环境科学  2021, Vol. 42 Issue (4): 1820-1829   PDF    
引用本文
程云轩, 高秋生, 李捷, 李慧, 吴鹏, 焦立新. 淮河流域南四湖可挥发性有机物污染特征及风险评价[J]. 环境科学, 2021, 42(4): 1820-1829.
CHENG Yun-xuan, GAO Qiu-sheng, LI Jie, LI Hui, WU Peng, JIAO Li-xin. Characteristics of Volatile Organic Compounds Pollution and Risk Assessment of Nansi Lake in Huaihe River Basin[J]. Environmental Science, 2021, 42(4): 1820-1829.
淮河流域南四湖可挥发性有机物污染特征及风险评价
程云轩1,2, 高秋生1,2, 李捷1,2, 李慧1,2, 吴鹏1,2, 焦立新1,2     
1. 中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室, 北京 100012;
2. 中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室, 北京 100012
收稿日期: 2020-09-03; 修订日期: 2020-09-16
基金项目: 国家科技基础性工作专项(2015FY110900-005)
作者简介: 程云轩(1995~), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为湖泊水体污染治理, E-mail: 244937163@qq.com
通信作者: 焦立新, E-mail: jiaolx@craes.org.cn
摘要: 通过调查南四湖可挥发性有机物的污染特征并对生态风险和健康风险进行评价，2017年11月在南四湖25个取样点采得水样，利用吹扫捕集和GC-MS对52种VOCs进行检测.乙苯、间/对-二甲苯、邻-二甲苯、1，2-二氯苯和萘检出率达到100%；顺式1，3-二氯丙烯和甲苯的检出率为96%；1，2，4-三甲基苯的检出率最低，仅为12%；1，2-二氯苯平均浓度最高，达到3.49 μg·L-1，1，2，4-三甲基苯平均浓度最低仅为0.02 μg·L-1.南四湖水体中1，2-二氯苯浓度总体上高于其他VOCs，间/对-二甲苯和乙苯在NSH-24号点位浓度远超过该点位其他的VOCs，但所有VOCs中值均未超过4 μg·L-1.南四湖水体VOCs浓度的空间分布呈现西北和东南两端高，中部低的特点.造成南四湖VOCs污染的主要原因可能是航运船只航行过程中排放的尾气，次要原因为上下游支流中VOCs的汇集和人为因素影响.对南四湖的健康风险评价发现，总体上看南四湖并无致癌或非致癌的健康风险，但个别点位的风险值偏高，甚至超过US EPA规定的风险阈值.南四湖有12个点位的生态风险商值超过了1，即存在对水生生物的生态风险.
关键词: 可挥发性有机物(VOCs)      南四湖      气相色谱质谱联用仪(GC-MS)      空间分布      风险评价     
Characteristics of Volatile Organic Compounds Pollution and Risk Assessment of Nansi Lake in Huaihe River Basin
CHENG Yun-xuan1,2 , GAO Qiu-sheng1,2 , LI Jie1,2 , LI Hui1,2 , WU Peng1,2 , JIAO Li-xin1,2     
1. National Engineering Laboratory for Lake Pollution Control and Ecological Restoration, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China;
2. State Environmental Protection Key Laboratory for Lake Pollution Control, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China
Abstract: This study aimed to investigate the pollution characteristics of the volatile organic compounds in Nansi Lake and evaluate the ecological and health risks. In November 2017, water samples collected from 25 sampling points in Nansi Lake using the purge and trap technique and GC-MS detected 52 types of VOCs. The detection rate of ethylbenzene, m-/p-xylene, o-xylene, 1, 2-dichlorobenzene, and naphthalene reached 100%, and cis-1, 3-dichloropropene and toluene reached 96%. The detection rate of 1, 2, 4-trimethyl benzene was the lowest, at only 12%, the average concentration of 1, 2-dichlorobenzene was the highest, reaching 3.49 μg·L-1, and 1, 2, 4-trimethyl benzene was only 0.02 μg·L-1. The concentration of 1, 2-dichlorobenzene in Nansi Lake was generally higher than that of other VOCs. Meanwhile, the concentrations of m-/p-xylene and ethylbenzene at point NSH-24 far exceeded the other VOCs, but the median value of all VOCs did not exceed 4 μg·L-1. The spatial distribution of the VOCs concentrations in Nansi Lake presented high values in the northwest and southeast, and low in the middle. The leading cause of VOCs pollution in Nansi Lake may be the exhaust gas emitted by shipping vessels during navigation, and the secondary cause is the collection of VOCs in the upstream and downstream tributaries and the influence of human factors. The health risk assessment of Nansi Lake found that, overall, there was no carcinogenic or non-carcinogenic health risk, but the risk value of individual points was relatively high, even exceeding the risk threshold set by the US EPA. There were 12 points in Nansi Lake where the ecological risk quotient exceeded 1, indicating an ecological risk to aquatic organisms.
Key words: volatile organic compounds(VOCs)      Nansi Lake      gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)      spatial distribution      risk assessment     

世界卫生组织(WHO)定义熔点低于室温, 沸点在50~260℃之间并能挥发的有机物为可挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs).VOCs是重要的化工原料、中间体和有机溶剂, 它们广泛应用于化工、医药、农药和制革等行业[1].但随着人类工业农业等的发展, VOCs带给环境的影响日益明显, 目前对于VOCs的研究多停留在大气环境中[2], 但有研究表明大气中的VOCs在一定程度上能实现气相-水相的交换[3], 大气中VOCs浓度可能影响附近水体的VOCs浓度, 这一发现使得水体中VOCs的来源又多增加了一种途径.国内外均已经在地表水[4]和地下水中[5]发现了VOCs.我国长江、淮河、黄河、海河和辽河这5大流域的典型饮用水源地都检测出了VOCs的存在[6], 而人体一旦摄入过量VOCs后会导致畸形、突变和癌症, 还可导致肝肾和肺[7]功能损害, 以及诱发生殖功能、免疫功能和神经等一系列慢性疾病[8], 威胁人体健康; 同时还有研究发现VOCs对生态环境中的植物也会造成不小的影响, 一定剂量的VOC会导致水稻等植物种子的发芽率以及胚根、胚轴长度降低[9], 因此可挥发性有机物带来的环境问题应当引起重视.国家已将部分VOCs纳入GB 3838-2002《地表水环境质量标准》和GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》的限值指标之中, 至今已扩展至30项.

南四湖是淮河流域子流域之一, 主要位于山东省西南部, 西南角向南延伸至苏北地区, 位于北纬34°24′~35°59′, 东经115°02′~117°42′[10].行政范围主要包括山东省的济宁、枣庄、菏泽和泰安这4个地级市, 以及江苏省徐州市, 流域面积30453 km2, 流域内水系纵横交错, 入湖河流达53条[11].作为该流域内所有支流的汇集点, 同时也是周边民众生产生活用水水源, 了解南四湖VOCs污染状况至关重要, 利用数据分析软件对南四湖VOCs的浓度以及空间分布进行定性与定量的分析, 可以初步明确其VOCs大体的污染状况, 再针对人体和生态环境所产生的风险进行评价, 即可明确南四湖VOCs污染的整体状况, 以期为控制湖泊水体VOCs污染做出贡献.

1 材料与方法 1.1 水样采集

2017年11月根据GPS坐标定位, 在由南阳湖、独山湖、昭阳湖和微山湖这4个湖泊组成的南四湖水体中选取25个取样点采集水样(图 1), 25个点位的地理信息详情如表 1所示.使用40 mL棕色VOCs取样瓶采集水样至溢流, 确保瓶内无气泡, 使用聚四氟乙烯(PTFE)瓶盖密封保存, 同时预先向水样中添加50 μL HCl溶液(1 ∶1, pH≤2), 防止目标物质被生物降解.将样品用4℃保温箱冷藏, 采样结束后当天送至实验室进行样品检测.

图 1 南四湖采样地点示意 Fig. 1 Schematic diagram of sampling points in Nansi Lake

Table 1 Geographical information for 25 sampling sites in Nansi Lake

1.2 试剂

所使用的系列标准物质(购自美国AccuStandard公司)包括: 1, 1-二氯乙烯、反式-1, 2-二氯乙烯、1, 1-二氯乙烷、顺式-1, 2-二氯乙烯、2, 2, -二氯丙烷、溴氯甲烷、1, 1, 1-三氯乙烷、1, 1-二氯丙烯、四氯化碳、苯、1, 2-二氯乙烷、三氯乙烯、1, 2-二氯丙烷、二溴甲烷、溴二氯甲烷、顺式1, 3-二氯丙烯、甲苯、反式1, 3-二氯丙烯、1, 1, 2-三氯乙烷、四氯乙烯、1, 3-二氯丙烷、一氯二溴甲烷、1, 2-二溴乙烷、氯苯、1, 1, 1, 2-四氯乙烷、乙苯、间/对-二甲苯、邻-二甲苯、苯乙烯、溴仿、异丙苯、溴苯、1, 1, 2, 2-四氯乙烷、1, 2, 3-三氯丙烷、正丙苯、2-氯甲苯、4-氯甲苯、1, 3, 5-三甲基苯、叔丁基苯、1, 2, 4-三甲基苯、仲丁基苯、1, 4-二氯苯、1, 3-二氯苯、4-异丙基甲苯、1, 2-二氯苯、正丁基苯、1, 2-二溴-3-氯丙烷、1, 2, 4三氯苯、六氯丁二烯、萘和1, 2, 3-三氯苯共52种VOCs[12]. 在进行样品检测过程中, 使用甲醇逐级稀释完成标准液的配置.使用1, 4-二氯苯-d4为测试时内标物.

1.3 仪器与控制条件

吹扫捕集使用PT9800 & Aquatek100.色谱仪使用Agilent GC7890/MS5975色质联用仪, DB-624石英毛细管柱.控制条件: 吹扫过程控制在常温下进行, 吹扫速度40 mL ·min-1, 吹扫用时11 min, 吹脱用时1 min, 预脱附温度190℃, 脱附用时2 min, 烘烤温度200℃, 烘烤用时6 min.气相色谱仪初始柱温度35℃, 以6℃ ·min-1速率到160℃, 后以20℃ ·min-1速率2 min升至210℃.载带气体使用纯度>99.99%的氦气以恒流方式充入.质谱仪离子化方式为: EI, 能量强度70 eV.离子源温度200℃, 接口温度220℃, 扫描范围35~300 u.每次检测使用20 mL样品与50 μL内标(质量浓度为20 μg ·L-1), 进行检测分析.对样品52种VOCs检测线性范围为0.05~100.0 μg ·L-1, 回收率达到72%~121%, 精密度(RSD)达到2.69%~12.99%, 检出限0.01~0.25 μg ·L-1.选用仪器和控制条件参考文献[12].

1.4 实验室质控

VOCs具有易挥发的特殊性质, 部分可挥发性有机物在实验室中属于常用试剂, 在对于样品进行前处理时易发生污染从而干扰实验数据.因此实验中严格控制操作过程, 在采样结束当天就将样品送至实验室检测, 并对样品设置实验室空白组, 以测得实验室背景值.实验室背景值GC-MS色谱图如图 2所示.利用选择离子在图谱上找寻相应的目标物质, 分析后可知有两种目标物质出现明显峰, 即代表这两种物质被检出(表 2).为保证最后检测结果准确应在后续VOCs检出情况中扣除这一值.

图 2 实验室背景值GC-MS色谱图 Fig. 2 GC-MS chromatogram of laboratory background value

表 2 两种被检出VOCs详细信息 Table 2 Details of the two detected VOCs

1.5 健康风险评价体系

南四湖作为周边地区农业和生活用水水体, 所含VOCs对人体健康的影响选用US EPA健康风险模型进行评价[13], 目前该方法已成为国际公认可靠的健康风险评价体系, 在1983年由美国国家科学院提出[14].由于本研究所测出的VOCs根据以往文献, 有少量未被US EPA列入风险评价体系, 但VOCs属有机物, 其种类繁多且尚无法将所有已知的VOCs对人体健康影响一一洞悉, 因此列出文献中经常出现的VOCs作为健康评价衡量标准, 同时也作为与其他水体VOCs含量作为对比的依据.在计算健康风险时通常分别计算非致癌风险指数(HI)和致癌风险指数(Risk), 非致癌风险指数计算公式如下:

式中, CDI为长期日摄入剂量, mg·(kg·d)-1; RfD则为污染物非致癌参考剂量, mg·(kg·d)-1.

致癌风险指数(Risk)表示暴露于致癌物中而导致的人一生中超过正常水平的癌症发病率, 在低剂量暴露(Risk＜0.01)时, 计算公式如下:

在高剂量暴露(低剂量暴露时Risk计算数值≥0.01), 计算公式如下:

式中, SF为污染物致癌斜率因子, (kg·d)·mg-1.

CDI通常包含两种途径的计算:

上述公式中的参数均参考US EPA推荐值并结合国情进行选取, 如表 3所示.

表 3 相关符号、参数名称、单位及取值 Table 3 Related symbols, parameter names, units, and values

1.6 生态风险评价体系

生态风险评估多用于评估暴露于一种或多种有害物质中可能发生或正在发生不利生态影响的可能性[16].通常使用风险商模型(RQ)来定量分析特定物种暴露于环境中化学药品的风险.风险商值则根据欧洲药品评价机构(EMEA)发布的指南进行计算:

式中, MEC为实测环境浓度(μg ·L-1).PNEC为预测化合物对水生生物无影响浓度(μg·L-1).而PNEC可以由慢性值(Chv)和评估因子(AF)的比值而来, 公式如下:

为评估南四湖水域总体的生态风险, 将各物质的生态风险采取叠加的形式按以下公式计算:

这里的慢性值(Chv)取值参考US EPA污染预防数据库PBT profilers, 评估因子(AF)此时取值为100[17], 取值以及计算方法参考Chen等[6]和Cao等[18]所做相关研究.

2 结果与讨论 2.1 VOCs检出情况

对南四湖水域25个取样点的52种VOCs进行检测, 共有24种被检测出, 扣除实验室空白值后检出情况如表 4所示.检出物质中苯系物占大多数, 烯烃与烷烃次之, 其他物质为少数.其中乙苯、间/对-二甲苯、邻-二甲苯、1, 2-二氯苯和萘检出率达到100%, 即在25个取样点中均被检测出来. 顺式1, 3-二氯丙烯和甲苯的检出率为96%, 即除了在24号点未检测出外, 在其他点位均被检测出. 1, 2, 4-三甲基苯的检出率最低, 仅为12%, 即只在NSH-6、NSH-7和NSH-8号点位被检测出.1, 2-二氯苯平均浓度最高, 达到3.49 μg ·L-1, 其次是间/对-二甲苯, 平均值为1.63 μg ·L-1. 1, 2, 4-三甲基苯平均浓度最低仅为0.02 μg ·L-1.参考生活饮用水卫生标准和地表水环境质量标准[19, 20], 检测出的VOCs浓度远低于上述标准中国家限值(表 3).但间/对-二甲苯在NSH-24号点位仍检测出23.39 μg ·L-1, 这一状况值得引起重视.取样期间正值京杭大运河河道清淤疏浚工程期间, 由于VOCs的易挥发易降解的特性, 因此可能导致测出值偏低.

表 4 南四湖水体VOCs检出情况 Table 4 VOCs concentrations in the surface water of Nansi Lake

同时对每种VOCs在各个点位的浓度进行分析(如图 3), 可以看出24种VOCs含量的中值均处于5 μg ·L-1以下. 1, 2-二氯苯在大多数点位的浓度相较于其他VOCs浓度较高, 同时在图 3中乙苯与间/对-二甲苯处出现异常值, 该异常值表示乙苯、间/对-二甲苯在NSH-24号点位的浓度远超它们在其他点位的浓度.

图 3 取样点VOCs浓度箱线图 Fig. 3 Boxplot of VOCs concentrations at sampling sites

Chen等[6]对于中国五大流域常规VOCs浓度有过相关研究, 检出的浓度范围为0~9.81 μg ·L-1, 南四湖在我国五大流域中属淮河流域, 除间/对-二甲苯在NSH-24号点位浓度超过这一范围外, 其余VOC均处于这一浓度范围内.该研究还发现五大流域中检出率最高的10种常规型VOCs, 分别有7种(1, 2, 4-三氯苯甲苯、间/对-二甲苯、萘、1, 2-二氯丙烷、溴氯甲烷、乙苯和1, 2, 3-三氯苯)在南四湖水体中被检测出, 1, 2-二氯丙烷检出率为44%, 属7种中检出率最低.同时南四湖萘的浓度(0.09~3.45 μg ·L-1)也与五大流域检出浓度范围(0.18~3.37 μg ·L-1)相似.因此南四湖VOCs的检出情况与我国五大流域的检出情况基本相符.

2.2 VOCs空间分布

利用ArcGIS 10.2软件对南四湖水体的每个点位的VOCs总浓度进行分析(如图 4), 可以发现南四湖水体的VOCs污染空间分布呈现"两端高, 中间低"的情况.即位于湖体东南和西北两端的南阳湖和微山湖VOCs的浓度较高, 且位于西北端的南阳湖VOCs浓度整体高于东南端的微山湖的浓度, 处于"中间"位置的昭阳湖和独山湖VOCs浓度则较低.

图 4 南四湖VOCs浓度空间分布 Fig. 4 Spatial distribution of VOCs concentrations in Nansi Lake

结合现有的地图资料分析, VOCs浓度较高的点位一般位于码头附近或者码头较为集中的区域, 如污染最严重的NSH-24号点位附近是微山湖风景区的微山岛码头, NSH-23号点位附近是微山岛旅游渡口; 污染较为严重的NSH-11号点位附近是枣庄市滕州港, NSH-8号点位附近是惠河码头、南阳古镇西渡口码头和北田家岛村码头; 污染较轻的NSH-19号点位附近有着微山港和微山县夏镇西港两个码头; 位于西北端的南阳湖比湖"中间"部分的VOCs污染要严重, 可以注意到有如白沙港旅游码头、鲁桥码头和口门村旅游渡口等一众码头环绕南阳湖分布.通过采样期间走访当地居民, 获悉南四湖航运船舶多采用汽油作为燃料, 根据陈鸿展等[21]的研究, 无论使用高硫或低硫汽油的船只排放物主要由烷烃、烯烃和芳香烃化合物(只含有少量炔烃)组成, 而南四湖水体中检测出的VOCs中芳香烃、烷烃和烯烃占据了一大部分, 乙苯和间/对-二甲苯在处于旅游航线附近的NSH-24号点位还出现浓度异常高的情况.该研究与前一部分VOCs的检出情况吻合, 可推测往来船只尾气排放会对环境中VOCs的浓度产生较大影响.

同时由于南四湖作为该地区所有支流的汇集点, 汇集来自周边区域的污水, 上下游生活污水和工业农业用水的排放, 也可能造成了水体中VOCs污染[22].西北端南阳湖受上游支流的影响容纳北端所有支流中的VOCs.且南水北调东线工程对南端的微山湖水流方向有很大的影响, 水流方向由南向北[23], 同样容纳了来自东南端的所有支流中的VOCs[24].微山湖作为著名风景区, VOCs浓度也会受到人为活动的影响, 如人们自驾前往风景区带来的汽车尾气排放也会影响环境中的VOCs浓度[25].

2.3 健康风险评价

根据US EPA所使用的健康风险评价方式, 对人体受到VOCs危害程度进行评价, 各VOCs的暴露参数如表 5所示.所选用数据均来自于US EPA综合信息风险库(IRIS).健康风险评价中最重要的就是暴露参数, 而暴露参数又存在不确定性(暴露参数未针对不同人种、性别和地区习惯等等情况), 且我国尚未发布相应的暴露参数, 因此采用与其他国内水体中相同的评价参数和方式可以反映南四湖水体VOCs污染对人体健康的影响程度.

表 5 VOCs健康风险评价参数 Table 5 Chemical and toxicological characteristics of VOCs

通常长期日摄入剂量对直接饮用途径和洗浴(皮肤途径)途径需要分别进行计算, 经计算后可得关于南四湖水体VOCs健康风险评价中致癌或非致癌风险指数.但参考张映映等[26]的研究发现洗浴途径所造成的风险远小于饮水途径, 对考量各点位总体VOCs的致癌或非致癌风险指数时的影响几乎可以忽略不计, 且本文所出现VOCs在US EPA数据库中显示的暴露方式多为口鼻暴露, 皮肤暴露方式较为少见, 因此直接计算饮水途径造成的风险即可.在计算致癌风险时, 南四湖各点位致癌和非致癌风险情况如图 5所示.

图 5 挥发性有机物的致癌/非致癌风险 Fig. 5 Carcinogenic/Non-carcinogenic risk of VOCs

北京官厅水库中9个取样点的HI取值范围为2.4×10-5~2.5×10-4[27], 对比发现南四湖水体的非致癌风险指数较北京官厅水库高出数个数量级, 但根据US EPA定义当非致癌风险指数大于1时才会对人体产生危害, 南四湖水体和北京官厅水库风险指数均远低于这一数值.因此认为这一物质在两水体中均无对人体健康的非致癌风险.产生这一差异的原因可能是由于官厅水库选取参与评价的VOCs种类较少, 仅有4种, 而本文选取了13种, 随着未来研究的进一步加深对于水体中VOCs的健康风险评价会越来越全面.

根据US EPA建议致癌风险在10-6~10-4属于可接受范围(风险阈值为10-6), 南四湖25个取样点的致癌风险均处于可接受范围之内, 因此南四湖暂无致癌风险威胁, 但25号点位的致癌风险指数较高已接近风险阈值.江苏某乡镇的饮用水中的致癌风险指数范围为1.70×10-7~2.03×10-5[28], 有70%的水样超过风险阈值, 南四湖的致癌风险与之相比属于安全范围, 仅有个别点位致癌物质的污染状况需警惕.

综合以上信息分析, 虽然南四湖整体上对人体暂无致癌与非致癌风险, 与吴云等[29]的研究结果相似, 但NSH-1、NSH-8、NSH-11、NSH-16、NSH-19、NSH-22、NSH-23和NSH-24号点位的致癌和非致癌风险是偏高的, NSH-25号点位的致癌风险甚至超过风险阈值对人体健康存在一定威胁.下一步对于南四湖VOCs风险评估和管控的重点应放在属于旅游景区的微山湖和其他几个健康风险偏高的点位.应加强对于高风险值地区船只和机动车数量进行限制, 并采用清洁燃料以保护周边居民的健康.

2.4 生态风险评估

对于某种特定生物(此处选用鱼类作为特定生物)的风险商来说, 当RQ大于1时认为该区域有高风险, 当RQ范围在0.1~1之间时, 认为该区域有中等风险, 若RQ范围在0.1~0.01之间, 则认为该区域有低风险.南四湖25个取样点的RQ值结果如表 6所示.

表 6 南四湖25个取样点生态风险商(RQ)值 Table 6 Ecological risk quotients(RQ) of the 25 water samples of Nansi Lake

可以发现25个取样点中有12个点位的风险商值超过1, 通常RQ值超过1表明对鱼类有生态风险.其中NSH-24号点位的风险商值最高, NSH-11号点位次之.为明确造成这些点位风险商值高的主要物质组成, 选取风险商值大于1的点位进行RQ值贡献分析如图 6所示.

图 6 南四湖生态风险商值 Fig. 6 Ecological risk quotients of Nansi Lake

从图 6中可发现上述12个点位, 正丁基苯对于生态风险商的贡献最大1, 2-二氯苯, 叔丁基苯和1, 3, 5-三甲基苯对于生态风险商的影响次之, 间/对-二甲苯对NSH-24号点位的生态风险商影响最大, 也是造成该点位风险商值最高的原因.除1, 2-二氯苯外, 其他3种影响最大VOCs在南四湖中并不是浓度最高, 检出率也不是最大的, 因此对于可造成生态风险VOCs的监测并不能简单地靠浓度和检出率等因素去判断.

3 结论

(1) 对于南四湖水体25个取样点52种VOCs的检测, 共有24种VOCs被检测出, 有7种VOCs在各点位的检出率超过95%.间/对-二甲苯和乙苯在24号点位浓度远超其他VOCs, 1, 2-二氯苯在所有点位浓度均较高, 但总体上看南四湖水域VOCs浓度处于较低水平, 均处于国家标准限值之下.

(2) 南四湖水体中的VOCs空间分布呈现南北两端含量较高, 中间含量较低的情况, 结合现状分析后, 发现VOCs浓度较高的点位周围通常分布有一定数量的码头, 因此认为航运船只所使用的燃料对南四湖VOCs浓度有较大影响, 同时南四湖上下游支流中的工业农业生产和周边人为活动也影响了其VOCs浓度.

(3) 针对南四湖水体的健康风险评价中发现, 南四湖非致癌和致癌风险指数均处于安全范围, 部分被US EPA列入风险评价标准体系常规VOCs致癌和非致癌风险较其他湖泊水体高, 但总体上除个别点位外不会对人体健康产生实质性的威胁.

(4) 对南四湖鱼类进行生态风险评估, 有12个点位存在对鱼类的生态风险.对高风险商值的点位每种VOCs进行具体的分析, 可发现南四湖的生态风险主要由正丁基苯, 1, 2-二氯苯, 叔丁基苯和1, 3, 5-三甲基苯造成. 正丁基苯, 叔丁基苯和1, 3, 5-三甲基苯的风险商值与它们的检出率, 浓度没有必然的联系.

参考文献
[1] Liu L, Zhou H. Investigation and assessment of volatile organic compounds in water sources in China[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2011, 173(1): 825-836. DOI:10.1007/s10661-010-1426-3
[2] 张云, 李彦锋. 环境中VOCs的污染现状及处理技术研究进展[J]. 化工环保, 2009, 29(5): 411-415.
Zhang Y, Li Y F. Pollution situation of VOCs in ambient air and research progresses of VOCs treatment technologies[J]. Environmental Protection of Chemical Industry, 2009, 29(5): 411-415. DOI:10.3969/j.issn.1006-1878.2009.05.006
[3] Dewulf J, Van Langenhove H, Heireman B. The air/water exchange of volatile organic compounds from waters in the transient and turbulent regime[J]. Water Research, 1998, 32(7): 2106-2112. DOI:10.1016/S0043-1354(97)00457-0
[4] Nikolaou A D, Golfinopoulos S K, Kostopoulou M N, et al. Determination of volatile organic compounds in surface waters and treated wastewater in Greece[J]. Water Research, 2002, 36(11): 2883-2890. DOI:10.1016/S0043-1354(01)00497-3
[5] Fan C, Wang G S, Chen Y C, et al. Risk assessment of exposure to volatile organic compounds in groundwater in Taiwan[J]. Science of the Total Environment, 2009, 407(7): 2165-2174. DOI:10.1016/j.scitotenv.2008.12.015
[6] Chen X C, Luo Q, Wang D H, et al. Simultaneous assessments of occurrence, ecological, human health, and organoleptic hazards for 77 VOCs in typical drinking water sources from 5 major river basins, China[J]. Environmental Pollution, 2015, 206: 64-72. DOI:10.1016/j.envpol.2015.06.027
[7] Zhao Q, Wang Q, Li Y J, et al. Influence of Volatile Organic Compounds (VOCs) on pulmonary surfactant monolayers at air-water interface: implication for the pulmonary health[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2019, 562: 402-408.
[8] Morakinyo O M, Mokgobu M I, Mukhola M S, et al. Health risk assessment of exposure to ambient concentrations of benzene, toluene and xylene in Pretoria West, South Africa[J]. African Journal of Science, Technology, Innovation and Development, 2017, 9(4): 489-496. DOI:10.1080/20421338.2017.1352123
[9] Aslani F, Juraimi A S, Ahmad-Hamdani M S, et al. Phytotoxic interference of volatile organic compounds and water extracts of Tinospora tuberculata Beumee on growth of weeds in rice fields[J]. South African Journal of Botany, 2015, 100: 132-140. DOI:10.1016/j.sajb.2015.04.011
[10] 孟瑶瑶, 薛丽芳. 南四湖流域土地利用及其景观格局变化分析[J]. 水土保持研究, 2017, 24(3): 246-252.
Meng Y Y, Xue L F. Analysis on landscape pattern change and land use in Nansi Lake basin[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2017, 24(3): 246-252.
[11] 张帏, 薛丽芳, 杜杰. 南四湖流域水循环要素的时空变化特征[J]. 南水北调与水利科技, 2020, 18(3): 65-72.
Zhang W, Xue L F, Du J. Spatiotemporal variation characteristics of water cycle elements in the Nansihu Basin[J]. South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology, 2020, 18(3): 65-72.
[12] 高秋生, 赵永辉, 焦立新, 等. 白洋淀水体挥发性有机物污染特征与风险评价[J]. 环境科学, 2018, 39(5): 2048-2055.
Gao Q S, Zhao Y H, Jiao L X, et al. Pollution characteristics and health risk assessment of volatile organic compounds in Baiyangdian Lake[J]. Environmental Science, 2018, 39(5): 2048-2055.
[13] USEPA. Risk assessment guidance for superfund: Volume 1: human health evaluation manual (part A): interim final[R]. Washington, DC, USA: U.S. Environmental Protection Agency, 1989.
[14] N RC. Risk assessment in the federal government: managing the process[M]. Washington, DC: National Academies Press, 1983.
[15] 昌盛, 赵兴茹, 刘琰, 等. 滹沱河冲洪积扇地下水中挥发性有机物的分布特征与健康风险[J]. 环境科学研究, 2016, 29(6): 854-862.
Chang S, Zhao X R, Liu Y, et al. Distribution characteristics and health risk assessment of volatile organic compounds in groundwater of Hutuo River Pluvial Fan[J]. Research of Environmental Sciences, 2016, 29(6): 854-862.
[16] Norton S B, Rodier D J, van der Schalie W H, et al. A framework for ecological risk assessment at the EPA[J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 1992, 11(12): 1663-1672. DOI:10.1002/etc.5620111202
[17] Van Leeuwen C J, Vermeire T G. Risk assessment of chemicals: an introduction (2nd ed.)[M]. The Netherlands: Springer, 2007.
[18] Cao F M, Qin P, Lu S Y, et al. Measurement of volatile organic compounds and associated risk assessments through ingestion and dermal routes in Dongjiang Lake, China[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2018, 165: 645-653. DOI:10.1016/j.ecoenv.2018.08.108
[19] GB 3838-2002, 地表水环境质量标准[S].
GB 3838-2002, Environmental quality standards for surface water[S].
[20] GB 5749-2006, 生活饮用水卫生标准[S].
GB 5749-2006, Standards for drinking water quality[S].
[21] 陈鸿展, 何俊杰, 陈俊文, 等. 排放控制区政策下船舶辅机大气污染物排放特征研究[J]. 环境科学学报, 2020, 40(6): 1943-1950.
Chen H Z, He J J, Chen J W, et al. Emission characteristics of air pollutants from marine auxiliaries under ECA policy[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2020, 40(6): 1943-1950.
[22] 唐小东, 王伯光, 赵德骏, 等. 城市污水处理厂的挥发性恶臭有机物组成及来源[J]. 中国环境科学, 2011, 31(4): 576-583.
Tang X D, Wang B G, Zhao D J, et al. Sources and components of MVOC from a municipal sewage treatment plant in Guangzhou[J]. China Environmental Science, 2011, 31(4): 576-583.
[23] 武周虎, 乔海涛, 付莎莎, 等. 南水北调东线工程对南四湖环境的影响及对策[J]. 青岛理工大学学报, 2006, 27(1): 1-7.
Wu Z H, Qiao H T, Fu S S, et al. Effect of south-to-north water transfer on environment of Nansi Lake and defending strategies[J]. Journal of Qingdao Technological University, 2006, 27(1): 1-7. DOI:10.3969/j.issn.1673-4602.2006.01.001
[24] 戴文婷, 安英莉, 葛冬梅, 等. 微山湖内源有机氯农药残留的生态风险评估[J]. 水生态学杂志, 2016, 37(5): 41-48.
Dai W T, An Y L, Ge D M, et al. Ecological risk assessment of organochlorine pesticide residues in Weishan Lake[J]. Journal of Hydroecology, 2016, 37(5): 41-48.
[25] Simayi M, Shi Y Q, Xi Z Y, et al. Understanding the sources and spatiotemporal characteristics of VOCs in the Chengdu Plain, China, through measurement and emission inventory[J]. Science of the Total Environment, 2020, 714. DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.136692
[26] 张映映, 冯流, 刘征涛. 长江口区域水体半挥发性有机污染物健康风险评价[J]. 环境科学研究, 2007, 20(1): 18-23.
Zhang Y Y, Feng L, Liu Z T. Health risk assessment on semivolatile organic compounds in water of Yangtze Estuary area[J]. Research of Environmental Sciences, 2007, 20(1): 18-23.
[27] 万译文, 康天放, 周忠亮, 等. 北京官厅水库水体中挥发性有机物健康风险评价[J]. 环境科学研究, 2009, 22(2): 150-154.
Wan Y W, Kang T F, Zhou Z L, et al. Health risk assessment of volatile organic compounds in water of Beijing Guanting Reservoir[J]. Research of Environmental Sciences, 2009, 22(2): 150-154.
[28] 李丽, 许秋瑾, 梁存珍, 等. 江苏某县乡镇饮用水中挥发性有机物的检测及其风险评价[J]. 中国环境监测, 2013, 29(4): 1-4.
Li L, Xu Q J, Liang C Z, et al. Detection and risk assessment of volatile organic compounds in rural drinking waters in a county of Jiangsu Province[J]. Environmental Monitoring in China, 2013, 29(4): 1-4.
[29] 吴云, 林增, 季海峰, 等. 上海市金山区地表水中挥发性有机物检测及其健康风险评估[J]. 环境与职业医学, 2016, 33(12): 1180-1183.
Wu Y, Lin Z, Ji H F, et al. Detection and health risk assessment of volatile organic compounds in surface water of Jinshan District of Shanghai[J]. Journal of Environmental and Occupational Medicine, 2016, 33(12): 1180-1183.