冬虫夏草及其近缘品中铅、镉、砷污染评价及人体健康累积风险评估方法探索

目的:对冬虫夏草及其近缘品中铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)的残留量进行测定,探索符合冬虫夏草及相关产品使用特点的污染评价及人体健康风险评估方法。方法:基于冬虫夏草及其近缘品中Pb、Cd、As的残留量监测数据,综合运用单因子污染指数法、尼梅罗综合指数法、金属污染指数法对冬虫夏草及其近缘品进行重金属污染评价,计算重金属日暴露量,分别采用危害指数法和更加精确的靶器官毒性剂量法对Pb、Cd、As联合暴露产生的健康风险进行累积风险评估。结果:污染评价结果说明,冬虫夏草及其近缘品中As的污染应引起关注,不同品种污染程度为冬虫夏草(繁育品)=蛹虫草<冬虫夏草(野生品)<香棒虫草<亚香棒虫草;人体健康风险评估结果表明,对于心血管和神经系统,1批冬虫夏草(野生品)全草中Pb、Cd、As联合暴露产生的累积健康风险需被进一步关注。结论:冬虫夏草及其近缘品重金属污染评价,以及人体健康风险评估方法,可为中药安全性评价及相关限量标准的制修订提供参考。

水质型缺水地区地下水重金属污染风险评价——以嘉兴市为例

以典型水质型缺水城市嘉兴市作为研究区,采集29个地下水点位的水样,检测Fe、Mn、Cu、As、Pb、Hg、Cd、Cr的浓度以及pH,采用内梅罗指数法和潜在生态风险指数法评价重金属污染程度,基于地统计分析和数理统计方法分析重金属空间分布特征和来源,并引用风险评估模型量化该污染给居民带来的健康风险。结果表明:①研究区地下水的Fe、Mn、As、Pb含量均值超出Ⅲ类标准的限值,超标率为Fe(86.2%)>Mn(75.9%)>As(62.1%)>Pb(20.7%),其余4种元素未超出Ⅲ类标准。②Fe、Mn、Cd的来源相似或迁移转化路径相近,As含量高的地下水呈弱碱性。③研究区的综合潜在生态风险指数为69.27,综合生态危害程度介于轻微—中等之间。④研究区内93.1%的地下水健康风险总值高于成人最大可接受值,海宁市和海盐县的南部地区健康风险总值最高。研究成果可为水质型缺水地区开发利用地下水,以及重金属污染与风险管控提供数据支撑和理论依据。

基于Nemerow法的森林土壤肥力综合指数评价

以广西国有大桂山林场用材林林地为研究区域,以土壤pH值、全量氮、全量磷、全量钾、速效氮、速效磷、速效钾、有效铜、有效锌、有效硼和有效铁作为评价指标,利用Nemerow法进行土壤肥力综合评价。结果表明,不同样地土壤养分因子变异系数在5.02%~65.69%。有机质平均值为28.75g/kg,处于中等偏下水平。全量N平均含量为1.64g/kg,速效N为135.5mg/kg,处于中等或中等偏上水平。全量P2O5平均含量为0.82g/kg,速效P为1.5mg/kg,均处于贫乏水平。全量K2O平均含量为23.76g/kg,速效K为51.8 mg/kg,均处于中等偏下水平。大量元素氮磷钾因子可以概括为＂富氮、缺磷、中等钾＂。微量元素方面,有效Zn和有效Fe林地平均含量分别为2.03mg/kg和32.11mg/kg,处于中等水平,有效B和有效Cu平均含量分别为0.18mg/kg和0.41mg/kg,属于贫或极贫水平。大桂山林地土壤肥力综合指数为0.85,桉树、松树林地肥力综合指数分别为0.77和0.82,肥力等级均属于Ⅲ级,杉木林地肥力综合指数为0.90,肥力等级属于Ⅱ级。速效P、有效B、有效Cu均处于贫或极贫水平,是影响研究区域土壤肥力的主要限制因子。

张家口柴宣盆地浅层地下水水化学特征及水质评价

地下水作为张家口地区的主要供水水源,近年来受人类活动影响水质有恶化的趋势,影响了当地的用水安全,确定地下水化学特征与水质状况对水资源合理利用具有重要意义。基于2020年水质数据,选取Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)、Na^(+)、HCO^(-)_(3)、TH、pH、TDS、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、Al^(3+)、NO^(-)_(3)、F^(-)、Cr^(6+)等水质因子,通过数理统计法、Piper三线图、Gibbs图和岩石风化端元图对张家口柴宣盆地地区浅层地下水水化学特征进行分析,并采用模糊综合评价和改进内梅罗指数法对水质进行评价。结果表明:研究区地下水是Ca^(2+)和HCO^(-)_(3)为主的弱碱性淡水,微硬水、硬水和极硬水分别占39.51%、34.57%和25.93%;沿地下水流向,地下水化学类型由HCO_(3)-Ca·Mg、HCO_(3)-Na、SO_(4)·Cl-Na型转变为HCO_(3)-Ca·Mg、HCO_(3)-Na、SO_(4)·Cl-Ca·Mg型,水化学组分的空间分布特征主要受到硅酸盐、碳酸盐的风化溶解和人类活动影响;地下水水质整体满足III类标准,但部分地区水质较差;沿着地下水流向,水质逐渐变差,主要受原生地质环境和工业、农业污染的影响。

普文试验林场森林土壤养分状况研究

为了解普文试验林场土壤养分状况,通过土壤类型调查和基本理化性质测定,采用修正的内梅罗综合指数法对土壤进行肥力评价。结果表明,普文试验林场土壤为紫色砂岩上发育的赤红壤,土壤pH值总体属于酸性水平且随土层加深酸性减弱。A层SOM含量高,随土层加深呈高—中—低明显变化。N含量水平高,随土层加深含量下降,但仍能达到中等及以上水平。土壤P素十分缺乏,区域内各土层AP大部分处于较缺乏水平,少部分区域极度缺乏。土壤K素较丰富,且随土层加深有升高趋势,可被植物利用的AK仅少部分区域处于丰富水平,大部分处于较缺水平。中量元素中AS基本与同区域农田土壤中含量处于同一水平,EMg含量较低,ECa十分缺乏。微量元素基本与同区域农田土壤中含量处于同一水平或略高。受生物富集过程影响,土壤养分表现出较明显的“表聚性”,大部分区域土壤肥力等级为中等肥沃,少数为贫瘠水平,土壤养分含量呈现出随海拔升高而下降的变化趋势。

某关停铅蓄电池企业土壤重金属污染特征及生态风险评价

为探明江苏省某铅蓄电池企业生产6年关停后对该地块土壤是否造成污染,对土壤中Pb、Cu、Zn、Hg、As、Cd、Ni、Cr这8种重金属采样分析,基于主成分分析和径向基函数(RBF)插值法分析地块土壤重金属的污染分布特征。利用单因子指数法和Nemerow综合指数法对污染地块土壤环境质量分析,对于涉及人体健康生态风险评价采用Hakanson潜在生态危害指数法开展综合评价。结果表明:研究区域土壤已遭受明显的人为外源重金属污染,且局部重金属富集程度较高,纵向污染区域主要集中在100cm以上土壤中,区域整体污染程度达到轻度污染,其中危废库局部土壤受污染程度已为中度污染,建议对该单元土壤开展进一步风险评估和修复;研究区域土壤尚不存在潜在生态风险,但是需重点关注危废库构筑物单元的土壤环境质量,主要威胁来自土壤中的镉,其EiCd潜在生态风险指数等级已达到强的级别。建议该地块后续开发利用时不作为农用地使用或进行局部区域土壤修复治理。

上海淀浦河水质评价及成因分析

采用单因子评价和内梅罗综合污染指数法对上海市淀浦河枯丰水期的水质进行评价。结果表明:淀浦河枯水期七莘路断面未达到水质目标,南港大桥和七莘路断面在丰水期未达到水质目标。枯水期内梅罗综合污染指数大于枯水期,总体上枯水期的水质较差于丰水期。河道沿程水质依次变差,其中下游七莘路断面的水质最差,与水质功能区目标相差较大。通过主成分分析法初步识别出淀浦河的水质污染源为农业面源污染和城市生产生活的综合污染源,农业面源污染的主要贡献因子为TP、NH_(3)-N、EC和浊度,城市生产生活污染源的主要贡献因子为EC、COD_(Mn)和DO。

重庆核桃主要产区土壤养分状况及肥力评价

采集重庆核桃主要产区土壤样品,分析土壤养分质量分数及综合肥力情况。结果表明:(1)重庆核桃产区土壤pH值范围为5.57~8.46,少量产区呈微酸性。根据全国第二次土壤普查养分质量分数分级标准,重庆各核桃产区土壤有机质质量分数较低,为5.11~16.22 g/kg。土壤全氮、碱解氮、速效钾质量分数分别为0.69~1.31 g/kg、25.43~120.53、13.50~142.98 mg/kg,总体均处于中下水平。土壤全钾质量分数较高,为18.64~36.89 g/kg。全磷、有效磷质量分数分别为0.47~1.13 g/kg和6.23~42.37 mg/kg,总体达到中上水平。土壤有效Ca、Mg质量分数丰富,分别为551.21~9671.42和21.21~688.25 mg/kg。有效Fe、Mn、Zn、B质量分数处于中等偏下水平,分别为1.94~11.20、1.31~29.03、0.42~1.54、0.21~0.57 mg/kg。有效Cu、Mo质量分数在各产区差异性较大。(2)采用内梅罗综合指数法评价显示,重庆核桃产区土壤综合肥力均为III级,属一般肥力水平,且有机质、氮和钾是限制土壤肥力的主要因子。因此,建议重庆核桃产区施肥以氮肥与钾肥为主,同时配施有机肥以及铁、锰、锌、硼等微肥,以达到培肥土壤和促进核桃生长结果的双重作用。

乌梁素海入湖排水沟水质分析与污染评价

乌梁素海是我国八大淡水湖之一,也是河套灌区的“自然之肾”,承纳着河套灌区90%的农田排水,不可避免地引起了地表水体污染问题。为了解当前乌梁素海入湖排水沟水质状况,以河套灌区入乌梁素海排水沟(总排干、八排干、九排干、十排干)尾口断面为研究对象。通过实地取样和室内测试分析,选取pH值、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(3)^(-)N)、总磷(TP)、总氮(TN)等指标,从空间和季节两个角度出发,分析了2018-2020年短期时间尺度下入湖排水沟水质现状,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法同时结合聚类分析进行了污染评价。结果表明:(1)乌梁素海入湖排水沟中以COD和TN污染为主,其次为NH_(3)^(-)N和TP;(2)从各排水沟主要污染指标来看,总排干和八排干中TN污染严重,九排干和十排干中COD污染严重,其次为TN污染;(3)从各排水沟不同季节污染程度来看,冬、春季污染严重,夏、秋季次之;从全年来看,总排干、十排干为轻污染状态,八排干、九排干为清洁状态;(4)根据排水沟污染物负荷及聚类分析结果,总排干年均污染负荷占比最大,为81.82%,且影响各排水沟污染负荷的主要因素为有机污染因子COD及富营养化因子TN。因此,应对河套灌区加强农业过程管理,同时注意对冬、春季排水的监测和处理,特别是COD与TN指标。

海南岛典型农用地土壤综合肥力评价

为研究海南岛典型农用地土壤肥力情况,对海南省林地、耕地、园地和草地用地类型下的土壤pH、机械组成、有机质、阳离子交换量、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾进行测定及统计分析,参考《全国第二次土壤普查养分分级标准》,采用内梅罗(Nemerow)指数法对各用地类型进行土壤综合肥力评价。结果表明:不同用地类型中,氮素含量均表现为缺乏水平;磷素含量均表现为丰富或很丰富水平;而钾素含量在林地和耕地中为丰富水平,在园地中属于中等水平,在草地中表现为缺乏水平。在4种不同农用地类型中,土壤有机质与阳离子交换量、全氮、碱解氮均呈显著相关(P<0.05)或极显著相关(P<0.01),土壤阳离子交换量与全氮、碱解氮也呈较强的相关性,其他土壤养分之间几乎无相关性或相关性较弱。而4种不同农用地类型的土壤综合肥力值依次为园地(1.164)>林地(1.058)>耕地(0.879)>草地(0.784),其中园地和林地的土壤综合肥力水平均属于一般,而耕地和草地属于贫瘠。因此,应该加强土地管理,合理利用土地,改善土壤养分结构,最终提高土地生产力。

不同指数评价法在旗山湖水质评价中的应用

通过2021至2022年对旗山湖7个监测点位进行水样采集,选取氨氮、总氮(TN)、总磷、化学需氧量(COD)和溶解氧等5个水质指标为参评因子,分析其水质变化趋势,采样3种不同污染指数法对旗山湖水质进行评价。结果表明:采用单因子污染指数法评价得到的水质评价结果最差,旗山湖整体水质以Ⅳ类和劣Ⅴ水为主,主要污染物中COD占比34.56%、TN占比31.48%、NH 3-N占比27.78%。通过综合污染指数法计算得到综合污染指数为0.55~2.43,水质达到Ⅲ类标准的月份有5个,占比为38.46%;年综合污染指数为1.14,表明水质只达Ⅳ标准,水质受到轻微污染;采用内梅罗指数法评价,水体水质为Ⅳ类,其中枯水期7个断面中劣于Ⅲ类水质断面占比为42.86%,丰水期则为28.57%,丰水期水质明显优于枯水期。该研究结果可为其他内湖水生态保护和污染周期性防治提供科学参考。

嘉陵江四川中下游段水质时空变化特征及影响因素分析

使用单因子指数法和内梅罗污染指数法分析2016年~2020年嘉陵江四川段中下游10个自动监测断面的水质状况,并使用Spearman相关系数法进行水质时空变化特征及影响因素分析。结果表明,琼江大安2017年为IV类水质,最大超标因子为TP,超标倍数为1.23;西充河彩虹桥2018年为IV类水质,最大超标因子为NH_(3)-N,超标倍数为1.60;其余断面均未出现超标。2017年大安断面内梅罗污染指数为1.00,轻度污染,最大污染因子是TP;2018年彩虹桥断面内梅罗污染指数为1.33,轻度污染,最大污染因子是NH_(3)-N;其余断面均为清洁。西充河彩虹桥断面各年月际内梅罗污染指数呈下降或平稳趋势,琼江大安断面先上升后下降至平稳趋势,嘉陵江沙溪、巴河江陵、渠江团保岭、渠江赛龙、涪江百顷均有平稳或上升趋势。2016年~2020年各年份Spearman相关系数(r_(s))为-0.9~0.3,|r_(s)|≤W p,各监测断面年际水质变化平稳。

箕山河流域水环境现状及原因分析

为探究箕山河流域水质污染现状及成因,选设7处监测断面和6类水质评价因子,采用单因子评价法、综合污染指数法和3种不同算法的内梅罗污染指数法,对箕山河流域水质现状进行综合性评价。结果表明:7处监测断面主要超标因子是TN;COD、氨氮次之。基于单因子评价法和3种不同算法的内梅罗污染指数法进行水质分析,7处监测断面水质均属劣Ⅴ类,综合污染指数法所得各断面均属重度污染。根据水质现状分析结果对污染原因展开调查分析发现,流域水质在断面1、断面3和断面4处恶化明显,原因分别是城市生活源排口、工业园区出水、畜禽养殖+乡镇生活源。

洛阳市伊川县地下水质量综合评价分析及开发利用建议

地下水监测不仅仅为地下水质量研究提供科学数据,而且为地下水科学合理开发利用、保护地下水资源提供重要的理论依据。本文基于洛阳市伊川县地下水监测数据,利用单因子评价法、内梅罗综合指数法以及根据生活饮用水卫生标准对伊川县地下水质量进行综合评价和分析。研究表明,调查区内不存在优良级水,较差级及以下类别水居多,占调查区域的60%及以上。水体存在的主要问题是总硬度、溶解性总固体、硫酸盐和硝酸盐氮的含量较高,超出Ⅲ类水级别比例较高。依据主要超标因素数据来看,硝酸盐氮的含量普遍超过生活饮用水卫生标准,导致大部分监测点地下水不适宜饮用。

海沧湖水质状况评价及水质提升建议

根据2017—2021年海沧湖湖区内9个监测点位的监测数据,分析了监测点位、年际变化、季节变化对海沧湖各水质指标的影响,并且使用单因子污染指数法和内梅罗污染指数法对海沧湖水质进行评价。监测数据显示,2017—2021年海沧湖整体及各监测点位污染物质量浓度呈现总体下降的趋势,冬季污染物质量浓度要低于夏季,单因子污染指数法和内梅罗污染指数法2种方式评价结果均显示2021年海沧湖水质比前4年有明显提升。

扬州江都区邵伯农田土壤环境质量及生态风险评价

选取扬州邵伯地区作为研究区,根据评价标准(GB 15618—2018)对其农田土壤环境质量及生态风险进行评价。研究区农田土壤中8种重金属元素平均含量均低于农用地污染风险筛选值,除Ni外其余7种重金属元素的平均含量均超过江苏土壤平均背景值,其中Hg含量均值为江苏土壤平均背景值的2.16倍;通过对比内梅罗指数法和综合指数法评价结果,认为综合指数法能更客观准确地反映研究区农田土壤环境质量状况,结果显示研究区农田土壤轻度污染以上样本占总样本的2.35%;研究区农田土壤属中度生态风险,综合潜在风险指数平均值为200.56,主要贡献因子是Hg。

基于PMF模型的山区农用地土壤重金属来源分析

为了解山区农用地土壤重金属的污染情况及查明8种重金属的污染来源,在研究区内采集土壤表层(0~20cm)样品1311个,分析化验了pH值、砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)指标。采用了内梅罗综合指数法、地统计学法、相关分析、单因素方差分析及正定矩阵(PMF)模型等方法,研究山区农用地土壤重金属污染特征及可能的污染来源。结果表明,研究区土壤中8种重金属含量均明显高于重庆市土壤背景值;除局部区域呈现重度污染之外,研究区土壤整体上呈清洁或轻度污染,主要污染元素为Cd;PMF模型结果显示,研究区土壤重金属污染来源主要有3类,分别为自然母质源(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)、采矿活动源(As、Cr、Hg、Pb、Zn)和农业活动源(As、Cd、Cr、Hg)。

土壤重金属污染评价与可视化研究

土壤重金属污染评价时,研究人员只使用一种评价模型,无法进行择优选择;在土壤数据获取受限制的情况下,数据可得性、可调整性较差;依据少量采样点数据直接开展重金属污染评价,不利于评价整体影响效应。针对上述问题,本文开展了土壤重金属污染评价与可视化研究,采用克里金法对采样点数据进行转化,结合单因子评价模型、内梅罗指数模型和加权平均指数模型,通过将公式程序化,实现重金属污染快速评价,并结合开源WebGL技术,以污染程度分级形式进行高效可视化。研究结果表明,本文方法不仅能让用户按需选择评价模型和插值精度,还具有较高的数据可得性,有利于评价研究区整体污染状况,得出面域评价结果。

内梅罗指数评价法的修正及其应用

针对目前采用内梅罗指数法评价地下水质量过程中存在的问题,考虑毒性金属的积累效应,引入权重值概念,对内梅罗指数法进行改进,并将改进前后2种方法应用于深泽县研究区地下水质量评价。结果表明:改进的内梅罗指数法可以在一定程度上消除极大值的影响,并提高毒理指标的影响程度,能够对地下水质量进行较为合理的评价。

铜陵市及其周边地区土壤重金属元素污染评价

为了探讨和评价矿产资源利用过程对土壤污染的可能贡献,采用Nemerow综合污染指数法评价了典型有色金属矿山城市——铜陵市及周边地区土壤中重金属元素污染程度,并采用Kriging插值法进行了空间分析,查明了不同污染级别土壤的面积比例、空间分布和初步成因。结果表明,铜陵地区土壤中重金属污染指数从大到小依次为Cd、Cu、As、Zn、Pb,以Cd、Cu元素污染最为突出。重金属污染土壤主要集中在研究区南部,污染强弱与区内铜、金多金属矿床(点)空间分布基本一致。岩矿石风化、矿山开采、选冶等是造成该区土壤重金属污染的主要原因。