大同盆地地下水中铀的成因机制及其健康风险评价.pdf

d o i:j i s s n 收稿日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目();江西省自然科学基金资助项目(B A B )作者简介:邵政(),男,硕士研究生;通信作者:葛勤(),女,博士,讲师大同盆地地下水中铀的成因机制及其健康风险评价邵政,葛勤,米振华,陈功新,李翔,张瀚月(东华理工大学 水资源与环境工程学院,南昌 ;东华理工大学 核资源与环境国家重点实验室,南昌 ;江西省煤田地质勘察研究院,南昌 )摘要:查明地下水中铀(U)的分布特征、富集机制及对不同人群的暴露风险,为干旱半干旱地区地下水资源保护和可持续利用提供数据支持.综合利用S h u k a r e v分类法、热力学计算、水文地球化学数值模拟和人类健康风险评估(H R A)等方法,分析了大同盆地地下水和地表水中U污染分布特征和形态分布,解释了地下水中U的形成机制,评估了U污染对不同人群的暴露风险.结果表明,地下水T D S分布范围较大,为 m g L,其中浅层地下水(区)整体上T D S较高,为 m g L(平均 m g L),U含量为 m g L(平 均 m g L),超 标 率 为 ,与T O C、N O和S O浓度垂向分布一致,随着埋深深度增加,整体浓度呈现变小趋势.氧化还原条件、络合、吸附和蒸发浓缩作用是控制研究区地下水中U浓度和形态分布的机制,其中微生物参与下的还原作用是制约地下水中U浓度的关键.此外,铀酰离子(U O)与碳酸盐配体形成易于迁移的U O(C O)和U O(C O)稳定络合物,也是影响地下水中U迁移的因素之一.人类健康风险结果表明,地下水和地表水的非致癌风险排序为儿童青年人成年人,地表水和区地下水的非致癌风险超标率最大().关键词:大同盆地;地下水;铀;地球化学;数值模拟;健康风险评价中图分类号:X 文献标志码:A文章编号:()G e n e t i cM e c h a n i s ma n dH e a l t hR i s kA s s e s s m e n t o fU r a n i u mi nG r o u n d w a t e ro fD a t o n gB a s i nS HAOZ h e n g,G EQ i n,M IZ h e n h u a,CHE NG o n g x i n,L IX i a n g,Z HANG H a n y u e(S c h o o l o fW a t e rR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g,E a s tC h i n aU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y,N a n c h a n g ,C h i n a;S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fN u c l e a rR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t,E a s tC h i n aU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y,N a n c h a n g ,C h i n a;J i a n g x iC o a l f i e l dG e o l o g i c a lS u r v e ya n dR e s e a r c hI n s t i t u t e,N a n c h a n g ,C h i n a)A b s t r a c t:T h ed i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fu r a n i u m(U)i ng r o u n d w a t e r,e n r i c h m e n tm e c h a n i s m s,a n de x p o s u r er i s k st od i f f e r e n tp o p u l a t i o n sw e r ei n v e s t i g a t e dt op r o v i d ed a t as u p p o r tf o rt h ep r o t e c t i o na n ds u s t a i n a b l e u t i l i z a t i o n o f g r o u n d w a t e r r e s o u r c e s i n a r i d a n d s e m i a r i d a r e a s B a s e d o n S h u k a r e vc l a s s i f i c a t i o n,t h e r m o d y n a m i cc a l c u l a t i o n,h y d r o g e o c h e m i c a ln u m e r i c a l s i m u l a t i o na n dh u m a nh e a l t hr i s ka s s e s s m e n t(HR A),t h ed i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n d m o r p h o l o g i c a ld i s t r i b u t i o no f U p o l l u t i o ni ng r o u n d w a t e ra n ds u r f a c e w a t e ri n D a t o n g B a s i n w e r ea n a l y z e d,t h ef o r m a t i o n m e c h a n i s m o f U i ng r o u n d w a t e r w a si n t e r p r e t e d,a n d t h e e x p o s u r er i s k o f U p o l l u t i o n t o d i f f e r e n t p o p u l a t i o n s w a sa s s e s s e d T h er e s u l t ss h o wt h a tt h et o t a ld i s s o l v e ds o l i d s(T D S)i ng r o u n d w a t e rh a saw i d er a n g eo f有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)年第期d i s t r i b u t i o n,f r o m m g Lt o m g L T h e s h a l l o wg r o u n d w a t e r(Z o n e I)g e n e r a l l yh a sh i g h e rT D S,r a n g i n gf r o m m g L t o m g L(w i t h a n a v e r a g e o f m g L),t h ec o n c e n t r a t i o no fU v a r i e sf r o m t o m g L(w i t ha na v e r a g eo f m g L),a n dt h ee x c e e d i n gs t a n d a r dr a t e i s T h ev e r t i c a l d i s t r i b u t i o no fUc o n c e n t r a t i o n i sc o n s i s t e n tw i t ht h ec o n c e n t r a t i o n so f t o t a lo r g a n i cc a r b o n(T O C),n i t r a t e(NO),a n ds u l f a t e(S O)O v e r a l l,t h ec o n c e n t r a t i o n sd r o p w i t h i n c r e a s e o f b u r i a l d e p t h R e d o x c o n d i t i o n s,c o m p l e x a t i o n,a d s o r p t i o n,a n d e v a p o r a t i o nc o n c e n t r a t i o na r et h e m e c h a n i s m sc o n t r o l l i n gt h ec o n c e n t r a t i o n a n ds p e c i a t i o n d i s t r i b u t i o n o f U i ng r o u n d w a t e r i nt h es t u d ya r e a Am o n gt h e m,r e d u c t i o nu n d e rm i c r o b i a lp a r t i c i p a t i o np l a y sak e yr o l ei nc o n s t r a i n i n gt h eUc o n c e n t r a t i o n i ng r o u n d w a t e r I na d d i t i o n,t h e f o r m a t i o no fm o b i l eUO(C O)a n dUO(C O)s t a b l e c o m p l e x e s t h r o u g h t h e r e a c t i o nb e t w e e nu r a n y l i o n s(UO)a n dc a r b o n a t e l i g a n d si so n eo f t h e f a c t o r s i n f l u e n c i n gt h em i g r a t i o no fUi ng r o u n d w a t e r T h er e s u l t so f t h eh u m a nh e a l t hr i s ka s s e s s m e n t i n d i c a t et h a tt h en o n c a r c i n o g e n i cr i s k sf r o mg r o u n d w a t e ra n ds u r f a c ew a t e ra r eh i g h e s tf o rc h i l d r e n,f o l l o w e db yy o u n ga d u l t sa n dt h e na d u l t s T h ee x c e e d i n gs t a n d a r dr a t eo fn o n c a r c i n o g e n i c r i s k si sh i g h e s t f o rs u r f a c ew a t e ra n dZ o n e Ig r o u n d w a t e r()K e yw o r d s:D a t o n gB a s i n;g r o u n d w a t e r;u r a n i u m;g e o c h e m i s t r y;n u m e r i c a l s i m u l a t i o n;h e a l t h r i s ka s s e s s m e n t地下水资源是人类生存和发展的重要基础,也是维持社会生态环境稳定和可持续发展的关键,在我国西北干旱地区尤其突出.受人为和原生环境地质因素的影响,高浓度污染组分的地下水进一步加剧了水资源的供需矛盾,如A s、F、U等 .基于其显著的化学毒性和放射性,高铀(U)地下水作为威胁公众健康(如致癌性、肾毒性和染色体畸变等)的关键因素而备受关注 .世界卫生组织(WHO)年给出饮用水中U浓度的暂定指导值为 m g L,加拿大、芬兰、美国、蒙古 和中国 等均发现高U地下水(局部高于m g L).中国高U背景区范围极广,鲁、湘、粤、浙、闽、桂,以及滇西、滇东、藏南、川西、甘肃南部等地均有分布.明确地下水中U的浓度和形态分布特征,对于正确认识地下水中U的成因、赋存规律及污染水平意义重大.地下水中U的水文地球化学行为受多种因素共同控制,如氧化还原作用、络合作用、吸附作用 和蒸发浓缩作用 等.氧化条件下,U主要以易溶和易迁移的氧化态形式存在,在水体中浓度较高,还原条件时,受还原性物质和微生物的作用,地下水中的U发生沉淀固化,U浓度较低.氧化环境下,受络合和吸附作用的控制,低p H()条件下铀酰离子(UO)占主导地位,而在较高的p H、不同配体和配体浓度条件下,U与配体间会形成迁移性不一样的络合物 ,络合物和UO会被存在的氧化铁、有机质及黏土矿物吸附,一定程度上也会影响水体中溶解U的浓度 .还原环境下,U()形态极易沉淀,或与有机物结合,控制地下水中U浓度.此外,研究发现,蒸发浓缩作用强烈的区域,U浓度相对较高,蒸发浓缩作用也对水体U浓度产生一定的影响.而且,地下水中U毒性大、持续时间长且富集性高,对人体健康危害极大.查明地下水中U形成机制的同时,亟 需 进 一 步 厘 清U污 染 对 人 体 的 健 康 风险,保障当地居民对地下水资源最基本的生活生产需求.大同盆地位于山西省北部,是我国北方典型的干旱半干旱内陆盆地,地下水污染 组分较多,如A s、U、F、NO及I等 ,研究区含水系统U浓度含量也较高,有关U的形成、富集及影响因素等相关研究相对较为薄弱,且研究区蒸发浓缩作用强烈,地下水中存在N O污染,对于蒸发浓缩作用、N O及其它组分(如T O C、S O和F e等)是否会影响U的富集迁移尚未可知,亟需开展进一步的研究工作.本文通过分析地下水的基本理化参数和主要离子分布,利用S h u k a r e v分类法、热力学计算、水文地球化学数值模拟和人类健康风险评估(H R A)等方法,分析研究区地下水中U的浓度分布特征和形态规律,探讨U的成因及其富集机理,评估地下水中U污染对不同人群的暴露风险,为该区地下水资源的合理开发利用提供科学依据.材料与方法 研究区概况大同盆地呈北东南西向展布,长约 k m,面积约 k m,是山西裂谷系新生代断陷盆地之 年第期有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)一(图).盆地地理坐标为:E,N.区域主要的地表水为桑干河及其支流,贯穿整个盆地,地下水为大同盆地最重要的水源.大同盆地属于温带大陆性季风气候,年平均气温 ,年平均大气降水量 mm,年平均蒸发量达 mm,蒸发作用强烈.图采样点分布图F i g S a m p l i n gp o i n td i s t r i b u t i o nm a p盆地西部为洪涛山脉,东部为恒山山脉.东部和北部基岩主要为新太古代恒山变质杂岩,包括混合岩、英云闪长岩、花岗闪长岩和花岗片麻岩,以及镁铁质透镜体、伟晶岩和花岗岩;西部和南部分布有奥陶系碳酸盐岩、寒武纪以及石炭系和二叠纪沉积岩.新生代松散沉积物分布于盆地各处,深度不一,盆地中部超过 m.松散沉积物的粒度从边缘向中心逐渐减小,这是内陆盆地的共同特征.边缘以下的沉积物类型为洪积砂和砾石,而在平原地区和中央盆地,主要由洪积冲积和冲积湖泊间层砂、淤泥、粉质黏土和黏土组成(图).大同盆地受特殊地质构造和沉积环境所致,盆地内主要为河湖相沉积物,地下水中富含有机质.图AA剖面图F i g AA c r o s s s e c t i o nd i a g r a m第四纪冲积、冲积洪积和冲积湖泊沉积物构成了区域地下水的主要水文地质单元.研究区含水层按沉积物岩性及含水层系统可划分为潜水层、浅层半承压含水层和中层承压含水层.地下水系统的补给主要来自降水、沿山基岩渗透地下水、河流和水库渗漏以及灌溉回流 .蒸发和人工开采是地下水的主要排泄方式,山区和洪泛平原地区是地表水的自然补给区.桑干河及其支流几乎贯穿全境,主要的补给来源为降雨和地下水,地下水的补给通常受到地层结构、地质条件和气候等多种因素的影响.样品采集与测定 年月,在大同盆地处采集降水样品件,地表水样品件,地下水样品 件.地下水样品主要采自井深 m的民井和灌溉井.先用样品冲洗采样瓶次,水样经过 m水系滤头过滤,并以封口膜密封,封装在聚乙烯瓶中.用于测定阳离子和重金属元素的样品加硝酸酸化至p H,为了保证样品储存期间不受影响,所有样品测试分析前均冷藏保存().野外现场采用HANNA(H I )测量p H、E h、T D S和D O等指标,采用碱式滴定法测定水样的HC O含量,利用HA CH(D R )测定易氧化指标F e.采用电感耦合等离子体光谱仪(I C P O E S)测试水样中C a、M g、N a、K等主要阳离子及重金属含量,采用离子色谱仪测试C l、NO、F、S O等主要阴离子含量,测试相对标准偏差在有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)年第期,数据的精度和准确度均符合要求.数据分析利用S h u k a r e v分类方法分析地下水水化学类型,结合数理统计反映地下水水化学组成特征.采用A r c G I S软件的反距离加权法(I DW)绘制了地下水U浓度分布图,揭示了其空间分布特征.利用O r i g i n、A q QA和P HR E E Q C等软件对水化学数据进行模拟分析,计算了相关矿物的饱和指数及水样中U的存在形态,结合吉布斯图和离子比例系数法 探讨了地下水中U富集的机理.根据人类健康风险评估(HR A)方法,对大同盆地水体中U进行评价:HQER f D()E(CI RE FE D)(BWA T)()式中,HQ为危险系数;E和R f D分别为暴露剂量和参考剂量(取U的为 m gk gd);C和I R分别为U的浓度和每日耗水量(对于成人、青年人和儿童,分别为、L);E F和E D是暴露频率(每年 d)和暴露持续时间(对于成人、青年人和儿童,分别为、a);BW是指平均体重(成人、青年人和儿童的体重分别为、k g);A T是平均时间(E D,d).结果与讨论 水化学特征本研究的地下水主要包括潜水层地下水(区)、浅层半承压含水层地下水(区)及中部承压含水层地下水(区),水 化 学 测 试 指 标 如 表所 示.地表水p H为 ,均值为 ,地下水p H为 ,均值为 ,区到区p H在逐渐增加,地表水和地下水整体均偏碱性.地表水氧化还原电位(E h)为 mV,均值为 m V,区地下水E h为 m V,均值为 m V,区地下水E h为 m V,均值为 mV,区 地 下 水E h为 mV,均值为 mV,地表水E h最大,地下水E h由区至区逐渐减小.地表水T O C为 m g L,均值为 m g L,区地下水T O C为 m g L,均值为 m g L,区地下水T O C为 m g L,均值为 m g L,区地下水T O C为 m g L,均值为 m g L,区到区地下水T O C逐渐减小(图(b).地表水T D S为 m g L,均值为 m g L,地下水T D S分布范围较大,为 m g L,其中淡水占 ,区T D S为 m g L,均 值 为 m g L,区T D S为 m g L,均 值 为 m g L,区T D S为 m g L,均值为 m g L,地下水埋深增加,T D S减小.由P i p e r三线图(图)可知,地下水阳离子主要为N a,其次是C a、M g;阴离子以H C O为主,其次是C l、S O;水化学类型主要为HC O N a型、HC O C a型和C l N a型.从区到区的过程中,C a、M g相对含量增加,C l、S O相对含量减少,大多以H C O为主.地表水阴离子以H C O为主,其次为S O,阳离子主要为C a,其次为N a,水化学类型主要为H C O C a型和H C O C aN a型.表研究区水体主要离子构成T a b l eM a i n i o n i cc o m p o s i t i o n so fw a t e rb o d y i nt h e s t u d ya r e a分区名称含量(m gL)C aM gKN aC lS ON OHC OUT D ST O CE h mVp H区最大值 最小值 平均值 区最大值 最小值 平均值 区最大值 最小值 平均值 地表水最大值 最小值 平均值 年第期有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)图地下水U(a)和T O C(b)的垂向分布图F i g V e r t i c a l d i s t r i b u t i o nm a p so f g r o u n d w a t e rU(a)a n dT O C(b)图研究区水化学P i p e r三线图F i g P i p e r t h r e e l i n ed i a g r a mo fw a t e r c h e m i s t r y i nt h e s t u d ya r e a根据水样分析结果可知,地表水样品的U浓度分别 为 、m g L.地下水样品的U浓度整体较高,变化范围为 m g L,均值为 m g L,个地下水样品U浓度超过世界卫生组织(WHO)推荐饮用水中U浓度的暂定指导值 m g L,超标率为 .结合表和图(a)可知,区地下水U浓度为 m g L,均值为 m g L,区地下水U浓度为 m g L,均值为 m g L,区地下水U浓度范围为 m g L,均值为 m g L,从区到区地下水U浓度逐渐减小.研究区年蒸发量远远大于降雨量,蒸发作用较强,整体上,地下水处于高HC O浓度和弱碱性条件,U常以迁移态UO(C O)和UO(C O)的形式存在,可促使含水系统中U解吸和迁移 .地下水埋藏深度的增加,蒸发浓缩作用减弱,E h减小,在富含有机质的的湖相沉积物条件下,增强厌氧微生物介导的呼吸作用,从而导致U浓度降低.地下水中U成因分析 氧化还原作用氧化还原条件影响地下水U的释放和迁移,是控制地下水中U浓度的关键因素 .在地下水具有较高的E h环境下,难溶的U会变成易溶的UO,有利于水体中U浓度的增加.如图(a)所示,区地下水整体的E h是最高的,随着地下水埋深增加,含水层会逐渐趋向于还原环境,E h与U浓度保持同步的变化趋势.研究表明,大同盆地沉积物是由古湖泊演变而来的,富含有机质,在相对封闭的还原条件下,黏土沉积物中的有机质会逐渐分解,厌氧菌在有机质的介导下,利用NO和S O作为电子受体,进行呼吸作用,厌氧微生物可以在耗尽更高能量的末端电子受体后,进行U的还原作用,地下水T O C、NO和S O浓度大小在一定程度上反映了微生物活动强度.根据表和图(b)可知,在含水层逐渐趋于还原环境过程中,地下水U、T O C、NO和S O浓度均在减小,说明微生物参与下的还原作用是制约地下水中U浓度的关键.厌氧微生物将T O C作为有机碳源,使NO和S O作为电子受体,进行呼吸作用,待耗尽更高能量的末端电子受体后,将UO还原沉淀,促使地下水中U和T O C呈现降低的变化趋势(图).有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)年第期图U浓度与E h(a)和T O C浓度(b)的关系F i g R e l a t i o n s h i pb e t w e e nUc o n c e n t r a t i o na n dE h(a)a n dT O Cc o n c e n t r a t i o n(b)络合作用天然水中的U通常是以络合物形式存在的,p H和配体浓度是影响U络合的关键因素.利用P HR E E Q C计算了地下水中U的络合物形式、各络合物占比和U矿物饱和指数,计算及处理结果如表和图所示.由表可知,不同埋深地下水中U的主要络合物形式均为UO(C O)和UO(C O),这两种形式的络合物占水体中总U的 以上.经P HR E E Q C计算得出的饱和指数图(图(a)表明,地下水及地表水中U通常不饱和(),处于溶解淋滤状态.HC O型水在研究区水体水化学类型中占比为,U 碳酸盐配体形成的络合物占据主导地位,水体中溶解的U与HC O的增加也佐证了这一点(图(b).在研究区年平均气温 和一个标准大气压(MP a)的条件下,进行U C H O系统的热力学计算,结果如图所示.在E h为 V和p H为 的条件下,铀酰离子与碳酸盐配体形成易迁移的稳定络合物.研究区地下水和地表水在系统内主要以UO(C O)和UO(C O)形式存在,与上述所得结果一致.吸附作用含水层中存在铁(氢)氧化物、有机质和黏土矿物,它们表面有许多吸附位点,一定程度上影响水体中U的迁移 .前人研究表明,研究区含水层中铁的氧化物、氢氧化物主要以残余的磁铁矿形式和以铁覆层的形式覆盖在绿泥石、石英及伊利石等矿物表面,U主要以吸附和共沉淀形式存在于上述铁(氢)氧化物上.在 、MP a条件下,进行了H F O U系统的热力学计算,结果如图所示.在E h为 V和p H为 的条件下,U被强烈吸附在沉淀的含水氧化铁上,在更低或更高的p H条件下,高可溶性的铀酰或碳酸铀酰络合物占主要地位,导致U()的解吸.当水体中溶解的F e浓度较高时,会导致U()的还原和沉淀,使U的浓度较低,分布范围较小(图(a).研究区沉积物中U与F e的相关系数较高,推断地下水中U浓度的升高与有机质的生物降解相关,还可能源于沉积物表面发生了铁氧化物氢氧化物的还原溶解作用,厌氧微生物通过氧化有机质,使铁氧化物氢氧化物作为电子受体,将F e()还原为F e(),促使含水系统中U发生解吸附作用,从而增加地下水中U的浓度.年第期有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)表水样中U的存在形态分布T a b l eS p e c i a t i o nd i s t r i b u t i o no fu r a n i u mi nw a t e r s a m p l e s 水类型样品编号UO(C O)UO(C O)UOC OUOOH区S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G 区S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G S G 区S G S G S G S G S G S G S G 地表水S S S S S S S S S S 此外,在吸附过程中可能会出现共沉淀现象.补给区水岩相互作用的早期阶段,由于U与水体中其他元素持续富集,溶解的U浓度随(C aM g)的增加而增加.当(C aM g)的浓度较高时,水体次生碳酸盐矿物达到饱和状态,U可能与方解石和白云石共同沉淀,以C aU O(C O)形式存在 .由图(b)可以看出,地下水和地表水中U和(C aM g)之间前期存在着明显的促进作用,当(C aM g)的浓度较高时,促进作用消失.UO可能先被吸附到沉淀的方解石和白云石上,然后在二次结晶过程中参与结构并取代C a,与方解石和白云石共沉淀.有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)年第期图U浓度与铀岩饱和指数(a)和H C O浓度(b)的关系F i g R e l a t i o n s h i pb e t w e e nUc o n c e n t r a t i o na n du r a n i n i t e s a t u r a t i o ni n d e x(a)a n dH C Oc o n c e n t r a t i o n(b)图U C H O系统在 和 MP a下的E h p H优势图F i g E h p Ha d v a n t a g ed i a g r a mo fU C H Os y s t e ma t a n d MP a图H F O U系统在 和 MP a下的E h p H优势图F i g E h p Ha d v a n t a g ed i a g r a mo fH F O Us y s t e ma t a n d MP a图U浓度与F e浓度(a)和(C aM g)浓度(b)的关系F i g R e l a t i o n s h i pb e t w e e nUc o n c e n t r a t i o n i na n dF e c o n c e n t r a t i o n(a)a n d(C aM g)c o n c e n t r a t i o n(b)年第期有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)蒸发浓缩作用研究区为温带大陆性气候,年平均气温为 ,降雨稀少,气候干旱,蒸发浓缩强度较高.较强的蒸发浓缩作用会导致地下水中C O的逸出以及各种离子组分浓度的增加,促进地下水中T D S的增大,有助于地下水中U的富集.G i b b s图(图)表明,研究区的地下水主要分布在中上部,受岩石风化和蒸发浓缩作用影响强烈,N a(N aC a)为 ,C l(C lHC O)为 ,T D S由区地下水至区地下水逐渐下降.相较于、区地下水,区蒸发浓缩作用影响显著,地下水整体U浓度最大.图 地下水的G i b b s图F i g G i b b sd i a g r a m so f g r o u n d w a t e r 健康风险评价工业城市发展过程中水体污染最常见的污染物是重金属,其毒性大、富集性高且降解难,对人体健康危害极大.针对大同盆地水体中出现U污染的状况,对该地区地下水及地表水进行健康风险评价.HR A是一种评估重金属污染对不同人群健康可能产生不良影响的方法.人体主要通过饮用水和皮肤接触的方式摄入水体中的有害物质,已有研究发现,通 过 皮 肤 接 触 摄 入 有 害 物 质 是 难 以 控 制的.因此,本文只考虑了通过饮用水摄入有害物质对不同人群的健康影响.从饮水途径对成年人、青年人和儿童三种不同人群的非致癌风险进行了分析.HR A结果(图)显示,研究区域潜水层地下水(区)的成年人HQ值为 ,平均 ,青年人为 ,平均 ,儿童为 ,平均 ,三者的超标率均为 .浅层半承压含水层地下水(区)的成年人HQ值为 ,平均 ,青年人为 ,平均 ,儿童为 ,平均 ,三者的超标率分别为 、和 .中部承压含水层地下水(区)的成年人HQ值为 ,平均 ,青年人为 ,平 均 ,儿 童 为 ,平 均 ,三者的超标率均为 .地表水的成年人HQ值为 ,平均 ,青年人为 ,平均 ,儿童为 ,平均 ,三者的超标率均为 .对比可知,地下水和地表水对人体的的非致癌风险(按降序排列)是儿童青年人成年人,地表水和潜水层地下水(区)对成年人、青年人和儿童的非致癌风险超标率最大().长期摄入U浓度过高的地下水会对居民的健康造成不利影响.建立有效的长期地下水监测网络、开发高效的除U技术、实施引水工程,是缓解当地水资源压力的有效途径.有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)年第期图 不同人群健康风险评价F i g H e a l t hr i s ka s s e s s m e n t o fd i f f e r e n tp o p u l a t i o n s结论)大同盆地水体U含量超标较为严重,地表水U含量为 m g L,均值 m g L,超标率为 ;地下水U含量为 m g L,均值 m g L,超标率为 ,在垂向上具有较强的分带性,U从潜水层地下水(区)到中部承压含水层地下水(区),整体浓度呈现变小的趋势.)氧化还原条件、络合作用、吸附作用和蒸发浓缩作用是控制研究区地下水中U浓度和形态分布的关键,其中微生物参与下的氧化还原作用是制约地下水中U浓度的主要因素,有机质的生物降解和铁氧化物氢氧化物还原溶解促使U发生解吸附作用,增加地下水中U的浓度,此外,U O 与碳酸盐配体形成的稳定络合物U O(C O)和U O(C O)也易于迁移.)人类健康风险结果表明,地下水和地表水对人体的非致癌风险(按降序排列)是儿童青年人成年人,地表水和区地下水对成年人、青年人和儿童的非致癌风险超标率最大().参考文献陈亚宁,李忠勤,徐建华,等中国西北干旱区水资源与生态环境变化及保护建议J中国科学院院刊,():CHE N Y N,L IZ Q,XU J H,e t a l C h a n g e sa n dp r o t e c t i o ns u g g e s t i o n si n w a t e rr e s o u r c e sa n de c o l o g i c a le n v i r o n m e n ti na r i dr e g i o no fN o r t h w e s tC h i n aJB u l l e t i no fC h i n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e s,():刘紫薇,范书凯,张萌典型铅锌矿山周边土壤和地下水环境风险分析J有色金属(冶炼部分),():L I UZ W,F ANSK,Z HAN G M E n v i r o n m e n t a lr i s ka n a l y s i so fs o i l sa n dg r o u n dw a t e ri nat y p i c a lP b Z nm i n eJ N o n f e r r o u s M e t a l s(E x t r a c t i v e M e t a l l u r g y),():赵增锋,付永亮,邱小琮,等黄河流域宁夏段地表水氟污染特征与风险评价J中国环境科学,():Z HAOZF,F UYL,Q I UXZ,e t a l F l u o r i d ep o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dr i s ka s s e s s m e n to fs u r f a c ew a t e r i nN i n g x i as e c t i o no ft h eY e l l o w R i v e rB a s i nJ C h i n a 年第期有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)E n v i r o n m e n t a lS c i e n c e,():李斐,孙占学,刘亚洁,等普通脱硫弧菌去除含铀废水中的铀J有色金属(冶炼部分),():L IF,S UNZX,L I U YJ,e t a l U r a n i u mr e m o v a l f r o mw a s t e w a t e rc o n t a i n i n gl o w c o n c e n t r a t i o nu r a n i u m b yD e s u l f o v i b r i ov u l g a r i ss t r a i nJ N o n f e r r o u s M e t a l s(E x t r a c t i v eM e t a l l u r g y),():B R U G G ED,B U C HN E R V H e a l t he f f e c t s