周边浅层地下水样品,采用高效液相色谱检测16种多环芳烃(PAHs)的含量,分别描述并比较枯丰水期PAHs的污染特征及其生态与健康风险.结果表明,枯水期沟塘水中BaP含量、∑PAHs、TEQ(BaP)含量和致癌性PAHs占比分别为0.911ng/L、29.3ng/L、1.64ng/L和28.1%,均低于丰水期;浅层地下水中各指标分别为5.37ng/L、291ng/L、12.5ng/L和25.9%,高于丰水期.枯丰水期沟塘水和浅层地下水中PAHs均主要源于生物质和煤炭燃烧.浅层地下水PAHs的含量与沟塘水具有关联性,即距离沟塘越近,PAHs含量越高,枯水期的关联性低于丰水期.饮用浅层地下水致PAHs暴露的累积非致癌风险HQ为2.21×10^(-3);累积致癌风险R为1.56×10^(-6),72.0%成人R大于1×10^(-6),枯水期BaA、BbF和InP对成人致癌风险的贡献分别为72.1%、9.10%和4.80%.枯水期沟塘水PAHs总量为低等生态风险,丰水期为中等风险,不同沟塘其生态风险不同.纳污的C5沟塘水丰水期PAHs为高生态风险水平,BaA的贡献最大(占40.7%);纳污和养殖的A2枯水期和C3沟塘水丰水期PAHs为中等风险2水平.综上,沟塘水PAHs与周边浅层地下水具有关联性,枯水期沟塘水PAHs总量具有低生态风险,饮用周边浅层地下水的致癌风险高于1×10^(-6).

农村地区浅层地下水、沟塘水及沉积物中PAHs的污染特征及风险评价

用液相色谱法对河南省西平县某乡浅层地下水、沟塘水及沉积物样品中的多环芳烃(PAHs)进行了分析.结果表明,本研究中w(Bap)、TEQ(BaP)、∑_(7)PAHs、高环PAHs占比依次为:沉积物>沟塘水>浅层地下水.浅层地下水、沟塘水及沉积物中PAHs有相似的来源,主要源于燃烧,并以生物质和煤炭燃烧为主;沟塘水对浅层地下水中PAHs的影响较大,距离沟塘越近,浅层地下水中PAHs含量越高.经饮水摄入浅层地下水中7种致癌PAHs的P_(95)致癌风险在1.8×10^(-8)—7.0×10^(-6)之间,在6岁时为1.1×10^(-6),高于一般可接受的致癌风险水平(1×10^(-6)),主要产生致癌风险的污染物为BaP和BaA;浅层地下水中PAHs的P95非致癌风险在6.1×10^(-4)—1.9×10^(-2)之间,HQ远小于1,为可接受水平. 4号沟塘水中PAHs处于高生态风险水平,对生态风险贡献最大的污染物是BaA,占40.7%. 3号沟塘水中PAHs处于中等风险水平,对生态风险贡献最大的污染物是DBA和BaA,分别占36.9%和23.6%.所有沟塘沉积物的PAHs的生态风险已经具有一定程度的"临界效应",需要采取相应的措施控制和削减沟塘沉积物和水体中PAHs的污染.

肝癌高发区饮用塘水的诱变性和遗传毒性研究

采用生物学检测技术，对广西某肝癌高发区的８３份饮用水进行了诱变性评价，并分别对四组饮用塘水和非塘水的１２９名成年男性居民和２１３名儿童进行了细胞遗传毒性损伤的分析。结果：各类饮用水的诱变性阳检率为４５．７８％，其中，塘水的阳检率高达９３．３３％（２８／３０），而深井水全部为阴性（０／９）。塘水中存在的化学诱变物质对紫露草花粉母细胞和鱼周血红细胞均具有潜在的遗传毒性。从幼年即已开始饮用塘水的儿童和成年男性居民，周血淋巴细胞的微核率、核碎裂率、姐妹染色单体互换率和染色体畸变率等遗传毒理学指标均与饮用非塘水的对照组居民有显著差异。本文的研究结果为进一步确证饮水污染与肝癌的病因学关系提供了生物学证据。

茶多酚抑制塘水致大鼠肝癌作用的研究

采用塘水诱发大鼠肝癌前病变的动物模型，以γ－谷氨酰转肽酶、王磷酸腺苷酶和葡萄糖－６－磷酸酶等三种酶变灶为观察指标，定量分析了茶多酚（ＧＴＰ）的抗癌作用。结果显示，同步给予ＧＴＰ和塘水浓缩物喂养的大鼠，其酶变灶的数量显著低于单纯给予塘水浓缩物处理的大鼠，而与喂养基础饲料的大鼠无显著差异。表明ＧＴＰ有抑制塘水诱发大鼠肝癌前病变的作用。结合以往的实验结果，认为在饮用塘水和黄曲霉毒素Ｂ＿１高暴露水平地区，ＧＴＰ是最具应用前景的肝癌化学预防剂。

肝癌高发区饮用塘水浓缩物诱发人肝细胞非程序DNA合成的研究

利用人原代肝细胞非程序ＤＮＡ合成试验（ＵＤＳ），对广西某肝癌高发区的居民饮用塘水浓缩物进行检测，结果发现：塘水浓缩物的浓度在０．１０ｍｇ／ｍｌ－０．５０ｍｇ／ｍｌ时，可诱导人肝细胞ＵＤＳ反应，对ＤＮＡ具有明显的损伤作用，且显示出一定的剂量—效应关系。表明塘水中存在有基因毒性物质。提示该地区居民的肝癌高发与长期饮用塘水有关。

肝癌高发区饮用塘水致大鼠肝癌作用的研究

采用ＡＦＢ１致大鼠肝癌作用的短期模型，探讨了广西肝癌高发区饮用塘水的致肝癌作用，结果发现：分别用０．２％塘水浓缩物和塘水富集物喂养的两组大鼠，其γ－谷氨酰转肽酶、三磷酸腺苷酶和葡萄糖－６－磷酸酶等三种癌前酶变灶的数量（灶／ｃｍ２，灶／ｃｍ３）均显著高于对照组，显示了明显诱发大鼠肝癌前病变的作用，提示广西肝癌高发区居民饮用的塘水中，可能存在与肝癌相关的致癌物。但本实验未发现塘水与ＡＦＢ＿１两因素间有协同致肝癌作用。

肝癌高发区饮用塘水对鼠原代肝细胞UDS的影响

采用大鼠原代肝细胞ＵＤＳ试验研究了广西某肝癌高发区饮用塘水对肝细胞ＤＮＡ修复合成的影响，以探讨塘水的基因毒性。结果：①该地区饮用塘水浓缩物对大鼠原代肝细胞ＵＤＳ试验呈阳性反应，且在一定剂量范围内（０．１～０．５ｍｇ／ｍｌ）显示良好的剂量─—效应关系；②塘水浓缩物剂量较高（０．５ｍｇ／ｍｌ）时，其ＵＤＳ试验ｃｐｍ值与强致癌物ＡＦＢ＿１（０．０μｇ／ｍｌ）组相近；③当塘水浓缩物剂量高达１．０ｍｇ／ｍｌ时，对大鼠肝细胞尚可产生细胞毒作用。提示该地区居民饮用塘水中可能存在基因毒性致癌物。

肝癌高发区饮用塘水诱变性的去除措施研究

经紫露草微核试验确证具诱变性的肝癌高发区饮用塘水.采用加热煮沸和物理吸附方法去除其诱变性。结果发现,加热煮沸法对塘水的诱变性基本没有影响,物理吸附法去除塘水诱变性的效果令人满意。当“去毒灵”、活性炭和活性白土等三种吸附剂投试量分别为0.05%时,对塘水诱发的紫露草微核效应均有明显的抑制作用。

茶多酚对饮用塘水基因毒性的抑制作用

分别利用人和大鼠的原代肝细胞非程序ＤＮＡ合成试验（ＨＰＣ／ＵＤＳ），检测茶多酚（ＤＴＰ）对广西某肝癌高发区居民的饮用塘水浓缩物基因毒性的影响，结果发现：０．１０ｍｇ／ｍｌ的ＧＴＰ可抑制塘水浓缩物对大鼠肝细胞ＤＮＡ的损伤，而浓度为０．０５～０．５０ｍｇ／ｍｌ的ＧＴＰ可抑制塘水浓缩物对人肝细胞ＤＮＡ的损伤，且显示出一定的剂量—效应关系，这表明ＧＴＰ可抑制塘水存在的基因毒性物质，提示饮用绿茶对肝癌高发区的人群可能是有益的。

怎样调节鱼塘水温

水温直接影响鱼类的代谢强度,从而影响鱼类的摄食和生长。主要养殖鱼类如鲢、鳙、草、青、鲤等,生长的适宜水温为20—30℃左右,15℃以上较为适宜。一般在适宜的温度范围内,随着温度的升高,鱼类的代谢相应加强,摄食量增加,生长也加快。10℃以下则食欲下降,生长缓慢。因此,鱼塘养鱼必须合理调控水温。

亚硒酸钠等三种药物对肝癌高发区饮用塘水诱变活性的抑制效果观察

用紫露草微核试验,观察了亚硒酸钠(Na_2SeO_3)、维生素C(VC)、谷胱甘肽(GSH)等三种化学药物对扶绥县肝癌高发区饮用塘水诱变活性的抑制效果及剂量一效应关系。当受试药物加入浓度为0.01MM时,塘水诱发的紫露草微核效应受到明显抑制,其效果以Na_2SeO_3最佳,VC居次,GSH较弱。作者设想,将Na_2SeO_3作为肝癌高发区饮用塘水的一项干预措施,有可能达到既改水又补硒的双重效果。

环境压力对高拱坝水垫塘水力特性的影响

本研究在常压和减压不同的环境压力下，研究了水垫塘内水流的流态特征、入水射流对水垫塘底板的冲击压力和脉动压力强度以及拱坝下游坝面的紊流脉动压力强度的特性，给出了不同环境压力下动水冲击压力的沿程分布、脉动压力强度沿程分布以及空间相关曲线．由试验成果发现，减压使水垫塘内水流流态及水力要素均发生变化。

高坝块体护底水垫塘水动力特性研究

为寻求水垫塘防护理念上新的突破,结合目前研究现状,针对高坝挑流消能防冲护底问题,采用模型试验与数值模拟相结合的手段,分析和模拟了挑流消能的关键问题——塘消能与冲刷过程,比较了传统平底水垫塘和块体护底水垫塘的水流形态、塘内水面线、流速分布及底板压力,得出冲击区的抗冲块体能明显降低水流对结构的破坏能力,块体护底水垫塘可缩减传统水垫塘尺寸。

阿尔塔什水利枢纽水垫塘水动力特性及底板稳定性研究

为研究阿尔塔什水利枢纽工程的消能效果,基于1∶50水工模型试验研究了水垫塘的动水压强、上举力的分布规律、幅值特性,并对水垫塘底板高程进行了优化。研究表明,时均压强、脉动压强在桩号0+080—090之间出现峰值,最大上举力、脉动上举力均在桩号0+110附近出现峰值;消能防冲工况1—4中,A列6~#(1~#表孔中线、桩号0+110)板块最大上举力达到18.67×9.8 kN/m^2,存在安全风险,建议对该板块及其周边板块加强防护;工况2(消能防冲,1#表孔+中孔泄洪)中线冲击压强达到15×9.8 kPa、脉动压强最大达到9.65×9.8 kPa,最大上举力、脉动上举力峰值分别达26.21×9.8 kN/m^2、4.58×9.8 kN/m^2。降低水垫塘底高程,可以有效降低上举力,有利于底板稳定;水垫塘底高程降低3 m后,工况2最大上举力、脉动上举力峰值分别降至16.69×9.8 kN/m^2、3.51×9.8 kN/m^2,降幅分别为36.3%、23.5%。

高拱坝水垫塘水动力特性研究

在模型试验的基础上,从水力学角度对高拱坝平底水垫塘及反拱水垫塘的水动力特性进行了分析评价。结果表明,无论是水体特性还是水动力特性,平底水垫塘都优于反拱水垫塘;在消能效果方面,平底水垫塘消能率与反拱水垫塘基本一致,二者的消能率均接近95%。

小湾水垫塘水力特性及设计优化研究

小湾拱坝坝身泄洪消能的技术难度已达世界当前最高水平，其水垫塘的优化设计亦是工程中的一大难题。本文通过承担完成国家“八五”科技攻关项目课题研究任务，在对小湾坝身泄洪消能布置方案进行水力模型试验的基础上，应用二维和三维紊流数学模型对多层和多股淹没射流水垫塘流动特性进行了数值模拟，对水垫塘三元流速场和壁面脉动压强的水力特性进行了实测研究；通过对多层射流入流方式的优化计算和实验验证，提出了“１＋１＜１”效应的新观点和最佳入流方式。用人工掺气方法，研究了掺气射流特性，得出了水流掺气可导致时均压强减小，脉动压强增大的结论。文中还讨论了小湾水垫塘采用全面混凝土衬砌的必要性，并对水垫塘底板高程、长度及体型提出了新建议。

肝癌高发区饮用塘水致大鼠肝癌作用长期实验研究

研究广西肝癌（ＨＣＣ）高发区居民饮用塘水致大鼠ＨＣＣ作用。实验采用黄曲霉毒素Ｂ１（ＡＦＢ１）致大鼠肝癌模型，Ｗｉｓｔａｒ大鼠１６０只，随机分为４组：Ａ组为空白对照组；Ｂ组注射ＡＦＢ１；Ｃ组饲０．２％塘水浓缩物；Ｄ组注射ＡＦＢ１和饲０．２％塘水浓缩物，检测γ－谷氨酰转肽酶阳性肝细胞增灶（ＧＧＴ阳性灶）和ＨＣＣ发生情况。ＧＧＴ阳性灶用电脑图像分析系统统计平面及立体指标。结果：Ｄ组ＧＧＴ阳性灶发生最多，ＨＣＣ发生率最高（４２．１％）；Ｃ组ＧＧＴ阳性灶比空白组多且大（Ｐ＜０．０５），但远少于Ｂ组（Ｐ＜０．０１）；Ｂ组ＨＣＣ发生率为２３．８％，Ａ、Ｃ两组无ＨＣＣ发生。提示：广西肝癌高发区饮用塘水中存在与ＨＣＣ发生相关的致癌或促癌物质，其作用弱于ＡＦＢ１，暴露于ＡＦＢ１同时饮用塘水可能增加罹患ＨＣＣ危险性。

不同衬砌形式水垫塘水工模型试验研究

水垫塘作为下游河床消能的防护结构,其自身在宣泄高速水流冲击下的安全性尤为重要,也是水垫塘消能防冲研究的关键。水垫塘底板破坏的主要原因是冲击动水压力(冲击压力和脉动压力),即形成向上的上举力,依托阿尔塔什水利枢纽工程左岸泄洪系统,分别对水垫塘底板衬砌出现的最大上举力和不衬砌时底板抗冲刷能力进行水工模型试验,通过试验为选择设计方案提供数据支撑,提出采用水垫塘底板衬砌的设计方案。