学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

重金属污染在不同水体淡水鱼中的分布特征及健康风险评估

作　者: 徐青
导　师: 张晓岚
学　校: 上海大学
专　业: 环境工程
关键词: 重金属鱼健康风险合成麝香
分类号: X835
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 187次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

重金属是一类典型的环境污染物，可以通过工农业及生活废水的排放、降水径流、受污染底泥的释放及大气沉降等途径进入水体，对水-水生植物-水生动物系统等产生危害，并通过饮水、食物链等途径直接或间接地影响人类自身的健康。本文以野生淡水鱼作为研究对象，在太湖、湘江、淀山湖、辽河、三峡库区5个地区采集了170个共50种野生鱼样本，及淀山湖4种甲壳类和贝类水生生物样本。通过石墨炉原子吸收光度法等测定了其中的重金属浓度，研究了重金属的地区及物种分布特点等，估算了食物摄入引起的重金属暴露量，探讨了可能引起的健康风险。研究结果表明：湘江地区鱼体中重金属镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）、汞（Hg）、砷（As）、铜（Cu）、锌（Zn）的浓度范围分别为：2.0~2061.1、<LOD~118.3、<LOD~142.7、5.4~140.7、nd~182.3、221.2~1144.5ng/g湿重（ww）和4.5~25.2μg/g ww。辽河地区为1.5~22.7、<LOD~136.3、36.4~106.8、8.765~120.4、9.9~54.4、333.2~647.3ng/g ww和9.1~24.3μg/g ww。三峡库区为<LOD~171.2、<LOD~205.9、<LOD~164.3、3.7~187.6、<LOD~106.9、<LOD~23724.0ng/g ww和2.8~62.0μg/g ww。淀山湖为3.7~111.4、nd~202.4、35.2~241.6、3.4~54.5、8.5~260.6、250.0~8157.9ng/g ww和5.2~79.5μg/gww。太湖为<LOD~8.6、<LOD~103.2、<LOD~238.6、8.1~97.0、9.5~41.8、230.1~539.4ng/g ww和6.6~30.3μg/g ww。营养元素Zn、Cu的浓度最高；污染元素中Cr的浓度水平偏高，Cd、Pb、Hg浓度有地区性变化，As在五个地区污染水平基本相近。与其他国家和地区的研究结果比较，除湘江Cd污染较为严重外，本研究其余地区的重金属污染水平并不高。对5个采样区的重金属浓度进行了差异性检验，发现Cd、Pb、Cr、Hg、As和Zn均存在显著性差异（p <0.01）。其中，Cd的平均浓度在湘江最高，Pb的平均浓度在三峡最高，辽河地区鱼体中Hg和Zn水平最高，淀山湖的Cr、As水平最高，Cu浓度在各地区无显著性差异（p=0.161）。比较5个地区共有鱼种鲫鱼、鲤鱼、餐、鲌、黄颡鱼和鳊鱼中的重金属浓度，发现湘江Cd浓度明显高于其他四个地区的。三峡库区的其他重金属污染在鲫鱼、鲤鱼、鲌、黄颡鱼中相对较高。淀山湖地区的整体污染较轻。这可能和这些水域的周边环境有关。比较湘江和三峡库区不同采样点的重金属浓度分布，发现Cd、Hg、As浓度在湘江不同采样点也存在明显的空间差异（p=0.001、0.013、0.044），衡阳段的Cd污染和As污染较为明显，而Hg污染则在株洲市相对较高。同样三峡库区大宁河和磨刀溪的污染相对偏高。重金属浓度随物种的变化而有所改变。三峡库区中三类不同食性（肉食性、杂食性、草食性）鱼种的Hg浓度存在明显差异（p=0.006），肉食性鱼种Hg浓度最高，其次是杂食性，草食性的；湘江Hg的平均浓度也呈现肉食性>杂食性>草食性的特点。这可能和Hg在淡水食物链中存在生物放大作用有关。同样原因，淀山湖鱼Hg的浓度高于贝壳和甲壳类的。比较淀山湖地区淡水鱼、贝类、甲壳类生物间的重金属浓度差异，发现Cd、Cr、As、Zn浓度的物种差异性也十分显著（p <0.05），螺蛳、河蚌和蚬中的金属浓度最高。这可能是由于螺蛳、河蚌、蚬等属于底栖生物，与污染相对严重的表层沉积物更接近。采用污染水平评估方法评估了食鱼引起的健康风险。结果表明：鱼体中重金属的污染水平超标率并不高，最大为15.7%。Cd是其中超标较严重的污染元素，超标率为9.6%~15.7%。有个别样本的Pb、Hg浓度超出FAO或欧盟标准，超标样本主要采集自湘江和三峡库区。污染指数的评价结果也表明湘江Cd污染较为严重，而三峡库区和辽河地区的水产品存在轻微Hg污染。利用相关公式估算了食鱼、饮水、食用粮食三种途径的重金属摄入量以及引起的健康风险。普通人群三种途径的周摄入量分别为0~385.6μg/kg单位体重、0.06~31.3μg/kg单位体重和1.3~840.6μg/kg单位体重。污染元素的平均摄入量没有超过世界卫生组织推荐的每周最大允许摄入量。非致癌性健康风险值分别为0.03~0.07（食鱼）、0.005~0.3（饮水）、0.2~1.6（粮食）。通过食用淡水鱼以及饮水途径不会引起非致癌性健康风险，粮食食用可能会引起Pb/As的非致癌性健康风险。粮食也是引起非致癌性健康风险的主要暴露途径。通过食鱼途径引起的As致癌性健康风险值为0~1.04×10-4，平均风险水平1.31×10-5；饮水途径引起的致癌性风险值为5.61×10-5；粮食为2.83×10-4。总健康风险值均超过1×10-6的控制标准，可能会引起一定的致癌性健康风险。考虑重金属的生物有效性后，Pb的非致癌性健康风险显著降低；As的非致癌性和致癌性健康风险值下降较小。合成麝香（musks）是一类人工合成的有机化合物，广泛添加于化妆品、洗涤品、护肤品、香水等产品中，随生活污水的排放持续不断地进入水环境。本文采集了太湖水和沉积物样本，分析了合成麝香的污染水平和分布特征。研究结果表明：太湖水体、沉积物中普遍存在合成麝香，佳乐麝香(HHCB)、吐纳麝香(AHTN)、二甲苯麝香(MX)和酮麝香(MK)在水体中的浓度范围分别为nd~10.47ng/L、nd~0.50ng/L、nd~1.07ng/L、nd~1.63ng/L；在沉积物中的浓度范围分别为nd~3.90ng/g干重、nd~0.89ng/g干重、nd~0.72ng/g干重、nd~0.89ng/g干重。HHCB是太湖水环境中主要的合成麝香污染物。与其他国家和地区相比，太湖的合成麝香污染为低或中下污染水平。比较三个采样期的合成麝香总浓度，丰水期、枯水期、平水期水体的中值浓度分别为1.46ng/L、0.58ng/L、0.59ng/L，存在明显的时间变化；这可能是由于丰水期添香日用品使用量增加所致。沉积物中三个采样期的浓度接近。水和沉积物中合成麝香浓度均呈现相似的空间分布特征，表现为西太湖地区明显高于其他三个湖区。西太湖部分采样点水体中还普遍存在硝基麝香，说明该区域可能存在合成麝香的大量排放源。本文首次较系统地分析了我国不同类型水体中野生鱼的重金属污染水平，研究了它们的地区和物种差异性，探讨了食鱼可能引起的健康风险。通过本研究可以深入了解我国各地区鱼的重金属污染现状，全面获悉食用水产品对人类可能产生的健康风险。研究可为进一步评估该类物质对环境、生物的潜在毒性提供大量数据依据，为人类的健康饮食提供科学参考。

全文目录

摘要  6-9
ABSTRACT  9-13
目录  13-16
第一章绪论  16-28
  1.1 概述  16-17
  1.2 水生生物中的重金属污染  17-22
    1.2.1 污染特点  17-18
    1.2.2 分布特征  18-19
    1.2.3 重金属的生物积累特性  19-22
  1.3 人体摄入和生物利用性研究  22-23
    1.3.1 食物摄入、饮水摄入和空气吸入影响  22-23
    1.3.2 重金属的生物利用性研究  23
  1.4 健康风险评估  23-25
  1.5 课题研究  25-28
    1.5.1 课题来源  25
    1.5.2 研究思路和方案  25
    1.5.3 采样区概况  25-27
    1.5.4 研究目的和意义  27
    1.5.5 主要创新点  27-28
第二章实验材料与方法  28-42
  2.1 实验材料及试剂  28
  2.2 样品的采集  28-39
  2.3 样本分析  39-40
    2.3.1 样品的前处理  39-40
    2.3.2 样品分析  40
  2.4 质量控制和质量保证  40-42
第三章重金属的分布特征  42-63
  3.1 污染水平  42-47
  3.2 分布特点  47-58
    3.2.1 空间分布特点  47-54
    3.2.2 物种分布特点  54-57
    3.2.3 组成分布  57-58
  3.3 不同类型水体对富集重金属能力的影响  58-61
  3.4 本章小结  61-63
第四章健康风险评估  63-76
  4.1 污染水平评估  63-69
  4.2 暴露量评估  69-71
  4.3 健康风险评估  71-73
    4.3.1 非致癌性健康风险  71-72
    4.3.2 致癌性健康风险  72-73
  4.4 基于生物利用性的健康风险评估  73-75
  4.5 本章小结  75-76
第五章太湖水环境中的合成麝香污染  76-91
  5.1 文献综述  76-79
    5.1.1 合成麝香简介  76-77
    5.1.2 环境行为  77-78
    5.1.3 生态毒性  78-79
  5.2 实验材料与方法  79-82
    5.2.1 实验材料  79
    5.2.2 样品采集  79-80
    5.2.3 样品前处理  80-81
    5.2.4 仪器测定  81-82
  5.3 合成麝香的污染水平  82-84
  5.4 时间分布特征  84-85
  5.5 空间分布特征  85-86
  5.6 组成特性  86-88
  5.7 浓度相关性  88-89
  5.8 本章小结  89-91
第六章结论和展望  91-93
  6.1 结论  91-92
  6.2 展望  92-93
参考文献  93-103
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文  103-104
作者在攻读硕士学位期间所作的项目  104-105
致谢  105

重金属污染在不同水体淡水鱼中的分布特征及健康风险评估

内容摘要

全文目录

相似论文