城镇土壤重金属健康风险评价结果对比分析

图3.6　先导区土壤中重金属的确定性潜在危害指数法空间评价结果

在先导区土壤重金属案例下，将所建的基于重金属生物毒性双权重的城镇土壤重金属污染的随机模糊评价模型评价结果和单因素指数评价结果、内梅罗指数评价结果、地累积指数评价结果和潜在生态危害指数评价结果汇总于表3.13。根据表3.13，先导区土壤中5种重金属在随机模糊评价下的综合污染程度排序为:Cd＞Cu＞Pb＞Cr＞Zn。结合表3.13和图3.3—图3.6可知，所建随机模糊评价结果和常用确定性评价结果整体相似，但也有一定差异。经确定性评价下的污染程度评价结果与随机模糊评价下的污染程度评价结果对比可知:(1)单因素指数结果(Cd＞Zn＞Cr＞Cu＞Pb)可以基本反映重金属的富集情况(图3.4)，但该结果只给出了指数值，其对应污染识别标准过于简单，即指数值超过1就是土壤已经被污染，如此只能得出先导区土壤已被Cd、Cu、Cr和Zn污染，其具体污染指数值的环境意义很不明确，仅适用于定性判断；(2)内梅罗指数法是在单因素指数法基础上进行的改进，但此改进主要针对数据集中极值点问题的优化处理，对于先导区5种重金属评价结果为Cd＞Zn＞Pb＞Cr＞Cu，与单因素指数结果的不同主要集中在Zn的污染等级评别上，这与区域Zn的变异系数最高相对应；从其计算公式(1.2)可知，该方法只适合于小尺度范围内的综合初级评价，因为区域土壤重金属的显著空间异质性，故适用范围相对偏窄；(3)地累积指数评价结果(Cd＞Cr＞Cu＞Zn＞Pb)，其中Cr、Cu、Zn和Pb均属于清洁等级，这可从侧面证明单因素指数和内梅罗指数评价结果中确实存在误导决策的不确定性，相对之下，地累积指数有较好的分辨力和较为完善的对应污染识别标准(表3.13和图3.5)；(4)基于对元素地球化学丰度理论下不同重金属生物毒性差异的考虑，潜在生态风险指数评价结果(Cd＞Cu＞Pb＞Cr＞Zn)与其他确定性评价结果相比有一定差异，而其结果与所建随机模糊评价模型的综合评价结果则相似，这也从侧面证明了所建方法可以较好地量化土壤中不同重金属的生物毒性差异，但此结果并没很好地体现所建方法对于同种重金属不同化学形态组成毒性差异的考虑，这主要因为先导区土壤中5种重金属的化学形态组成都基本以残渣态为主，并且基于地累积指数结果来看Cr、Cu、Zn和Pb均属于清洁等级；但从每个采样点的评价指数值来看，例如对于F5、F6、F7采样点的Cu来说，随机模糊评价结果为其隶属于偏中污染、中度污染和偏重污染等级的可信度分别为0.062、0.673和0.187，0.001、0.293和0.706，0.038、0.505和0.457，根据最大隶属度原则，其分别属于中度污染、偏重污染和中度污染，但是根据确定性地累积法的评价结果，F5、F6、F7点的Cu分别属于清洁、轻度潜在生态危害等级和轻度污染等级，基于潜在生态危害指数法的评价结果F5、F6、F7点的Cu分别属于轻微潜在生态危害等级、轻微污染等级和轻微潜在生态危害等级，可见所建随机模糊评价模型对F5、F6、F7处污染程度的判断相对严重(图3.3和图3.5—图3.6)，根据图2.7可知，F5、F6、F7点的Cu的化学形态组成分别为(S1:0%，S2:7.29%；S3:10.73%；S4:26.11%；S5:55.87%)、(S1:0.74%，S2:5.30%；S3:10.60%；S4:35.35%；S5:48.01%)和(S1:0%，S2:0.00%；S3:17.00%；S4:15.02%；S5:67.98%)，故经由重金属生物毒性双权重评价体系处理后，F6点处Cu的生物毒性双权重评价系数值高于F5和F7点，故F6采样点的污染等级得以与F5、F7分辨开来。由上可知，所建方法评价结果除给出各采样点的评价值以外，也同时给出了其对应的可信度水平，并且在加入了重金属生物毒性双权重评价体系后确实增加了随机模糊评价模型的分辨力，更易于识别出富集高、毒性大和活性强的土壤重金属及其对应的采样点，这与作者2012年的部分研究结果一致。[30，32]类似模型也应用在河南省某重金属污染农田土壤的评价实践中，取得了良好的评价效果。[30]

表3.13　不同评价方法下先导区土壤中重金属的污染程度分级结果(www.xing528.com)

对于先导区土壤重金属污染来说，应主要将Cd当做潜在风险重金属，进行进一步的健康风险评价，但是由于本方法为初次在先导区土壤重金属评价中应用，故建议对土壤中5种重金属都进行健康风险评价，这样也可验证初步风险识别结论的正确性，并且由于所建随机模糊方法中暂时没有考虑到重金属剂量-人体生化反应间的直接毒理参数，故需要进一步进行重金属健康危害的补充识别，上述所需内容将在下一章节进行研究。