王晨希，黃晶，楊紫薇，李雙雙，何媛媛

（江蘇省鎮(zhèn)江環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇鎮(zhèn)江 212000）

重金屬毒性強(qiáng)，能通過食物鏈、飲水、皮膚接觸等途徑進(jìn)入人體[1-2]，隨著食物鏈富集放大，其毒性具有持久性[3]。值得關(guān)注的是，大部分重金屬都具有致癌性，當(dāng)其含量超過一定濃度時會嚴(yán)重危害人體健康[4-5]。長江既是長江沿岸重要的飲用水源，也是沿岸城市和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動力。其水質(zhì)直接影響到當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈徒?jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。本研究全面分析了2015—2020年長江鎮(zhèn)江段水體8種重金屬（Mn、Zn、As、Cu、Pb、Cd、Hg和Fe）的濃度水平、分布特征，并首次將江蘇鎮(zhèn)江地區(qū)人群暴露參數(shù)應(yīng)用于USEPA健康風(fēng)險(xiǎn)評價模型[6]，研究重金屬在長江鎮(zhèn)江段水體產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)，識別區(qū)域優(yōu)先防控的重金屬，以期為該區(qū)域水體重金屬的污染防控和水環(huán)境生態(tài)的進(jìn)一步改善提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

29種多元素混合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L），上海安譜實(shí)驗(yàn)科技有限公司；8種元素ICP-MS內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)溶液（Li、Sc、Ge、Y、Rh、In、Re、Bi，10 mg/L）上海安譜實(shí)驗(yàn)科技有限公司；HNO3，優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；HCl，優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；高純氬氣，純度＞99.999%，鎮(zhèn)江市氧氣廠；高純氦氣，純度為99.999%，鎮(zhèn)江市氧氣廠；實(shí)驗(yàn)用水為超純水（0.056 μS/cm）。

1.2 儀器與設(shè)備

iCAP RQ電感耦合等離子體發(fā)射質(zhì)譜儀，美國Thermo Fisher公司；PF6型原子熒光光譜儀，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 采樣和試驗(yàn)方法

采集2015年1月至2020年12月長江水樣。靜置混勻，加酸保存待測。參照《水質(zhì)汞、砷、硒、鉍和銻的測定原子熒光法》（HJ 694—2014）和《水質(zhì)65種元素的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法》（HJ 700—2014）方法測定水樣。

1.4 評價方法

1.4.1 金屬綜合污染指數(shù)法（HPI）

運(yùn)用重金屬綜合污染指數(shù)法（HPI）評價多個重金屬對水體產(chǎn)生的綜合污染狀況，當(dāng)HPI＞100時，該水體的重金屬污染程度已超過其最高可接受水平[7]。

1.4.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評價模型

采用USEPA健康風(fēng)險(xiǎn)評價模型進(jìn)行人體健康風(fēng)險(xiǎn)評價[8]，人體暴露參數(shù)取自《中國人群暴露參數(shù)手冊（成人卷）》中江蘇地區(qū)調(diào)查結(jié)果[9]。根據(jù)IARC的致癌性分類標(biāo)準(zhǔn)，As、Pb、Cd共3種重金屬為化學(xué)致癌性物質(zhì)，同時參與致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)評價和非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)評價；其余5種重金屬為化學(xué)非致癌性物質(zhì)，僅參與非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)評價[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 長江鎮(zhèn)江段水體8種重金屬的濃度水平分析

長江鎮(zhèn)江段各研究斷面水體中8種重金屬實(shí)測濃度統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。長江鎮(zhèn)江段水體中8種重金屬按所有研究斷面平均濃度大小排序依次為Zn＞Fe＞Cu＞As＞Mn＞Pb＞Cd＞Hg。依據(jù)我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002），8種重金屬在各研究斷面水體濃度均達(dá)標(biāo)。

表1 長江鎮(zhèn)江段水體各研究斷面8種重金屬的實(shí)測濃度統(tǒng)計(jì)（n=72）

2.2 長江鎮(zhèn)江段水體重金屬的綜合污染空間變化特征分析

長江鎮(zhèn)江段水體中As、Hg、Cu、Zn、Fe、Mn、Pb和Cd 重金屬綜合污染狀況變化特征見圖1。結(jié)果顯示，長江鎮(zhèn)江段8種重金屬綜合污染狀況沿程變化具有空間差異性，呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域性特征，6年來焦山尾、江心洲、青龍山、引航道、二墩港HPI保持穩(wěn)定，HPI基本呈逐年降低趨勢。

圖1 8種重金屬的綜合污染狀況空間變化特征

2.3 長江鎮(zhèn)江段水體重金屬對不同年齡段居民的健康風(fēng)險(xiǎn)分析

長江鎮(zhèn)江段流域不同年齡段人群健康風(fēng)險(xiǎn)值見表2。水體中致癌物產(chǎn)生的個人健康風(fēng)險(xiǎn)值依次為As＞Cd＞Pb，非致癌物產(chǎn)生的個人健康風(fēng)險(xiǎn)值依次為Fe＞Zn＞Mn＞Hg＞Cu；不同年齡段居民的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)和非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)依次為幼兒＞青少年＞老年人＞成年人。As的個人健康風(fēng)險(xiǎn)等級為10-6，雖低于國際推薦值標(biāo)準(zhǔn)（1×10-4～ 5×10-5）[11]，但與其他7種重金屬相比，As對人體的健康危害風(fēng)險(xiǎn)值最高，因此應(yīng)將其作為風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)對象。

表2 長江鎮(zhèn)江段水體重金屬不同年齡段健康風(fēng)險(xiǎn)值（單位：a-1）

2.4 長江鎮(zhèn)江段水體重金屬總健康風(fēng)險(xiǎn)評價

重金屬總健康風(fēng)險(xiǎn)評價結(jié)果見表3。從健康風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征來看，總健康風(fēng)險(xiǎn)較高的斷面是征潤州和二墩港，這與重金屬的濃度分布相一致。按斷面總健康風(fēng)險(xiǎn)順序依次為征潤州＞二墩港＞世業(yè)洲＞龍門口＞焦山尾＞青龍山＞江心洲＞引航道。總健康風(fēng)險(xiǎn)值最高為4.39×10-6a-1，低于USEPA推薦的最大可接受水平1×10-4a-1[12]。水體重金屬通過皮膚接觸途徑所產(chǎn)生的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)和非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)均遠(yuǎn)小于通過飲水途徑所造成的危害，其健康風(fēng)險(xiǎn)可以忽略[13]。

表3 長江鎮(zhèn)江段水體重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)值（單位：a-1）

3 結(jié)論

長江鎮(zhèn)江段水體中As、Cd、Cu、Fe、Mn、Pb、Zn和Hg 8種重金屬的平均質(zhì)量濃度較低，均低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)，8種重金屬HPI指數(shù)逐年遞減，污染趨勢明顯下降。水體中8種重金屬產(chǎn)生的個人健康風(fēng)險(xiǎn)值依次為As＞Cd＞Pb＞Fe＞Zn＞Mn＞Hg＞Cu；不同年齡段居民的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)和非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)依次為幼兒＞青少年＞老年人＞成年人。As對人體的健康危害風(fēng)險(xiǎn)值相對最高，應(yīng)將其作為風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)對象。長江鎮(zhèn)江段水體重金屬總健康低于USEPA推薦的最大可接受水平，說明長江水質(zhì)總體達(dá)標(biāo)情況良好，重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)處于可接受范圍內(nèi)，對沿岸居民的健康風(fēng)險(xiǎn)影響水平低，是理想的生產(chǎn)生活居住區(qū)域。