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河北清苑县重金属污染水土环境风险评估
作 者: 张丽红
导 师: 于青春;徐慧珍
学 校: 中国地质大学(北京)
专 业: 地下水科学与工程
关键词: 河北清苑县 重金属 污染评价 健康风险评估
分类号: X50
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
随着我国工农业生产的迅猛发展,水土系统重金属污染问题已引起普遍关注。土壤污染导致农产品品质不断下降,并通过水土系统污染地下水。当前,我国水土环境污染严重,因此对水土环境质量进行评价,尤其是通过饮食途径对人体造成的健康风险作出评价,已经刻不容缓。因此,搜集区域土壤、地下水以及农产品污染的相关信息,选择合理准确的评估方法进行综合客观的人体健康风险评价,对于指导土壤污染的修复,促进当地土地合理利用和改善农业生态环境,提高农产品的质量从而最终维护人类饮食健康具有重要意义。本文通过不同的污染评价方法对河北省清苑县污染较严重地区的农田土壤和浅层地下水中的铅、锌、汞、铬、砷、铜、镉、镍八种重金属含量进行研究评价,并采用Monte Carlo模型对重金属污染对人体造成的健康危害作出风险评估,从而对其受污染程度及分布特征做出科学的评价和监测预警。结果表明:(1)小麦籽实含量超标的元素是As、Cd、Pb、Zn,超标率分别为44%、9%、17%和16%;玉米中超标的元素只有Pb,超标率为3%。总体上,小麦籽实受重金属污染比玉米籽实严重。大田种植条件下,农作物小麦与玉米的重金属富集能力存在差异。小麦重金属吸收率大小顺序为:Zn>Cu>Cd>Hg>As>Cr>Ni>Pb,玉米富集系数大小顺序为:Zn>Cu>Hg>Cd>Ni>As>Cr>Pb。对元素As、Cu、Cd和Zn来说,小麦籽实的富集系数都大于玉米籽实,而玉米籽实中元素Hg和Ni的富集系数高于小麦籽实,这也是它们籽实含量差异的主要原因。小麦和玉米对Pb的富集系数都比其它重金属低,表明Pb较难被吸收富集,Zn和Cu作为植物生长必需元素,富集系数也最大。(2)地下水环境中只有元素Pb存在超标现象。(3)根据八种重金属元素的风险评估结果分析发现,元素Hg和Ni在此地区风险很低,它们的风险系数HQ值均小于0.5。As元素只在东北部处于风险中等水平,其它地区风险很低。Cr元素大部分都处于风险中等水平,只在百冢镇和前埔镇北部风险较高。清苑县水土环境中存在极高风险的元素有Cd、Cu、Pb和Zn,且风险很高区域都分布在清苑地区的东北部,这与表层土壤重金属污染类型基本一致,说明土壤环境对人体健康风险的重要影响,这也证实了开展土壤环境调查和污染防治工作的重大意义。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-10 第1章 引言 10-20 1.1 选题依据及意义 10-14 1.1.1 土壤重金属的来源 11-13 1.1.2 土壤环境质量对农产品的品质和安全性的影响 13 1.1.3 重金属元素对人体健康的重要影响 13-14 1.2 研究现状 14-18 1.2.1 国外风险评估研究进展 14-16 1.2.2 我国风险评估研究进展 16-18 1.3 本研究的目的与意义 18-20 第2章 重金属风险评估基本理论 20-29 2.1 风险评估的基本概念 20 2.2 风险评估的基本原理 20-23 2.2.1 风险评价 20-21 2.2.2 土壤重金属污染评价 21-23 2.3 水土系统重金属健康风险评估流程 23-29 2.3.1 危害判定 24-27 2.3.2 风险分析 27 2.3.3 风险表征 27-28 2.3.4 风险管理 28-29 第3章 材料与方法 29-34 3.1 研究区域与研究对象 29-31 3.1.1 研究区域概况 29-31 3.1.2 研究对象 31 3.2 布点采样与监测分析方法 31-32 3.2.1 土壤及作物籽实样品采集与分析处理 31 3.2.2 饮用水样品采集 31-32 3.2.3 元素分析测试方法 32 3.3 主要研究内容及技术路线 32-33 3.4 本论文假设处理 33-34 第4章 水土环境重金属污染状况分析 34-47 4.1 土壤重金属的污染分析 34 4.2 土壤重金属污染评价 34-46 4.2.1 土壤重金属污染评价标准 34-36 4.2.2 土壤重金属空间分布 36-41 4.2.3 基于富集因子法的土壤重金属污染评价 41-46 4.3 浅层地下水重金属污染分析 46-47 第5章 作物重金属富集能力分析 47-57 5.1 不同作物籽实及其根际土壤重金属污染差异分析 47-54 5.1.1 不同作物籽实重金属污染状况分析 48-50 5.1.2 作物根际土壤重金属污染状况分析 50-54 5.2 不同作物重金属富集能力的比较 54-55 5.3 作物重金属富集系数的影响因素 55-57 5.3.1 土壤浓度 55-56 5.3.2 重金属复合污染 56-57 第6章 重金属暴露剂量的健康风险评估 57-71 6.1 数据来源 57 6.2 基于重金属暴露剂量的评估模型 57-58 6.3 基本假设与参数 58-61 6.3.1 日均食用暴露剂量计算基本假设 58 6.3.2 人体健康风险评估模型基本参数的确定 58 6.3.3 重金属转换系数 Ab的确定 58-60 6.3.4 暴露剂量评估模型中BL 的确定 60-61 6.3.5 参考剂量RfD 值的确定 61 6.4 清苑县水土环境健康风险分析 61-69 6.4.1 单要素风险分区图 62-66 6.4.2 综合风险 66-69 6.5 风险管理 69-71 6.5.1 风险管理分区 69-70 6.5.2 风险管理策略 70-71 第7章 结论及有待进一步研究的问题 71-75 7.1 主要研究结论 71-72 7.2 风险评估管理控制建议 72-74 7.3 有待进一步研究的问题 74-75 参考文献 75-81 致谢 81-82 附录 82
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 一般性问题
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