貴州松桃礦區(qū)洞穴水重金屬分布特征及污染評(píng)價(jià)*

徐承香，雷莉莎，張思強(qiáng)，杜維鋒，胡碧露，卓 瑞，龍輝遠(yuǎn)

(貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025)

0 引言

在許多國(guó)家或地區(qū)，巖溶地下水通常是生活飲用水、農(nóng)業(yè)灌溉水和工業(yè)用水的主要淡水來(lái)源[1]。一般說(shuō)來(lái)，地下水中的重金屬主要來(lái)源于巖石的化學(xué)風(fēng)化作用，但地表采礦、冶煉、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)廢水排放等產(chǎn)生的重金屬也會(huì)滲入地下水[2]。水是所有環(huán)境中至關(guān)重要的物質(zhì)，水質(zhì)被認(rèn)為是影響生物體健康或疾病狀態(tài)的主要因素[3]，生活飲用水的安全狀況是衡量我國(guó)農(nóng)村居民生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[4]。重金屬具有難降解性、毒性和生物累積性等特點(diǎn)，被認(rèn)為是環(huán)境中有害污染物或潛在有毒物質(zhì)[5]。必需重金屬元素(Cu、Zn、Cr等)在特定濃度下是生物和人體必需的，但在高濃度下會(huì)干擾必要的生化機(jī)能而產(chǎn)生毒性作用，非必需重金屬元素(Pb、Cd、Hg、As等)的毒性極高，對(duì)生物體有嚴(yán)重危害[6]。如飲用水中As污染會(huì)導(dǎo)致癌癥、肺病、皮膚病變、高血壓等疾病[7]，高濃度Cu和Mn會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)疾病[8]，Pb可能導(dǎo)致頭痛、腹痛、神經(jīng)損傷、胃癌、肺癌等[7,9]。

巖溶含水層具有快速滲透、長(zhǎng)距離運(yùn)移等特點(diǎn)，使其比其他水文地質(zhì)環(huán)境更容易受到污染[1]，因此，對(duì)洞穴巖溶地下水重金屬污染狀況的評(píng)價(jià)十分有必要。關(guān)于水體重金屬污染評(píng)價(jià)方法較多，如趙德文等[10]綜述了水體重金屬污染評(píng)價(jià)中使用較多的5類評(píng)價(jià)方法，即指數(shù)法、模糊綜合法、因子分析法、灰色關(guān)聯(lián)法和物元分析法；高學(xué)民等[11]運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP模型對(duì)長(zhǎng)江干流及主要支流的水質(zhì)進(jìn)行分類研究。目前，由美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(US EPA)推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型已被廣泛應(yīng)用于對(duì)地下水的重金屬污染評(píng)估，如有對(duì)印度蘇伯爾訥雷卡河流域地下水[2]、孟加拉國(guó)出口加工區(qū)周邊地下水[12]、印度安得拉邦普拉喀桑縣58個(gè)村莊的飲用和烹飪用地下水[13]、云南蕎麥地流域地下水[14]、廣西崇左響水地區(qū)地下水[15]等的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究。

在我國(guó)西南巖溶區(qū)的農(nóng)村，居民一般開(kāi)采淺層地下水作為飲用水源[14]。貴州處于西南巖溶區(qū)的中心地帶，洞穴數(shù)量分布多，水流域系統(tǒng)較發(fā)達(dá)，洞穴水作為特殊的地下水，成了山區(qū)居民的水源之一。國(guó)內(nèi)對(duì)洞穴內(nèi)水體的重金屬污染特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)道較少[16,17]，已有的研究未系統(tǒng)性進(jìn)行洞穴水體重金屬污染的季節(jié)性(或不同水期)的對(duì)比性分析。松桃位于貴州省東北部，是我國(guó)三大錳礦基地之一。據(jù)調(diào)查，松桃境內(nèi)農(nóng)村有部分居民直接以洞穴水作為生活飲用水源或農(nóng)業(yè)灌溉水源。已有研究表明松桃錳礦區(qū)地表水及沉積物受到重金屬污染，存在不同程度生態(tài)危害[18]，松桃寨英鎮(zhèn)洞外地下水中的Cr、As產(chǎn)生了一定的致癌風(fēng)險(xiǎn)[19]。為全面了解松桃礦區(qū)洞穴水的環(huán)境質(zhì)量，確保居民飲用洞穴水安全，本研究選取5個(gè)代表洞穴作為研究對(duì)象，分析檢測(cè)在不同水期洞穴水中9種重金屬(Cr、Cd、As、Pb、Cu、Hg、Zn、Ni、Mn)含量及分布特征，采用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，對(duì)洞穴水進(jìn)行重金屬污染評(píng)估，以期為該研究區(qū)洞穴用水安全和人類健康保障提供科學(xué)依據(jù)，為巖溶地區(qū)地下水的開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

松桃縣位于貴州省東北邊緣，東經(jīng)108°35′42″-109°23′30″，北緯27°49′40″-28°30′20″，海拔285-2 493.8 m。國(guó)土面積3 409 km2，總?cè)丝?4萬(wàn)，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候。巖石類型多樣，有砂頁(yè)巖、石灰?guī)r，也有河流沉積或海相沉積，這些巖石受構(gòu)造、侵蝕、溶蝕、堆積互相作用形成了較多的天然洞穴。境內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，已探明具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的礦產(chǎn)就有20余種，如錳礦、鉛鋅礦等。其中，錳礦已探明儲(chǔ)量5.7×108t，總的資源潛力超過(guò)1×109t[20]，占全國(guó)儲(chǔ)量的1/4，享有“錳都”之稱。本研究選取5個(gè)代表洞穴，研究區(qū)地理位置和洞穴分布見(jiàn)圖1。

圖1 研究區(qū)地理位置和采樣洞穴分布示意

1.2 樣品采集

平水期(2019年3-4月)、豐水期(2019年8月)和枯水期(2019年12月-2020年1月)進(jìn)行野外調(diào)查采樣，選取5個(gè)代表洞穴(位于錳礦區(qū)及附近，洞內(nèi)全年有水)進(jìn)行研究。各洞穴按有光帶、弱光帶、黑暗帶[16]劃分樣點(diǎn)。1#-4#樣點(diǎn)分別代表涼風(fēng)洞的進(jìn)口有光帶、進(jìn)口弱光帶、黑暗帶和出口有光帶；5#-7#分別代表下洞的有光帶、弱光帶和黑暗帶；8#-10#分別代表水洞的有光帶、弱光帶和黑暗帶；11#-13#分別代表連家洞的有光帶、弱光帶和黑暗帶；14#-16#分別代表千洞的有光帶、弱光帶和黑暗帶。按照《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》(HJ 494-2009)采樣，用JC-800采水器采集水樣，各樣點(diǎn)采集500 mL。水樣經(jīng)0.45 μm孔徑濾膜過(guò)濾，裝入洗凈的聚四氟乙烯瓶中，加高純HNO3酸化，使pH<2，冷藏箱運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，于4℃冰箱密封保存。

1.3 重金屬濃度測(cè)定

使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS，NexION300X，PE)檢測(cè)水樣中Cr、Cd、As、Pb、Cu、Hg、Zn、Ni、Mn濃度。每個(gè)水樣設(shè)置2個(gè)空白樣和3個(gè)平行樣，各指標(biāo)測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于15%。

1.4 重金屬污染評(píng)價(jià)

1.4.1 內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法能夠反映水體重金屬污染現(xiàn)狀及各種重金屬對(duì)復(fù)合污染的貢獻(xiàn)，是水體重金屬污染評(píng)價(jià)的常用方法，公式如下[21]：

(1)

(2)

式中，Pi為重金屬i的單因子污染指數(shù)；Ci為重金屬i的實(shí)測(cè)濃度；Si為重金屬i的標(biāo)準(zhǔn)值，采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值(GB/T 14848-2017)。Pn為重金屬的綜合污染指數(shù)；Pmax為重金屬單因子污染指數(shù)的最大值；Pave為各金屬單因子污染指數(shù)的平均值。Pi≤1或Pn≤0.7表示清潔，13或Pn>2表示重度污染。

1.4.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是通過(guò)估算有害因子對(duì)人體產(chǎn)生不良影響的概率，以評(píng)價(jià)暴露于該因子下人體健康所受的影響。水中污染物主要通過(guò)直接飲水和皮膚接觸2種途徑進(jìn)入人體，較多研究結(jié)果得出，經(jīng)飲水途徑引起的健康風(fēng)險(xiǎn)比皮膚接觸途徑高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)[12,15,22]，因此本研究?jī)H選用飲水途徑來(lái)進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，公式如下[17,23]：

(3)

(4)

(5)

假設(shè)各重金屬對(duì)人體健康水平的危害程度呈累積相加關(guān)系，則洞穴水總的健康風(fēng)險(xiǎn)危害為

R=Rc+Rn。

(6)

2 結(jié)果與分析

2.1 松桃洞穴水重金屬濃度及分布特征

松桃錳礦區(qū)洞穴水中9種重金屬的濃度見(jiàn)表1。除Hg、Cd外，其余重金屬檢出率均為100%。重金屬濃度為Cr,0.105-0.648 μg·L-1;Cd,ND-0.146 μg·L-1;As,0.045-0.281 μg·L-1;Pb,0.002-1.965 μg·L-1;Cu,0.008-1.395 μg·L-1;Hg,ND-0.080 μg·L-1;Zn,0.041-1.532 μg·L-1;Ni,0.071-0.528 μg·L-1;Mn,0.040-52.098 μg·L-1。各重金屬在3個(gè)水期的濃度平均值為Mn (1.317 μg·L-1)>Cr (0.327 μg·L-1)>Zn (0.290 μg·L-1)>Ni (0.242 μg·L-1)>Pb (0.220 μg·L-1)>Cu (0.161 μg·L-1)>As (0.126 μg·L-1)>Hg(0.013 μg·L-1)>Cd (0.012 μg·L-1)。與《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)相比，洞穴水重金屬濃度均未超標(biāo)，可以作為集中式的生活飲用水水源以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水。重金屬濃度變異系數(shù)為Mn>Cd>Pb>Cu>Hg>Zn>Ni>As>Cr，說(shuō)明研究區(qū)域洞穴水中的重金屬在各樣點(diǎn)分布不均勻，時(shí)空差異較大，尤其是Mn的差異最大，最低濃度(0.040 μg·L-1)分布在平水期的12#樣點(diǎn)和14#樣點(diǎn)，而最高濃度(52.098 μg·L-1)分布在豐水期1#樣點(diǎn)，兩者相差1 302倍。這可能是由于自身地層巖性的原因，成土過(guò)程中元素遷移與富集具有較大差異，造成重金屬的豐貧具有不均一性[14]。

表1 洞穴水重金屬濃度(μg·L-1)

Kruskal-Wallis檢驗(yàn)表明，枯水期洞穴水中Cd、Pb、Cu、Zn濃度顯著高于平水期(P<0.05)，豐水期和枯水期洞穴水中Mn濃度顯著高于平水期(P<0.05)，3個(gè)水期洞穴水中Cr、As、Hg、Ni濃度均無(wú)顯著差異(P>0.05)。從不同水期各洞穴水重金屬總濃度(除涼風(fēng)洞外)看：枯水期>豐水期>平水期，這與柳江流域[24]重金屬濃度冬季比夏季高的結(jié)果基本一致。其原因可能與喀斯特洞穴的特殊結(jié)構(gòu)、水文狀況以及洞外河流水的季節(jié)性輸入變化有關(guān)，洞穴的巖溶管道和管道裂隙發(fā)育強(qiáng)烈，在豐水期和平水期，受洞外降水影響，洞穴內(nèi)水位會(huì)升高且水流量大，洞穴水中的重金屬濃度由于稀釋作用而降低[24,26]。

從洞穴內(nèi)各光帶3個(gè)水期重金屬平均總濃度堆積(圖2)看出，重金屬含量為0.862 μg·L-1(12#樣點(diǎn))-18.385 μg·L-1(1#樣點(diǎn))。Mn (20.23%)、Cr(19.14%)、Zn (15.93%)、Ni (14.28%)的平均貢獻(xiàn)率較大，貢獻(xiàn)率最大的樣點(diǎn)分別為1#、12#、7#、5#。5個(gè)洞穴中，水體重金屬總平均濃度表現(xiàn)為涼風(fēng)洞(5.969 μg·L-1)>下洞(2.768 μg·L-1)>千洞(2.135 μg·L-1)>水洞(1.471 μg·L-1)>連家洞(0.923 μg·L-1)。

圖2 各采樣點(diǎn)3個(gè)水期重金屬平均總濃度堆積

2.2 松桃洞穴水與貴州洞外地表水的重金屬濃度比較

將本研究洞穴水與貴州多處洞外地表水重金屬濃度相比(表2)，除了松桃礦區(qū)地表水Hg未檢測(cè)出和紅楓湖As含量較低外，本研究洞穴水中大多數(shù)重金屬含量總體上低于洞外地表水，如六盤(pán)水杉樹(shù)林礦區(qū)地表水中Pb、Zn的含量分別是松桃洞穴水的2 161倍和592倍，松桃礦區(qū)洞穴外地表水Mn的含量是洞穴水的221-14 926倍。紅楓湖As含量比本研究洞穴水低，主要是因?yàn)榧t楓湖為貴陽(yáng)居民的重要飲用水源，對(duì)其環(huán)境保護(hù)、控制均較嚴(yán)格。在洞穴外，Rattan等[27]、杭小帥等[28]、林文杰等[29]的研究也得出地表水重金屬含量總體高于同區(qū)域地下水的結(jié)論。

表2 松桃洞穴水和貴州洞穴外地表水中重金屬濃度的比較(μg·L-1)

此外，將松桃礦區(qū)洞穴水與同區(qū)域的洞外地下飲用水[19]相比，洞穴水中的As、Pb含量遠(yuǎn)高于洞外地下水，分別是33倍和44倍，其余重金屬含量在洞內(nèi)、洞外均接近，這可能與各洞穴水的組成不同有關(guān)，下洞、水洞、涼風(fēng)洞中有一部分水是直接由洞外地表水(河流水或小溪)流進(jìn)洞內(nèi)，從而可能使這些洞穴內(nèi)水中的部分重金屬含量相對(duì)偏高。

洞穴水是一種特殊的地下水。雖然目前對(duì)本研究的5個(gè)洞穴以及荔波13個(gè)洞穴[16]內(nèi)水的重金屬濃度與貴州多處洞外地表水的濃度相比較，均得出洞穴水中大部分重金屬濃度總體較貴州洞外地表水低的結(jié)論，但由于缺乏洞穴附近的地表水?dāng)?shù)據(jù)，今后會(huì)直接在洞穴附近選取地表水進(jìn)行深入對(duì)比研究。

2.3 松桃洞穴水重金屬的相關(guān)性

洞穴水的重金屬濃度Spearman相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表3。Cd-Cr、Cd-Pb、Cd-Zn、Cd-Ni、As-Cu、Pb-Zn、Zn-Ni幾組元素之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)均在0.6以上，Zn-As、Zn-Cu之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為0.535,0.524，說(shuō)明這些元素兩兩之間具有部分共同的物質(zhì)來(lái)源或地球化學(xué)特性很相近，尤其是Cd-Zn、As-Cu之間的關(guān)系最為密切，含量受彼此影響較大。本研究中Cu與Zn、As存在顯著正相關(guān)關(guān)系或極顯著正相關(guān)關(guān)系，是因?yàn)镃u、Zn、As均為親銅元素，影響他們形成和遷移富集的最主要因素是酸堿度[34]，本研究洞穴水pH值為7.0-8.3，差異不大。Hg-Pb、Hg-Cr、Hg-Cd、Hg-Zn 4組元素之間存在極顯著負(fù)相關(guān)或顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明他們之間來(lái)源不同或地球化學(xué)特性差異較大。Mn與其他重金屬之間的相關(guān)性較弱，尤其是Mn-Cr、Mn-Cd、Mn-Hg、Mn-Zn 4組元素之間相關(guān)系數(shù)均小于0.1，說(shuō)明Mn與這些元素之間無(wú)相同來(lái)源。

表3 洞穴水重金屬之間的相關(guān)關(guān)系矩陣

2.4 松桃洞穴水重金屬污染評(píng)價(jià)

2.4.1 重金屬污染綜合評(píng)價(jià)

采用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法對(duì)洞穴水重金屬污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的結(jié)果見(jiàn)表4。從3個(gè)水期的各種重金屬單因子污染指數(shù)均值看，Pb、Hg、As、Ni、Mn對(duì)綜合污染的貢獻(xiàn)較大，但所有重金屬元素的單因子污染指數(shù)均低于1.0，處于清潔水平。即使Mn在涼風(fēng)洞有光帶豐水期的污染指數(shù)最高(0.521)，但該洞豐水期Mn的平均污染指數(shù)僅為0.136，均低于1.0。從各水期的綜合污染指數(shù)均值看，除涼風(fēng)洞外，枯水期的綜合污染指數(shù)高于豐水期和平水期，說(shuō)明枯水期洞穴水的重金屬污染水平高于豐水期和平水期。但5個(gè)洞穴各水期綜合污染指數(shù)均遠(yuǎn)低于0.7，處于清潔水平。總體說(shuō)明松桃礦區(qū)洞穴水未受重金屬污染，為清潔水平。

表4 洞穴水重金屬污染綜合評(píng)價(jià)

續(xù)表4

2.4.2 重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

致癌化學(xué)污染物Cr、Cd、As所致的健康風(fēng)險(xiǎn)范圍：成年男性分別為2.99×10-6-7.60×10-6a-1、6.72×10-9-6.94×10-8a-1、4.99×10-7-9.55×10-7a-1；成年女性分別為2.62×10-6-6.68×10-6a-1、5.90×10-9-6.10×10-8a-1、4.38×10-7-8.39×10-7a-1；兒童分別為3.58×10-6-9.12×10-6a-1、8.05×10-9-8.32×10-8a-1、5.98×10-7-1.14×10-6a-1(表5)。由此可看出，致癌化學(xué)污染物所致的健康風(fēng)險(xiǎn)為Cr>As>Cd，這與貴州荔波洞穴水[16]、銅仁礦區(qū)農(nóng)村地下飲用水[19]、柳江流域飲用水源[24]、新疆拜城縣農(nóng)牧區(qū)飲用水[35]等結(jié)果一致。5個(gè)洞穴中Cr所致的成年男性、成年女性和兒童的健康風(fēng)險(xiǎn)雖然未超過(guò)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)(1.0×10-4a-1)，但均超過(guò)了英國(guó)皇家協(xié)會(huì)、瑞典環(huán)境保護(hù)局、荷蘭建設(shè)和環(huán)境部推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)(1.0×10-6a-1)[35]。一般而言，個(gè)人的致癌風(fēng)險(xiǎn)值為10-6-10-4a-1，表示存在潛在風(fēng)險(xiǎn)[36]。因此，如果長(zhǎng)期飲用不加處理的洞穴水，會(huì)存在潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)。

非致癌化學(xué)污染物Pb、Cu、Hg、Zn、Ni、Mn所致的健康風(fēng)險(xiǎn)集中在10-13-10-11a-1，其大小順序?yàn)镻b>Hg>Cu>Ni>Mn>Zn。與同區(qū)域洞外地下飲用水的研究結(jié)果[19]相比，松桃礦區(qū)洞外地下水Pb、Cu、Hg、Zn、Ni、Mn引起的健康風(fēng)險(xiǎn)平均值主要集中在10-12-10-11a-1，Pb的風(fēng)險(xiǎn)值小于本研究，Cu、Hg、Ni、Mn的風(fēng)險(xiǎn)值與本研究相當(dāng)，而Zn的風(fēng)險(xiǎn)值略高于本研究。

成年男性、女性、兒童的健康總風(fēng)險(xiǎn)分別為3.81×10-6-8.63×10-6a-1、3.35×10-6-7.58×10-6a-1和4.57×10-6-1.03×10-5a-1。5個(gè)洞穴的健康總風(fēng)險(xiǎn)排序?yàn)榍Ф?涼風(fēng)洞>下洞>連家洞>水洞。從重金屬元素對(duì)健康總風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)看，致癌重金屬元素所產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)值約是非致癌重金屬元素所產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)值的106倍，即健康總風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自于致癌重金屬元素，這與很多研究結(jié)果一致[15,16,24,37,38]，致癌風(fēng)險(xiǎn)的空間分布表明了該研究地區(qū)的健康風(fēng)險(xiǎn)格局。特別是Cr健康總風(fēng)險(xiǎn)的平均貢獻(xiàn)率最大，為86.77%，因此，Cr應(yīng)作為研究區(qū)域優(yōu)先控制管理的重金屬污染物。從不同類人群受到的健康風(fēng)險(xiǎn)來(lái)看，兒童受到的健康風(fēng)險(xiǎn)最高，成年男性次之，成年女性最低，這與趙宇中等[38]的研究結(jié)果一致。說(shuō)明兒童對(duì)重金屬的敏感度要高于成人，更容易受到重金屬的危害，可能與兒童年齡小、身體免疫力和耐受能力較低有關(guān)。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)兒童飲用水安全的控制和管理。

表5 洞穴水重金屬經(jīng)飲水途徑所致的個(gè)人平均年健康風(fēng)險(xiǎn)和健康總風(fēng)險(xiǎn)(a-1)

續(xù)表5

從本研究的結(jié)果可看出，雖然某些重金屬(如Cr)的檢出濃度不存在超標(biāo)，且重金屬污染綜合評(píng)價(jià)也處于安全清潔水平，但由于其毒性較大，在進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)之后，其健康風(fēng)險(xiǎn)超過(guò)了英國(guó)皇家協(xié)會(huì)等國(guó)際機(jī)構(gòu)的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)值(1.0×10-6a-1)，成為主要風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源物質(zhì)。由于成人與兒童、男性與女性的體質(zhì)、心理、習(xí)慣等不同，在進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，最好分人群計(jì)算更切合實(shí)際。因此，如果能將飲用水源的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)列入水質(zhì)監(jiān)測(cè)或環(huán)境評(píng)價(jià)工作中，將健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與其他水質(zhì)評(píng)價(jià)相結(jié)合，能更全面、及時(shí)了解飲用水的安全狀況，有助于加強(qiáng)飲用水源地的水質(zhì)保護(hù)與風(fēng)險(xiǎn)管理。

3 結(jié)論

研究區(qū)洞穴水重金屬濃度均值為Mn (1.317 μg·L-1)>Cr (0.327 μg·L-1)>Zn (0.290 μg·L-1)>Ni (0.242 μg·L-1)>Pb (0.220 μg·L-1)>Cu (0.161 μg·L-1)>As (0.126 μg·L-1)>Hg (0.013 μg·L-1)>Cd (0.012 μg·L-1)，未超過(guò)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。在3個(gè)水期，研究區(qū)洞穴水重金屬濃度總體表現(xiàn)為枯水期高于豐水期、平水期。洞穴水重金屬含量總體低于貴州多處洞外地表水。研究區(qū)洞穴水Cd-Cr、Cd-Pb、Cd-Zn、Cd-Ni、Cu-As、Cu-Zn、Pb-Zn、Ni-Zn、As-Zn幾組元素間具有共同的物質(zhì)來(lái)源或地球化學(xué)特性相近。Hg與Pb、Cr、Cd、Zn之間來(lái)源不同或地球化學(xué)特性差異較大。內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法研究結(jié)果表明，松桃礦區(qū)洞穴水處于清潔水平。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表明，Cr所致的健康風(fēng)險(xiǎn)超過(guò)英國(guó)皇家協(xié)會(huì)等最大可接受風(fēng)險(xiǎn)(1.0×10-6a-1)，說(shuō)明長(zhǎng)期飲用不加處理的洞穴水存在潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)。健康總風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自致癌重金屬，其中，Cr的平均貢獻(xiàn)率最大(86.77%)，應(yīng)作為優(yōu)先管理的污染物。不同人群受到的健康風(fēng)險(xiǎn)為兒童>成年男性>成年女性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)兒童飲用水安全的控制和管理。

綜合來(lái)看，雖然松桃礦區(qū)洞穴水目前適用于生活飲用水源，但如果長(zhǎng)期飲用，仍會(huì)有潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)。由于貴州生態(tài)環(huán)境的脆弱性，一旦遭到污染，則是地表、地下、水、土壤、大氣的三維空間的全位污染，且難治理[39]。因此為加強(qiáng)洞穴水質(zhì)保護(hù)，防止洞穴水源地重金屬惡化，確保居民飲用洞穴水安全，建議如下：①提高認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)宣傳。提高居民環(huán)境衛(wèi)生和對(duì)飲水安全問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，廣泛開(kāi)展環(huán)境保護(hù)宣傳教育。②重視飲水途徑。有研究表明，通過(guò)熱水壺加熱途徑后飲用水中重金屬所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)高于凈水器過(guò)濾凈化途徑[40]，故建議居民采用凈水器過(guò)濾凈化后再飲用洞穴水，尤其是兒童盡量不要直接飲用洞穴水。③防止污染，保護(hù)洞穴水資源。其一，減少和控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)洞穴水的污染。開(kāi)發(fā)工礦業(yè)時(shí)，合理地進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，選址應(yīng)避開(kāi)洞穴水源地，科學(xué)處理污水、廢渣、廢氣等。其二，減少和控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)洞穴水的污染。在洞穴水源地附近，科學(xué)合理地使用化肥、農(nóng)藥，確保化肥、農(nóng)藥用量的合理性，禁用劇毒農(nóng)藥，建議使用高效、低毒農(nóng)藥和化肥品種。其三，合理處理生活污染源。建立完善的生活垃圾與生活廢物處理措施，設(shè)置排水庫(kù)和廢水坑。④設(shè)立洞穴水源保護(hù)點(diǎn)，重點(diǎn)保護(hù)作為農(nóng)村集中飲用水源的洞穴，提高洞穴水源地環(huán)境監(jiān)測(cè)能力。