文章信息
通讯作者：张云辉 副教授
通讯单位：宜宾西南交通大学研究院，西南交通大学地球科学与工程学院
亮点
• 地下水中潜在有毒元素Fe和Al的浓度超过对应的NBLs和TV。
• 敏感性分析表明Li的浓度对健康风险影响最大。
研究进展
图1 图文摘要
图2 潜在有毒元素浓度的箱形统计图，包含饮用标准、NBLs和TVs
PMF模型识别出研究区地下水中潜在有毒元素的五个来源（图3b，c）。因子1的主要元素为铁（Fe），铝（Al）、铅（Pb）和镍（Ni），归因于特定的地质构造以及研究区域的人类活动。研究区第四纪沉积物中富含褐铁矿（Fe2O3•nH2O）和赤铁矿（Fe2O3）。铝土矿（Al2O3•nH2O）、铅和镍硫化矿物的氧化产物经常会与铁的氧化物混合。高浓度的铁主要位于城市地区，是由于城市地区平坦的地形和高氨氮、亚氮、有机物会形成还原条件，将地下水中的三价铁还原为二价铁。
图3 源识别技术（a）斯皮尔曼相关分析和主成分分析的结合图，（b）基于PMF模型的潜在有毒元素的源贡献，（c）污染源的平均贡献比。
图4 非致癌风险的累计概率图（a）Li，（b）Fe，（c）Cu，（d）Zn，（e）Al，（f）B，（g）Ba，（h）Ni，（i）总非致癌风险
图5 不同变量对（a）儿童、（b）男性和（c）女性HI的敏感性权重
综上，这项研究揭示了研究区地下水中存在潜在有毒元素污染。潜在有毒元素污染区主要呈平面分布，过量的铁、铝、锂和硼对研究区北部和中部的地下水水质产生了威胁。PMF模型确定了影响潜在有毒元素浓度的5个因子，地质条件和人为活动共同控制研究区潜在有毒元素的浓度。健康风险评价显示合理最大暴露危害指数在1.3~1.6之间。因此，居民（特别是儿童）的巨大健康风险与过量的潜在有毒元素有关。敏感性分析结果表明，锂浓度是决定危害指数最重要的变量。因此，应将地下水保护重点放在锂浓度高的地区。本研究为城市地区地下水中潜在有毒元素的特定来源风险评估提供了有价值的信息。
作者介绍
张云辉，江西抚州人，西南交通大学地球科学与工程学院，副教授，硕士生导师，民主党派中国民主促进会会员，SCI期刊Frontiers in Earth Science（JCR二区）副主编，核心期刊《成都理工大学学报》（自科版）、《沉积与特提斯地质》、《中国地质》英文版（China Geology）、《地球科学与环境学报》、《中国地质调查》首届青年编委，以及Geothermics等多个SCI期刊特邀主编，四川省风险管理研究会副秘书长，四川省矿物岩石地球化学学会副秘书长/地热分委会主任。从事大数据+数值模型融合驱动的地下水科学研究及应用，旨在推动多尺度多介质土壤-地下水污染物界面过程与调控研究。目前主持国家重点研发计划子任务、国家自然科学基金、四川省重点研发计划项目、西藏自治区重点研发计划子课题等国家级、省部级等项目十余项，以一作/通讯作者在Journal of Hazardous Materials、Science of the Total Environment、Geoscience Frontiers、Geothermics等SCI期刊发表论文30余篇，HI指数23。
严雨婷，西南交通大学地球科学与工程学院在读硕士研究生，研究方向为水化学成因及环境效应。目前在Journal of Hazardous Materials、Science of the Total Environment、Journal of Contaminant Hydrology、Environmental Earth Sciences、Environmental Science and Pollution Research等期刊上发表论文7篇。
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