上海市黄浦江重金属和典型新兴污染物的健康风险评价及水质基准研究

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黄浦江位于长三角地区的重要流域,在地区经济发展中具有显著地位。近年来,黄浦江上海市境内的重金属污染已成为水质恶化的主要来源。有研究表明紫外防晒剂、双酚A(BPA)、三氯生(TCS)等新兴污染物,在水体广泛存在并可通过多种方式进入人体。目前,国内针对水体和不同营养级鱼类的污染特征对重金属及典型新兴污染物进行健康风险评估的研究较为缺乏,相关的基于人体健康的水质基准推导研究也鲜见报道。本课题通过检测分析污染物在水环境和不同营养级鱼体中的含量水平,开展其污染特征研究;并结合上海市人群暴露信息,从饮水和水产品摄入途径进行健康风险评价,同时利用相关模型推导出各典型污染物基于人体健康的水质基准值,以探究污染物暴露对流域人群的健康风险。本研究采用ICP-MS检测黄浦江水样及水域中七种常见鱼类样品中的7种主要重金属元素(Cu,Zn,Ni,Pb,Cr,As,Cd)含量;采用GC-MS/MS对六种典型新兴污染物包括四种紫外防晒剂(HMS、BP-3、4-MBC、OC)、一种内分泌干扰物(BPA)和一种抗菌剂(TCS)进行检测分析。研究结果发现7种重金属元素在上海市黄浦江表层水体中均有检出,Zn的平均含量最高,为92.69μg·L-1;Cd含量最低,为0.048μg·L-1;鱼体中Zn,Cr,Cu,Ni,As,Pb和Cd含量均值顺次递减且在鱼类样本中存在显著差别。主成分分析表明,有两个主要成分影响其重金属含量,一类为交通、工业及生活废水所导致的复合污染;第二类主要受自然因素和工业废水、农业径流排放的影响。六种新兴污染物在水样中的浓度范围为1.48-89.76ng·L-1,4-MBC含量最高,各目标物质检出率为100%;鱼类样本中的浓度为nd-32.92ng·g-1,OC的平均浓度最高,除OC外检出率均为100%。经不同摄入途径的健康风险评价模型显示,Cu、Zn元素可能会对人体产生低危害,新兴污染物无接触风险;致癌物质的健康风险大于非致癌物质,As和Cr是主要致癌物;非致癌物质中,重金属Pb、Cu的健康风险最大,4-MBC、BP-3对人体危害较大,需尽早防治。同时儿童是污染物引发健康风险的敏感人群,重金属污染物占总健康风险的90%以上,应进一步加强防控。在总健康风险评价中,总ERI值均大于1说明人体可能产生中度接触风险;年均健康总风险值在10-3~10-4a-1范围内,大于可接受限值,说明各污染物可能对人体健康产生毒性效应。根据我国《人体健康水质基准制定技术指南》(HJ837-2017),确定了人群暴露参数、污染物的参考剂量(Rf D)等,计算各营养级的生物累积系数(BAF),并推导得到黄浦江重金属及典型新兴污染物的人体健康水质基准值。非致癌重金属Pb、Ni、Cu、Zn的人体健康水质基准分别为13.45、124.3、111.4和798.6μg·L-1,具有致癌效应的As、Cr、Cd分别为1.020、74.90和13.89μg·L-1。重金属Pb引入敏感人群儿童后的水质基准值为1.718μg·L-1,提示黄浦江流域的儿童在日常饮用水的选择上,应选择铅浓度比饮水标准更低的饮用水。四种紫外防晒剂的人体健康水质基准分别为0.1218、0.7311、0.3494和0.0477μg·L-1,三氯生和双酚A的水质基准为235.8和154.7μg·L-1。本论文通过分析黄浦江不同断面水样和不同营养级鱼体内重金属和典型新兴污染物的污染特征,得出了7种重金属和6种新兴污染物基于人体健康的水质基准值,研究结果对黄浦江水域污染物水质基准的制定具有重要参考价值。
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