基于APCS-MLR模型的红碱淖水体重金属源解析及健康风险评估

张亚宁; 彭妍; 吴喜军; 董颖; 何新林; 刘静; 李冰冰

doi:10.13205/j.hjgc.202608025

基于APCS-MLR模型的红碱淖水体重金属源解析及健康风险评估

doi: 10.13205/j.hjgc.202608025

张亚宁^1,2,
彭妍¹,
吴喜军^1,,
董颖^1,2,
何新林²,
刘静¹,
李冰冰¹

1. 榆林大学建筑工程学院, 陕西榆林 719000;
2. 石河子大学水利建筑工程学院, 新疆维吾尔自治区石河子 832000

基金项目:

陕西省重点研发计划项目（2026SF-YBXM-668）；榆林市科技局项目（2025-CXY-087，2025-CXY-090）；榆林大学校级科研项目（2022TZRC02）

详细信息

作者简介:
张亚宁（1984—），女，博士研究生，副教授，主要研究方向为水源水质微污染控制。zhangyaning@yulinu.edu.cn

通讯作者:
吴喜军（1979—），男，博士，教授，主要研究方向为水资源保护与水污染控制。wxj0815@yulinu.edu.cn

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出版历程
- 收稿日期: 2025-10-30

Source apportionment and health risk assessment of heavy metals in Hongjiannao Lake based on APCS-MLR model

1. Institute of Architectural Engineering, Yulin University, Yulin 719000, China;
2. College of Water Conservancy & Architectural Engineering, Shihezi University, Shihezi 832000, China

摘要

摘要: 为评估沙漠湖泊重金属污染特征和人体健康风险，以陕北红碱淖为研究对象，分析了2013—2024年水体中Hg、Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和As 7种重金属浓度，利用绝对主成分-多元线性回归（APCS-MLR）模型进行污染源定量解析，明确污染来源及贡献率；结合健康风险评估模型，揭示人体非致癌和致癌健康风险水平。结果表明：红碱淖水体中7种重金属平均浓度未超出背景值，其中28.57%样点的As浓度超过背景值，最大超标倍数为1.92倍。2013—2016年，7种重金属总浓度平均值由112.51 μg/L下降至2017—2024年58.80 μg/L，这主要与2016年当地政府关闭小型煤矿政策和红碱淖4A景区周边煤矿区的生态修复工程有关。研究区域水体受工业源、交通源、农业源和自然源影响，四者的贡献率分别为35.44%、16.23%、24.67%和23.65%，说明红碱淖水体中重金属来源主要为工业源，其次为农业源。健康风险评估结果表明：非致癌健康风险可忽略，致癌风险超过了警戒值（1×10^-4），成人风险高于儿童，经口摄入是主要暴露途径，As和Cd是主要管控元素，二者超标样点比例分别为100%和16.67%。研究结果可为周边居民健康风险防控与湖区环境质量管理提供理论依据。
- 重金属 /
- 红碱淖 /
- 健康风险评估 /
- 源解析 /
- 绝对主成分得分-多元线性回归模型（APCS-MLR）
Abstract: To evaluate the characteristics of heavy metal contamination in desert lakes and the associated health risks， this study took Hongjiannao Lake in Northern Shaanxi as the research object and analyzed the concentrations of seven heavy metals （Hg， Pb， Cu， Zn， Cd， Cr， and As） in the water body from 2013 to 2024. The absolute principal component score-multiple linear regression （APCS-MLR） model was employed for quantitative source apportionment to identify contamination sources and their contribution rates. Combined with a health risk assessment model， the levels of non-carcinogenic and carcinogenic health risks to humans were revealed. The results indicated that the average concentrations of the seven heavy metals in Hongjiannao Lake did not exceed the background values， although 28.57% of the sampling points showed As concentrations exceeding the background value， with a maximum exceedance factor of 1.92. The average total concentration of the seven heavy metals decreased from 112.51 μg/L in 2013， to 2016 to 58.80 μg/L in 2017 to 2024， primarily due to the local government's policy of closing small coal mines in 2016 and the ecological restoration project in the coal mining area around the Hongjiannao Lake 4A-level tourist attraction. The water body in the study area was influenced by industrial， traffic， agricultural， and natural sources， with contribution rates of 35.44%， 16.23%， 24.67%， and 23.65%， respectively， indicating that industrial sources were the primary contributors to heavy metal contamination， followed by agricultural sources. The health risk assessment results showed that non-carcinogenic health risks were negligible， while carcinogenic risks exceeded the alert value （1.00E-4）， with higher risks for adults than for children. Oral ingestion was the primary exposure pathway， with As and Cd being the key control elements， showing exceedance rates of 100% and 16.67%， respectively. These findings provide a theoretical basis for health risk prevention and control for surrounding residents and for environmental quality management in the lake area.
- heavy metal /
- Hongjiannao Lake /
- health risk assessment /
- source apportionment /
- absolute principal component score-multiple linear regression （APCS-MLR） model

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