滹沱河冲洪积扇深层孔隙水中多环芳烃和酞酸酯的污染水平与饮水健康风险评估

2015年2月采集石家庄地区滹沱河冲洪积扇深层孔隙水地下水水样,采用气相色谱-质谱法测定了US EPA优先控制的多环芳烃（PAHs）和酞酸酯（PAEs）,并对PAEs的饮水健康风险进行了评估.结果显示,7个采样点均检出PAHs和PAEs,∑PAHs范围为34.4~598.5ng/L,且2~3环PAHs的质量分数介于50%~83%;∑PAEs范围为27.6~25236.7ng/L,其中有3个点位∑PAEs达到20μg/L水平,且7个点位均以DBP、DEHP为主.与国内其他研究区相比,本研究区∑PAHs浓度与国内非岩溶地下水的污染水平接近,而∑PAEs浓度较高.饮水健康风险评估结果显示,仅G2点位的PAHs终生致癌风险指数小于US EPA推荐的可接受的水平（10^-6）,其致癌风险可以忽略外,其他点位均具有潜在致癌风险;而对于PAEs饮水终生致癌风险而言,G1、G6、G73个点位的PAEs终生致癌风险也均高于10^-6,因此,研究区深层孔隙水中的PAHs和PAEs污染均应当引起重视.     

滹沱河冲洪积扇地下水中酞酸酯的污染现状与分布特征

2014年9月采集石家庄地区滹沱河冲洪积扇地下水水样,采用气相色谱-质谱法测定了US EPA优先控制的6种酞酸酯(PAEs),对PAEs分布特征与风险进行了分析.结果表明,研究区内51个点位仅1个点位未检出PAEs,检出的ΣPAEs范围为nd~28 873.1 ng·L~(-1),与国内其他研究区相比,研究区地下水中PAEs污染水平较重.PAEs及各组分的空间分布存在显著差异.3个地下水单元PAEs的平均污染水平总体表现为山间沟谷河谷裂隙孔隙水单元(G1)滹沱河冲洪积扇扇顶部孔隙水单元(G2)滹沱河冲洪积扇扇中部孔隙水单元(G3).在G2、G3单元共计39个点位中,有23个点位地下水中的PAEs以邻苯二甲酸甲酯(DMP)为主,而其余点位均因临近周边污染源,地下水中PAEs含量较高,且以邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸丁酯(DBP)为主.研究区人群饮用受PAEs污染地下水的总非致癌风险指数和总致癌风险指数范围分别为7.6×10-9~1.1×10-2、nd~1.2×10-6,均小于US EPA推荐的可接受的水平,风险较小.     

石家庄市滹沱河冲洪积扇地下水中BHT和TEP的污染水平及风险评价

为了解华北平原地下水的有机污染状况,在石家庄市滹沱河冲洪积扇采集44个地下水水样,测定了被广泛应用的抗老剂BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)和增塑剂TEP(磷酸三乙酯)的污染水平,分析了其分布受水文地质的影响及其对人体健康的风险.结果表明,ρ(BHT)在ND(低于检出限)～7.158 μg/L之间,中位值为0.010 μg/L,检出率为98%;ρ(TEP)在ND～5.081 μg/L之间,中位值为0.177 μg/L,检出率为70%.地下水的水文特性(如导水性、富水性和渗透系数)影响BHT和TEP的分布,二者在导水性、富水性较好和渗透性差的滹沱河冲洪积扇中部浅层孔隙水单元的质量浓度较高,分别为0.001～7.158和ND～3.604 μg/L.石家庄市滹沱河冲洪积扇地下水中ρ(BHT)和ρ(TEP)均低于国外报道值,但检出率高于国外报道值,其中11%的地下水水样中ρ(TEP)高于OECD(经济合作与发展组织)规定的饮用水风险特征阈值(2.4 μg/L).研究显示,石家庄市滹沱河冲洪积扇地区来自于地表的化工产品已淋溶到地下,并对该地区地下水造成了污染.      

滹沱河冲洪积扇地下水中挥发性有机物的分布特征与健康风险

为研究滹沱河冲洪积扇地下水中VOCs(volatile organic compounds,挥发性有机物)的污染现状,于2014年9月在滹沱河冲洪积扇地区采集44个地下水样品,采用吹扫捕集-气相色谱-质谱法分析了25种VOCs的质量浓度,并对其分布特征和健康风险进行了讨论. 结果表明,研究区44个采样点均有VOCs检出,其中氯仿、二氯甲烷检出率为100%. 检出的VOCs中,ρ(氯仿)平均值最高,范围为15.4~52 195.9 ng/L;其次为ρ(四氯化碳)(nd~17 145.8 ng/L). VOCs的分布与工业布局密切相关,受制药企业排污影响,ρ(氯仿)、ρ(苯乙烯)、ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(乙苯)、ρ(二甲苯)等均在G2-1采样点最高;而在石家庄石化炼制产业密集区域,地下水中检出的VOCs种类、检出频次及含量均较高. 研究显示,研究区地下水VOCs的非致癌风险指数介于1.8×10-5~4.7×10-2之间,均远小于1;G2-22采样点地下水VOCs的致癌风险指数最高,为1.1×10-5,处于可接受水平,但四氯化碳的污染现状值得关注.      

杭州市降雪中多环芳烃的污染特征及生态风险评价

2016年1月,在杭州市城区及主要郊县建成区采集降雪样品,利用高效液相色谱法分析了雪样中16种多环芳烃(PAHs)的质量浓度,探讨它们的分布特征、来源和生态风险。结果表明,杭州市降雪中属于美国环境保护署(US EPA)优先控制16种PAHs均有检出,各采样点位ΣPAHs的质量浓度范围在97.0~964 ng/L之间,平均598 ng/L,其中富阳降雪中最高,临安最低。降雪中PAHs以低分子量的3环和中分子量的4环为主,以菲的含量最高。特征组分比例分析结果表明临安和淳安降雪中PAHs以石油源为主,而其余采样点以燃烧污染和石油排放污染的混合源为主。采用风险商值法进行生态风险评价结果显示,除了临安降雪PAHs污染的生态风险较低外,其余各采样点均处于高、中风险等级,存在不利的生态风险。     

输水期间于桥水库流域水体中溶解态多环芳烃的分布特征与风险

为调查输水期于桥水库流域水中多环芳烃(PAHs)的分布特征,采用气相色谱-质谱法对该区16种US EPA优先控制的PAHs进行了分析,并对PAHs的健康风险和生态风险进行了评估.结果表明,在18个点位采集的水样中均有PAHs检出,且上游水域和库区PAHs组分和浓度均存在着显著差异.上游水域水体(除洒河大桥点位外)中的PAHs以2~3环为主,其百分比介于86%~95%,ΣPAHs浓度介于13.7~104.1 ng·L~(-1)间,其中大黑汀水库渔业养殖密集区水体中PAHs污染水平较高;库区水体中低环数和高环数PAHs含量相当,ΣPAHs浓度介于1.6~3 512.5 ng·L~(-1)间,其中库区北岸水中PAHs浓度最高.Flu/Pyr、Fla/(Fla+Pyr)比值分析表明,于桥水库流域PAHs主要来自村镇居民燃煤供暖、生物质燃烧.分别采用US EPA健康风险评价模型和Kalf等使用的商值法对PAHs的饮水致癌风险和生态风险进行了评估,结果显示,库区水体的饮水致癌风险水平超过了10-6,以及库区B[a]A、B[k]F、Bap的商值(实际浓度/最大允许参考浓度)也均大于1,说明库区水体PAHs引发的致癌风险和生态风险均应当引起重视.     

沈抚新城地下水中PAHs的污染特征及健康风险评价

为了保障浑河流域处于正在进行城镇化沈抚新城居民的生活用水安全,采集该地区49个地下水样品对16种US EPA优控的多环芳烃(PAHs)进行了分析,并对PAHs的污染水平、空间分布、来源与饮水健康风险进行了调查与评估.结果表明:49个采样点均有不同程度的PAHs检出,地下水中PAHs的浓度范围为(4.38~2005.02 ng·L-1),平均浓度值为(414.64±526.13)ng·L-1,与国内外其他地区地下水对比,处于较高污染水平.地下水中PAHs主要以3环和4环为主,其平均浓度分别为(190.93±238.96)ng·L-1和(140.01±234.69)ng·L-1,两者占总PAHs含量的80%.枯水期的地下水中PAHs空间分布受土地利用类型影响较大,当表层土壤为耕地时,地下水PAHs浓度较大,而为林地时PAHs浓度较小.由主成分分析-多元线性回归结果得知,地下水中PAHs主要来源于汽油和天然气的不完全燃烧、煤炭燃烧、石油泄漏以及交通排放,其贡献率依次为36.26%、32.72%、28.17%和2.87%.不同人群通过饮用地下水暴露于PAHs的终生致癌风险ILCR值范围为5.55×10-10~5.65×10-6,其中13.60%的值处于10-6~10-4之间,具有潜在的癌症风险,需引起对地下水质量的关注.     

沈抚新城地下水中PAHs的污染特征及健康风险评价

为了保障浑河流域处于正在进行城镇化沈抚新城居民的生活用水安全,采集该地区49个地下水样品对16种US EPA优控的多环芳烃(PAHs)进行了分析,并对PAHs的污染水平、空间分布、来源与饮水健康风险进行了调查与评估.结果表明:49个采样点均有不同程度的PAHs检出,地下水中PAHs的浓度范围为(4.38~2 005.02 ng·L~(-1)),平均浓度值为(414.64±526.13) ng·L~(-1),与国内外其他地区地下水对比,处于较高污染水平.地下水中PAHs主要以3环和4环为主,其平均浓度分别为(190.93±238.96) ng·L~(-1)和(140.01±234.69) ng·L~(-1),两者占总PAHs含量的80%.枯水期的地下水中PAHs空间分布受土地利用类型影响较大,当表层土壤为耕地时,地下水PAHs浓度较大,而为林地时PAHs浓度较小.由主成分分析-多元线性回归结果得知,地下水中PAHs主要来源于汽油和天然气的不完全燃烧、煤炭燃烧、石油泄漏以及交通排放,其贡献率依次为36.26%、32.72%、28.17%和2.87%.不同人群通过饮用地下水暴露于PAHs的终生致癌风险ILCR值范围为5.55×10-10~5.65×10-6,其中13.60%的值处于10-6~10-4之间,具有潜在的癌症风险,需引起对地下水质量的关注.     

千岛湖表层沉积物中多环芳烃污染特征及生态风险评价

利用高效液相色谱法对采集于2012年12月的部分千岛湖表层沉积物中多环芳烃(PAHs)进行了分析.结果表明,千岛湖表层沉积物中共检出属于美国EPA优先控制16种PAHs中的15种,各采样点位PAHs总量的浓度范围在258~906ng/g(干重)之间,平均值为558ng/g,属低污染水平.空间分布特征受周边区域内点源污染和河流输入污染物影响.沉积物中的多环芳烃以高分子量组分为主,通过特征组分比例可确认其主要来源于周边地区煤炭、木材不完全燃烧及车船尾气排放.利用沉积物质量基准法、沉积物质量标准法分别对千岛湖表层沉积物中PAHs的风险评价表明,千岛湖沉积物中不存在严重的多环芳烃生态风险,但部分点位按照质量标准法评价已经超过临界效应浓度值,需加强监测查明污染源,并采取措施控制污染物输入.     

沟塘水质及其周边浅层地下水PAHs的风险评价

为探讨农村居民区沟塘水质对周边浅层地下水的影响,在河南省某县选择典型沟塘,分别在枯水期和丰水期采集沟塘水和周边浅层地下水样品,采用高效液相色谱检测16种多环芳烃（PAHs）的含量,分别描述并比较枯丰水期PAHs的污染特征及其生态与健康风险.结果表明,枯水期沟塘水中BaP含量、∑PAHs、TEQ（BaP）含量和致癌性PAHs占比分别为0.911ng/L、29.3ng/L、1.64ng/L和28.1%,均低于丰水期;浅层地下水中各指标分别为5.37ng/L、291ng/L、12.5ng/L和25.9%,高于丰水期.枯丰水期沟塘水和浅层地下水中PAHs均主要源于生物质和煤炭燃烧.浅层地下水PAHs的含量与沟塘水具有关联性,即距离沟塘越近,PAHs含量越高,枯水期的关联性低于丰水期.饮用浅层地下水致PAHs暴露的累积非致癌风险HQ为2.21x10^-3;累积致癌风险R为1.56x10^-6,72.0%成人R大于1x10^-6,枯水期BaA、BbF和InP对成人致癌风险的贡献分别为72.1%、9.10%和4.80%.枯水期沟塘水PAHs总量为低等生态风险,丰水期为中等风险,不同沟塘其生态风险不同.纳污的C5沟塘水丰水期PAHs为高生态风险水平,BaA的贡献最大（占40.7%）;纳污和养殖的A2枯水期和C3沟塘水丰水期PAHs为中等风险2水平.综上,沟塘水PAHs与周边浅层地下水具有关联性,枯水期沟塘水PAHs总量具有低生态风险,饮用周边浅层地下水的致癌风险高于1x10^-6.     

滹沱河超采区地下水回补的水化学效应研究

由于长期超采地下水,导致滹沱河冲洪积平原地下水位持续下降,水质恶化,为缓解滹沱河超采区水资源矛盾,2018年开始实施了河道回补工程,回补水源为黄壁庄水库水和“南水北调”水.为了研究回补后地下水化学效应变化,应用水文地球化学、水文学和统计学等理论方法,开展了现场动态监测、地下水化学检测工作.结果表明:①实施滹沱河补水后地下水位上升显著,滹沱河沿线地下水位平均回升5.83 m;2019年较2015年滹沱河超采区地下水位平均回升5.93 m,地下水漏斗形状发生改变,地下水向漏斗中心汇集已不明显.②滹沱河多年受上游高硫酸盐水源补给的影响,滹沱河沿岸分布HCO₃·SO₄-Ca·Mg型地下水,并在HCO₃·SO₄-Ca·Mg型水两侧形成了条带状的HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Mg型水.与2015年相比,2019年HCO₃-Ca·Mg型水的面积减少了20.6%,HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Mg型水和HCO₃·SO₄-Ca·Mg型水的面积增加了13.6%.③河道补给有效缓解了地下水环境恶化,区域地下水中硫酸盐平均含量基本持平,氯化物浓度、TDS（溶解性总固体）浓度、总硬度呈下降趋势;受上游黄壁庄水库补水影响,滹沱河沿岸附近地下水中硫酸盐的浓度升高,高浓度的硫酸盐主要分布在滹沱河、石津灌渠及黄壁庄水库副坝附近,随着补水的不断推进,水位持续回升,在水动力作用下,其有向下游扩散的趋势.研究显示,科学合理地选择补水水源与回补方式是减缓该地区地下水硫酸盐污染及保持地下水可持续利用的有效方式.      

长江典型江段水体PAHs的分布特征、来源及其生态风险

针对我国长江典型江段丰、平、枯不同时期的地表水,采用了固相萃取—气相色谱质谱联用(GC-MS)的分析技术,调查了16种优先控制多环芳烃(PAHs)的污染状况。研究了长江干流PAHs的污染水平和分布特征,并在定量分析的基础上评估了长江干流PAHs的来源和生态风险。结果显示,Σ₁₆PAHs浓度范围为2.22～1450.91ng/L,均值为107.04ng/L,其中,平水期武汉江段Σ₁₆PAHs浓度最高,均值为1050.64ng/L,长江干流PAHs污染状况与近5a国内其他水体相比处于中等偏低水平。空间分布上长江典型江段地表水中Σ₁₆PAHs从上游攀枝花江段到下游南京江段呈现出先上升后下降的趋势;时间分布上Σ₁₆PAHs的变化趋势为平水期(187.78ng/L)>丰水期(73.30ng/L)>枯水期(38.02ng/L)。由同分异构比值法分析表明:在枯水期和平水期中,煤炭、生物质燃烧和石油源是长江干流PAHs的主要来源,而丰水期PAHs主要源于煤炭、生物质燃烧,其中南京江段PAHs的来源较为复杂。采用物种敏感性分布评估法对PAHs进行生态风险评估,结果显示长江典型江段地表水中PAHs尚未对水生生物造成显著的负面影响,与历史数据比对表明现阶段长江干流PAHs生态风险低于长江大保护政策实施前的生态风险。     

嘉陵江重庆段表层水体多环芳烃的污染特征

为了确定嘉陵江重庆段表层水体中多环芳烃(PAHs)的组成、来源及污染特征,于2009年8月采集了8个表层水样,利用GC-MS仪器测定了16种优先控制PAHs的浓度.结果表明,水体中16种优先控制PAHs浓度范围为467.13～987.97ng.L-1,平均浓度值为702.91 ng.L-1,水体PAHs浓度和溶解性有机碳(DOC)含量呈现明显的线性正相关.PAHs的组成以2～3环PAHs为主,占水体ΣPAHs总量的68.90%.寸滩区域水体PAHs主要来源于木材和煤的燃烧污染,朝天门区域水体PAHs主要来源于石油源,嘉陵江重庆段其他区域水体PAHs主要来源于液体石化燃料的燃烧.虽然嘉陵江重庆段整体污染水平较低,但是5个取样点的地表水苯并(a)芘(BaP)含量超过国家地表水质量标准.     

黄浦江表层水体中低环多环芳烃的分布特征

2005年12月-2006年5月连续监测黄浦江表层水体中低环多环芳烃(LMWPAHs)含量。结果表明,萘、芴、菲和蒽的平均浓度分别为123ng/L,57.8ng/L,58.8ng/L和11.5ng/L。黄浦江表层水体中LMWPAHs的分布主要受人类活动影响,其总浓度沿黄浦江上中下游逐渐升高,在外滩附近,即S6采样点(311°44′6.2″N,1212°92′1.6E″),S7采样点(311°52′8.9″N,213°21′9.7″E)达到峰值。水体中LMWPAHs浓度受季节影响,冬季浓度明显高于春季。其特征化指数表明,黄浦江表层水体中LMWPAHs主要来自化石燃料的不完全燃烧。     

滹沱河流域山区地表水-地下水水化学空间变化特征、影响因素及其来源

滹沱河流域山区作为华北平原地下水的补给源区,其径流量逐渐减少对华北平原地下水可持续利用提出了巨大的挑战.深入研究滹沱河上游山区地表水-地下水水文地球化学过程及其控制因素,可为全面认识区域水资源状况及水资源可持续利用提供参考.基于同位素、水文地球化学和数理统计方法,分析区域河水、井水和泉水来源、水化学空间变化特征、影响因素及离子来源.结果表明,滹沱河上游山区流域河水、井水和泉水均受大气降水补给,且受自然因素和人为因素的共同影响,其水化学特征现出较大的空间差异.整体来看干流河水水化学类型相对集中,受采矿影响较大支流汇入的河段(上游和下游),河水水化学类型主要为Ca·Mg-SO₄·HCO₃;受自然植被影响的支流汇入的河段(清水河和龙华河之间),河水水化学类型为Ca·Mg-HCO₃·SO₄.此外,各支流河水水化学类型也存在较大差异.上游峪口河和峨河支流主要水化学类型与干流一致为Ca·Mg-SO₄·HCO₃;中游牧马河和清水河支流主要水化学类型均为Ca-HCO