黄淮海平原区水-土系统地球化学环境风险评估

发布网友 发布时间：2022-04-19 16:31

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热心网友 时间：2023-08-29 19:07

一、内容概述

本项目由中国地质环境监测院主持，河北省地质调查院、江苏省地质调查研究院、河南省地质调查院、山东省地质调查院和山东省地质环境监测总站等单位参加，经过三年（2008年至2010年）的努力而完成。完成的实物工作量主要有：野外调查面积5000km²；共采集表层土壤样品703组，表层土壤对应的大宗粮食作物籽实（小麦、玉米、水稻）样品703组，饮用水样品100组；整理黄淮海平原土壤、地下水等调查及监测数据76983组。该成果在总结、分析、研究国内外健康风险评估方法的基础上，应用健康风险评估的四步法（即危害判定、剂量-效应关系评估、暴露评估和风险表征），构建了水土系统地球化学环境风险评估的基本思路和方法，对上述数据资料进行综合分析研究，完成了黄淮海平原的水土地质环境评价和四个县（市）约5000km²的水土地球化学环境风险评估工作，并尝试分析了黄淮海的土壤地球化学环境的健康风险，取得的主要成果如下：

1.水土系统地球化学环境风险评估的基本思路和方法

在总结国内外健康风险评估技术方法的基础上，分析水土中污染物进入人体的四类暴露途径的特点，提出了以大宗粮食作物籽实和饮用水两个膳食暴露途径为主线，构建了水土系统地球化学环境健康风险评估的基本思路、概念模型和数学模型，为水土系统地球化学环境人体健康风险评估的开展建立了理论方法体系。

2.水土化学元素含量公布特征

黄淮海平原表层土壤和深层土壤中Ca、Mg、F元素含量均明显高于全国土壤背景值，高氟几乎是全区的特点；而Se、Mo、I等微量元素含量明显低于全国土壤背景值，处于极度缺乏状态，其中，低碘出现在大部分地区，但在天津、连云港等滨海地区却出现碘高含量特征。

土壤中常量元素的分布主要受地形地貌、物质来源、成因类型等自然因素控制，明显具有区域分带特征。如SiO₂在燕山南缘、豫西山地东麓、山东丘陵前缘等山前地带含量较高，从山前到滨海呈逐渐递减，主要是受沉积条件和成壤作用的控制；Cl、Br等卤族元素则在滨海地区含量高，从滨海到山前呈逐渐递减，主要受控于海陆交互作用形成的影响有关。土壤中重金属元素含量普遍较低，基本处于背景值状态，但在北京、天津、保定、石家庄等人口集聚、扰动频繁的城镇地区都呈现点状高含量分布，说明人类活动已造成土壤环境中重金属的聚集。

3.水土环境质量评价

黄淮海平原水土壤环境质量影响程度研究表明：土壤中重金属元素在平原绝大多数地区受人类活动的影响程度轻微，但在北京、天津、保定、连云港等城市地区受人类活动影响程度较高；F元素含量虽然普遍偏高，但其环境影响程度评价结果却几乎没有中-重度影响区域，反映出F元素高含量并非人类活动影响的结果；相反Se元素表层土壤含量明显低于全国背景值，但其影响程度评价结果却出现大面积的中-重度影响区域，表明浅层土壤中Se元素受到了人类活动的影响。黄淮海平原地下水环境质量状况较差，较差至极差级水分布面积占据了大多数。在1274个数据点中较差至极差级水占83.08%；较好级点只有 2个，占 0.15%；良好级点有 219个，占 17.19%；优良级点有 122个，占9.58%。地下水中重金属元素含量普遍较低，影响地下水质量的指标主要为总硬度、溶解性固体量、三氮、氯化物、氟化物等。

黄淮海平原土壤环境质量总体较好，八大重金属元素在一类和二类土壤点均占到99%以上，北京、天津、保定、石家庄等城镇及周边地区出现Cd、Hg点状异常。黄淮海平原土壤环境质量综合评价表明，整个黄淮海平原总体土壤环境质量良好，一类土壤占绝大面积；二类土壤分布在大中城市周围是显著特点，三类土壤在研究区呈零星分布，而超三类土壤分布面积极小，大多数是由Cd、Hg元素引起的。

4.在4个重点区进行水土地球化学环境人体健康风险评估

在黄淮海平原选取清苑县、黄骅市、灌南县、上蔡县四个重点区，采用构建的水土系统健康风险评估模型和方法，择定了水土环境中八大重金属和F、I、Se等十一种元素对人体健康的风险程度评估结果表明：

（1）4个区水土环境中F元素对人体健康均表现为高风险；

（2）清苑县除了F表现为高风险外，重金属高风险显著，较高风险以上的元素有F、Pb、Cd、Cu、Zn、Cr，其中F、Pb、Cd、Cu、Zn、在局部地区存在极高风险；

（3）黄骅市风险程度较高以上元素比清苑县少，主要风险是F、I、Pb；

（4）灌南县和上蔡县高风险元素仅有F，重金属元素对人体健康风险均不高；灌南县个别点Zn存在中等风险，其他重金属均为低风险；上蔡县仅Cr存在中等风险，其他重金属均为低风险。

5.黄淮海平原土壤环境对人体健康风险的评估

以大宗粮食作物籽实膳食暴露途径为主线，建立了土壤系统人体健康风险评估的概念模型和数学模型；

对黄淮海平原土壤系统中F、I、Pb、Cd、Zn和Cu六种元素对人体健康风险进行了评估，结果表明黄淮海平原土壤中F元素对人体健康风险很高，高风险以上点占95%以上；其他元素对人体健康风险总体较低；Pb、Zn、Cu三种重金属元素低风险点在99%以上；Cd和I低风险点也在97%以上；I、Cd、Zn和Cu仍存在一定数量的高风险点，值得引起重视。

二、应用范围及应用实例

该项目成果建立了水土地球化学环境健康风险评估模型，并在黄淮海平原中的4个县市中应用，应用的效果表明：该模型评估结果较好地反映了4个县市水土环境中存在的健康风险。评估的模型能推广应用到其他地区，4个县市的风险评价结果能指导这些地区的水土环境风险管理工作。

三、推广转化方式

对该项成果主要采用会议推广介绍和发表论文等方式进行推广转化。

技术依托单位：中国地质环境监测院

联系人：褚洪斌　徐慧珍

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