重金属污染的扩散迁移及其健康风险评价--以三角洲和河流为例

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近几十年来,全球工业快速发展,经济飞速增长,人们在享受社会发展成果的同时,也承受着环境污染之痛,重金属污染就是其中一个重要的方面。三角洲和河流是人类文明的摇篮,在孕育人类文明发展的同时,也深受人为活动影响。在大量工业运转的同时,外源重金属被大量排放,进入三角洲和河流,对其生态环境构成极大威胁。因此,关注三角洲和河流重金属污染问题,管好三角洲和河流环境成为延续人类文明的关键。
  本研究在充分调查国内外研究现状的基础上,开展三角洲重金属污染调查的同时,确定三角洲土壤重金属污染分布及其影响因素,通过不同深度土壤重金属浓度和土壤性质的分析,了解三角洲土壤重金属扩散迁移特征和控制因素,依靠重金属健康风险评价确定土壤重金属污染的长期健康效应;对河流沉积物、水体和野生鱼重金属总量及其赋存形态进行研究,了解水生生态系统中重金属的转化过程特征,建立重金属转化与重金属形态的相互关系。选取7种(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Zn和Hg)重金属元素,通过重金属健康评价,综合分析重金属污染长期的健康效应,为重金属污染的防控和长期生态风险的识别提供依据。
  主要取得以下研究成果:(1)通过土壤调查基本查清了黄河三角洲土壤重金属的空间分布和来源,通过潜在生态风险评价查清了黄河三角洲土壤重金属污染的特征,结合不同EF值的比较,发现As存在最强的移动性,能够向深部土壤运移,Cd和Pb的移动性次之,能够被中层土壤部分或完全阻隔;(2)在黄河三角洲土壤重金属调查资料的基础上,运用健康风险评价,计算不同暴露途径下重金属潜在的健康风险,重金属污染的主要暴露途径为摄入,而非皮肤接触和吸入,As具有较高的致癌风险,是公众健康的重要威胁。(3)通过柳江流域表层水和沉积物重金属的调查,掌握了水体和沉积物重金属的分布、来源和污染状况,结合环境变化特征,剖析了重金属累积和形态转变的影响因素,确定酸性污水排放可以显著改变水化学波动对沉积物重金属累积的影响,Cd、As、Pb和Zn存在显著转化,但只与特定形态有关,Cd污染是柳江流域最大的环境威胁。(4)利用柳江流域野生鱼重金属调查,确定不同鱼种和采样区野生鱼中重金属富集特征,结合水化学和沉积物特征分析,剖析野生鱼重金属生物富集过程,建立沉积物重金属形态与野生鱼重金属生物富集性的相互关系,为渔业监管和风控提供科学依据。(5)在柳江流域野生鱼调查资料的基础上,以垂钓野生鱼为切入点,确定垂钓野生鱼的污染状况和食用安全性,并基于不同垂钓区鱼获推荐食用量确定近郊为合适的垂钓区,对垂钓鱼食用和垂钓活动开展具有重要的指示意义。
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