1、某铀矿山及其周边地区地下水重金属健康风险评估徐魁伟，高柏，刘媛媛，张春艳（东华理工大学 水资源与环境工程学院，南昌 330013）摘要：分别对某铀矿山及周边地区于丰水期、平水期和枯水期各采集了20个钻孔地下水样品进行测试，分析了5种重金属铅、锰、铬（六价）、镉、砷的含量，并采用风险评估模型对铀矿山及其周边地区进行健康风险的初步评估。结果表明，研究区地下水总健康风险值范围为8.7410-71.0610-4 a-1，95%的地下水样品总健康风险值低于ICRP和USEPA推荐的可接受的健康风险值，地下水中的重金属含量不会对周边居民产生明显危害。关键词：铀矿山；地下水；重金属；健康风险评估中图分 ：X
2、820.4 ：A ：1007-7545（2017）08-0000-00Health Risk Assessment of Heavy Metals in Groundwater of One Uranium Mineand Its Surrounding AreasX Kui-wei, GAO Bai, LIU Yuan-yuan, ZHANG Chun-yan(School of Water Resources and Environmental Engineering, East China University of Technology, Nanchang 330013, China)
3、Abstract：To assess heavy metal pollution in one uranium mine with its surrounding areas and its health risk, 20groundwater samples were collected in wet, normal and dry season, and concentrations of Mn, Pb, Cr6+, As and Cd insamples were measured. Health risk assessment was conducted with environmen
4、tal health risk assessment modelrecommended by USEPA. The results show that total health risk value is in the range of 8.7410-71.0610-4a-1. Totalrisk index value (RI) of 95% of samples is lower than the maximum acceptable levels set by ICRP and USEPA. Contentof heavy metals in groundwater has no obv
5、ious hazards to nearby residents.Key words：Uranium mine; groundwater; heavy metals; health risk assessment重金属 重 健康及环境 。 研究表明，铅、镉和 重金属 期 量 期低 量 会对 危害1-4。，健康风险评估于currency1环“（USEPA）的可fifl风险评估5， 总量为进行的6-10。矿山矿” 期中产生大量的 ，可 重金属矿，重金属 步个区11-17。 ，矿山采 及矿 的地下水重金属 不 的，对铀矿山及其周边地区地下水中重金属进行健康风险评估 要的， 对 的研究 。某铀矿山及其
6、周边地区为研究对，对 区地下水中铅、锰、铬（六价）、镉、砷种重金属的含量进行 ，并对铀矿山及其周边地区地下水健康风险进行评估。1 与1.1 水样采集与测试采样区、 及 样 18。 采集的地下水样 于10 L 中“ ， 进行 水样pH低于2 验室，采用ICP-MS质谱仪对地下水样进行测定， 为电子级，其他试 为优级纯。1.2 健康风险评估模型1.2.1 风险计研究地下水中90%的 都通 饮水途径进 的19-24，所 仅对饮水途径进行健康风险评估。健康风险总值RI通 各个指 学质的健康风险值的累 相加求，即地下水健康风险总评估模型为非fl 学质与fl 学质的健康风险模型相加25。1.2.2 模型
7、数确定CDI=WCi/A （1）式中，CDI为 期日 量（mgkg-1d-1）；W为日均饮水量，其中 为2.2 L/d；A为 均 重， 60 kg10；Ci为 i通 饮水途径的质量度（mg/L）。收稿日期：2017-04-03金项：家自然科学金资助项（41362011，41162007，41502235）doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2017.08.017作 简介：徐魁伟（1986-），男，吉林 ，硕士研究生.fl ：Ri=1-exp(-CDIQi)/L （2）非fl ：Rj=CDI/L （3）R=(Ri+Rj) （4）式中，Ri为学fl i的健康危害风险值；Rj为
8、学非fl j的健康危害风险值；Qi为学fl i通 饮水途径的fl 强度系数（mgkg-1d-1），砷 1517；L为 平均寿命， 70年为风险评估 。研究中重金属锰、铅为学非fl ，镉、砷和铬为学fl 17,26。2 结果与讨论2.1 矿库及其周边地区地下水重金属含量分析地下水样品检测结果显示，地下水样中砷和锰的检率100%，铅仅”3 、10 、18 和19 采样处 所检，而铬和镉”所 样品中均未检。地下水中重金属砷和锰”平水期、丰水期和枯水期的含量 图2和图3，地下水中重金属铅的含量 表1。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7
9、 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2024681 01 21 41 61 8砷含量/(gL-1 )采样丰水 期平 水 期枯 水 期图2 地下水中砷含量Fig.2 Concentration of As in groundwater samples0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 20 . 00 . 20 . 40 . 60 . 81 . 0锰含量/(mgL-1 )采样丰水 期平 水 期枯 水 期图3 地下水中锰含量Fig.3 Concentration of Mn in groundw
10、ater samples表1 地下水中铅含量水平Table 1 Concentration of Pb in groundwater samples /(gL-1) 平水期 丰水期 枯水期3 5.05 - 3.23510 0.215 - -18 5.67 - -19 - - 2.85由图2可知，矿库及其周边地区地下水重金属砷的度”015.9 g/L范围内，其中大部分地下水中砷的含量 低，度大fl呈枯水期平水期丰水期的规律。 年最大度”1 水样，度超 地下水水质三 值（10 g/L）（DZ/T0290-2015），不适用 饮用， 其度小于农田灌溉水质 值（50 g/L）。1 位于铀矿库内， ”流
11、经矿库的河流附近，除受到地下铀矿床的影响外，还受到地表水的补给，当枯水期临时，地表水水位降低，与地下水间的水力联系减弱，砷的度 所降低，”丰水期，地表水系水位上升，补给加强，地下水中砷的含量 所升高。由图3可知，矿库及其周边地区地下水重金属锰的度”00.935 mg/L范围内，其中大部分地下水中锰的含量 低。 年最大度”13 水样，度超 地下水水质三 值（0.1 mg/L）。其中丰水期 3个（8 、13 、15 ）、平水期 5个（4 、8 、10 、13 、15 ）、枯水期 2个（13 、15 ） 样超 地下水质量 （10 g/L），超 率 砷更高。 为，铀矿中锰含量 高，另外，矿” 期 程中
12、，由于矿中的硫发生氧产生的硫 含锰矿，fl地下水中锰含量增高， 与张越男 17,27-28的研究结果具 一fl。表1，结 采样图可发，地下水中检重金属铅的集中” 河区， 流经铀矿山矿区的河流不 1 km，由可知，地下水与地表水 间具 水力联系，河流中的铅经 补给地下水， 而 fl4个地下水中铅 所检， 检度均未超 地下水水质 。2.2 铀矿山及其周边地区地下水健康风险评估由于重金属镉与铬”所 采样均未检， ， 对重金属砷、铅和锰进行健康风险评估计， 健康风险评估模型，计学fl 砷、非学fl 铅和锰的健康危害风险值（RI值） 于表2。表2 砷、铅和锰的健康危害风险值Table 2 Health
13、risk value (RI) of As, Pb and Mn 学fl 非学fl 总RI值As Pb Mn1 1.06E-04 - 6.86E-10 1.06E-042 2.62E-05 - 5.61E-10 2.62E-053 1.77E-05 1.03E-11 1.62E-09 1.77E-054 3.95E-06 - 1.90E-08 3.97E-065 4.36E-06 - 9.10E-09 4.37E-066 2.49E-06 - 1.06E-09 2.49E-067 1.15E-06 - 5.43E-09 1.15E-068 1.79E-06 - 3.23E-08 1.83E-0
14、69 8.77E-07 - 8.11E-09 8.85E-0710 1.14E-05 2.68E-13 1.65E-08 1.14E-0511 1.05E-05 - 1.56E-09 1.05E-0512 7.00E-06 - 1.52E-08 7.02E-0613 6.02E-07 - 2.72E-07 8.74E-0714 3.93E-06 - 1.32E-08 3.94E-0615 6.11E-06 - 1.62E-07 6.28E-0616 2.80E-06 - 5.05E-09 2.81E-0617 4.48E-06 - 1.70E-08 4.49E-0618 2.67E-05 7.
15、07E-12 8.11E-10 2.67E-0519 2.90E-05 3.55E-12 1.48E-08 2.90E-0520 3.64E-05 - 5.61E-10 3.64E-05最大值 1.06E-04 1.03E-11 2.72E-07 1.06E-04最小值 6.02E-07 - 5.61E-10 8.74E-07均值 1.52E-05 1.06E-12 2.98E-08 1.52E-05由表2可 ，非fl 锰的饮水途径健康危害平均个 年风险范围为01.0310-11 a-1；非fl 铅的饮水途径健康危害平均个 年风险范围为5.6110-102.7210-7 a-1；fl 砷的饮水
16、途径健康危害平均个年风险范围为6.0210-71.0610-4 a-1；通 饮水途径总的健康危害平均个 年风险范围为8.7410-71.0610-4 a-1。 会（ICRP）推荐的最大可接受值29为5.010-5 a-1，研究区范围内仅 1 采样高于值，其他均低于最大可接受风险水平。 currency1环“ （USEPA）规定22， 会 和小型 可接受的风险值分别为10-610-5 a-1和10-510-4 a-1。研究区范围内 8个地下水样的总健康风险值超 10-5 a-1，1个地下水样的总健康风险值超 10-4 a-1。3 结论1）铀矿山及其周边地区地下水中铬和镉均未检，检的重金属平均度分
17、别为As 2.00 g/L；Mn 0.09 mg/L；Pb 3.40 g/L。 中地下水水质 ，重金属砷和锰超 ，超 率分别为5%和16.7%。2）砷、锰、铅通 饮水途径产生的健康风险平均值分别为1.5210-5、1.0610-12、2.9810-8 a-1，均低于ICRP和USEPA的最大可接受风险水平。3）学fl 砷的健康风险值 大于非学fl 锰和铅， 明 研究区内fl 质对 的危害 大于非fl 。 研究区内 一河流经矿库流下 ，所 ， fl 砷作为优 ，重 其”饮水途径中对 健康所可产生的 。 1 YULIYA K，ANN M S，BRITT M S Adsorption of Cd，C
18、u，Ni，Pb and Zn on sphagnum peat from solutions with low metal concentrationJ. Journal of Hazardous Materials，2008，152：885-891.2 ，明，张currency1， . “ fifl 重金属 的健康风险评价J. 环境科学学 ，2012，32(8)：2006-2015.3 ，张，伟. 工 地健康风险评价J. 环境 与”，2010，2(4)：7-10,.4 ， 华， ， . 于地的居民小区重金属健康风险评价J. 环境科学，2014，35(3)：1069-1073.5 U S EP
19、A. Risk assessment guidance for superfund volume 1：Human health evaluation manual （Part A）M. Interim Final，1989：1-34.6 张， ， . 质中Pb生可给量的 外模 试验J. 环境科学与，2013，36(4)：69-73.7 于 . 环境 的健康风险评估与理M. “：中环境科学 ，2011：91-145.8 . 环境评价M. 上 ： 大学 ，1999：17-21.9 ， ， 华. 山 种 区地下水重金属含量及健康风险评价J. 上 环境科学，2010，29(30)：111-115.10
20、 林 ， 和，位华， . 型矿区 地下水重金属含量 及健康风险评价 “矿区为J.地学 ，2014，35(5)：589-598.11 明，周 ， ， . 东大 山 金属矿水对河流 的重金属 J. 环境科学，2007，28(4)：805-812.12 ， 金， 明， . 东大 山矿区锰 的分规律和 影响J. 环境科学研究，2010，23(4)：473-479.13 祥平，齐剑英， 亨. 州主要饮用水源中重金属健康风险的初步评价J. 环境科学学 ，2011，31(3)：547-553.14 张妍，发东，欧阳竹， . 河下 引灌区地下水重金属分及健康风险评估J. 环境科学，2013，24(1)：121
21、-128.15 张芳，常春平，静， . 胶东半岛农村地区地下水重金属健康风险评价 山东省莱阳为J. 环境科学与，2013，36(9)：180-186.16 彦，于 ，魏伟伟， . 常州浅 地下水重金属 对区、郊居民健康风险评价J. 环境学，2013，32(2)：202-211.17 张越男，忠武， 良， . 大 山矿库区及其周边地区地下水重金属健康风险评价研究J. 农环境科学学 ，2013，32(3)：587-594.18 徐魁伟，高柏，刘媛媛， . 某铀矿山及其周边地下水中 素 与评价J. 色金属（冶炼部分），2017（7）：54-57.19 LUO X S，DING J，XU B，et a
22、l. Incorporating bioaccessibility into human health risk assessments of heavy metals in urban park soilsJ. Science of the Total Environment，2012，424(4)：88-96.20 REIS A P，PATINHA C，WRAGG J，et al. Urban geochemistry of lead in gardens，playgrounds and schoolyards of Lisbon，Portugal：Assessing exposure a
23、nd risk to human healthJ. Applied Geochemistry，2014，44(3)：45-53.21 KERGER B D，PAUSTENBACH D J，CORBETT G E，et al. Absorption and elimination of trivalent and hexavalent chromium in humans following ingestion of a bolus dose in drinking waterJ. Toxicology and Applied Pharmacology，1996，141：145-158.22 韩
24、睿. 都某地区地下水环境健康风险评价研究D. 都： 都理工大学，2014.23 隋 斌. 地下水环境健康风险评价研究与 分析D. 春： 春工大学，2012.24 WU B，ZHAO D Y，JIA H Y，et al. Preliminary risk assessment of trace metal pollutionin surface water from Yangtze River in Nanjing section,ChinaJ. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology，2009，82(4)：400-409.25 毛宽振. 型矿区地下水重金属关联 及 风险评价D. 石家庄：石家庄经 学院，2014.26 段小丽，宗爽，琴， . 于 数 测的水中重金属暴露的健康风险研究J. 环境科学，2011，32( 5)：1330-1339.27 奕龙，仰麟，谭启 ， . 饮用水源地水环境健康风险评价及风险理J. 地学缘，2006，13(3)：163-167.28 高翔，蒙 涛，易晓娟. 天津 坻区农村地下水健康风险评价J. 环境科学与理，2011，36(9)：156-158.29 刚，周 华， 艾， . 圳大 中 环芳烃的 与源识别J. 中环境科学，2011，31（9）：1409-1415.
