Water Quality and Health Risk Assessment of an Ion-adsorption Type REE Mining Area of the Huangpi River Basin, Northern Ganzhou of China
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摘要:
水质安全和健康是保障中国赣南老区乡村振兴发展的重要因素。赣南离子型稀土矿长期开发利用，导致浸矿剂和矿体中重金属元素等危害人体健康的物质进入水循环系统，给周边乡村饮用水卫生安全带来了潜在风险。目前，针对当地复垦后稀土矿及周边地区水质和健康风险缺乏系统调查评价，本文以《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)为评价依据，选择赣南北部黄陂河流域典型离子型稀土矿及周边的水体开展调查研究，采用电感耦合等离子体发射光谱/质谱等技术测定锰、镉等元素含量，采用水质指数(WQI)、危害商(HQ)、致癌风险(CR)评价了锰和铅等9种指标及其健康风险。结果表明：地表水中的异常指标有氨氮(平均值750μg/L)、锰(平均值207μg/L)，地下水中的异常指标有氨氮(平均值4533μg/L)、锰(平均值4009μg/L)；世界卫生组织(WHO)公布的Ⅰ类致癌物砷在地表水及地下水均未见异常。WQI显示研究区内85.7%的地表水适宜饮用。地表水及地下水中氨氮的HQ平均值< 1，对人类健康没有不良影响；地下水中锰的HQ平均值＞1，可能会对人类健康产生不良影响。地表水及地下水中致癌元素砷的CR值分布区间为10-6~10-4，致癌风险在可接受范围之内。建议相关部门在稀土矿复垦评估中，关注水体氨氮及重金属元素状况，加强所在流域水体锰元素的协同监测。
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关键词:
- 离子型稀土矿 /
- 电感耦合等离子体发射光谱/质谱法 /
- 水质指数 /
- 健康风险 /
- 赣南北部
要点(1) 系统开展了赣南北部黄陂河流域复垦后典型离子型稀土矿及周边地区水质和健康风险调查评价。
(2) 采用水质指数及健康风险评价模型相结合对锰、铅等9种指标进行客观综合评价，异常指标氨氮对人类健康没有不良影响。
(3) 地下水锰的HQ平均值＞1，可能会对人类健康产生不良影响，建议加强复垦矿区所在流域水体中锰元素的协同监测。
HIGHLIGHTS(1) Health risk assessment and water quality evaluation in an ion-adsorption type REE mining area of the Huangpi River Basin (southeast of China) were investigated systematically.
(2) Combined with WQI and ADD models, 9 indices such as Mn and Pb were evaluated comprehensively. Anomaly index NH3-N had no harmful effects on human health additively.
(3) The HQ average values of Mn were more than 1 in groundwater, which may be harmful to human health. As a result of this finding, monitoring of Mn in water systems in mining areas should be carried out routinely.
Abstract:BACKGROUNDWater quality security and human health are important to ensure rural revitalization of old liberated areas. The continuous development and utilization of ion-adsorption type REE deposits in northern Ganzhou aggravate trace elements from ores and tailings to the water cycle, thereby endangering the sanitation and safety of drinking water.
OBJECTIVESTo investigate and evaluate health risk and water quality on the watershed scale of rare earth ore concentration area in the Huangpi River Basin.
METHODSThe contents of manganese, cadmium and other elements were determined by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry/mass spectrometry(ICP-OES/MS). By choosing "standards for drinking water quality" (GB 5749—2006) as the evaluation basis, the water quality index (WQI), hazard quotient (HQ), and cancer risk (CR)were adopted to evaluate water quality and human health risks through analyzing 9 indices including Pb and Mn.
RESULTSNH3-N and Mn were anomaly indices whether in surface water or groundwater. The average values of NH3-N were 750μg/L and 4533μg/L in surface water and groundwater, respectively. Index values of Mn were 207μg/L and 4009μg/L in surface water and groundwater, respectively. Arsenic, class I carcinogen published by the World Health Organization, had no abnormality in surface water and groundwater. Moreover, 85.7% of surface water and groundwater was found to be suitable for drinking upon analyzing the WQI values. The HQ average value of NH3-N was less than 1 in surface water and groundwater so it had no harmful effects on human health. However, the HQ average value of Mn was more than 1, which may be harmful to human health. CR values of As varying from 10-6 to 10-4 were also calculated, and the risk of cancer was acceptable.
CONCLUSIONSIt is suggested that relevant departments should pay attention to the status of NH3-N and heavy metal elements in water during the reclamation evaluation of rare earth mines. The research detailed in this paper confirms that the groundwater monitoring system of manganese should be improved.
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近二十年来，宇宙原生核素(terrestrial in situ cosmogenic nuclide，TCN)定年是地质年代学发展最为瞩目的技术方法[1-7]，尤其是其直接测定地质、地貌体暴露年龄和埋藏年龄的技术独特优势引起了地质学家的广泛兴趣，现已广泛应用于冰川、地体地貌、环境气候等年代学研究中。
自TCN定年方法被提出后，从技术应用[8-13]到核素物理性质研究[14-16]、参数模拟方法修正[17-19]、宇宙核素纯化和分析测试技术发展[20-26]、数据分析技术优化[27]，均取得重要新成果和新进展。其中关于宇宙核素分离方法报道较少。以10Be、26Al核素定年为例，宇宙射线轰击地表岩石中原子而产生的10Be、26Al浓度范围极低，加速器质谱(AMS)测定结果易受同质异位素、氧化物及大气生成10Be的干扰。解决此问题的方法多用EDTA作为掩蔽剂[28]，在不同的pH值条件下，离子相继沉淀，实现10Be、26Al纯化分离。该方法不如离子交换树脂方法简单、快速、安全。目前许多实验室皆选择离子交换树脂分离提纯10Be、26Al[29-30]，根据样品岩性和地质背景，选择适合离子交换树脂和淋滤液。但不能一概而论，黑云母和角闪石属于难溶的含铁矿物，长石外观与石英极其相似，仅用离子交换树脂分离，纯化效果难以保证，且增加了溶样困难。
本文研究对象为沉积物，经历复杂地质作用后混染了其他成分，既需考虑铁锰沉积物带来的Fe干扰，还需考虑有机物质带来的溶解困扰。采用人工挑选、磁选仪分选、酸洗三步骤，消除样品中Fe和大气生成10Be；通过阴离子交换树脂(Dowex 1×8，100~200目，Cl-)物理参数对比实验，提高Be、Al回收率，同时降低杂质元素回收率；分析了阳离子交换树脂(Dowex 50W×8，100~200目，H+)淋出液的元素含量变化规律，提升阳离子交换树脂分离Be、Al能力。另外，AMS属于高能质谱，克服了传统质谱仪存在的分子本底和同质异位素干扰限制，其10Be灵敏度可达10-15，10Be和26Al测量精度分别优于1.4%和1.14%，且样品用量少，非常适合测量宇宙原生核素10Be、26Al。因此，本研究借助AMS的高精度测量手段建立了高效的10Be、26Al分离流程。
1. 实验部分
1.1 仪器
3MV多核素加速器质谱仪(荷兰高压工程公司，HVEE)。
ICAP6300电感耦合等离子体发射光谱仪(美国ThermoFisher公司)。
LB-1磁选仪(美国S.G.Frantz)：磁铁线圈偏转角度为10°，样品滑道倾斜角度为20°，电流为1.01 mA。
1.2 标准溶液和主要试剂
9Be标准溶液：购自西班牙CE Label公司，密度为1.02 g/cm3。
Al、Be、Cr、Fe、Mn、Ni、Ti、Mg单元素标准溶液：国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院(NCS)制备。
盐酸：37%，购自成都金山化学试剂有限公司，经亚沸蒸馏器蒸馏后使用。
氢氟酸(48%)、高氯酸(70%)、氨水(28%)、氟硅酸(34%)：均购自美国Sigma-Aldrich公司。
pH 8~9水溶液：用氨水和盐酸调制。
Milli-Q水：超纯水系统制备(美国Millipore公司，电阻率18.2 MΩ·cm，25℃)。
阴离子交换树脂：Dowex 1×8，100~200目(Cl-)，购自美国陶氏化学公司。
阳离子交换树脂：Dowex 50W×8，100~200目(H+)，购自美国陶氏化学公司。
1.3 石英纯化实验
人工挑选石英含量高的岩石，选择部分岩石制作薄片，并镜下观察岩石特性。粉碎岩石，保留粒径0.5~0.9 mm岩石颗粒。磁选仪分选非磁性颗粒，装入聚四氟乙烯瓶中，依次用盐酸、硅氟氢酸清洗，直至清洗后的酸溶液未变色，适量的氢氟酸蚀刻石英颗粒，重复三次，用Milli-Q水洗净，放入烘箱中低温烘干，装入聚四氟乙烯瓶中待用。此时借助显微镜，进一步提高石英颗粒纯度。
1.4 阴阳离子交换树脂分离杂质和Be、Al
称取25 g提纯后的岩石样品置于洁净的聚四氟乙烯瓶中，少许水润湿，依次加入0.3 mL的9Be标准溶液和适量氢氟酸，于振荡器中振荡过夜。样品完全溶解后转移至聚四氟乙烯烧杯中，并放置在电热板上蒸至近干，加入高氯酸，再蒸干。用7 mol/L盐酸提取后，分取0.5 mL溶液测定27Al含量，余下的溶液中逐滴加入氨水至悬浮物出现，用pH 8~9的水溶液清洗悬浮物三次后，加入10.2 mol/L盐酸溶解悬浮物。将样品溶液滴加到阴离子交换树脂柱上，并用4 mol/L氢氟酸淋洗树脂，收集淋出液，在电热板上蒸干，用7 mol/L盐酸提取，将提取溶液滴加到阳离子交换树脂上，分别用1 mol/L盐酸、4.5 mol/L盐酸淋洗出Be、Al，分装于两个烧杯中，在电热板上蒸干，均用7 mol/L盐酸提取，在提取溶液中逐滴加入氨水至悬浮物出现，用pH 8~9水溶液清洗悬浮物三次，然后转移至洁净瓷坩埚中，烘干；分别在400℃和900℃下灼烧成BeO和Al2O3，待制靶测定。
2. 结果与讨论
2.1 石英纯化实验
作为造岩矿物，石英分布广泛，易与其他岩石共同经历复杂地质运动和作用，形成组分复杂的矿物和岩石。另外石英在风化过程中，大气生成的10Be原子进入风化壳，或游离在石英裂缝中，因此石英纯化难度较大。本实验结合野外地质资料，采用人工挑选、磁选仪分选、化学法分离三步骤，将混入样品中的碳酸盐、铁氧化物、锰矿及石英外壳中大气生成的10Be除去。
2.1.1 人工挑选
限于野外采样条件，采集的样品为多岩性混合物，通过肉眼辨识，直接去除深色岩石和长石。人工挑选可缩短分离实验流程，提高纯化效率，取得事半功倍的效果。
2.1.2 磁选仪分选磁性物质
石英常与铁矿物等伴生，Fe最终以氧化物形式与BeO和Al2O3共沉淀，增大测量误差。磁选仪可分选出磁性颗粒，提高火山岩样品纯化效率，有效去除花岗岩砂岩、土样和沙样中黑云母和角闪石等难溶含铁矿物。
实验结果(表 1)显示，磁选仪可一次性将砾石、灰岩、花岗岩等样品中90%磁性物质除去；重复一次可将样品中97%磁性物质除去；重复两次可除去98%以上磁性物质。
表 1 磁选分选实验结果Table 1. Results of magnetic separation test实验次数 YNP-6 LJP-2 LJP-5 磁性物质
(g)非磁性物质
(g)磁性物质
(g)非磁性物质
(g)磁性物质
(g)非磁性物质
(g)第一次 26.4333 55.7304 3.7229 63.6846 4.8099 40.1229 第二次 28.2102 54.2930 3.8867 63.5003 4.9068 40.0190 第三次 28.5616 53.8987 3.9366 63.4504 4.9734 39.9179 第四次 28.8586 53.6108 3.9550 63.3902 4.9894 39.8935 第五次 28.9722 53.3898 3.9651 63.3963 4.9991 39.8771 2.1.3 化学法分离其他矿物和大气中10Be
胶结于碳酸盐矿物、黏土矿物上的石英与氢氟酸发生反应，生成氟化钙难溶物，并附着在石英表面，因此清洗石英是必不可少的实验内容。在以前常用重液法、硫酸氢钠熔融、氢氧化钠和氟硅酸淋滤等纯化石英，不仅提纯石英量少，也无法将长石等与石英密度相近的颗粒分选出来，对除去大气中10Be也毫无效果。
本文先用盐酸去除碳酸盐矿物，再用氟硅酸将游离的Ca2+以氟硅酸盐形式清洗干净，减少Ca2+对BeO和Al2O3的测试干扰。重复三次盐酸和氟硅酸清洗实验，如图 1所示。
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图 1 (a) 目标矿物颗粒；(b)混合酸清洗；(c)酸洗后矿物颗粒；(d)镜下目标矿物颗粒Figure 1. (a) Goal mineral grain, (b) mixed acid cleaning, (c) the grain after mixed acid cleaning, (d) telescope observation另外一个严重影响BeO和Al2O3测试结果的因素是大气生成的10Be。宇宙射线与大气层中原子核反应生成的10Be随雨水、粉尘等降落到地表并进入沉积物中，它们可能被带入石英风化外壳硅酸盐的晶格中，或游离在石英裂隙中。大气生成10Be聚集在石英外壳，生成速率比岩石表层10Be生成速率高三个数量级。利用石英与氢氟酸发生的化学反应，可去除大气生成的10Be。研究实验结果表明[27]，用氢氟酸溶解15%质量石英后，大气生成10Be的原子数显著下降，进一步溶解石英，大气生成10Be的原子数变化较小。本实验采取三步蚀刻方法，对石英进行逐步微量蚀刻，每次消耗10%石英质量，目的在于消除大气生成10Be的影响，保证蚀刻后的石英质量达到AMS的10Be检测限。
2.2 离子交换树脂参数选择
胶结的碳酸盐矿物和黏土矿物含有大量的金属离子，它们与Be、Al以氢氧化物形式共同沉淀，这些金属离子和B将干扰26Al和10Be原子数测定。利用离子交换树脂可将这些干扰元素分离，并将Be、Al分开待测。
2.2.1 阴离子交换树脂分离Fe、Mn等杂质元素
阴离子交换树脂装置目的是除去Fe、Mn等干扰元素，通过条件实验选择树脂内径和长度、淋洗液最佳参数组合，见表 2。
表 2 阴离子交换树脂参数Table 2. The parameters list of anion exchange resin方法编号 阴离子交换树脂柱规格 淋滤液 方法1 内径1 cm，长度9 cm 盐酸：20 mL，10.2 mol/L 方法2 内径1 cm，长度9 cm 氢氟酸：36 mL，4 mol/L 方法3 内径1 cm，长度6 cm 氢氟酸：36 mL，4 mol/L 方法4 内径1 cm，长度3 cm 氢氟酸：36 mL，4 mol/L 方法5 内径0.6 cm，长度9 cm 氢氟酸：36 mL，4 mol/L 将Al、Be、Cr、Fe、Mn、Ni、Ti、Mg单元素标准溶液配制成混合标准溶液，各元素质量为1 mg。将混合标准溶液缓慢滴加在阴离子交换树脂柱上，酸溶液淋洗阴离子交换树脂，烧杯接取淋出液，ICP-OES测定淋出液中Al、Be、Cr、Fe、Mn、Ni、Ti、Mg，计算各元素回收率。
图 2列出了不同参数条件下Be、Al、Cr、Fe、Mn、Ni、Ti、Mg回收率。盐酸作为淋洗液，B回收率为82.3%，其他杂质元素回收率超过68%。以氢氟酸为淋洗液，B回收率在25%以下，Ca、Mg、Mn、Ti、Cr的回收率降低15%以上，Be、Al的回收率分别增加31.3%和29%。改变氢氟酸体积，同时改变阴离子交换树脂的体积，实验结果显示Be、Al回收率变化较大，其中离子交换树脂体积最大的实验结果最为满意，Be、Al的回收率分别为95.7%、85.7%。除Ca、Fe之外，其他元素回收率较低，影响Ca、Fe回收率一个重要的影响因素来自于ICP-OES仪器以及水的本底。氢氟酸作为淋洗液，不仅获得较高的Be、Al回收率，且有效分离了杂质。因此，选择表 2中的方法2作为实验条件。
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图 2 阴离子交换树脂获得的元素回收率Figure 2. Recoveries of the elements eluted by anion exchange resin表 3列出了阴离子交换树脂分离杂质对比结果。中国科学院地球化学研究所选择内径为1 cm，高度为20 cm的阴离子交换树脂柱，10 mol/L盐酸为淋滤液。尽管Be、Al回收率相当，但本实验方法的杂质回收率却很低，B元素含量甚至低于仪器检出限，提高了后期AMS测量数据的准确度。
表 3 本项目与中国科学院地球化学研究所回收率实验结果对比Table 3. A comparison of recoveries of the elements实验室 元素回收率(%) Be Al B Mg Ca Cr 本项目组 95.7 85.7 - 39.7 59.0 6.57 中国科学院地球化学研究所[30] 93.2 93.0 62.5 94.2 87.2 86.8 注：“-”表示未检测到元素含量。 2.2.2 阳离子交换树脂分离Be、Al
阴离子交换树脂的淋出液是Be、Al混合溶液，需通过阳离子交换树脂装置将Be、Al分离，最终用AMS测量10Be、26Al原子个数。对阳离子交换树脂的淋出液进行分段测试，每2 mL或每5 mL溶液为一个测试对象，通过对每段溶液中Be、Al含量变化，绘出Be、Al的淋滤曲线。
取Be和Al单元素标准溶液，制成混合标准溶液，Be、Al质量均为500 μg，缓慢滴加在阳离子交换树脂上，用120 mL 1 mol/L盐酸和50 mL 4.5 mol/L盐酸分别洗脱树脂上的Be和Al，绘制Be和Al的淋滤曲线。
如图 3a所示，120 mL 1 mol/L盐酸淋洗阳离子交换树脂，淋出液中Be和Al质量分别是411 μg、203 μg。虽然这阶段洗出约40%质量的Al，但在第65 mL淋出液处，Be、Al获得很好的分离，第65~120 mL淋出液中Be质量是407 μg，这部分淋出液中的Be质量可保证后期AMS测量要求，故保留之，其余弃掉。图 3b显示的是继120 mL 1 mol/L盐酸为淋洗液后，又用50 mL 4.5 mol/L盐酸淋洗树脂上的Al，淋出液中含12.28 μg Be和214 μg Al。尽管从第1 mL的淋出液开始，Be能被少量淋洗出来，但质量都小于5 μg，且最终得到的Al质量也能满足后期AMS测量要求。
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图 3 (a) 阳离子交换树脂的Be淋滤曲线；(b)阳离子交换树脂的Al淋滤曲线Figure 3. (a) Elution curves of Be using cation exchange resin with 1 mol/L HCl, (b) Elution curves of Al using cation exchange resin with 4.5 mol/L HCl如图 3所示，阳离子交换树脂分离Be、Al的淋出液中，Be、Al含量出峰无重合，回收率均在85%左右，保证了AMS测量要求。在分段接取淋出液过程中，会发生淋出液偶尔溅出烧杯的现象，影响了Be、Al分离效果，还需进一步改进实验装置。
2.3 流程空白实验
按照2.1节、2.2节实验步骤，测量11组10Be/9Be和26Al/27Al流程空白平均值分别是2.19×10-15和1.63×10-15。表 4列出了本实验室、西安加速器质谱中心等其他实验室的10Be/9Be和26Al/27Al流程空白信息。与其他实验室相比，本实验室空白值的数量级与之相同，具有可比性。
表 4 不同实验室的流程空白值比较Table 4. A comparison of blank values obtained by different laboratories2.4 实际样品测试
本项目组采集了龙门山断裂前缘，四川盆地西侧，桂花、彭州前缘断层的样品，剖面具有良好水平层理，砾石呈叠瓦状构造，有清楚的不整合面，接触面有一薄层砾石排列，冲积层下部为白垩纪灌口组，夹有少量石英砾石。剖面长度约3 m，在剖面不同垂直深度分别采集7个样品，且每个样品为混合样。按上述的实验步骤将样品进行石英纯化、提纯Be、Al元素，制作BeO和Al2O3测试靶，最后AMS测量。
冲积物样品中的核素浓度，除了来自宇宙射线次级粒子的产生，还要考虑到冲积物沉积时核素自身衰变。通过一条剖面上多个样品的核素浓度，可计算出地表的暴露年龄[16]。
表 5列出加速器质谱仪测量结果。对于冲积物来说，样品密度会受到埋藏后沉积作用严重影响，由此引起的不确定度需要进行校正[14]。实际操作中，利用数学迭代法不断调整样品上覆盖物密度(ρ值)，确定样品最佳的年龄值。本次计算没有考虑冰雪、植被覆盖等问题。另外，冰雪密度较小，且采样地点一年中几乎无下雪时期，对年龄不足以产生显著影响。
表 5 加速器质谱仪分析结果Table 5. Results of samples measured by AMS样品编号 石英质量(g) 9Be载体质量(g) 10Be/9Be 绝对误差 26Al/27Al 绝对误差 SV1-300 25.00 305.5 1.29×10-13 1.56×10-14 2.13×10-13 3.95×10-14 SV3-230 25.34 308.8 5.55×10-13 1.42×10-14 1.99×10-12 7.56×10-14 SV4-200 25.03 307.8 2.38×10-13 7.71×10-15 1.32×10-12 5.12×10-14 SV5-155 25.21 307.6 4.10×10-13 1.03×10-14 3.28×10-12 1.31×10-13 SV6-120 25.15 307.6 5.01×10-13 1.73×10-14 2.72×10-12 1.66×10-13 SV7-80 25.19 306.2 9.30×10-13 2.95×10-14 4.78×10-12 1.58×10-13 SV8-40 25.00 307.6 8.94×10-13 2.52×10-14 3.15×10-12 8.36×10-14 采用优化后的实验流程，测得同一剖面不同垂直深度7个样品的10Be/9Be、26Al/27Al值。实验流程空白分别是7.63×10-15、1.63×10-15。剖面10Be暴露年龄为76.36±9.51 ka，26Al暴露年龄为69.44±14.13 ka。样品来源于龙门山山前隐伏断裂之一的彭州断裂，已有资料表明，成都平原内埋深25~30 m以上的地层为晚更新世和全更新世[31]，由浅层地震剖面揭示[32]，彭州隐伏断裂已断至地下18~20 m处，属于晚更新世断裂。故由此推断，采集的样品暴露年龄至多推到晚更新世，即126±5.0 ka，因缺少其他方法年龄佐证，还需对彭州隐伏断裂开展进一步研究。
3. 结论
本文针对沉积样品的特性，通过人工挑选、磁选仪分选、酸洗实验，一次性可以除去90%以上的磁性物质，显著降低了长石、Fe及大气生成10Be等对宇宙原生核素10Be、26Al测定干扰。优化后的阴离子交换树脂物理参数及淋滤液提高了河流阶地样品中宇宙原生核素10Be、26Al提取效率，10Be、26Al回收率分别为95.7%、85.7%，通过分析阳离子交换树脂淋出液的元素含量变化规律，提升了离子交换树脂的分离能力。同时AMS高测量精度保证了可靠的10Be、26Al含量数据。优化后的10Be/9Be、26Al/27Al流程空白平均值分别是2.19×10-15和1.63×10-15，达到了同类实验室水平。采用改善后实验方法，获得了成都平原冲积物10Be、26Al暴露年龄分别是76.36±9.51 ka和69.44±14.13 ka，为研究龙门山前缘隐伏断裂的构造和活动特征提供了年代学依据。
实验过程中，极易出现非水平的离子交换树脂柱面；接取多段淋出液时，溶液溅出。这样的实验现象如何影响实验结果？在本项目组接下来的实验中将开展进一步的研究实验。
致谢: 国家地质实验测试中心孙青研究员，2017级硕士研究生杨柳、乔继扬，2018级硕士研究生王子航参加了野外调查、样品采集和现场指标测试工作，审稿专家对本文提出了宝贵的修改意见，在此向他们致以谢忱。 -
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图 2 儿童和成人在(a)地表水和(b)地下水中摄入量的HQ值
Figure 2. In-taken HQ values of (a) surface and (b) groundwater by children and adults
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图 3 地表水和地下水中儿童和成人As元素的CR值对比
Figure 3. Comparison of CR values of As between children and adults in surface water and groundwater
表 1 黄陂河流域地表水、地下水化学统计参数和WQI参数
Table 1 Parameters of chemical statistics and WQI obtained from surface water and groundwater in Huangpi River Basin
指标 地表水 地下水 WQI参数 最小值
(μg/L)最大值
(μg/L)平均值
(μg/L)标准差
(μg/L)最小值
(μg/L)最大值
(μg/L)平均值
(μg/L)标准差
(μg/L)水质
标准a权重
(wi)相对权重
(Wi)pH 6.43 7.03 6.85 0.14 6.96 7.43 7.19 0.23 6.5~8.5a 4 0.095 NH3(以N计) 134 1517 750 386 727 8338 4533 3805 500a 5 0.119 SO42- 457 4222 1940 869 3257 4783 4020 762 250000b 5 0.119 NO3- 0.00 10890 2721 2401 50.00 4329 2189 2139 50000b 5 0.119 As 0.22 0.84 0.58 0.18 0.33 0.44 0.38 0.06 10a 5 0.119 Cd 0.02 0.10 0.05 0.02 0.04 0.25 0.14 0.11 5a 5 0.119 Cu 0.86 10.20 3.61 2.56 0.12 0.59 0.35 0.23 1000a 2 0.048 Mn 42.0 659 207 155 782 7236 4009 3227 100a 5 0.119 Ni 0.45 1.02 0.70 0.18 1.73 8.30 5.01 3.28 20a 1 0.024 Pb 1.06 24.12 8.13 5.50 1.77 2.50 2.14 0.36 10a 5 0.119 注：a为中国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)；b为世界卫生组织(WHO)标准(2011)。 
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表 2 地表水监测点枯水期和丰水期WQI值比较
Table 2 Comparison of WQI values of surface water monitoring points in dry season and wet season
黄陂河流域 监测站位WQI值 GNSW-19009 GNSW-19010 GNSW-19014 GMSW-19016) 丰水期 48.46 12.12 35.80 14.14 枯水期 67.83 25.77 47.38 27.01
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表 3 黄陂河流域地表水和地下水危害商和致癌风险
Table 3 HQ and CR values of surface water and groundwater in Huangpi River Basin
地表水中的元素 危害商(HQ) 致癌风险(CR) 成人 儿童 成人 儿童 NH3(以N计) 1.03×10-1 1.54×10-1 - - NO3- 4.66×10-2 6.96×10-2 - - As 4.66×10-2 6.96×10-2 2.39×10-5 3.56×10-5 Cd 2.85×10-3 4.26×10-3 - - Cu 3.57×10-5 5.33×10-5 - - Mn 2.37×10-1 3.54×10-1 - - Ni 9.54×10-4 1.42×10-3 - - Pb 1.59×10-1 2.38×10-1 - - 地下水中的元素 危害商(HQ) 致癌风险(CR) 成人 儿童 成人 儿童 NH3(以N计) 6.21×10-1 9.27×10-1 - - NO3- 3.75×10-2 5.60×10-2 - - As 3.49×10-2 5.21×10-2 1.57×10-5 2.34×10-5 Cd 7.84×10-3 1.17×10-2 - - Cu 2.42×10-4 3.61×10-4 - - Mn 4.58 6.84 - - Ni 6.87×10-3 1.03×10-2 - - Pb 4.18×10-2 6.25×10-2 - - 注：“-”表示无对应数值。
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