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西安古城区多介质环境有害金属识别、风险评估与元素计量学研究

王继文  
【摘要】:为了研究西安古城区各种介质的污染特征及其可能产生的环境风险,为西安市城市生态污染治理提供科学依据。在西安古城墙内的老区进行随机采样,采集了对应点的土壤、灰尘、植物、饮用水,测定各样品中的重金属含量,研究西安古城内多介质的污染积累情况,并应用潜在生态危害指数法评价重金属对该区域生态风险,利用美国环保署颁布的风险评价方法评价重金属对活动在该区域中的人群造成的健康风险,应用元素计量学的方法研究多种介质之间的关系。研究结果表明:(1)城市土壤重金属Co和Pb是本区域最主要的生态风险因子,Co和Pb处在中等风险等级;总的潜在生态风险评价指数RI平均值是52.67,属于中等风险。儿童这一群体受到As、Cr、Pb、Co一定程度的非致癌健康风险,成人的风险较低;致癌风险As、Co、Gr、Ni、Pb属于低风险可以忽略。As、Cr、Ni和Cu、Pb、Zn可能具有相同的污染来源。(2) As、Cu、Pb是西安古城城市灰尘最主要的生态风险因子,As、Cu处在中等风险等级,Pb处在强风险等级;总的潜在生态风险评价指数RI平均值是64.26,属于中等风险。城市灰尘健康风险评价中,手口摄入和皮肤接触暴露途径的非致癌风险值都是Cr的最大,灰尘对儿童具有一定的As、Cr、Pb、Cu非致癌风险;古城内活动的人群没有受到灰尘中的As、Co、Cr、Ni的致癌风险危害。Cu和Ni、As和Zn、Ti和V受相同污染源影响的可能性较大。(3)小叶黄杨(Buxus sinica var. parvifolia M. Cheng)树叶中的Cr、Pb、Zn平均含量大于国槐(Sophora japonica Linn),国槐树叶中的Ni平均含量比小叶黄杨大;Ni更容易在国槐叶中富集,小叶黄杨叶更容易富集Cr、Pb、Zn。富集系数大于1的元素有Ni和Zn, Cr和Pb的富集系数小于1。Pb和Cd含量在国槐叶中的相关性最大为0.56,呈极显著相关;小叶黄杨叶中Pb和Zn含量的相关系数最大为0.87,呈高度相关。(4)西安古城区饮用水中Cr、Cd、Cu、Pb的年风险值没有超过国际防辐射委员会推荐的标准年风险度5.00×10-5 a-1,不会对人体健康产生危害。饮用水重金属污染物中Cu和Pb所引起的非致癌健康风险值明显小于Cd和Cr所引起的致癌健康风险值。(5)Cu和Pb在土壤和灰尘中对应的两种介质相关性显著,而土壤和灰尘中Cr、Ni、Zn的相关性不显著,表明Cu和Pb在两种介质中的来源可能相同,来源于城市交通污染,Cr、Ni、Zn这几种元素在两种介质中的来源存在较大区别,来源较为复杂;灰尘中的Zn和小叶黄杨树叶中的Pb含量成极显著相关(p0.01),相关性系数为0.46,说明小叶黄杨树叶中Pb的含量随灰尘中Zn的含量的增加而增加,灰尘中Zn对Pb的植物吸收有协同作用,产生了增加Pb吸收的复合效应。


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