工業(yè)廢水重金屬污染與健康風險評價研究

孫墾, 華宇峰, 王鎮(zhèn)岳

(1.華北水利水電大學(xué),河南 鄭州 450046; 2.鄭州大學(xué),河南 鄭州 450001;3.中國水利電力對外有限公司,北京 101100)

近幾十年來,我國工業(yè)雖成功實現(xiàn)了由小到大、由弱到強的歷史大跨越，但是有不少企業(yè)生產(chǎn)工藝落后,物料消耗高,水污染問題仍舊突出,工業(yè)廢水中重金屬污染事故時有發(fā)生。工業(yè)重金屬污染仍是水環(huán)境中重金屬污染的主要來源,與城市建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展不相適應(yīng)。水中重金屬污染嚴重,進而又影響到公眾的健康和安全。

本文基于重金屬健康風險評價研究視角,以“重金屬”“健康風險評價”為主題詞在中國知網(wǎng)(CNKI)中檢索中文期刊及論文，檢索到2003—2021年重金屬健康風險評價領(lǐng)域的文獻1 160篇,其中學(xué)術(shù)期刊論文852篇,碩博學(xué)位論文308篇(檢索時間為2021年6月1日)。通過2003—2021年重金屬健康風險評價領(lǐng)域發(fā)文量變化曲線(如圖1所示)可以看出，近20年來學(xué)術(shù)界對重金屬健康風險評價的關(guān)注不斷提高，其中2019年單年的發(fā)文量最高,近160篇。

圖1 2003—2021年重金屬健康風險評價領(lǐng)域發(fā)文量

CiteSpace知識圖譜能夠通過功能的選擇,對相關(guān)領(lǐng)域研究文獻的研究地區(qū)、學(xué)者、熱點以及演變過程進行分析。本文利用CiteSpace 5.8.R3對上述檢索到的重金屬健康風險評價領(lǐng)域的中文期刊文獻以及碩士、博士學(xué)論文進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)、關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析,從而有助于準確認識該領(lǐng)域的研究熱點、研究趨勢和前沿。2003—2021年重金屬健康風險評價研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜如圖2所示。由圖2可知，在所有研究中對重金屬相關(guān)的研究最為集中和頻繁,除此之外，健康風險、土壤、風險評價、污染特征、污染評價等關(guān)鍵詞也是該領(lǐng)域?qū)W者研究的重點和熱點。

圖2 2003—2021年重金屬健康風險評價關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

同時,對2003—2021年被引強度前10的關(guān)鍵詞繪制關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜,如圖3所示，圖中紅色線條表示關(guān)鍵詞的突現(xiàn)時段。由圖3可知,這10個關(guān)鍵詞最初被提出的時間均在2003年或以前;在研究前期只是對風險評價、安全生產(chǎn)以及設(shè)施蔬菜等方面進行研究,到近期才開始集中對污染源和污染環(huán)境評價等方面進行研究;重金屬健康風險評價的研究前沿在不斷變化。

圖3 2003—2021年關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜

鑒于重金屬污染危害的嚴重性,相關(guān)部門對重金屬的排放采取了一定措施,自2015年起我國重金屬排放量已呈現(xiàn)逐年減少的趨勢,但直至2020年,我國仍有部分省份的重金屬年排放量將近15 t,具體情況如圖4所示。

基于此背景,本文對工業(yè)廢水重金屬污染及重金屬污染導(dǎo)致的健康效應(yīng)損失進行了研究,并對相關(guān)研究進展進行總結(jié)分析,以期為不同地區(qū)優(yōu)化工業(yè)結(jié)構(gòu)、減少廢水重金屬污染排放及其健康效應(yīng)損失提供參考。

圖4 全國重金屬排放分布圖

1 重金屬污染研究

1.1 水環(huán)境中重金屬污染研究

重金屬污染一直是國內(nèi)外環(huán)境學(xué)者研究的熱點。GIUSTI L[1]研究發(fā)現(xiàn)英國海岸線河流中產(chǎn)生了重金屬沉積物。WOITKE P等[2]對多瑙河中懸浮物和沉積物中重金屬元素的空間分布和污染狀況進行了研究。MSTTILA T等[3]采用3種LCIA模型對芬蘭2005年廢氣和污水排放的影響進行了量化分析。BHUYAN M等[4]在研究哈爾達河地表水和沉積物中重金屬污染程度時發(fā)現(xiàn)水體中有10種重金屬的含量超標,在沉積物中也有7種重金屬的含量超標。GAD M等[5]和SAHA P等[6]分別采用重金屬污染指數(shù)、重金屬評價指數(shù)和DRASTIC模型的脆弱性指數(shù),對研究區(qū)域的重金屬污染程度進行了評價。NYANTAKYI A J等[7]對加納Tano河河水進行研究后發(fā)現(xiàn),河流中下游受到了汞、鉛和鉻的嚴重污染,整條河流除了鋅以外的重金屬的含量都無法達到世界衛(wèi)生組織的飲用水標準。MAHAPATRA S R等[8]利用重金屬指數(shù)和GIS對金奈北部地下水的重金屬污染情況進行研究時發(fā)現(xiàn)，其水體內(nèi)因工業(yè)廢水排放導(dǎo)致鐵、錳、銅等重金屬含量都偏高。MANSOURI B等[9]對突尼斯海灣的重金屬污染調(diào)查結(jié)果顯示，水體中的鋅、銅、鉛、鎘等重金屬都處在高度污染的程度。PRASAD S等[10]對印度甘加河上游段的重金屬污染進行了研究,結(jié)果顯示，在該流域內(nèi)鐵、鋅、鉻等重金屬含量較高并達到了中高度污染程度。BUDIANTA W[11]對印度尼西亞塔瓊姆河受重金屬污染情況進行了研究分析,結(jié)果顯示，河流、沉積物中鋅、銅、鉛、鎘等重金屬的含量要遠超過周圍地區(qū)的平均值,含量最高區(qū)域位于河流上游。GAYATHRI S等[12]對內(nèi)特拉瓦蒂河流域內(nèi)的重金屬污染進行調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)水體內(nèi)重金屬平均豐度最高的為鉛,其次為錳和鎳。ALSHEHRI F等[13]對沙特阿拉伯紅海沿岸的地下水中重金屬進行檢測,發(fā)現(xiàn)鎘、鉻、砷等重金屬在水體內(nèi)污染嚴重,大約37%～70%的水體受到了嚴重影響。EL-SOROGY A S等[14]對沙特鹽布海岸線上的重金屬污染進行了評估,結(jié)果顯示，含量平均值最高的重金屬為鋁，其次是鐵和錳,而生態(tài)風險較高的是鎘、汞、銅、銻和砷。ADEYEMI A A等[15]對尼日利亞奧貢州的地下水重金屬進行檢測，發(fā)現(xiàn)在兩處工業(yè)區(qū)地下水中重金屬鉛和鐵的含量平均值最高,總體都在0.5 mg/L左右。

呂書叢等[16]和王瑞霖等[17]在研究海河流域沉積物的重金屬空間分布和生態(tài)風險評價時發(fā)現(xiàn),干流中鎘和汞元素的污染十分嚴重,而下游鉛、鎘、砷重金屬的污染較為嚴重。LU Yintao等[18]使用重金屬污染指數(shù)法對我國廣州和珠海的地下水重金屬污染情況進行了評價,結(jié)果顯示64%的水樣屬于低風險,中等風險和高等風險水樣的比例分別是16%和20%。QU Liyin等[19]使用重金屬污染指數(shù)、危害指數(shù)和致癌風險的方法對我國溫瑞塘河流域的重金屬污染進行評價,結(jié)果顯示該區(qū)域中砷和老工業(yè)區(qū)中銅的含量均較高。杜佳等[20]研究珠江河口懸浮物重金屬污染時發(fā)現(xiàn),重金屬鋅、砷和鎘在枯水期的污染較為嚴重,鋅和砷的生態(tài)風險最大,并且遠口段北江中銅、鋅、鎘等重金屬污染程度要遠高于西江和東江的。

國內(nèi)外學(xué)者在對水體中的重金屬污染進行研究時,主要采用重金屬污染指數(shù)法等對各地海岸線附近流域或地下水進行重金屬的含量及風險的測定,并且除了對水體中的重金屬進行分析,往往也會對流域底部的沉積物進行重金屬檢測。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在眾多重金屬中,鋅、鉛、銅、鎘等重金屬相較于其他重金屬更容易產(chǎn)生含量超標的現(xiàn)象及危害。

1.2 工業(yè)廢水中重金屬污染研究

在眾多重金屬水污染事件中,由于工業(yè)廢水導(dǎo)致的重金屬污染尤為嚴重,一些學(xué)者對其進行了研究。王菲鳳等[21]在研究汽車工業(yè)生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的重金屬污染時發(fā)現(xiàn),重金屬主要來源于金屬、塑膠電鍍鍍液及清洗所產(chǎn)生廢液中的鋅、鎘、銅等。譚華[22]研究發(fā)現(xiàn),電鍍、電子行業(yè)的工業(yè)廢水成分復(fù)雜,重金屬鉻和鎳的污染較為嚴重。LIN Chunye等[23]利用沉積物污染指數(shù)法,分析了松花江河段中沉積物因工業(yè)廢水排放引起的重金屬元素污染特征。竇佩瓊等[24]在對株洲市工業(yè)區(qū)的底泥重金屬污染研究中發(fā)現(xiàn)，所有銻的化合物都有一定毒性,零價銻的毒性最強,三價銻和五價銻毒性依次降低。KAONGA C C等[25]發(fā)現(xiàn)電鍍、軍工等產(chǎn)業(yè)排放的廢水中含鎘量大約為0.065 mg/kg,在硫酸礦石制取硫酸、磷礦石制取磷肥等工業(yè)中則達到了0.089 mg/kg。郝立波等[26]發(fā)現(xiàn)松花江哈爾濱段工業(yè)污染最為嚴重的重金屬是鉛、鎘,而在吉林段的表層沉積物和水體中汞、鉛、鎘等元素的含量較高。朱崗輝等[27]對郴州市各工業(yè)場地研究時發(fā)現(xiàn),冶煉類工業(yè)礦區(qū)中重金屬鎘、鋅、銅、砷的超標率普遍超過50%，煤炭礦區(qū)重金屬砷的超標率可達到87.5%。韓衛(wèi)博等[28]對天津和山東兩家燃煤電廠的脫硫廢水中重金屬污染物進行研究，發(fā)現(xiàn)其汞、鉛、鎘等重金屬含量與煤種、添加劑、脫硫技術(shù)等有關(guān)。王玉婷等[29]基于我國多家印染企業(yè)和印染廢水集中處理廠的數(shù)據(jù),利用危險廢物鑒別法等對重金屬污染物的分布特點進行研究，發(fā)現(xiàn)其廢水中主要含有鋇、砷、鋅、鎳、鎘等5類重金屬。侯瑞光等[30]和楊義清等[31]均對制革工業(yè)中因含鉻化工材料引起的鉻污染工序、污染特征和預(yù)防防治情況進行了研究,結(jié)果表明，制革工業(yè)中的鉻價態(tài)主要以三價為主,包含少量致癌毒性極強的六價鉻。

工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展使得工廠、礦區(qū)等工業(yè)場地越來越多,工業(yè)產(chǎn)業(yè)不同,其排放的廢水中重金屬污染也不盡相同。通過梳理眾多相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),工業(yè)產(chǎn)業(yè)中由電子電鍍業(yè)、冶煉業(yè)、化工業(yè)等產(chǎn)業(yè)和礦產(chǎn)區(qū)所產(chǎn)生的重金屬污染尤其嚴重,其中鉛、鎘、鉻等重金屬所造成的污染尤為突出。

2 重金屬污染的健康風險評價研究

一些重金屬元素是人體不可或缺的微量元素,但是當重金屬元素過量形成重金屬污染時,則會嚴重損害人體健康。關(guān)于重金屬污染對公眾健康的影響,一些學(xué)者早已關(guān)注并研究。

2.1 重金屬污染評價方法

國內(nèi)外眾多學(xué)者對重金屬污染的風險評價已進行了大量研究。當前對重金屬污染進行風險評價主要包括重金屬生態(tài)風險評價和重金屬健康風險評價,兩者相互關(guān)聯(lián)但又有所差別。

2.1.1 重金屬生態(tài)風險評價

重金屬生態(tài)風險評價方法大致可以分為指數(shù)法和模型法。其中指數(shù)法由于其操作簡便等特點而被大量應(yīng)用于研究中，主要包括單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法、地累積指數(shù)法、潛在生態(tài)風險指數(shù)法、生態(tài)風險預(yù)警指數(shù)法等。在實際研究中，單一方法無法對重金屬污染進行全面評價,因此學(xué)者往往將多種方法聯(lián)合使用,以得到更為精準的評價結(jié)果。

1)單因子指數(shù)法。單因子指數(shù)法是在對污染源所含的重金屬因子進行確定后,計算各重金屬因子的污染指數(shù)及污染程度。單因子指數(shù)法是早期研究重金屬污染的方法之一,《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》采用的便是該方法,并且延用至今。杜娟娟等[32]、顧薇娜等[33]、鄭琨等[34]均利用單因子指數(shù)法對水體中的重金屬污染進行過評價計算。其公式如下：

(1)

式中：Pi為重金屬i的污染指數(shù);Ci為重金屬i含量的實測值,mg/kg;Si為重金屬i的污染評價標準值，mg/kg。

2)內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法。內(nèi)梅羅綜合指數(shù)相較于單因子指數(shù)能夠較為綜合全面地評價重金屬污染狀況,是一種突出極值的計權(quán)型多因子無量綱環(huán)境質(zhì)量指數(shù),被廣泛應(yīng)用于綜合污染指數(shù)評價中?？芪慕艿萚35]、徐彬等[36]、李莉等[37]均應(yīng)用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法對水質(zhì)進行綜合評價,并在原方法的基礎(chǔ)上對其進行了改進以達到更高的評價精確性。其公式如下：

(2)

式中：P為多種重金屬污染物的綜合污染指數(shù)，mg/kg;n為參與評價的重金屬的種類總數(shù);Pmax為污染源中所有污染物單因子指數(shù)的最大值。

3)地累積指數(shù)法。地累積指數(shù)法是從地球環(huán)境的角度,既考慮自然地質(zhì)過程所造成的背景值變化,也考慮人為污染因素和地球環(huán)境化學(xué)背景值,通常用于對土壤中的重金屬污染水平進行評價測算。韋緒好等[38]、宋波等[39]、陳文軒等[40]學(xué)者均在對流域和農(nóng)田土壤的重金屬污染評價中使用了該方法。其公式如下：

Igeo=lb[Cn/(KBn)]。

(3)

式中：Igeo為地累積指數(shù);Cn為重金屬元素n在底泥中的含量實測值，mg/kg;Bn為沉積物中重金屬元素n的地球化學(xué)背景值,mg/kg;K為修正指數(shù),取值1.5。當Igeo≤0時,為無重金屬污染;當0

4)潛在生態(tài)風險指數(shù)法。潛在生態(tài)風險指數(shù)法相對于其他方法更加側(cè)重于多種元素之間的協(xié)同作用,并且能夠?qū)χ亟饘俚亩纠韺W(xué)效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)進行綜合考慮,能夠更好地求得重金屬對生態(tài)環(huán)境的影響潛力,因此受到許多研究學(xué)者的廣泛使用。趙沁娜等[41]、江培龍等[42]、徐志豪等[43]等均使用潛在生態(tài)風險指數(shù)法對重金屬污染進行了評價。其公式如下：

(4)

(5)

污染區(qū)的總風險指數(shù)RI的評價公式如下：

(6)

式中RI的計算數(shù)值由污染物的數(shù)量及種類決定。當 RI≤150時,為重金屬輕微生態(tài)風險;當150

5)生態(tài)風險預(yù)警指數(shù)法。生態(tài)風險預(yù)警指數(shù)能夠?qū)λw中的重金屬污染生態(tài)風險進行預(yù)警分析。該方法需要對重金屬含量設(shè)立一參比值,將其實測值與參比值進行對比,從而對可能出現(xiàn)的生態(tài)危機建立預(yù)警。該方法雖提出較晚,但因其特性如今被許多學(xué)者應(yīng)用。孫標等[44]、王志杰等[45]、張云蕓等[46]學(xué)者利用生態(tài)風險預(yù)警指數(shù)法對土壤以及水體沉積物中的重金屬污染進行了評價。其公式如下：

(7)

式中:IER為生態(tài)風險預(yù)警指數(shù);IERi為超過臨界限量的第i種重金屬的生態(tài)風險預(yù)警指數(shù);CAi為第i種重金屬的實測含量,mg/kg;CRi為第i種重金屬的參比值。當IER≤ 0時,為無警;當05 時,為重警。

2.1.2 重金屬健康風險評價

健康風險評價主要是根據(jù)人體健康受污染物影響的概率來評價該污染物對人體健康的影響程度。人體受水體中重金屬污染危害一般存在3種暴露途徑,分別是攝入途徑、吸入途徑和皮膚接觸。當前，大多數(shù)學(xué)者使用的是美國環(huán)保局所推薦的健康風險評價模型進行健康風險評價。

美國環(huán)保局多介質(zhì)暴露健康風險評價模型中水、食物攝入和大氣吸入的暴露評價方程為：

(8)

式中：ADD為某重金屬經(jīng)飲水、飲食的日平均攝入量，mg/(kg·d);C為食物、飲水中某重金屬的含量均值，mg/kg;IR為研究區(qū)人體的攝入頻率,kg/d;ED為暴露時間,年;BA為生物可利用分數(shù);EF為暴露頻率，d/年;BW為研究區(qū)的人體平均體重,kg;AT為生命期望值,取值365ED。

當所受重金屬污染物致癌時,利用以下公式進行評價：

CR=ADD·SF,

(9)

CR=1-exp(-ADD·SF)。

(10)

式中:CR為致癌風險值;SF為致癌斜率因子,kg·d/mg。當ADD·SF<0.01時,按照公式(9)計算;當ADD·SF≥0.01時,則按照公式(10)計算。當前，美國環(huán)保局對致癌物的可接受風險數(shù)量級范圍是10-6～10-4。

當所受重金屬污染物非致癌時,其單一重金屬健康風險系數(shù)計算公式如下：

(11)

式中：HQ為健康風險系數(shù);RfD為非致癌物暴露途徑參考劑量，mg/(kg·d)。

整體風險系數(shù)為研究區(qū)所有重金屬風險系數(shù)的總和,其計算公式如下：

(12)

式中：THQ為整體風險系數(shù)；HQi為重金屬i的健康風險系數(shù)。當THQ≤1時,表明不會對人體健康造成風險;當THQ>1時表明容易對人體健康造成風險,且THQ的值越大表明越容易對人體健康造成風險。

2.2 水環(huán)境中重金屬污染的健康風險評價

ASCHNER M等[47]研究得出,當人體攝入過量的錳之后,錳會通過血腦屏障沉積于腦部。BERGLUND M等[48]發(fā)現(xiàn)鎘可以使腎輕化酶的活力降低。NRIAGU J[49]發(fā)現(xiàn)若是攝入過量的鋅,就會出現(xiàn)貧血、冠心病、高血壓等病癥。其曼古麗·阿布拉克[50]在研究艾比湖流域內(nèi)幾種重點重金屬的生態(tài)風險時指出,類似鎘、鉛和鋅這類重金屬極易在肝臟、腎等器官累積,最終使成年人患上癌癥。IZAH S C等[51]研究發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)的重金屬銅對于紅細胞的形成具有重要影響,同時對貧血的預(yù)防、骨骼的生長都起著正向作用。ISLAM M A等[52]研究發(fā)現(xiàn)，孟加拉國哈爾達河內(nèi)重金屬鎘的健康生態(tài)風險最高。SHARMA N等[53]提出，鉻在身體內(nèi)累積會導(dǎo)致畸形,并且會對腎臟造成損傷,還會誘發(fā)哮喘和呼吸道癌癥。

劉春華等[54]研究了環(huán)境中鎘污染對兒童生長發(fā)育、體重、肺活量等健康指標的影響。劉卓寶等[55]在研究接觸金屬對女性生殖造成的損害時發(fā)現(xiàn),鎘會導(dǎo)致卵母細胞受損、成熟卵泡減少。王志強等[56]在對長樂縣飲水類型與胃癌死亡率之間的關(guān)系研究后發(fā)現(xiàn),由于水體中含有鉛、汞等重金屬,飲用河水的居民的胃癌死亡率要比飲用井水的居民高出許多。常學(xué)秀[57]發(fā)現(xiàn)，若重金屬銅元素在人體內(nèi)蓄積過多,會引起血紅蛋白的變性,同時會損害細胞膜,抑制酶的活性,最終可能引發(fā)心血管疾病。吳思英[58]發(fā)現(xiàn)鎘污染對居民的疾病死亡譜和健康狀況均有嚴重的影響,污染區(qū)內(nèi)嬰兒早產(chǎn)率、惡性腫瘤及其他各種病癥的發(fā)生率都較高。梁永梅等[59]發(fā)現(xiàn),當飲用水中的鉛含量達到0.03 mg/L時,人體就會慢性中毒,并且鉛會因為協(xié)同作用增強其他金屬的毒性?？盗⒕甑萚60]認為，當發(fā)生鎳中毒時人體可能會出現(xiàn)皮膚炎、呼吸障礙等癥狀,并且鎳會使中樞性循環(huán)和呼吸系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂,導(dǎo)致各個器官出現(xiàn)水腫、出血等癥狀。蘇偉等[61]基于2004年水質(zhì)檢測數(shù)據(jù),利用健康風險評價模型對松花江重金屬污染進行評價,發(fā)現(xiàn)鉻和砷對人體的健康風險高于風險標準。白愛梅等[62]在研究砷對人體健康危害時發(fā)現(xiàn),砷及其化合物在進入人體后會在器官蓄積起來,最后導(dǎo)致肺、肝臟等器官功能上的病變。靳月燦等[63]在研究水中常見重金屬對人體健康的危害時指出,汞對人體神經(jīng)系統(tǒng)的損害極大。王學(xué)淵等[64]基于中國32個腫瘤登記地區(qū)2004—2009年的數(shù)據(jù),分析了工業(yè)廢水排放對居民健康的影響效應(yīng)。謝文強[65]研究發(fā)現(xiàn),六價鉻不僅具有致癌性還會使人體DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使新生嬰兒的智力等受到影響。宋美英[66]和劉鳳等[67]在對珠江河口水體及其沉積物中重金屬健康風險進行評估時發(fā)現(xiàn),珠江河口致癌物鎘和鉻的健康風險值比非致癌物鉛、鎳、銅等重金屬的健康風險值要高3～4個數(shù)量級。HU Bifeng等[68]認為重金屬銅對身體內(nèi)免疫系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、大腦等的功能和發(fā)育都有著非常重要的影響。劉亞賓等[69]在對湘西花垣縣的主要河流進行研究時發(fā)現(xiàn),地表水中化學(xué)致癌重金屬鉻的健康風險值比以鉛、銅為主的化學(xué)非致癌物重金屬的健康風險值要高5～6個數(shù)量級。左敏等[70]對宿州市的護城河水體進行重金屬污染研究時發(fā)現(xiàn),化學(xué)致癌物鉻比鎘的危害更高。趙敬敬[71]利用電感耦合質(zhì)譜法和美國環(huán)保局健康風險評價模型對三峽水庫重慶段的重金屬污染進行研究,結(jié)果顯示，在水體和沉積物中重金屬生態(tài)風險較高且存在致癌率。孫薛夢[72]在使用綜合暴露攝取生物動力學(xué)(Integrated Exposure Uptake Biokinetic,IEUBK)模型檢測西部河谷型城市內(nèi)兒童血鉛值時,發(fā)現(xiàn)該區(qū)域兒童血鉛平均值已超過50 μg/L,且具有較高的致癌風險。王麗娟[73]對鉛污染的現(xiàn)狀及其對人體的危害進行了研究,發(fā)現(xiàn)重金屬鉛在人體內(nèi)只有一小部分會排出體外,隨著時間的累積,鉛會對人體的神經(jīng)消化系統(tǒng)造成破壞,對男性的生殖系統(tǒng)和兒童的發(fā)育造成嚴重損害。黃宏偉等[74]研究發(fā)現(xiàn)，漓江流域水體中化學(xué)致癌物重金屬鉻的濃度較高,且其健康風險值高于風險標準值。

水體中不同種類的重金屬對人體產(chǎn)生的健康風險體現(xiàn)在各個方面。國內(nèi)外專家學(xué)者一般通過健康風險評價模型對流域內(nèi)水體和沉積物中的重金屬污染進行評價研究,通?？梢允褂妹绹h(huán)保局健康風險評價模型進行評價,但當對某一特定重金屬的污染情況進行檢測時,也可以采用有針對性的檢測模型,例如針對兒童血鉛可以采用IEUBK模型進行檢測。學(xué)者們研究發(fā)現(xiàn),重金屬中鉛、銅、鎘、鉻這幾類重金屬對人體健康產(chǎn)生的危害范圍較廣，危害性也較強,另外致癌物重金屬極易使人體產(chǎn)生癌變,造成嚴重后果。

2.3 工業(yè)廢水中重金屬污染的健康效應(yīng)風險評價

對于工業(yè)廢水中的重金屬污染所造成的健康效應(yīng)損傷和影響,張曉明等[75]在對482廠的鉛污染健康效應(yīng)進行研究時發(fā)現(xiàn),生活在鉛廠周邊的居民每日的鉛攝入量要高于世界衛(wèi)生組織的規(guī)定值,血鉛、尿δ-氛基乙酰丙酸的測量數(shù)據(jù)都偏高。劉慶余等[76]對鎘作業(yè)工人的鼻部研究發(fā)現(xiàn),鎘作業(yè)會引起工人干性鼻炎、萎縮性鼻炎、嗅覺減退甚至喪失等。李繼強等[77]對某冶煉廠的重金屬鎘污染對人體健康的影響做出調(diào)查,通過對尿鎘等數(shù)據(jù)的檢測,判斷出該地受鎘污染影響愈發(fā)嚴重。李國玉[78]和孫毅等[79]在研究中發(fā)現(xiàn)鉛作業(yè)工人所處環(huán)境的鉛濃度接近衛(wèi)生標準時,若工人的尿鉛指數(shù)小于25 μg/L,則會出現(xiàn)緊張、焦慮、抑郁等消極情緒,并且人體骨密度會明顯下降,從而引起骨質(zhì)疏松和骨代謝異常等病癥。張越男等[80]評估了大寶山槽坑尾礦庫區(qū)及其周邊地區(qū)地下水重金屬污染的健康風險,發(fā)現(xiàn)相對于化學(xué)非致癌物質(zhì)錳、鉛等,化學(xué)致癌物鎘和砷的健康風險值要高出3～5個數(shù)量級。陳軍[81]在研究淮安潘一礦采煤區(qū)域重金屬污染時,使用健康風險評價模型對所在區(qū)域水體內(nèi)鉛、鋅、鉻等重金屬進行評價,結(jié)果表明重金屬鉻的致癌風險最高。劉青枰[82]在研究西藏多龍礦集區(qū)的水土環(huán)境時發(fā)現(xiàn),該區(qū)域銅、鉛、鋅等重金屬致癌年平均風險值超過美國環(huán)保局推薦數(shù)值的10倍。何振嘉[83]在研究了煤礦區(qū)重金屬的危害后得出，當人體內(nèi)重金屬累積到一定程度,可能產(chǎn)生放射性射線致使腎臟、肝臟等器官發(fā)生癌變。安士凱等[84]對淮南某煤礦沉陷區(qū)積水進行重金屬健康風險評價,結(jié)果表明該區(qū)域積水內(nèi)化學(xué)致癌物鉻的健康風險值比其他重金屬元素的要高4～8個數(shù)量級。THOMAS C C等[85]對尼日利亞一處石油區(qū)域進行了重金屬含量與肝臟等器官毒性關(guān)聯(lián)的研究,從居民尿素等數(shù)據(jù)得出水體中重金屬對人體肝腎毒性的增加有直接關(guān)系。AZEEZ N A等[86]認為六價鉻對人體的傷害巨大,其重要來源包括冶金、制革等工業(yè)。LIU Jing等[87]提出一種利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的算法對重金屬污染的健康風險進行預(yù)測,得出東江下游因電鍍企業(yè)的影響有5條流域存在極高的人體健康風險。

通過國內(nèi)外學(xué)者對工業(yè)廢水中重金屬健康風險的研究可知：在存在工業(yè)企業(yè)的區(qū)域以及流域,企業(yè)員工以及周圍居民的身體健康均會受到一定的影響；因冶煉、采礦、電鍍等工業(yè)行業(yè)所引起的鎘、鉻、鉛等重金屬污染極易對人體肝臟、腎臟、骨骼等造成損害,并且會對人體的神經(jīng)、免疫等系統(tǒng)形成破壞,大大提高了人體患癌癥的概率。

3 總結(jié)與展望

大量工業(yè)廢水排放所引起的重金屬污染問題以及重金屬污染引發(fā)的健康安全問題已經(jīng)引起了專家學(xué)者的關(guān)注。在對工業(yè)廢水引起的重金屬污染研究中,國內(nèi)外學(xué)者針對具體的流域、海域,通過一些測定方法對水體中的具體重金屬污染類別進行了判定,但是關(guān)于不同地區(qū)、工業(yè)不同行業(yè)廢水產(chǎn)生的重金屬污染方面的研究并不多。并且，由于工業(yè)發(fā)展的多樣性以及水環(huán)境的復(fù)雜性,學(xué)者們無法做到對河流中的重金屬進行準確辨別和確認,同時對這些重金屬也無法做到精確溯源,這對后續(xù)的生態(tài)治理造成了較大的阻力。

關(guān)于重金屬污染對人體健康效應(yīng)的損失和影響研究方面,前人根據(jù)不同的重金屬對人體可能造成的具體健康風險進行了評估,了解了不同種類的重金屬污染導(dǎo)致的公眾健康風險大小。但是，由于現(xiàn)階段對于水體中重金屬健康風險評價沒有一套適合的統(tǒng)一標準,因此在對重金屬進行健康風險評價時,即使針對同一類重金屬污染,不同學(xué)者也會得到不同的評價結(jié)果,而在對不同地區(qū)不同人群的健康風險進行評價時,所得評價結(jié)果的準確性更加難以得到保障。專家學(xué)者應(yīng)當結(jié)合實際情況,充分考慮生物有效性,將水體、沉積物和水生生物三者同時設(shè)計在內(nèi),建立全新的生態(tài)風險和健康風險評價模型和方法。

創(chuàng)建一整套包括源頭重金屬判定、生態(tài)風險評價、健康風險評價、健康風險損失影響評價的模型或方法，是接下來工業(yè)廢水重金屬污染健康風險評價相關(guān)研究的重點。這樣可以為減少工業(yè)廢水重金屬污染及其地方環(huán)境治理和居民健康效應(yīng)損失研究提供條件。