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2.3.2土壤重金属潜在生态风险指数计算
沉积物重金属潜在生态风险评价采用瑞典科学家Hakanson提出的评价方法,该方法综合考虑了多元素协同作用、毒性水平、污染浓度及环境对重金属污染敏感性等因素,消除了区域差异及异源污染的影响,已成为目前沉积物重金属污染质量评价应用广泛的一种方法计算公式如下:
式中,Cfi为重金属i相对参比值的污染系数;Csi为重金属i的实测含量;Cni为重金属i的评价参比值;Eri为第i种重金属环境风险指数;Tri为重金属i毒性响应系数;RI为多元素环境风险综合指数.在本研究中,8种土壤重金属毒性响应系数Tri参照文献(表3);为方便同类研究结果间比较,评价参比值Cni采用Hakanson提出的工业化前全球土壤(沉积物)最高背景值,由于Hakanson未提供元素Ni的评价参比值,用土壤质量Ⅰ级标准值替代.潜在环境风险指数评价结果分级见表4.
2.3.3重金属健康风险评价
参考土壤重金属评价模型,本研究设定2种暴露途径:①通过手-口直接摄入;②通过皮肤接触摄入.其中,手-口摄食途径和皮肤接触途径下的摄入量(AOD)计算公式分别如式(6)和(7)所示.
式中,C为污泥中重金属含量(mg˙kg-1);IR为摄取速率(mg˙d-1);CF为转换因子(kg˙mg-1);EF为暴露频率(d˙a-1);ED为暴露年限(a);BW为受体体重(kg);AT为平均作用时间(a);SA为可能接触的皮肤面积(cm2˙d-1);SL为皮肤对土壤的吸附系数(mg˙cm-2);ABS为皮肤对化学物的吸附系数.相关参数取值见表5.
毒性评估指分析受试物引起暴露人群不良健康反应的各种证据,估计暴露强度与不良反应增加的可能性和不良健康反应程度之间的关系,对人体健康危害进行定性和定量估算,分为致癌和非致癌毒性评估.
单个污染物单一暴露途径的非致癌风险以HQ表示,多污染物多途径联合非致癌风险以HI表示,计算公式分别如下:
式中,CDIij为第i种污染物第j种暴露途径的平均每日单位暴露量(mg˙kg-1˙d-1);RfDij为第i种污染物第j种暴露途径的慢性参考剂量(md˙d˙mg-1);n1为非致癌影响的污染物个数;n2为暴露途径的个数.
污染物致癌风险值则以R表示,当暴露人群处于低风险水平(估算风险值在0.01以下)时,采用线性低剂量致癌风险模型,计算公式见式(10);当暴露人群处于高风险水平(估算风险值高于0.01)时,采用一次冲击模型,计算公式见式(11).
多个污染物多种暴露途径的联合致癌风险计算公式分别如下:
本次研究相关的污染物的毒性数据主要来源于国际癌症研究机构(IARC)和世界卫生组织(WHO),As、Cd为化学致癌物,其致癌强度斜率因子(SF值)和评价模型各重金属RfD值如表6所示.
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