張勇 李月月
摘要:為了解淮河水系的沱河水體重金屬的污染特征,在分析Zn,Cu,Pb和Cd四種重金屬含量及空間分布特征的基礎(chǔ)上,采用單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)對(duì)重金屬污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià),運(yùn)用健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法分析重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)水平,運(yùn)用相關(guān)性分析法和主成分分析法探討重金屬的來(lái)源.結(jié)果表明,沱河蘆嶺煤礦段水體重金屬Zn,Cu,Pb和Cd的含量分別為5.07±1.17,22.55±13.85,5.25±2.05,0.51±0.35?g/L.單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,4種重金屬元素均為無(wú)污染狀態(tài),污染程度為Pb>Cd>Zn>Cu.健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果表明通過(guò)飲水途徑引起的個(gè)人年均健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較小,屬于低健康風(fēng)險(xiǎn).主成分分析和相關(guān)性分析表明,Cu和Cd的污染源可能主要來(lái)自洗煤廢水、堆積廢棄物和污水灌溉以及生活污水的影響;Pb可能主要來(lái)源于沉積物中重金屬的二次釋放以及巖石的自然風(fēng)化和侵蝕,也有工業(yè)以及生活污水排放匯入河流;Zn的污染源可能是工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)以及人為活動(dòng)的影響.
關(guān)鍵詞:沱河;重金屬;內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù);健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);來(lái)源
中圖分類號(hào):X24? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? 文章編號(hào):1673-260X(2020)02-0009-06
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程的加快,生活污水和工業(yè)廢水的排放,導(dǎo)致其攜帶的重金屬污染物通過(guò)直接排放,地表徑流等生物地球化學(xué)過(guò)程進(jìn)入水環(huán)境中[1-2],造成了嚴(yán)重的后果,破壞生態(tài)平衡,危害生存環(huán)境,還會(huì)對(duì)人體健康帶來(lái)負(fù)面影響.研究表明,重金屬的生物降解性很小,并且具有累積性,能通過(guò)飲水和食物鏈富集在人體器官中[3],也能與人體內(nèi)某些蛋白質(zhì)以及各種酶相互作用,而且大多重金屬具有致癌性,會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人體肝、腎、消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等[4-5],當(dāng)超過(guò)人體所能耐受的限度,會(huì)損害人體健康,產(chǎn)生各種毒性效應(yīng)[6].研究也證實(shí),重金屬進(jìn)入水體后,絕大部分可以通過(guò)與沉積物中的腐殖質(zhì)、黏土礦物和硫化物等的絡(luò)合螯合作用吸附于沉積物中,當(dāng)環(huán)境因素(如pH、溫度、氧化還原電位等)發(fā)生變化時(shí),沉積物中重金屬會(huì)釋放進(jìn)入水環(huán)境中,造成水體二次污染[7].目前有很多學(xué)者和專家從不同角度就重金屬污染問(wèn)題進(jìn)行了研究,并給出了可行的對(duì)策.例如,張莉等人[8]利用主成分分析法并結(jié)合健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型分析了重金屬的主要來(lái)源并評(píng)價(jià)其對(duì)人體健康的威脅.孫健雄、羅婷等人[9]采用相關(guān)性分析和主成分分析對(duì)鹽城濱海地表水體重金屬的來(lái)源進(jìn)行了分析并結(jié)合綜合污染指數(shù)法對(duì)其污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)表明鹽城濱海水體污染較為嚴(yán)重.王輝等人[10]對(duì)渾河水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)特征分析表明化學(xué)致癌物重金屬Cr,為主要風(fēng)險(xiǎn)因子.
本研究以淮河重要水系的宿州沱河蘆嶺煤礦段為研究區(qū)域,分析沱河蘆嶺煤礦段水體中重金屬的污染現(xiàn)狀,并進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及對(duì)污染來(lái)源進(jìn)行解析,以期為蘆嶺煤礦段地表水體環(huán)境綜合治理提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持.
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
宿州市位于安徽省東北部,地勢(shì)較為平緩,大部為平原洼地.四季鮮明,冬季寒冷干燥,夏季炎熱,梅雨期持續(xù)較長(zhǎng).屬暖溫帶半濕潤(rùn)氣候,年均氣溫在15°C左右,年降水量維持在774~895毫米.礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富,分布較廣,煤、煤層氣居全省前列.沱河是宿州一條主要河流,屬于淮河左岸主要支流,發(fā)源于河南省商丘市李堤口西,流經(jīng)夏邑和永城,途經(jīng)安徽濉溪、宿州、靈璧、泗縣,至江蘇泗洪注入洪澤湖.本研究區(qū)域坐落于蘆嶺鎮(zhèn),該鎮(zhèn)在宿州東南方向,南鄰固鎮(zhèn),東接靈璧.蘆嶺煤礦位于其中,該礦生產(chǎn)各種煤炭產(chǎn)品,在煤礦開(kāi)采處理過(guò)程中,可能導(dǎo)致重金屬隨地表徑流匯入沱河,從而改變河流中重金屬的含量水平以及環(huán)境行為.
1.2 樣品采集與分析
在沱河蘆嶺煤礦段水體布設(shè)10個(gè)監(jiān)測(cè)斷面,共10個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行地表水樣品采集(見(jiàn)圖1),采樣點(diǎn)的編號(hào)為1-10,每個(gè)采樣點(diǎn)采集3個(gè)平行樣.采集的水樣用聚四氟乙烯塑料瓶采集1L.采樣時(shí)先用采樣點(diǎn)處水清洗3次,采集后加入硝酸酸化,將pH值調(diào)至2以下,經(jīng)0.45μm濾膜過(guò)濾后收集濾液,密封保存,然后對(duì)水樣進(jìn)行分析測(cè)定.為提高數(shù)據(jù)的精確性,設(shè)有1個(gè)空白樣和3個(gè)平行樣,誤差控制在10%以內(nèi),檢測(cè)指標(biāo)為Cu、Zn、Pb、Cd.
1.3 數(shù)據(jù)處理
本研究中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均為3個(gè)平行樣品的均值,并采用SPSS 19對(duì)沱河蘆嶺煤礦段水體中4種金屬進(jìn)行主成分和相關(guān)性分析識(shí)別該水體中重金屬污染物的主要來(lái)源,通過(guò)Excel軟件處理重金屬含量數(shù)據(jù)并繪制相應(yīng)圖表.
2 評(píng)價(jià)模型
2.1 單因子污染指數(shù)法
單因子污染指數(shù)法是以污染因子的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)的一種評(píng)價(jià)方法,該方法針對(duì)單一重金屬污染因子進(jìn)行評(píng)價(jià),可用于評(píng)價(jià)水體中某一重金屬元素污染水平,不能反映多個(gè)污染因子導(dǎo)致的整體污染水平,是其他污染物評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ).單因子污染指數(shù)是污染物的實(shí)測(cè)濃度與該污染物對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的比值[11].其計(jì)算公式如下[12]:
式中:Pi—第i種污染物的單項(xiàng)污染指數(shù)即重金屬元素i的環(huán)境質(zhì)量指數(shù);Ci—水體中重金屬元素i的實(shí)測(cè)值(μg/L);Si—選取的第i種污染物的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值即水體中重金屬i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(μg/L),取地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002 Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值[13].Pi>1表示污染,Pi≤1表示未污染,Pi值越大表示污染越嚴(yán)重.
2.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法
當(dāng)水體或土壤中等研究區(qū)域同時(shí)被多種重金屬污染時(shí),應(yīng)將單因子污染指數(shù)按一定方法進(jìn)行綜合污染評(píng)價(jià).內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法就是由單因子污染指數(shù)法發(fā)展而來(lái),將其最大值與平均值的平方和整合到一起進(jìn)行計(jì)算,評(píng)估其綜合污染的方法[14-16],是目前進(jìn)行重金屬綜合污染指數(shù)評(píng)估的普遍方法,并且兼顧極值或突出最大值的計(jì)權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù),能夠較系統(tǒng)全面地評(píng)價(jià)金屬污染因子的污染程度從而反映各污染物的平均污染水平[17-18],其計(jì)算公式[19]為:
式中:PN—污染物的綜合污染指數(shù);(Ci/Si)ave—各污染因子的指數(shù)平均值;(Ci/Si)max—所有污染物的污染指數(shù)最大值.
內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)、污染等級(jí)以及污染程度劃分見(jiàn)表1.
2.3 水體重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型
健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)主要是評(píng)估危害環(huán)境的污染因子與人體危害程度關(guān)系.以風(fēng)險(xiǎn)性為評(píng)價(jià)指標(biāo),描述人體健康暴露在污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)程度.本研究采用USEPA健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)非致癌和致癌重金屬計(jì)算健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù).重金屬主要通過(guò)直接飲用、呼吸攝入以及皮膚接觸方式進(jìn)入人體[20].由于飲用途徑是個(gè)重要的直接暴露方式,此次主要研究飲水途徑對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)[8],包括非致癌化學(xué)物和致癌化學(xué)物兩種污染物.其中Cu、Zn、Pb為非致癌污染物,Cd為致癌污染物.重金屬經(jīng)飲水途徑的日均暴露量CDI計(jì)算公式為[21]:
3 結(jié)果與討論
3.1 重金屬含量水平特征分析
宿州市沱河蘆嶺煤礦段水體中Cu,Zn,Pb和Cd 4種重金屬含量統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表2.從表2可以看出,4種重金屬Cu,Zn,Pb和Cd的含量范圍分別是3.4~7.29,10.36~56.39,3.25~9.42和0.122~1.233μg/L,其平均含量分別為5.07,22.55,5.25和0.51μg/L,各元素濃度從高到低依次為Zn>Pb>Cu>Cd.參考地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值,研究區(qū)各采樣點(diǎn)重金屬Cu,Zn,Pb和Cd含量都遠(yuǎn)低于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),超標(biāo)率也均為0,說(shuō)明沱河蘆嶺煤礦段水體沒(méi)受到重金屬元素Cu,Zn,Pb和Cd的污染,這可能是由于重金屬隨著水流遷移到底泥中,也可能和有機(jī)物結(jié)合通過(guò)吸附、絡(luò)合、螯合、氧化還原等作用形成沉淀進(jìn)入沉積物中,從而使水體中溶解態(tài)重金屬含量降低.
另外變異系數(shù)可以表示水體中重金屬濃度的變異程度[20],變異系數(shù)在50%以下為中等程度變異,變異系數(shù)在50%~100%為高等程度變異,變異系數(shù)大于100%為極高程度變異[9].各采樣點(diǎn)重金屬變異系數(shù)大小關(guān)系為:Cd(68%)>Zn(61%)>Pb(39%)>Cu(23%).其中,Zn和Cd的變異系數(shù)超過(guò)60%,為高等程度變異,說(shuō)明它們變化幅度大,其空間分布受到外界干擾明顯,元素含量分布不均勻,空間分布差異大,Pb和Cu的變異系數(shù)均低于50%,屬中等變異程度,說(shuō)明這兩種元素的含量在沱河蘆嶺煤礦段水體分布相對(duì)均勻,變化幅度小.
3.2 重金屬含量的空間特征分析
宿州市沱河蘆嶺煤礦段水體重金屬的含量空間分布見(jiàn)圖2.從圖2可以看出,各采樣點(diǎn)重金屬含量差異較為明顯.Zn在采樣點(diǎn)1的含量最高為56.39μg/L,在采樣點(diǎn)3含量最低為10.36μg/L;Cu在采樣點(diǎn)5的含量最高為7.29μg/L,在采樣點(diǎn)6含量最低為3.4μg/L;Pb在采樣點(diǎn)2含量最高為9.42μg/L,在采樣點(diǎn)7含量最低為3.25μg/L;Cd在采樣點(diǎn)10含量最高為1.233μg/L,在采樣點(diǎn)2含量最低為0.122μg/L.總體來(lái)說(shuō),各元素在采樣點(diǎn)1、5、7、8、9、10的含量普遍較高,在采樣點(diǎn)6的含量普遍較低.其中Cu和Cd的分布較為均勻,并且兩種元素含量分布趨勢(shì)大致相似,都是在采樣點(diǎn)5和采樣點(diǎn)10達(dá)到一個(gè)相對(duì)峰值,分別是7.29、6.59μg/L和0.544、1.233μg/L,而在采樣點(diǎn)2和采樣點(diǎn)6含量相對(duì)較低,說(shuō)明這兩種重金屬元素的空間累積呈正相關(guān),也說(shuō)明他們可能有相同的來(lái)源,即可能來(lái)自河流上游洗煤水的污染,或者也可能來(lái)自貯灰場(chǎng)煤的揚(yáng)塵和貶灰場(chǎng)的淋溶以及攜帶重金屬的揚(yáng)塵進(jìn)入水體,也有可能來(lái)自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和生活污水排放.Pb在各個(gè)采樣點(diǎn)含量相差不大,空間分布較為均勻,而Zn在各個(gè)采樣點(diǎn)含量相差較大,空間分布較不均勻.
3.3 重金屬污染評(píng)價(jià)
根據(jù)重金屬的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和單因子污染評(píng)價(jià)以及內(nèi)梅羅污染綜合評(píng)價(jià)模型,計(jì)算出的各個(gè)采樣點(diǎn)單項(xiàng)污染系數(shù)以及內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù),計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.
由表3可以看出,重金屬Cu的單因子污染指數(shù)Pi在0.0034-0.0073之間,Zn在0.0104-0.0564之間,Pb在0.0650-0.1884,Cd在0.0122-0.1233之間,這四種重金屬單因子污染指數(shù)的平均值均小于0.2,這說(shuō)明水體處于清潔狀態(tài).各元素污染程度為Pb(0.1525)>Cd(0.0943)>Zn(0.0430)>Cu(0.0063).另外根據(jù)表1的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),由內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)PN可知研究區(qū)重金屬Cu,Zn,Pb和Cd的內(nèi)梅羅污染指數(shù)均在0.7之下,都屬于未污染狀態(tài).
從不同重金屬的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)來(lái)看,金屬Pb的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)PN最大為0.1525,Cu的PN最小為0.0063,其污染程度大小順序?yàn)镻b>Cd>Zn>Cu,這與單因子污染指數(shù)污染程度大小一致.從各個(gè)元素污染角度來(lái)看,研究區(qū)受這4種重金屬的污染小,水體較為清潔.由表3可得,各個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)PN均在0.7以下,在采樣點(diǎn)2的PN值最大,為0.1388,在采樣點(diǎn)1的PN值最小,為0.0515.根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)采樣點(diǎn)都屬于無(wú)污染狀態(tài).綜合各種元素和各個(gè)采樣點(diǎn)的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計(jì)算,得到整個(gè)研究區(qū)水體內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)PN為0.1207.這也低于內(nèi)梅羅綜合污染I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值0.7,表明整個(gè)研究區(qū)水體未受到污染,水體為清潔狀態(tài).
3.4 重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
根據(jù)研究區(qū)4種重金屬的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,計(jì)算出沱河蘆嶺煤礦段水體中重金屬通過(guò)飲水途徑所產(chǎn)生的平均個(gè)人年健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.
由表4可知,Cu的平均個(gè)人年均健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)是4.54816E-07,在采樣點(diǎn)5的健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最大為6.54612E-07,在采樣點(diǎn)6的健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最小為3.05306E-07.Zn的平均個(gè)人年均健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)是4.82183E-07,在采樣點(diǎn)1的健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最大為1.20562E-06,在采樣點(diǎn)3的健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最小為2.21497E-07.Pb的平均個(gè)人年均健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)是1.04227E-07,在采樣點(diǎn)10的健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最大為1.87673E-05,在采樣點(diǎn)7的健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最小為1.04227E-07.Cd的平均個(gè)人年均健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)是4.54816E-07,在采樣點(diǎn)2的健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最大為6.95383E-11,在采樣點(diǎn)10的健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最小為2.187E-103.在非致癌物Cu、Zn和Pb中,通過(guò)飲水途徑所引起的各個(gè)采樣點(diǎn)健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)平均值可得,其健康危害大小依次為Pb﹥Zn﹥Cu.根據(jù)ICRP(國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì))推薦的標(biāo)準(zhǔn)限值(5.0×10-5 a-1)[10],高于5.0×10-5 a-1健康風(fēng)險(xiǎn)較大,低于5.0×10-5 a-1屬于低健康風(fēng)險(xiǎn).各元素對(duì)人體健康的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)主要集中在10-6~10-7 a-1,并且在所有監(jiān)測(cè)斷面健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)均未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),這表明這3種非致癌重金屬物質(zhì)不會(huì)通過(guò)飲用水途徑對(duì)人體健康產(chǎn)生較大傷害,風(fēng)險(xiǎn)較小.致癌物Cd個(gè)人年均健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)數(shù)量級(jí)達(dá)到10-12 a-1,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ICRP推薦的標(biāo)準(zhǔn),這說(shuō)明致癌物Cd通過(guò)飲水途徑對(duì)人體危害較小,所產(chǎn)生的致癌風(fēng)險(xiǎn)也較小.總體來(lái)看,研究區(qū)水體中這4種重金屬所產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)都較小,水體中這些金屬的含量較少,這可能是水流的稀釋,也有可能是重金屬通過(guò)各種作用沉積到底泥中或者被吸附在水體懸浮物中.
3.5 重金屬的污染來(lái)源分析
主成分分析主要運(yùn)用數(shù)據(jù)降維的思想,將多指標(biāo)(變量)轉(zhuǎn)化為具有共同特征的少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)(主成分),評(píng)估這些變量之間關(guān)系,從而解析重金屬的可能來(lái)源[23].相關(guān)性分析也可用于重金屬的來(lái)源分析,衡量?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上具有相關(guān)性變量因素的相關(guān)密切程度.對(duì)沱河蘆嶺煤礦段水體4種重金屬含量進(jìn)行主成分分析和Pearson相關(guān)性分析,結(jié)果見(jiàn)表5.
從表5中,可知只有Cu與Cd之間呈正相關(guān)性,表明二者重金屬元素的來(lái)源、遷移和沉積過(guò)程可能相似,也反映出水體中這兩種重金屬含量比有相對(duì)的穩(wěn)定性;Zn、Pb與其他金屬之間的相關(guān)性不顯著,表明Zn和Pb可能與其他金屬的來(lái)源不一致.利用主成分分析法沱河蘆嶺煤礦段水體重金屬的來(lái)源進(jìn)行進(jìn)一步分析,由表5可以得出,本研究對(duì)4種重金屬元素進(jìn)行的主成分分析共提取2個(gè)初始特征值大于1的主成分,這2個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率分別40.716%、40.716%,累積貢獻(xiàn)率為66.808%,這能解釋多數(shù)重金屬的來(lái)源差異.主成分1的方差貢獻(xiàn)率為40.716%,Cu、Cd在成分1上有較高的正荷載(>0.44).其中Cd的荷載為0.544,一般而言,Cu和Cd的污染主要可能是來(lái)自上游洗煤水,含重金屬的廢棄物堆積、污水灌溉隨地表徑流匯入河流以及生活污水的污染.
主成分2的方差貢獻(xiàn)率為40.716%,其中載荷最高的是Pb和Zn,載荷值分別為0.788和0.531,其他因子荷載相對(duì)較少.由地表水重金屬空間分布可知,Pb的空間分布相對(duì)均勻,各采樣點(diǎn)的差異較小,說(shuō)明自然影響因素較大,可能主要來(lái)源于沉積物中重金屬的二次釋放以及巖石的自然風(fēng)化和侵蝕,也有工業(yè)以及生活污水的污染.Zn的空間分布較不均勻,可能受人為影響較大.由于宿州蘆嶺的煤礦資源較為豐富,煤炭采掘和其他工業(yè)以及生活污水排放匯入河流,由此推測(cè)Zn的污染源可能是工業(yè)以及人為活動(dòng)的影響.
4 結(jié)論
(1)沱河蘆嶺煤礦段水體中4種重金屬的平均含量介于0.51~22.55μg/L,各重金屬的含量為5.07±1.17、22.55±13.85、5.25±2.05、0.51±0.35μg/L.依據(jù)我國(guó)地表水水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002),該研究區(qū)流域水體中各個(gè)采樣點(diǎn),Cu,Zn,Pb和Cd均未超過(guò)其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值.總體來(lái)說(shuō),研究區(qū)未受到這四種金屬的污染,水質(zhì)良好.
(2)沱河蘆嶺煤礦段水體重金屬含量的空間分布表明,水體中Cu和Cd含量分布趨勢(shì)較為相似,都是在采樣點(diǎn)5和采樣點(diǎn)10達(dá)到一個(gè)相對(duì)峰值,在采樣點(diǎn)2和采樣點(diǎn)6含量相對(duì)較低.Pb的空間分布相對(duì)比較均勻,而Zn的空間分布較不均勻.
(3)以地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為背景值所做的評(píng)價(jià)的單因子指數(shù)結(jié)果表明,Cu,Zn,Pb和Cd在所有采樣點(diǎn)的單項(xiàng)污染指數(shù)都小于0.2,均為未污染狀態(tài).內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)PN評(píng)價(jià)結(jié)果表明,Zn,Pb,Cd和Cu的PN都較小,均低于內(nèi)梅羅綜合污染Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)0.7,污染程度較小,處于未污染狀態(tài),研究區(qū)未受到這四種金屬的污染.以健康風(fēng)險(xiǎn)危害指數(shù)來(lái)看,非致癌物Cu,Zn,Pb和致癌物Cd在各個(gè)采樣點(diǎn)通過(guò)飲水途徑所引起的個(gè)人年均健康風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)都較小,遠(yuǎn)低于ICRP推薦的標(biāo)準(zhǔn),屬于低健康風(fēng)險(xiǎn).
(4)運(yùn)用主成分分析法和Pearson相關(guān)系數(shù)法對(duì)沱河蘆嶺煤礦段表層水體中重金屬進(jìn)行污染源解析.Cu和Cd的污染主要可能是因?yàn)橄疵核奈廴荆亟饘俚膹U棄物堆積和污水灌溉以及生活污水的影響.Pb可能主要來(lái)源于沉積物中重金屬的二次釋放以及巖石的自然風(fēng)化和侵蝕,也有工業(yè)以及生活污水排放匯入河流.Zn的污染源可能是工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)以及人為活動(dòng)的影響.
參考文獻(xiàn):
〔1〕王祖?zhèn)?,王袆瑋,侯迎迎,等.于橋水庫(kù)水源地水體沉積物重金屬空間分異與景觀格局的關(guān)系[J].環(huán)境科學(xué),2016,37(9):3423-3429.
〔2〕季斌,杭小帥,梁斌,等.湖泊沉積物重金屬污染研究進(jìn)展[J].污染防治技術(shù),2013(5):33-40.
〔3〕梁雅雅,易筱筠,黨志,等.某鉛鋅尾礦庫(kù)周邊農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2019,38(1):103-110.
〔4〕Eleonora Wcislo, Dawn Ioven, Rafal Kucharski, et al. Human health risk assessment case study: an abandoned metal smelter site in Poland [J]. Chemosphere, 2002,47:507-515.
〔5〕Li Y L, Liu Y G, Liu J L, et al. Effects of EDTA on Lead Uptake byTypha orientalis Presl: A New Lead-Accumulating Species in Southern China[J]. Bulletin of Environmental Contamination & Toxicology, 2008, 81(1):36-41.
〔6〕李致春.安徽宿州沱河沉積物重金屬污染特征研究[D].淮南:安徽理工大學(xué),2013.
〔7〕高秋生,田自強(qiáng),焦立新,等.白洋淀重金屬污染特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),2019,9(1):66-75.
〔8〕張莉,祁士華,瞿程凱,劉紅霞,陳文文,李豐,胡婷,黃煥芳.福建九龍江流域重金屬分布來(lái)源及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2014,34(8):2133-2139.
〔9〕孫健雄,羅婷,周峰,鄒偉民,嚴(yán)金龍.江蘇鹽城濱海地區(qū)地表水體重金屬的污染特征及評(píng)價(jià)[J].環(huán)境污染與防治,2018,40(11):1294-1299.
〔10〕王輝,孫麗娜,劉哲,等.渾河水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)特征研究[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2015,10(2):394-402.
〔11〕施擇,孫鑫,寧平,等.云南新平銅尾礦庫(kù)周邊土壤重金屬污染評(píng)價(jià)[J].礦冶,2014,23(4):92-96.
〔12〕趙鈺,郝春明,趙端,王慶煜,董穎博.潮白河流域(燕郊段)水體重金屬元素分布特征及污染評(píng)價(jià)初探[J].華北科技學(xué)院報(bào),2018,15(04):99-105.
〔13〕楊學(xué)福,關(guān)建玲,段晉明,王蕾,裴曉龍,羅儀寧,李偉.渭河西安段水體重金屬污染現(xiàn)狀及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].水土保持通報(bào),2014,34(02):152-156+162.
〔14〕鄧琴,吳迪,秦樊鑫,等.鉛鋅礦區(qū)土壤重金屬含量的調(diào)查與評(píng)價(jià)[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,28(3):34-37.
〔15〕鄭佳佳,姜曉,張曉軍.廣東大寶山礦區(qū)周圍土壤重金屬污染狀況評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2008,31(11):137-139.
〔16〕羅浪,劉明學(xué),董發(fā)勤,等.某多金屬礦周圍牧區(qū)土壤重金屬形態(tài)及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)測(cè)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2016,35(8):1523-1531.
〔17〕陳京都,戴其根,許學(xué)宏,等.江蘇省典型區(qū)農(nóng)田土壤及小麥中重金屬含量與評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2012,32(11):3487-3496.
〔18〕張金婷,孫華.內(nèi)梅羅指數(shù)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法在土壤重金屬污染評(píng)價(jià)應(yīng)用中的差異分析[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2016,28(4):27-31.
〔19〕吳喜軍,董穎,張亞寧.改進(jìn)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)法在黃河干流水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].節(jié)水灌溉,2018(10):51-53+58.
〔20〕黃淑玲,李琦,許東升.宿州城市土壤重金屬污染特征及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].光譜實(shí)驗(yàn)室,2012, 29(03):1878-1883.
〔21〕徐美娟,鮑波,陳春燕,王永川,高夫燕,虞效益.寧波市地表水重金屬污染現(xiàn)狀和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué),2018,39(02):729-737.
〔22〕程鵬,李敘勇.洋河流域不同時(shí)空水體重金屬污染及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2017,11(08):4513-4519.
〔23〕施陽(yáng).巢湖表層水體中砷及重金屬分布特征、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和來(lái)源[D].合肥:安徽醫(yī)科大學(xué),2018.