小浪底水庫環(huán)境介質(zhì)中重金屬的賦存特征與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).pdf

1、重金屬是主要的水環(huán)境污染物之一，水體中的重金屬易通過食物鏈傳遞和積累，并最終通過魚類等水產(chǎn)品的消費(fèi)進(jìn)入人體，對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，因此，水體的重金屬污染深受人們的關(guān)注。小浪底水庫是河南省沿黃地區(qū)和城市供水的主要水源地，具有極為重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)功能，開展該水庫中重金屬遷移轉(zhuǎn)化和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究具有重要的科學(xué)價(jià)值和社會(huì)意義。本研究于枯水期（2013年5月）和豐水期（2013年10月）分別采集了水體、表層沉積物、沉積物間隙水以及魚類樣品，采用

2、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定了樣品中重金屬元素（Cr、Cd、As、Pb、Cu、Mn和Ni）的含量，采用冷原子熒光光譜法和乙基化衍生-氣相色譜-冷原子熒光法測(cè)定了樣品中的總汞和甲基汞含量，進(jìn)而分析了小浪底水庫魚體中重金屬的富集狀況，并評(píng)價(jià)了小浪底水庫重金屬污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和健康風(fēng)險(xiǎn)。本研究得出的主要結(jié)果如下：
　　（1）小浪底水庫水體中重金屬元素As、Pb、Cu、Cr、Mn和Ni的濃度范圍分別是2.49～3.04μg/L

3、、0.20～0.65μg/L、5.37～6.47μg/L、1.45～4.13μg/L、1.23～3.14μg/L和8.53～19.50μg/L。根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002），As、Cr、Pb和Cu的濃度均符合I類水標(biāo)準(zhǔn)限值，Ni和Mn的濃度符合生活飲用水地表水源地特定項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值。總體看來，小浪底水庫水體未受到明顯的重金屬污染。
　?。?）小浪底水庫沉積物中重金屬元素Cr、Cd、As、Pb、Cu、Mn和Ni的平

4、均濃度分別為64.37±12.20 mg/kg、0.22±0.03 mg/kg、18.05±2.54 mg/kg、33.17±15.24 mg/kg、31.94±4.92 mg/kg、697.34±67.25 mg/kg和37.72±2.53 mg/kg，其中元素 Cr、Cu、Ni、Pb的平均濃度均符合國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1995）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；Cd和As的平均濃度均符合其二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。與湘江岳陽段、獨(dú)山湖、黃浦江、黃河內(nèi)

5、蒙古段等水體沉積物相比，小浪底水庫沉積物中重金屬濃度處于中等水平，這可能與庫區(qū)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)程度相對(duì)較弱有一定關(guān)系。
　?。?）小浪底水庫的六種常見魚類（鳙魚、梭魚、鯽魚、黃顙魚、白條和弓魚）肌肉組織中，Cr、As、Pb、Cu、Mn和Ni的濃度范圍是ND～4.30 mg/kg、0.14～2.76 mg/kg、ND～1.67 mg/kg、0.21～1.28 mg/kg、0.12～3.99 mg/kg和0.08～4.50 mg/kg；Cd只

6、有在白條中檢測(cè)到，其濃度是0.11±0.02 mg/kg，其他幾種魚體內(nèi)均未檢出。對(duì)比我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（GB2762-2012和GB18406.4-2001）（元素Mn和Ni沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）發(fā)現(xiàn)，所有魚體肌肉中元素As均超標(biāo)，白條中元素Cr濃度超標(biāo)，鳙魚元素中Pb濃度超標(biāo)。梭魚、白條和黃顙魚體內(nèi)元素Pb以及弓魚體內(nèi)元素Mn的富集系數(shù)大于103，其余魚體內(nèi)各重金屬元素的富集系數(shù)均小于103。
　?。?）小浪底水庫水體中豐、枯水期總汞濃度分

7、別為0.90～2.49 ng/L和0.71～1.42 ng/L，符合國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）I類水汞濃度標(biāo)準(zhǔn)限值，水樣中未檢出甲基汞。
　?。?）小浪底水庫豐、枯水期沉積物中總汞濃度分別為51.74～90.42 ng/g和95.66～172.52 ng/g，甲基汞濃度分別為0.09～0.26 ng/g和0.18～0.39 ng/g，較低的甲基汞可能與水體底層溶解氧濃度較高以及沉積物中有機(jī)碳濃度較低有關(guān)。豐、

8、枯水期沉積物間隙水總汞濃度分別為4.27～9.49 ng/L和5.46～41.04 ng/L，甲基汞濃度分別為0.09～0.99 ng/L和0.07～1.01 ng/L，間隙水中總汞和甲基汞濃度明顯高于上覆水體，與水體間存在汞濃度梯度，可能存在從沉積物間隙水向水體中的擴(kuò)散。
　　（6）小浪底水庫魚體肌肉總汞濃度在43.47～304.98 ng/g之間，甲基汞濃度為10.77～265.23 ng/g，甲基汞低于食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的

9、污染物限量（GB2762-2012）（非肉食性魚500 ng/g和肉食性魚1000 ng/g）。水庫魚體總汞的生物富集系數(shù)分別為鳙魚1.3×105，梭魚9.3×104，鯽魚4.7×104，白條5.0×104，黃顙魚1.7×105，弓魚3.9×104。
　?。?）以現(xiàn)代工業(yè)化前全球沉積物的最高背景值為參比，地累積指數(shù)法和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，小浪底水庫沉積物中各重金屬元素均處于低污染水平和輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；以黃河沉積物的地球化

10、學(xué)資料為參比，兩種評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)結(jié)果表明，小浪底水庫沉積物中重金屬達(dá)到輕微至中度污染水平，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度為中等至強(qiáng)烈，且以Hg和Cd為主要風(fēng)險(xiǎn)因子。
　?。?）小浪底水庫水中由基因毒性物質(zhì)As和Cr通過飲水途徑引起的個(gè)人年健康風(fēng)險(xiǎn)平均值分別是1.82×10-5 a-1和5.96×10-5 a-1，所有采樣斷面Cr的風(fēng)險(xiǎn)值均大于As的風(fēng)險(xiǎn)值。As和Cr的年均風(fēng)險(xiǎn)值高出英國皇家協(xié)會(huì)、瑞典環(huán)境保護(hù)局及荷蘭建設(shè)和環(huán)境部推薦水平（1×10-6

11、a-1）的近20和60倍，Cr的年均風(fēng)險(xiǎn)值略高于ICRP的推薦值（5×10-5 a-1）。軀體毒性物質(zhì)Pb、Hg、Cu、Mn和 Ni導(dǎo)致的平均個(gè)人年健康風(fēng)險(xiǎn)除采樣斷面2表現(xiàn)為Cu＞Ni＞Mn＞Pb＞Hg外，其他斷面均表現(xiàn)為Cu＞Ni＞Pb＞Mn＞Hg，風(fēng)險(xiǎn)值為10-10～10-12 a-1，均低于荷蘭建設(shè)和環(huán)境保護(hù)部及英國皇家協(xié)會(huì)的可忽略水平（1×10-8和1×10-7 a-1）。各采樣斷面基因毒性物質(zhì)引起的個(gè)人年健康風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于軀體毒性

12、物質(zhì)。
　?。?）參考 USEPA建立的甲基汞參考攝入量及其他重金屬 RfD標(biāo)準(zhǔn)值（Ni由于暫無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，未進(jìn)行評(píng)估），小浪底水庫以甲基汞為例，每人每天可以食用小浪底水庫鳙魚50 g，梭魚90 g，鯽魚150 g，白條190 g，弓魚190 g，黃顙魚40 g；而以重金屬As來看，每人每天僅可以食用10～30 g。建議敏感人群（孕婦、幼兒、哺乳期婦女等）限制小浪底水庫中魚肉的食用量和食用頻率。目標(biāo)危害系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果表明，魚體中重