点源、面源是区域环境健康威胁的主要来源。人类活动排放的污染物直接影响水生生态环境的安全,并最终影响人类健康和社会经济发展。风险评估采用定量分析方法系统探索潜在的环境问题,是一种常用且有效的环境管理技术。在区域尺度进行水环境风险评估,目前较多采用指标体系方法,该方法很难避免在指标筛选和指标权重确定过程中的主观性和随意性。因此,构建较为合理、实用的区域环境风险评估方法,具有重要的理论意义和现实意义。传统的风险概念由两个变量进行描述:潜在危害事件发生的概率、危害事件可能产生的不良后果,风险水平高低常常表征为由事件概率和概率事件情景下可能的不良后果两个量构成的风险曲线,或者表示为所有可能危害事件情景中不良后果的期望值。区域环境风险评估是分析多个环境风险源对多个环境风险受体带来的可能危害,区域环境风险水平与污染物在区域环境介质中的迁移和扩散特性密切相关。水质模型是用数学语言解释和预测污染物的混合、运输和转化过程的有效工具,是描述污染物在水环境介质中迁移和转化过程的重要手段,它可以高效地预测所有可能的污染物源强情景下环境介质中对环境受体有影响的污染物的浓度,从而将环境风险源、环境介质以及环境风险受体联系起来,定量解释风险评估相关的三个因素之间的关系,分析风险因子沿着“风险源-环境介质-风险受体”的转移过程,进而分析多个环境风险源对多个环境风险受体可能带来的危害,定量表征和评估区域环境风险。本研究通过分析区域环境风险暴露过程,提出基于水质模型的区域环境风险评估方法,其步骤如下:(1)选择水质模型,构建符合评估区域源强水质响应关系特点的水质模型;(2)收集区域环境风险源信息,运用蒙特卡洛算法模拟风险源污染物的排放,随机模拟出所有可能的污染物源强排放情景,获取风险源的源强-概率关系,区域环境风险源包括工业点源、污水处理厂、规模化畜禽养殖场和面源,前三种源属于区域环境风险点源;(3)接着运用水质模型模拟预测所有可能的源强情景下区域水体中污染物浓度的分布,分析风险源的危险性;(4)筛选评估终点,采用模糊积分算法计算风险受体的敏感性指数;(5)最后综合风险源的危险性与受体的敏感性指数,得到不同概率下环境风险指数数值,采用风险曲线、任意概率下的风险指数数值以及风险指数的期望值表征区域环境风险。运用上述区域环境风险评估方法,本研究完成了不同典型区、不同污染物、多类风险源、多个评估终点、不同季节的区域环境风险评估与调控分析。选择研究的典型区域包括典型工业区吴淞江昆山段区域、典型饮用水源保护区太浦河区域;评估的污染物指标为氨氮与化学需氧量;评估的风险源类型为工业点源、污水处理厂、规模化畜禽养殖场、面源四种;评估终点有四个:水生态风险、人体健康风险、社会经济风险和综合风险;且对研究区的枯水期、丰水期风险分别进行了评估。本研究应用开放的WASP水质分析程序,采用2013-2014年实测水质数据进行模型参数的率定与验证,构建了太浦河、吴淞江枯水期与丰水期水质模型;利用2007年与2011年污染源普查数据,应用蒙特卡洛算法随机模拟出研究区风险源氨氮与COD的源强排放情景;结合风险受体敏感性分析结果,计算出不同概率下的环境风险指数,进而根据三种不同的风险表征方式,进行环境风险分级,分析研究区区域环境水生态风险、人体健康风险、社会经济风险和综合风险状况。枯水期、丰水期水质模型模拟计算结果表明,两个季节的风险源危险性差异较大,枯水期太浦河、吴淞江各河段的氨氮、COD危险性数值均明显高于丰水期。其中吴淞江枯水期各河段的氨氮危险性数值为丰水期对应数值的3-4倍,化学需氧量危险性数值为丰水期对应数值的2-3倍,因此计算出研究区枯水期的环境风险也必然高于丰水期,表征为枯水期风险指数的概率分布或风险指数的期望值均高于丰水期对应数值。吴淞江昆山段氨氮与COD风险源危险性数值均远高于太浦河区域,但是由于太浦河区域的水生态较为敏感,水生态敏感性指数均高于吴淞江昆山段的风险受体,因此吴淞江昆山段区域各风险受体单元的水生态风险指数数值反而大多低于太浦河区域。对于人体健康风险、社会经济风险和综合风险来说,吴淞江昆山段区域的风险指数均高于太浦河区域。太浦河区域氨氮与COD的危险性数值都较低,区域环境风险水平主要受风险受体敏感性指数数值大小的支配,因此太浦河区域各风险源评估单元对风险受体的氨氮与COD的水生态风险、人体健康风险、社会经济风险和综合风险差异均较小。太浦河区域的15个风险受体单元中,位于太浦河下游的金泽镇、姚庄镇和练塘镇由于地处饮用水源保护区与太湖流域两省一市跨省界缓冲区,环境敏感性强,因此它们是太浦河区域中环境风险最高的风险受体单元。从风险源对区域环境风险的贡献来看,太浦河区域的氨氮污染风险主要来自于面源污染物的排放贡献,而COD污染相关的风险则主要来自于太浦河区域中上游的工业点源与面源污染物排放的共同贡献。吴淞江昆山段的环境风险指数受风险源危险性与风险受体敏感性两个变量的共同影响,各风险源评估单元对每个风险受体的环境风险指数差异较大,工业点源对区域环境风险贡献突出。吴淞江昆山段的20个风险源评估单元中,玉山镇和千灯镇工业点源对COD与氨氮环境风险贡献最大,15个风险受体单元中,陆家镇、千灯镇位于下游苏沪跨界断面附近,处于太湖流域跨界缓冲区,敏感性高,对应河段的风险源危险性数值也很高,因此陆家镇、千灯镇是吴淞江昆山段风险最高的两个风险受体单元。本研究从风险源、环境介质两方面提出五种区域环境风险调控情景,它们分别是:关闭重污染行业企业、污染物排放量削减30%、污染物排放量削减50%、枯水期上游来水量增加50%、枯水期上游来水量增加100%,前三种措施主要目的是通过控源改变区域环境风险水平与风险格局,后两种措施是通过改变环境介质的特性改变区域环境风险。运用评估模型预测调控后的环境风险,并与调控前进行比较,结果表明:五种调控措施都可以降低研究区的环境风险,但是不同的措施下风险指数降低的幅度略有不同;其中比较特别的是太浦河区域的氨氮风险,由于太浦河区域氨氮风险源数量少,源强小,源的氨氮危险性较低,调控源时太浦河区域的氨氮风险变化不大,而增加上游来水流量的措施则能大幅降低太浦河区域尤其是太浦河中下游风险受体单元的氨氮风险。在风险评估与调控措施分析中,本研究全过程考虑了研究区处于跨省界的特征。风险源评估单元、风险受体评估单元划分的重要依据之一为行政区界;在源的危险性分析中,采用水质模型进行计算,分析了污染物在水体中的空间分布情况,体现了上下游污染物浓度的差异;在风险受体的敏感性评估中,设置了与风险受体位置相关的评估指标,体现了风险受体是否位于跨界缓冲保护区的差异。通过应用基于水质模型的区域环境风险评估方法对研究区环境风险进行评估,完成了区域环境风险源和风险受体的风险水平排序,分析了不同排污单元对各受体的风险贡献,筛选了对区域环境风险贡献较大的重点风险源以及区域内易受风险源影响的环境风险受体,研究结论期望能为区域环境风险管理及有限资源的合理配置提供科学合理的参考数据和建议。