摘要:分析重慶主城區(qū)內(nèi)梁灘河重金屬污染狀況,為當?shù)厮Y源保護和治理提供科學(xué)依據(jù)。于2019年12月在流域內(nèi)選取29個樣點進行表層河水取樣,測試河水中鉻(Cr)、銅(Cu)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鉛(Pb)和鋅(Zn)6種重金屬含量,并采用健康風(fēng)險評價、遠距離權(quán)重法、相關(guān)性和主成分分析方法對梁灘河流域河水重金屬健康風(fēng)險、空間分布和污染來源進行了研究。結(jié)果顯示:(1)各重金屬元素的平均含量為Fe(367.20 μg/L)gt;Mn(160.79 μg/L)gt;Zn(36.63 μg/L)gt;Cr(8.14 μg/L)gt;Cu(6.10 μg/L)gt;Pb(0.66 μg/L),其中Cr、Cu、Pb和Zn均符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類水質(zhì)標準,F(xiàn)e和Mn出現(xiàn)嚴重超標。(2)各重金屬元素直接攝入或裸露皮膚吸收的危險商(HQing和HQder)和危險指數(shù)(HI)均lt;1,說明梁灘河河水中的重金屬元素未對人體健康產(chǎn)生危害。同時,各重金屬元素HI值呈現(xiàn)出下游gt;上游的分布特征,即人類活動頻繁的下游受重金屬污染程度高,健康風(fēng)險大。(3)相關(guān)性與主成分分析表明,Cu與Zn、Fe與Pb之間存在顯著相關(guān)關(guān)系,Cr、Mn與其他重金屬元素無相關(guān)性。究其來源,第一主成分Cu與Zn同城鎮(zhèn)工業(yè)生產(chǎn)和交通污染的輸入有關(guān);第二主成分Fe與Pb同天然地球化學(xué)過程、采礦和運輸有關(guān);第三主成分Mn來源于農(nóng)業(yè)活動(包括耕植施肥、畜牧養(yǎng)殖)的輸入。
關(guān)鍵詞:重金屬;健康風(fēng)險評價;空間分布;污染來源;梁灘河流域
中圖分類號:X522 " " " "文獻標志碼:A " " " "文章編號:1674-3075(2023)04-0115-09
健康的河流生態(tài)系統(tǒng)是保障流域內(nèi)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)(孟偉等,2015)。由于環(huán)境中自然存在著各種各樣的污染物,隨著人類活動的加劇,眾多污染物可能被釋放到地表水中,使得河流水體被污染程度不斷升級。其中,重金屬是一種典型的有毒有害污染物,因其生物毒性大而備受關(guān)注(Zhang et al,2019)。最新研究調(diào)查發(fā)現(xiàn),我國已經(jīng)超過80%的江河湖庫遭到重金屬的污染(李子鋒,2021),水體重金屬污染問題亟待解決,由此帶來的健康效應(yīng)也引起了人們的重視(劉蕊等,2014;Jiang et al,2020)。
梁灘河流域內(nèi)有15個鄉(xiāng)鎮(zhèn),城鎮(zhèn)多集中沿河發(fā)展,常住人口近40萬。由于長期受城鎮(zhèn)生活垃圾、生活污水、禽畜養(yǎng)殖及農(nóng)業(yè)面源等人為外來污染源的影響,梁灘河流域水體污染較為嚴重(杜利瓊等,2010)。鄭學(xué)琴等(2012)研究梁灘河流域水質(zhì)污染狀況表明,對于N、P元素污染和有機質(zhì)污染,重金屬污染較輕。而通過梁灘河河流底泥和表層水樣發(fā)現(xiàn),Cu、Zn含量超過國家土壤二級標準(閔真真等,2012),Ni、Pb、Fe和Mn的平均含量均遠高于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類標準值(高俊敏等,2013)??梢?,梁灘河重金屬污染存在很大的生態(tài)和健康風(fēng)險,應(yīng)當給予重視。
健康風(fēng)險評價通常用來描述環(huán)境污染對人體產(chǎn)生的健康危害風(fēng)險(劉柳等,2013)。重金屬通過人體的暴露途徑主要包括呼吸暴露、飲食(主要指飲水)暴露和皮膚接觸暴露3種方式(Zeng et al,2015),后者是2種很重要的暴露途徑(De Miguel et al,1997)。目前,國內(nèi)外研究水中重金屬對人體健康造成的危害一般采用美國國家環(huán)保局(United States Environmental Protcction Agency,USEPA)提出的人體健康風(fēng)險評估模型(US EPA,2009;Xiao et al,2019)。
重金屬的污染來源解析是重金屬污染防治的重要環(huán)節(jié)之一(張國忠,2019),Pearson相關(guān)系數(shù)是重金屬源解析常用的相關(guān)分析方法,常和主成分分析法同時使用(林燕萍等,2011)。研究發(fā)現(xiàn),有不少學(xué)者使用該混合方法對梁灘河重金屬污染源展開了分析(劉國濤等,2012;高俊敏等,2013)。但關(guān)于梁灘河重金屬健康風(fēng)險評價的研究只對某些分河段進行監(jiān)測(高俊敏等,2013),未見有從整個流域尺度對梁灘河重金屬污染分布及健康風(fēng)險進行分析研究的文獻。因此,本研究選擇以梁灘河流域為對象,通過測定水體中的鉻(Cr)、銅(Cu)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鉛(Pb)和鋅(Zn)6種重金屬元素含量,分析梁灘河重金屬污染可能造成的健康風(fēng)險、空間分布特征及來源,以期為當?shù)厮Y源保護和治理提供科學(xué)依據(jù)。
1 " 材料與方法
1.1 " 研究區(qū)概況
梁灘河(29°25′~29°50′N,106°15′~106°30′E)縱跨重慶市九龍坡、沙坪壩、北培3區(qū),發(fā)源于九龍坡區(qū)白市驛鎮(zhèn)廖家溝水庫,從南至北游走于縉云山脈和中梁山脈之間的狹長槽谷地帶,最后在北培區(qū)龍鳳鎮(zhèn)毛背坨匯入嘉陵江(圖1)。梁灘河全長88 km,約有55條支流,流域面積達520 km2。地勢北低南高,南北長,東西窄,平均海拔300 m。地處亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū),冬暖夏涼,春夏多雨,秋冬少雨,年平均氣溫17.5~18.8 ℃,多年平均降水量1 000~1 200 mm。研究于2019年12月,通過對梁灘河流域的實地勘察,在梁灘河流域上游東(E)、西(W)和下游主流(L)3個河段內(nèi)共選取29個表層水樣點(L1~L10,E1~E11和W1~W8),詳見圖1。
1.2 " 數(shù)據(jù)采集與測定
使用多參數(shù)水質(zhì)分析儀Multi350i(德國WTW公司)現(xiàn)場監(jiān)測各采樣點表層河水水溫(T)、電導(dǎo)率(EC)、pH和溶解氧(DO)。用50 mL聚乙烯塑料瓶收集水樣,取水后向水樣中加入1:1優(yōu)級純硝酸2滴,以防止離子附著在瓶壁上引起測試誤差。所有水樣采集完畢后放置冰箱(4℃)保存。重金屬含量測試采用賽默飛iCAP? 7200 ICP-OES光譜儀分析(分析誤差lt;5%),測試工作在長江科學(xué)院重慶分院完成。
1.3 " 研究方法
1.3.1 " 健康風(fēng)險評價 " 根據(jù)美國環(huán)保局(USEPA)提出的風(fēng)險指南來評價水體重金屬污染對人類可能構(gòu)成的健康風(fēng)險,其公式與參數(shù)設(shè)置參考Xiao等(2019)的研究。
[Aing=CW×IR×Ag×EF×EDW×T] " " ①
[Ader=Cw×S×KP×EF×ET×EDW×T] " ②
式中:[Aing]為直接攝入的日平均劑量;[Ader]為通過裸露皮膚吸收的日平均劑量;Cw為元素的含量(mg/L);IR為攝入率,成人和兒童攝入率分別為2.00 L/d和0.64 L/d;EF為曝光頻率(350 d/a);ET為暴露時間,成人和兒童分別為0.58 h/d和1.0 h/d;ED為暴露持續(xù)時間,成人和兒童分別為70 a和6 a;W為體重,成人和兒童分別為65 kg和20 kg;T為非致癌物質(zhì)的平均時間,成人和兒童分別為25 550 d和2 190 d;Ag表示腸胃道吸收因子,Cr為3.8%,Cu為57%,F(xiàn)e為1.4%,Mn為6.0%,Zn為20%,Pb為11.7%;Kp是樣品中的皮膚滲透系數(shù),Cr為0.003 cm/h,Zn為0.0006 cm/h,其他元素為0.001 cm/h;S為皮膚暴露面積(cm2),成人和兒童分別為18 000 cm2和6 600 cm2。
在計算Aing和Ader后,通過危險商(hazard quotient,HQ)評估不同接觸途徑下的非致癌風(fēng)險,并通過危險指數(shù)(hazard index,HQ)來評估不同途徑下各重金屬元素的總潛在非致癌風(fēng)險。當HQ,HIgt;1時,需要考慮可能由某種途徑或元素導(dǎo)致的健康風(fēng)險。
HQ=A/R " " " " " ③
HI=HQing+HQder " " " " " "④
式中:Rf為參考劑量,詳見表3;HQing表示直接攝入的日平均劑量(Aing)與其參考劑量(Ring)的比值,HQder 表示通過裸露皮膚吸收的日平均劑量(Ader)與其參考劑量(Rder)的比值,分別為直接攝入和通過裸露皮膚吸收的危險商。
1.3.2 " 遠距離權(quán)重法 " 為能更直觀地看出重金屬污染的空間分布,采用能極大地保留元素含量的極值信息、插值結(jié)果較詳盡的遠距離權(quán)重法(Inverse Distance Weighted,IDW)(羅瑜等,2012)對計算出的各重金屬元素HI值進行分析。該空間插值分析過程在Arc GIS 10.6中進行。
1.3.3 " 相關(guān)性和主成分分析方法 " 相關(guān)性分析(Correlation Analysis,CA)是通過相關(guān)性系數(shù)來確定不同重金屬間的顯著相關(guān)性,指示重金屬元素的相同物質(zhì)來源或遷移途徑(Pekey et al,2004)。主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)則是一種降維過程,其將多個影響因素歸結(jié)為幾個主成分,且每個主成分能夠解釋整體數(shù)據(jù)的部分方差,得出主要的污染指標,進而判斷污染源(張海平等,2015)。提取主成分時采取主成分累積貢獻率高于80%、特征值高于1的原則(Singh et al,2005)。
1.4 " 數(shù)據(jù)分析
研究主要使用Excel進行數(shù)據(jù)整理和圖表繪制,相關(guān)性和主成分分析在Origin 9.0軟件中進行。
2 " 結(jié)果與討論
2.1 " 河水基本理化參數(shù)
梁灘河各采樣點河水理化參數(shù)見表1。水溫(T)的變化范圍為4.51~17.6℃,平均值為11.4℃。水溫最低值在W6采樣點,最高值在L3采樣點。E1至E11河段,水溫從上游到下游呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。其他河段(W和L)水溫在上下游之間則沒有明顯的變化,這可能同采樣時間點環(huán)境溫度、水文特征有關(guān);pH值的變化范圍為7.65~9.45,平均值為8.08,總體來看,水質(zhì)偏堿性。除L3采樣點為9.45外,其余監(jiān)測點的pH值均符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)中地表水質(zhì)量標準限值(6~9)。此外,梁灘河徑流pH值自上游向下游并沒有呈現(xiàn)出升高趨勢(鄭永林等,2021)和由弱酸性向弱堿性過渡的趨勢,而是與采樣點周邊環(huán)境有關(guān),如在受人為活動干擾強烈區(qū)域的水體pH值呈增加的趨勢;電導(dǎo)率(EC)的變化范圍為325~1643 μS/cm,平均值為720 μS/cm,與pH值的變化類似,EC值也受周圍人類活動的影響,如采樣點L1(1 643 μS/cm)、E5(1 083 μS/cm)和W3(1 021 μS/cm),其周邊主要以居民住宅和交通運輸?shù)缆窞橹鳎蝗芙庋酰―O)的變化范圍為0.68~16.57 mg/L,其最大值出現(xiàn)在植被狀況良好的W5采樣點,最小值出現(xiàn)在工廠區(qū)的E2采樣點,平均值為6.77 mg/L,大于對應(yīng)的地表水Ⅱ類水質(zhì)標準限值6。同時,可以看出DO并沒有呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性變化,可能是受多種因素共同影響造成的。
2.2 " 梁灘河流域重金屬含量及空間分布
梁灘河河水重金屬含量見表2。各重金屬平均含量為Fegt;Mngt;Zngt;Crgt;Cugt;Pb,其中,F(xiàn)e的含量范圍為153.50~1013.00 [μ]g/L,平均值為367.20 [μ]g/L;Mn的含量范圍為39.20~515.30 [μ]g/L,平均值為160.79 [μ]g/L;Zn的含量范圍為2.30~659.40 [μ]g/L,平均值為36.63 [μ]g/L;Cr的含量范圍為5.80~13.00 [μ]g/L,平均值為8.14 [μ]g/L;Cu的含量范圍為1.10~63.50 [μ]g/L,平均值為6.10 [μ]g/L;Pb的含量范圍為0~5.40 [μ]g/L,平均值為0.66 [μ]g/L。
梁灘河河水作為飲用水源、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水等,其功能應(yīng)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類水質(zhì)標準(杜利瓊等,2010)。將重金屬元素的實測值和標準值進行比較發(fā)現(xiàn)(表2),所有采樣點水樣中的Cr、Cu、Zn和Pb含量均低于對應(yīng)的標準值;雖然研究測定的是總鉻,但所有采樣點的Cr含量均低于Cr(Ⅳ)的標準值;Fe和Mn含量嚴重超標,超標率為58.62%和65.52%。
變異系數(shù)可以反映樣本的分布情況(王天陽和王國祥, 2007),從表2中各重金屬元素的變異系數(shù)可以看出,Cr元素的變異系數(shù)lt;35%,為弱變異;Fe、Mn元素的變異系數(shù)分別為46.53%和65.79%,呈現(xiàn)出中等程度的空間變異;Cu、Zn和Pb元素的變異系數(shù)均gt;75%,為強變異(熊秋林等,2016),即在空間分布上存在很大的差異,可能出現(xiàn)局部區(qū)域污染較重的現(xiàn)象。
從各采樣點重金屬含量來看(圖2),Cr和Fe含量最大值出現(xiàn)在L7采樣點;Mn含量最大值出現(xiàn)在E3采樣點;Cu和Zn含量最大值出現(xiàn)在L2采樣點;Pb含量最大值出現(xiàn)在L6和L7采樣點。可見,重金屬污染多集中在L河段,即梁灘河下游。
2.3 " 梁灘河流域重金屬健康風(fēng)險評價
結(jié)合公式①~④,計算出梁灘河各重金屬元素Aing、Ader、HQing、HQder和HI均值(表3)。結(jié)果顯示:Aing表現(xiàn)為Mngt;Zngt;Fegt;Cugt;Crgt;Pb,而Ader表現(xiàn)為Mngt;Pbgt; Crgt; Cugt; Zngt;Fe。Aing和Ader最高值均為Mn元素,可見,Mn極易通過直接攝入和皮膚吸入2種途徑對人體健康造成危害,應(yīng)對此給予足夠重視。此外,HQing、HQder和HI均lt;1,說明梁灘河河水重金屬未對人體健康產(chǎn)生危害。但各HI值差異較大,表現(xiàn)為Crgt;Mngt;Fegt;Pbgt;Cugt;Zn。其中,HI值最高的是Cr元素,由此可能產(chǎn)生的健康風(fēng)險也值得關(guān)注。
各重金屬元素的HI值空間分布狀況見圖3。其中,Cr元素的HI值分布較為均勻,其他重金屬元素的HI值分布較為集中。Cr的HI最高值出現(xiàn)在下游縉云山山脈東南坡延伸而下的水系上,而上游,尤其是右支主流的HI值較低;Cu和Zn的HI最高值都出現(xiàn)在下游流經(jīng)鳳凰鎮(zhèn)和青木關(guān)鎮(zhèn)的支流上,上游的HI值較低;Fe和Pb的HI最高值同Cr元素相一致,主要集中分布在下游,而上游的HI值較低;Mn的HI值在空間分布上同其他元素有很大不同,其HI最高值出現(xiàn)在上游右支主流上,而下游的HI值較低??偟膩碚f,梁灘河河水重金屬元素的HI值呈現(xiàn)下游gt;上游的空間分布特征,即梁灘河下游受重金屬污染程度高,風(fēng)險大。
2.4 " 梁灘河流域重金屬污染來源
為揭示梁灘河流域水體各重金屬的來源,對5個基本理化參數(shù)和6種重金屬元素進行了相關(guān)性和主成分分析。相關(guān)性分析見表4,Mn與EC、pH和DO呈現(xiàn)顯著負相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為-0.37、-0.46和-0.56;Cr與其他重金屬元素之間不存在顯著相關(guān)關(guān)系,表明Cr污染具有多源性或存在獨立來源;Cu與Zn、Fe與Pb呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性(Plt;0.01),相關(guān)系數(shù)分別為0.96和0.54,表明Cu與Zn、Fe與Pb可能存在復(fù)合污染關(guān)系或同源關(guān)系(黃冠星等,2011)。
主成分分析見表5。梁灘河河水6種重金屬元素主要分為3個主成分,累計貢獻率為80.89%。結(jié)合主成分相關(guān)系數(shù)(表6)可知,第一主成分為Cu與Zn,第二主成分為Fe與Pb,第三主成分為Mn。
第一主成分中,Cu與Zn貢獻率為36.17%,且Cu與Zn的權(quán)重系數(shù)分別為0.582、0.570。Cu主要來源于醫(yī)藥、農(nóng)藥等化工企業(yè)及電子、機械制造等工業(yè)(張偉燕等,2019),與金屬冶煉、燃油、垃圾焚燒等活動有關(guān),并且汽車零部件的磨損也會產(chǎn)生Cu(Lu et al,2010);Zn是冶金塵特征元素,但機動車剎片、潤滑油燃燒、尾氣排放和橡膠輪胎的磨損也會產(chǎn)生Zn(Pagotto et al,2001)。在研究區(qū)中,Cu和Zn含量變化不大,主要集中分布在鳳凰和青木關(guān)以加工摩托車零配件為主兩大工業(yè)園區(qū)附近,而該區(qū)人口密度大,交通需求高,生產(chǎn)、生活和交通等污水、廢氣的排放是導(dǎo)致Cu和Zn含量達到峰值的原因所在。此外,L9采樣點的Zn含量也較高,這可能與采樣點周邊車輛交通繁忙有關(guān)。由此推斷,Cu與Zn的來源與城鎮(zhèn)化工業(yè)生產(chǎn)和交通運輸活動有密切關(guān)系。
第二主成分中,F(xiàn)e與Pb貢獻率為28.36%,且Fe與Pb的權(quán)重系數(shù)分別為0.502、0.587。自然水體中Fe元素主要來自鐵氧化礦物的溶解(Liang et al,2018)。研究顯示(圖2),F(xiàn)e在各河段內(nèi)呈現(xiàn)出上下游含量低、中間處含量高的變化特征,其最高值分別出現(xiàn)在E7(林地)、W4(耕地、礦場)和L7(工廠)采樣點,這可能與土巖自然賦存,耕植和開采礦活動的釋放,以及工業(yè)污水排放有關(guān)。而受人類影響較小、地勢更高的上游,河水中的Fe被攜帶至中下游,F(xiàn)e含量變低。下游地勢低平,為Fe的吸附和沉淀提供條件。一般來說,Pb是交通源標志性元素,主要來自機動車尾氣的排放(Miguel et al,1997),但煤炭開采活動也極易造成Pb污染(Bhuiyan et al,2010)。研究區(qū)中Fe和Pb集中分布在有馬尾松林地和煤礦區(qū)(劉國濤等,2012),同時由于外運煤炭,交通流量大,并以大噸位超載運輸車輛為主(張寶貴,2001),汽車尾氣排放大,而導(dǎo)致Pb含量趨高。綜上,梁灘河流域河水中Fe與Pb主要來源于內(nèi)源賦存、采礦釋放以及交通污染。
第三主成分中,Mn的貢獻率為16.36%,所占權(quán)重系數(shù)為0.791。研究發(fā)現(xiàn),關(guān)于梁灘河Mn元素的污染文獻較少,高俊敏等(2013)只是對Mn在內(nèi)的重金屬元素作了簡單的相關(guān)性分析,并未解釋其來源。在研究區(qū)中,Mn和Fe含量變化趨勢基本一致,但二者之間無明顯相關(guān)性,這可能與研究期間降雨少,淋溶侵蝕作用弱有關(guān)。而Mn在低pH(還原)水中高度溶解(Liang et al,2018),這與表3中Mn含量與pH值呈顯著負相關(guān)關(guān)系相對應(yīng),說明河水中Mn含量受水體環(huán)境影響。其中,在E河段,Mn最高的E3采樣點分布有白市驛鎮(zhèn)養(yǎng)殖基地。Mn是重要的微量元素肥料之一,在畜牧業(yè)和飼養(yǎng)業(yè)中,常在飼料中加進硫酸錳以保證牲畜的良好發(fā)育(黃子亮和楊家迪,2016),同時牲畜活動也會破壞土壤穩(wěn)定性,排泄物更容易通過下滲或和養(yǎng)殖污水一起將Mn帶入河流;在W河段,W5采樣點的Mn含量最高,該地植被覆蓋良好,地表土巖中自然賦存有一定的Mn元素;在L河段,L6和L7采樣點的Mn含量都很高,樣點周邊主要為耕地和工廠用地,而農(nóng)藥和化肥的使用會導(dǎo)致土壤中Mn含量升高,并隨農(nóng)業(yè)種植灌溉將土壤中Mn元素帶入水體(Chen et al,2008)。可見,梁灘河流域Mn污染來源于耕植施肥和畜牧養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)活動的輸入。
在研究中,Cr與其他重金屬元素之間無顯著相關(guān)性,其含量在各采樣點分布較均勻,污染程度相似。但從插值分析的流域空間上看,Cr同F(xiàn)e、Pb一起集中分布在林地和煤礦區(qū)周邊,Cr元素也可能來自礦物和巖石中的本底值。此外,Cr也是畜禽生長發(fā)育必需的營養(yǎng)成分,在研究區(qū)中沿河的白市驛、西永、土主、回龍壩、歇馬等鎮(zhèn)養(yǎng)殖業(yè)尤其興盛,而畜禽對Cr的吸收率低,使得其攝入的大部分Cr隨排泄物排出,從而導(dǎo)致河水Cr污染(郭紹英等,2009)。
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(責任編輯 " 鄭金秀)
Health Risk Assessment and Source Analysis of Heavy Metal Pollution
in the Liangtan River Basin, Chongqing City
HE Shi‐ji1, ZHAO Rui‐yi1,2,3, LI Zhi‐ting4, HUANG Shu‐qing1, LAI Xiao‐hong1
(1. School of Architecture and Urban Planning, Chongqing Jiaotong University,
Chongqing " 400074, P.R. China;
2. 801 Institute of Hydrogeology and Engineering Geology, Shandong Provincial Bureau of
Geology amp; Mineral Resources, Jinan " 250014, P.R. China;
3. Shandong Provincial Geo-mineral Engineering Exploration Institute, Jinan " 250014, P.R. China;
4. School of Architecture and Planning, Chongqing College of Humanities,
Science amp; Technology, Chongqing " 401524, P.R. China)
Abstract:Liangtan River basin is in the central urban area of Chongqing City, and it is heavily polluted by domestic garbage, domestic sewage, livestock production and agricultural non-point sources. In this study, we analyzed the spatial distribution and sources of heavy metal pollution in Liangtan River basin and evaluated the health risk of heavy metal pollution using US EPA Health Risk Assessment, inverse distance weighting (IDW), correlation analysis (CA) and principal component analysis (PCA). The aim was to provide scientific data to support conservation and treatment of water resources in the area. In December 2019, surface river water was sampled at 29 sites in the river basin for determination of six heavy metals: Cr, Cu , Fe , Mn, Pb and Zn. Results show: (1) The average content of the six heavy metals was in the order of Fe ( 367.20 μg/L ) gt; Mn (160.79 μg/L) gt; Zn (36.63 μg/L) gt; Cr (8.14 μg/L) gt; Cu (6.10 μg/L) gt; Pb (0.66 μg/L). Concentrations of Cr, Cu, Pb and Zn met the Class III water quality standard for surface water (GB3838-2002), but the concentrations of Fe and Mn exceeded the standard at some sampling sites. (2) Direct ingestion (HQing), dermal absorption (HQder) and the hazard index (HI) of all heavy metals were all less than 1, indicating that heavy metals in the Liangtan River Basin are not harmful to human health. The HI of the heavy metals was higher downstream than upstream, i.e., the downstream section was characterized by human activities, highly polluted by heavy metals and poses a higher health risk. (3) Correlation and principal component analysis show a significant correlation between Cu and Zn, and Fe and Pb, but Cr and Mn did not correlate with other heavy metals. Also, the first principal components of Cu and Zn were related to inputs from urban industrial production and vehicle emissions; Fe and Pb to natural geochemical processes and mining; and Mn perhaps from agricultural activities including farming, fertilization and livestock breeding.
Key words: heavy metal;health risk assessment;spatial distribution; pollution source; Liangtan River basin