趙勝男，史小紅＊＊，李暢游，張漢蒙，付緒金，吳 用，石艷秋

(1:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，呼和浩特 010018)

(2:內(nèi)蒙古水利與水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，呼和浩特 010020)

(3:扎蘭屯市水資源管理站，呼倫貝爾 162650)

汞(Hg)是一種毒性極強(qiáng)的元素，其污染具有持久性、易遷移性、高度生物富集性、強(qiáng)毒性等特性，并且環(huán)境中任何形式的Hg 均可在一定條件下轉(zhuǎn)化為劇毒的甲基汞，對(duì)人體健康造成極大的危害[1-4].同時(shí)，Hg 具有長(zhǎng)程跨界污染的屬性，已被聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署列為全球性污染物，是除了溫室氣體外唯一對(duì)全球范圍產(chǎn)生影響的化學(xué)物質(zhì)，已成為全球廣泛關(guān)注的環(huán)境污染物之一，因此環(huán)境中Hg 污染研究一直是世界關(guān)注的熱點(diǎn)之一[5].目前我國(guó)在湖泊Hg 污染研究方面已經(jīng)開(kāi)展了一些工作，集中于南方湖泊，主要分析湖泊水體中Hg 的形態(tài)、沉積物中Hg 污染狀態(tài)、空間分布特征、形態(tài)特征、大氣沉降對(duì)湖泊Hg 的貢獻(xiàn)以及湖泊環(huán)境對(duì)Hg 形態(tài)分布特征的影響等方面[6-10].需要注意的是，這些研究均是關(guān)于非寒旱區(qū)的南方湖泊，針對(duì)一般外界環(huán)境條件下的Hg 污染問(wèn)題，而目前針對(duì)寒旱區(qū)湖泊Hg 污染研究開(kāi)展的工作十分有限[11].水體非點(diǎn)源汞的輸入可以由人為活動(dòng)如農(nóng)田耕作等引起，且對(duì)于汞的輸入貢獻(xiàn)較大[6].烏梁素海流域地處中國(guó)北方寒旱區(qū)，屬于典型灌區(qū)湖泊，主要污染源來(lái)自于流域內(nèi)的農(nóng)業(yè)面源污染，化肥流失所攜帶著Hg 的流入占湖泊Hg 來(lái)源的較大部分.流域內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，主要包括銅、鉛、鋅、鎘等，每年大約有2×108m3[12]的工業(yè)廢水、生活污水排入也會(huì)造成烏梁素海水環(huán)境Hg 的富集與污染.目前，烏梁素海的研究主要集中于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化、有機(jī)化污染、沼澤化以及生態(tài)健康[13-16].關(guān)于重金屬Hg 的研究集中于湖泊沉積物方面，烏梁素海沉積物中Hg 的含量在大部分采樣點(diǎn)超標(biāo)，均值為0.151 mg/kg，遠(yuǎn)大于背景值0.028 mg/kg[17]，其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它金屬[18].表層沉積物中Hg 在烏梁素海最南端形成了局部高值區(qū)，在入湖口區(qū)域濃度也較高，具有南北高、中間低的變異特征[19-20];沉積物中Hg 的主要存在形態(tài)為有機(jī)物和硫化物的結(jié)合態(tài)[17].Hg 可通過(guò)水-沉積物界面間的交換作用進(jìn)入水相而造成二次污染.基于對(duì)烏梁素海沉積物Hg 的研究可知，烏梁素海面臨潛在Hg污染風(fēng)險(xiǎn)，因此，對(duì)水環(huán)境中的Hg 進(jìn)行研究勢(shì)在必行.此外，烏梁素海是內(nèi)蒙古自治區(qū)的主要漁業(yè)基地，每年產(chǎn)魚量約700 多萬(wàn)噸[21]，其湖水終將退水黃河，每年在枯水期向黃河補(bǔ)水近2×108m3[12]，Hg 的特殊物理化學(xué)性質(zhì)和強(qiáng)毒性會(huì)影響湖區(qū)漁業(yè)與黃河水體安全[21].基于烏梁素海的生態(tài)功能定位、地區(qū)特殊性及Hg污染的危險(xiǎn)性，研究烏梁素海水環(huán)境中Hg 的含量、分布特征、健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重大意義.

本文以烏梁素海為主要研究對(duì)象，研究了湖泊表層水體基本理化特征以及水中Hg 含量及分布特征，利用單因子指數(shù)法對(duì)湖區(qū)內(nèi)Hg 進(jìn)行污染評(píng)估，并運(yùn)用水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)整個(gè)湖區(qū)水體中Hg 進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.

圖1 烏梁素海水體重金屬采樣點(diǎn)分布Fig.1 Location of different sampling sites of Lake Ulansuhai

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

烏梁素海(40°36' ～ 41°03'N，108°43' ～108°57'E)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市烏拉特前旗境內(nèi)，現(xiàn)有水域面積293 km2，其中蘆葦區(qū)面積為118.97 km2，明水區(qū)面積為111.13 km2，明水區(qū)中85.7 km2為沉水植物密集區(qū).湖水于每年11月初結(jié)冰，翌年3月末到4月初開(kāi)始融化，冰封期約為5 個(gè)月.氣溫變化較大，湖區(qū)年平均溫度7.3℃，全年日照時(shí)數(shù)為3185.5 h，多年平均降雨量為224 mm，蒸發(fā)量為1502 mm[22-23].由于河套灌區(qū)化肥和農(nóng)藥的用量在不斷加大，而化肥利用率僅為30%左右[24]，上游工業(yè)廢水、生活污水伴隨大量流失化肥的農(nóng)田排水經(jīng)不同的排水溝進(jìn)入烏梁素海，致使烏梁素海生態(tài)環(huán)境日益惡化.

1.2 樣品采集與測(cè)定

根據(jù)我國(guó)水環(huán)境及湖泊濕地調(diào)查規(guī)范，考慮烏梁素海排污入湖口的分布及水動(dòng)力學(xué)特征，設(shè)置樣品采集點(diǎn)，本次實(shí)驗(yàn)共設(shè)置15 個(gè)水質(zhì)采樣點(diǎn)(圖1).采樣時(shí)間為2011年1月，采樣點(diǎn)使用GPS 定位，由于采樣時(shí)間為冬季，湖面已結(jié)冰，故需要先將上層覆蓋冰塊通過(guò)冰柱采集器取出，再利用自行研制的多功能采水器采集水樣(專利號(hào):ZL201020680966.1).將水樣盛放于用硝酸溶液洗滌的容量為1 L 的聚乙烯塑料取樣瓶中.放至事先備好的冰盒中，使溫度保持在-4 ～4℃，將樣品送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行重金屬元素的分析測(cè)定.Hg、As 采用雙道-原子熒光光度計(jì)測(cè)定[25].Cu、Zn、Pb、Cd、Cr 采用石墨爐-原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定[26].為達(dá)到質(zhì)量控制要求，測(cè)試所用標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性嚴(yán)格達(dá)標(biāo)(r ＞0.999)，同一樣品分成3 份作為平行樣測(cè)定，分析得到Cu、Zn、Pb 和Cr 平行樣的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為1.8%、2.2%、1.6%和0.7%.

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

1.3.1 單因子評(píng)價(jià) 現(xiàn)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 3838-2002)中明確規(guī)定:“地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的水域功能類別，選取相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)”，即與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，進(jìn)行污染評(píng)估.

1.3.2 水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型 重金屬污染物通過(guò)飲用水進(jìn)入人體后，其引起的健康風(fēng)險(xiǎn)主要包括基因毒性物質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)和軀干毒性物質(zhì)(非致癌物)健康風(fēng)險(xiǎn)，其中基因毒性物質(zhì)可分為放射性污染物和化學(xué)致癌物，對(duì)于放射性污染物，在一般水體中，其污染程度很輕，一般檢測(cè)不出，因此，這里僅考慮化學(xué)致癌物質(zhì).計(jì)算公式分別為[27-28]:

式中，Rci為致癌物i(共k 種化學(xué)致癌物質(zhì))經(jīng)飲用水途徑的平均致癌年險(xiǎn)(a-1);Rni為非致癌物i(共k 種化學(xué)致癌物質(zhì))經(jīng)飲用水途徑的平均健康風(fēng)險(xiǎn)(a-1);Di為化學(xué)致癌物i 經(jīng)飲用水途徑的單位體重日均暴露劑量(mg/(kg·d));qi為化學(xué)致癌物i 的飲用水途徑致癌強(qiáng)度系數(shù)(mg/(kg·d));RfDi為非致癌物質(zhì)i 通過(guò)飲用水途徑攝入的參考劑量(mg/(kg·d));Dig為非致癌物質(zhì)i 通過(guò)飲用水途徑的單位質(zhì)量日均暴露劑量(mg/(kg·d));2.2 為成人每日平均飲水量(L);Ci為水體中各金屬的實(shí)測(cè)濃度(mg/L);W 為人均體重(kg);L 為人均壽命(a).公式(1)～(3)為水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基本模式.對(duì)于不同研究區(qū)域的不同研究對(duì)象，需要根據(jù)該地區(qū)的成人每日平均飲水量、人均體重以及人均壽命等因素變化來(lái)改進(jìn)評(píng)價(jià)模型，使得模型適用于研究區(qū)域.

1.3.3 數(shù)據(jù)分析 采用ArcGIS 9.3 的地統(tǒng)計(jì)模塊對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行克里格空間插值.并利用Excel 和SPSS 15.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 烏梁素海水環(huán)境特征分析

烏梁素海位于中國(guó)北方寒旱區(qū)，屬于灌區(qū)草型湖泊，是寒旱區(qū)典型氣候條件和農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)典型下墊面條件下形成的湖泊，其湖泊水環(huán)境具有一定的特殊性.本次采樣季節(jié)是冬季，湖泊水體冬季水溫最低，平均值為0.32℃，最高值為0.50℃，最低值為0.10℃，過(guò)低的水溫直接影響到微生物對(duì)污染物的降解作用，致使水體的自凈能力大大下降;水體pH 值的均值為8.18，其變異性較小，最大值為8.57，最小值為7.67，說(shuō)明烏梁素海的水體為弱堿性.烏梁素海湖泊水體氧化還原電位值隨著季節(jié)變化而發(fā)生較大波動(dòng)，采樣點(diǎn)水體氧化還原電位平均值為83 mV，最低值為-147 mV，說(shuō)明冬季湖泊水體處于強(qiáng)還原狀態(tài)，主要是由于烏梁素海冰封期約為5 ～7 個(gè)月，湖泊表面冰蓋的形成使得湖泊水體、沉積物與大氣隔絕，處于厭氧環(huán)境，造成氧化還原電位降低，從而形成了強(qiáng)還原條件.湖泊水體流速均值為0.018 m/s，最大值為0.035 m/s，最小值為0.004 m/s.水體電導(dǎo)率均值為4.12 mS/cm，最大值為12.32 mS/cm，最小值為0.07 mS/cm，說(shuō)明湖泊水體的鹽化程度較高.

2.2 烏梁素海水體中重金屬Hg的含量評(píng)估

單因子指數(shù)評(píng)價(jià)法是將各指標(biāo)濃度代表值與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)逐項(xiàng)對(duì)比，以單項(xiàng)評(píng)價(jià)最差項(xiàng)目的類別作為水質(zhì)類別，是《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 3838-2002)規(guī)定的評(píng)價(jià)方法.

烏梁素海表層水體中Hg 含量范圍在0.50 ～1.44 μg/L 之間，平均含量為1.04 μg/L，其所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的含量都超出地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(0.1 μg/L)和國(guó)家漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)(0.5 μg/L)，50%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)超出了地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)(1 μg/L).以漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，利用單因子指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)Hg 含量進(jìn)行評(píng)價(jià)，其值在0.995 ～2.871 之間，均值為2.080，均大于1，說(shuō)明烏梁素海水體已受到Hg 污染，只能用于農(nóng)業(yè)用水與景觀用水.其水質(zhì)對(duì)魚類生存存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，在進(jìn)行漁業(yè)養(yǎng)殖過(guò)程中需注意.重金屬的毒性系數(shù)揭示了金屬對(duì)人體和水生生態(tài)系統(tǒng)的危害[29]，Hg 的毒性系數(shù)是40，在所研究金屬中屬于毒性最大的金屬，因此要對(duì)Hg 的危害與危險(xiǎn)程度予以重視.

圖2 烏梁素海表層水中重金屬汞分布Fig.2 Heavy metal mercury distribution in surface water of Lake Ulansuhai

2.3 烏梁素海重金屬Hg的空間分布特征

烏梁素海水體中 Hg 空間變異性較大，為34.11%，說(shuō)明其存在外在人為污染源的可能性更大.由于烏梁素海水體中Hg 污染超標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行空間分布特征分析，可以更好地研究其污染特征.

Hg 的分布特征主要表現(xiàn)為:高值區(qū)域分布在湖泊入水口集中的西北與東北部，湖泊南部與出口處的含量相對(duì)較低，處于中等水平.Hg 含量在0.50 ～1.44 μg/L 之間，平均濃度為 1.04 μg/L，高值點(diǎn)在 K12、M12 與 N13 監(jiān)測(cè)點(diǎn)，低值區(qū)在 L15 與R7 監(jiān)測(cè)點(diǎn)(圖2).

Hg 的空間分布特征是由一定的外界條件和湖泊自身水環(huán)境差異造成的，其受離排污口、湖水入口的距離，水動(dòng)力條件，水生植物分布等因素影響.此外，由于取樣季節(jié)為冬季，湖泊水體重金屬的空間分布特征與沉積物中重金屬的含量及沉積物-水界面的環(huán)境因素有一定的關(guān)系，因而不同的重金屬表現(xiàn)出不同的平面分布特征.

1)Hg 在湖泊入水口處的西北部含量較高，一方面受徑流輸入與沿岸排污的影響.雖然烏梁素海冬季入湖水量相對(duì)較低，且此季節(jié)烏梁素海的補(bǔ)給水源主要為地下水、工業(yè)廢水和生活污水，但從圖1 可以看出，入水口的沿岸多為蘆葦區(qū)，Hg 易受有機(jī)物的吸附[30]，容易沉積于入口處，不易向下游傳輸與擴(kuò)散.此外，重金屬Hg 從入水口進(jìn)入湖泊，受到蘆葦與藻類的吸附與攔截，使得Hg 被截留，造成在湖泊入水口處的西北部出現(xiàn)高值區(qū)域.

2)另一方面，在一些沉積物遭受嚴(yán)重污染的水體中，沉積物的重新懸浮和釋放成為水體Hg 重要的輸入源[31].由于冬季湖泊水體受冰蓋的影響，湖泊沉積物的重金屬在外界環(huán)境發(fā)生變化后會(huì)發(fā)生重金屬釋放，造成水體重金屬濃度的差異.冬季湖泊水體流速相對(duì)偏低，湖泊水動(dòng)力格局對(duì)淺水湖泊重金屬含量具有控制作用.水體流速大、風(fēng)速?gòu)?qiáng)的區(qū)域，水動(dòng)力作用相對(duì)較強(qiáng)，表層沉積物與水體之間進(jìn)行較為頻繁的物質(zhì)與能量交換，使得水環(huán)境中懸浮物難以沉降.相反，水流速度低，水動(dòng)力較弱，水體中的重金屬易于向沉積物中遷移[32].烏梁素海西北部的湖泊水體流速相對(duì)較高，在0.020 ～0.035 m/s 之間，而湖泊南部的流速在0.004 m/s 左右，利用湖泊水體流速表征湖泊水動(dòng)力條件，通過(guò)SPSS 13.0 分析可知，湖泊水體流速與Hg 具有較好的相關(guān)性，達(dá)到了0.01 置信水平以上，相關(guān)系數(shù)分別為0.756.這可以較好地說(shuō)明，湖泊水體流速對(duì)水體中Hg 含量具有一定的影響，因此，烏梁素海西北部湖泊沉積物中Hg 相對(duì)釋放量大于東南部，造成其在湖泊入水口處的西北部含量較高.

3)Hg 在天然水生生態(tài)系統(tǒng)中以多種形態(tài)存在，如 HgO、Hg2+、Hg(OH)n、HgCln等.游離 Hg2+只有在pH ＜3.5 時(shí)才會(huì)存在.一般在自然水體中，Hg2+會(huì)發(fā)生強(qiáng)水解反應(yīng)[33]，但當(dāng)含Hg 的水溶液中存在Cl-時(shí)，必須考慮Hg2+與Cl-的絡(luò)合平衡，Hg2+作為路易斯酸可與作為路易斯堿的Cl-形成一系列絡(luò)合物，其中n 為配位數(shù)(n=1 ～4)，由于有Cl-存在生成較大量的Hg-Cl 絡(luò)合物，使此溶液中Hg2+的溶解度增大[34].烏梁素海水體鹽化污染較為嚴(yán)重，水體中Cl-含量較高，易形成HgCl2和HgCl3-.湖泊入水口處的西北部鹽度較高，其Cl-含量在1263 ～1646 mg/L 之間，均值為1446 mg/L，而湖泊南部與出口處的Cl-含量相對(duì)較低，均值為81 mg/L，因此，湖泊西北與東北部的Hg 離子更易生成易溶于水的HgCln，使得水體中的Hg 含量較高.

2.4 烏梁素海水環(huán)境中Hg含量分析

2.4.1 冰封期冰體與冰下水體中Hg 含量分析 針對(duì)冬季水體進(jìn)行分析，冰封期水體受到太陽(yáng)輻射和熱交換等諸多因素的影響后，Hg 污染特征將和非冰封期不同.分別對(duì)冰體、冰下水體Hg 含量進(jìn)行測(cè)定，分析兩者之間的關(guān)系.冰體中 Hg 含量在 0.010 ～0.668 μg/L 之間，平均值為 0.187 μg/L，除 P9、R7 部分冰層中濃度小于地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(0.1 μg/L)外，其它采樣點(diǎn)Hg 含量都遠(yuǎn)大于0.1 μg/L，結(jié)合烏梁素海水體Hg 含量可知，其在冰體和冰下水體中差距較大，水體中Hg 含量是冰體中含量的1.97 ～7.65 倍.冬季重金屬Hg 含量相對(duì)較高，研究冬季水體更能體現(xiàn)出其污染的危險(xiǎn)性.

造成上述結(jié)果的原因主要是烏梁素海每年11月份隨著冷空氣過(guò)境、氣溫降低，水溫達(dá)到結(jié)冰點(diǎn)，開(kāi)始產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，進(jìn)入凍冰過(guò)程.由于湖水在凍結(jié)過(guò)程中是從表層向下進(jìn)行的，且冰的微觀結(jié)構(gòu)不同于水的微觀結(jié)構(gòu)，在結(jié)冰的過(guò)程中，污染物并不參與冰結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，即雜質(zhì)不可能進(jìn)入冰晶的內(nèi)部，因此在結(jié)冰過(guò)程中雜質(zhì)會(huì)自動(dòng)排到冰層下面，在一定程度上起到凈化的作用.Hg 作為冰體中的雜質(zhì)，在其結(jié)冰的過(guò)程中會(huì)不斷地被排出.當(dāng)冰厚到一定程度，冰封期水體的濃度會(huì)高于非冰封期水體的濃度，而受到結(jié)冰速度、溫度、Hg 濃度等眾多因素的影響，一部分Hg 仍會(huì)殘留在冰晶空隙之間.

伴隨著溫度的升高和季節(jié)的變化，進(jìn)入非冰封期階段，外界水環(huán)境條件發(fā)生改變，氧化還原性、酸堿度等化學(xué)指標(biāo)以及濃度梯度的變化也會(huì)影響Hg 的遷移轉(zhuǎn)化，使得水體中Hg 又重新分配到整個(gè)水體，這樣凍融過(guò)程中的冰下水層相當(dāng)于除底泥層之外的又一新污染內(nèi)源.因此，有必要在今后的研究中開(kāi)展非冰封期Hg 的環(huán)境化學(xué)特征研究.

2.4.2 冰封期冰下水體與沉積物中Hg 含量分析 水在結(jié)冰過(guò)程中具有排出雜質(zhì)的作用，凍結(jié)時(shí)冰層中污染物的濃度降低，冰下水體中污染物濃度隨之升高，促使冰下水體與沉積物發(fā)生進(jìn)一步的物質(zhì)交換.伴隨這一過(guò)程，冰-水-泥多介質(zhì)環(huán)境特征都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化.為了摸清水體與沉積物中Hg 的相關(guān)關(guān)系，在相關(guān)研究中進(jìn)行了沉積物中Hg 含量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)冬季沉積物中Hg 的最大值為0.34 mg/kg，最小值為0.06 mg/kg，均值為0.16 mg/kg，其變異系數(shù)較大，為57%.若變異系數(shù)大于50%，在一定程度上也表明其存在一定的人為污染，如人類活動(dòng)等是其主要來(lái)源.Hg 在沉積物和水相中的循環(huán)和分布是物理、化學(xué)及生物作用，從而可能受諸如pH、溫度、氧化還原變化、養(yǎng)分可用性及配位體等因素的影響.冬季沉積物鹽度較高，其Cl-含量較高，從而與水體中Hg2+與Cl-配合機(jī)理類似，其沉積物中Hg2+易于與Cl-相結(jié)合，為了能夠更明確地探求沉積物中Hg 的含量與湖泊沉積物鹽度的關(guān)系，用SPSS 13.0 進(jìn)行了相關(guān)性分析，Cl-的含量與Hg 呈極顯著正相關(guān)，全部達(dá)到0.01 的置信水平，相關(guān)系數(shù)為-0.72.伴隨著沉積物鹽度的升高，沉積物中Hg 含量降低，從而使得水體中Hg 含量升高，這也說(shuō)明冬季湖泊水體中Hg 濃度升高，一方面是由于水體結(jié)冰使得Hg 不斷地被排入冰下水體，另一方面是因?yàn)槎境练e物中的Hg 也會(huì)在一定條件下釋放到水體中.

2.5 水體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

由于烏梁素海的水會(huì)匯入黃河，因此基于烏梁素海的生態(tài)功能定位與重金屬的危險(xiǎn)性，對(duì)其水體中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估.結(jié)合重金屬含量評(píng)估結(jié)果，得知重金屬Hg 存在一定的污染，為了便于比較重金屬Hg 對(duì)非致癌物質(zhì)所產(chǎn)生健康風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)，將銅、鋅、鉛也進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.

2.5.1 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)參數(shù)的選擇 根據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)和世界衛(wèi)生組織(WHO)通過(guò)全面評(píng)價(jià)化學(xué)物質(zhì)致癌性可靠程度而編制分類系統(tǒng)，軀體毒物質(zhì)(非致癌物質(zhì))主要是Hg、Pb、Cu、Zn、氰化物、氨和酚，本項(xiàng)目的研究中只涉及到Cu、Zn、Pb、Hg，對(duì)于非致癌物質(zhì)所致健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)，參考劑量是一個(gè)重要的參數(shù).根據(jù)有關(guān)資料，查得非致癌物質(zhì)Cu、Zn、Pb、Hg 的飲水途徑暴露的參考劑量分別為0.04、0.30、0.0035 和0.0003 mg/(kg·d)[35].環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的對(duì)象為特定人群，本次研究區(qū)域?yàn)閮?nèi)蒙古自治區(qū).根據(jù)中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)資料，內(nèi)蒙古自治區(qū)人均預(yù)期壽命為73.8 a，成人人均體重為65.0 kg[36].

2.5.2 健康危害的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算 根據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)參數(shù)，可以計(jì)算出2011年通過(guò)飲水途徑，非致癌物質(zhì)造成的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1.

由表1 可以看出，總非致癌性污染物(Rn)所致的健康危害風(fēng)險(xiǎn)度介于1.01×10-9～2.49×10-9a-1之間，即每年每千萬(wàn)人口中因飲用水中各類污染物而受到健康危害或死亡的人數(shù)不能超過(guò)3 人.從各非致癌物元素對(duì)Rn 的貢獻(xiàn)率分析可知，重金屬Hg 所致的健康危害風(fēng)險(xiǎn)度要遠(yuǎn)高于Cu、Zn 和Pb，貢獻(xiàn)率在71.43%～92.44%之間，重金屬 Hg 的健康危害風(fēng)險(xiǎn)度在0.75×10-9～2.15×10-9a-1之間，均值為1.56×10-9a-1.重金屬Pb 所致的健康危害風(fēng)險(xiǎn)度相對(duì)Hg 較小，貢獻(xiàn)率在4.44%～18.10%之間，健康危害風(fēng)險(xiǎn)度均值為0.143×10-9a-1.重金屬Cu 所致的健康危害風(fēng)險(xiǎn)度相對(duì)Hg、Pb 較小，貢獻(xiàn)率在1.11%～8.01%之間，健康危害風(fēng)險(xiǎn)度均值為0.086× 10-9a-1.重金屬 Zn 所致的健康危害風(fēng)險(xiǎn)度最小，貢獻(xiàn)率在 1.53% ～5.42%之間，健康危害風(fēng)險(xiǎn)度均值為0.04×10-9a-1.因此，對(duì)非致癌性污染物所致的健康危害風(fēng)險(xiǎn)度由大到小為Hg ＞Pb ＞Cu ＞Zn.因此，應(yīng)將重金屬Hg 作為首要的水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)管理控制指標(biāo).

表1 烏梁素海非致癌性物質(zhì)通過(guò)飲水途徑產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)Tab.1 Health risk caused by noncarcinogens in water of Lake Ulansuhai

3 結(jié)論

烏梁素海表層水體已受到重金屬污染，與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)相比較，重金屬Hg 的污染較為嚴(yán)重，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)Hg 含量都超出地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，50%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)超出了地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn).水體中重金屬的Hg 分布模式與離排污口距離、離湖水入口的距離和水動(dòng)力條件有一定的關(guān)系，高值區(qū)域分布在湖泊入水口集中的西北與東北部，湖泊南部與出口處的含量相對(duì)較低，處于中等水平.重金屬Hg 所致的健康危害風(fēng)險(xiǎn)度要遠(yuǎn)高于Cu、Zn 和Pb，貢獻(xiàn)率在71.43%～92.44%之間.因此，結(jié)合重金屬含量評(píng)估，應(yīng)將重金屬Hg 作為首要的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)管理控制指標(biāo).

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