渭河是黄河的最大支流，发源于甘肃省渭源县鸟鼠山，由西向东流经甘肃、宁夏、陕西3省，由宝鸡峡进入陕西省境内，流经关中地区的宝鸡市、咸阳市、西安市和渭南市等，于渭南市潼关县港口镇注入黄河，全长818 km，在陕西省境内河长502 km。渭河流域工农业发达，经济活跃，是陕西省的政治、经济和文化中心，集中了陕西省63%的人口、56%的耕地和65%的经济总量。多年来，渭河流域内工农业和社会经济发展带来了严重的河流污染问题，2005年陕西省启动并实施了国务院批准的《渭河流域重点治理规划》拉开了渭河专项治理的序幕，此后经过10余年不懈的努力，渭河流域水质逐步改善。

依据《地表水和污水监测技术规范：HJ/T 91—2002》^[9]及相关技术规范，于2016年枯水期（2～3月）采集水样。同一断面采取多个点水样等份混合均匀，静置30 min后取500 mL均匀混合的水样放入聚乙烯塑料瓶中，加酸保存，运回实验室待测。Hg、As、Se和Sb依据《水质 汞、砷、硒、铋、锑的测定 原子荧光法：HJ 694—2014》^[10]测定，Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Co、V和Tl依据《水质 65种元素的测定 电感耦合等离子体质谱法：HJ 700—2014》^[11]测定，Cr（VI）按《水质 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法：GB 7467—87》^[12]测定，Fe、Mn依据《水质 铁、锰的测定 火焰原子吸收分光光度法：GB 11911—89》^[13]测定。经实地踏勘，结合流域实际情况，在渭河陕西段干流及各支流入渭处共布设采样断面25个，其中干流断面10个，支流入渭断面15个。采样断面位置，见图1。

依据《地表水环境质量标准：GB3838—2002》，评价水体各重金属的含量水平。运用重金属综合污染指数法（HPI）评价多个重金属对水体产生的综合污染状况，当HPI>100时，该水体的重金属污染程度已超过其最高可接受水平^[14]。采用目前国际上广泛应用的USEPA健康风险评价模型进行人体健康风险评价^[5]，人体暴露参数取自《中国人群暴露参数手册（成人卷）》中陕西地区调查结果^[2]。根据IARC的致癌性分类标准，As、Pb、Cd、Cr（VI）和Ni共5种重金属为化学致癌性物质同时参与致癌性健康风险评价和非致癌性健康风险评价，其余9种重金属为化学非致癌性物质仅参与非致癌性健康风险评价^[15]。某单个重金属及总重金属的非致癌健康风险和致癌健康风险评价步骤和计算公式见文献[16]，某重金属的非致癌健康风险值$HQ \lt 1$时处于可接受水平，HQ>1时超过可接受水平，须采取措施限制暴露水平；某重金属的致癌健康风险值CR<10⁻⁶时不会对人体产生致癌性的健康风险，CR介于10⁻⁶～10⁻⁴之间时处于可接受水平，CR>10⁻⁴时超过可接受水平；HQ和CR值越大，则重金属对人体所造成的不利健康效应发生的可能性也越大。

2016年渭河陕西段干流及各支流入渭水体中14种重金属的实测浓度统计结果，见表1。

表1可知，渭河陕西段水体中Hg和Se未检出，其余12种重金属检出率在24.0%～100%，按平均浓度排列依次为：Mn>Zn>As>Cr（VI）>Ni>V>Cu>Pb>Co>Sb>Se>Cd>Hg>Tl。依据《地表水环境质量标准：GB3838—2002》，渭河陕西段水体Pb、Cd、Cu、Zn、Cr（VI）浓度在各断面均达到I～II类水质标准；As浓度在皂河入渭断面达到IV类水质标准，超过III类水质标准限值0.3倍，在其余断面达到I类水质标准；Sb、V、Co和Tl浓度在各断面均小于其集中式生活饮用水地表水源地特定项目限值；Ni浓度在新河入渭断面水体超过集中式生活饮用水地表水源地特定项目限值0.3倍，在其余断面均小于其集中式生活饮用水地表水源地特定项目限值；Mn浓度在24.0%的断面超过集中式生活饮用水地表水源地特定项目限值，最大浓度断面为虢镇桥断面，超过集中式生活饮用水地表水源地特定项目限值2.5倍。

2016年渭河陕西段干流及各支流入渭水体检出的12种重金属As、Sb、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr（VI）、Ni、Mn、V、Co和Tl在渭河干流水体沿程分布和沿程入渭支流水体空间分布差异较大，无明显规律性变异系数，见表1。基于渭河陕西段水体中14种重金属的实测浓度数据（含未检出的Hg和Se，以检出限浓度参与计算），进一步计算渭河流经的关中地区各行政区水体重金属综合污染指数HPI，结果显示，2016年各行政区渭河水体重金属综合污染程度均处于可接受水平，综合污染水平由高到低依次为渭南市、宝鸡市、西安市和咸阳市。

2016年渭河陕西段干流及各支流入渭水体重金属综合污染指数计算结果，见表2。

表2可知，2016年渭河陕西段各断面水体重金属综合污染指数HPI均低于污染临界值100，说明其水体重金属综合污染程度低于国家标准要求的限值，处于可接受水平。本课题组早期研究显示，2008～2012年渭河陕西段水体重金属污染具有显著的空间差异，其中咸阳-西安段水体重金属污染程度较重，处于不可接受水平^[6]；2014年渭河西安段水体重金属污染程度减轻，但仍有44.4%的断面处于不可接受水平^[16]。从本研究看，2016年渭河陕西段综合治理全线贯通后，渭河陕西段各断面水体重金属综合污染程度均处于可接受水平，这说明陕西渭河流域近年来实施的重金属污染防控措施成效显著。渭河陕西段干流水体重金属综合污染程度较大的4个断面依次为：潼关吊桥>虢镇桥>耿镇桥>新丰镇大桥。支流入渭水体重金属综合污染程度较大的4个断面依次为：千河入渭>北洛河入渭>皂河入渭>新河入渭。

2016年渭河陕西段干流及各支流入渭水体中14种重金属的非致癌健康风险值HQ计算结果显示：2016年渭河陕西段干流及支流各断面水体As的HQ分别介于0.189～4.09、0.0518～6.85，其中，干流常兴桥、咸阳铁桥、天江人渡、耿镇桥、新丰桥和潼关吊桥6个断面和支流新河入渭、皂河入渭和灞河入渭3个断面As的HQ均大于临界水平1，对沿岸居民产生的非致癌健康风险超过可接受水平，占渭河陕西段研究断面的36.0%。除As外的其余13种重金属的HQ均小于临界水平1，对流域居民产生的非致癌健康风险处于可接受水平。

2016年渭河陕西段干流及各支流入渭水体中14种重金属的致癌健康风险值CR结果显示：2016年渭河陕西段干流及支流各断面水体As的CR分别介于2.84×10⁻⁴～6.13×10⁻³、7.77×10⁻⁵～1.02×10⁻²，除清姜河和金陵河入渭断面外，干流所有断面和其余13个支流入渭断面水体As的CR均大于可接收水平上限（10⁻⁴），对沿岸居民产生的致癌健康风险超过可接受水平，占渭河陕西段研究断面的92.0%。渭河陕西段水体Cd的CR介于2.43×10⁻⁶～2.92×10⁻⁵，致癌健康风险均处于可接受水平；Cr的CR介于2.21×10⁻⁷～3.03×10⁻⁶，Ni的CR介于9.46×10⁻⁸～1.54×10⁻⁶，致癌健康风险处于可接受水平或不会对沿岸居民人体产生致癌健康风险。渭河陕西段水体Pb的致癌健康风险最小，各断面的CR介于1.37×10⁻⁸～5.46×10⁻⁷，均不会对沿岸居民产生致癌健康风险。

进一步计算渭河陕西段水体14种重金属产生的总致癌健康风险和总非致癌健康风险，分析渭河陕西段水体各重金属对总非致癌健康风险和总致癌健康风险的贡献情况，从各重金属对渭河陕西段水体的总健康风险的贡献率来看，参与非致癌健康风险评价的14种重金属中，As、Co、Tl和Pb对总非致癌健康风险的贡献率较大，分别为88.38%、6.43%、2.78%和1.04%，其余10种重金属对总非致癌健康风险的贡献率较小，累计占1.37%；参与致癌健康风险评价的5种重金属中，As对总致癌健康风险的贡献率最大，为99.59%，其余4种重金属（Cd、Pb、Cr和Ni）对总致癌健康风险的贡献率较小，累计占0.41%。

（1）本研究与本课题组2008~2012年渭河陕西段水体5种重金属的监测结果相比，Hg、Pb、Cr（VI）和As的平均检出浓度降低，Cd检出率和检出浓度有所升高但处于《地表水环境质量标准：GB3838-2002》的I～II类的较低水平；5种重金属的超标断面比例均明显降低。调研显示，2011年陕西省水利厅发布《陕西省渭河全线整治规划及实施方案》，陕西省政府发布《渭河流域水污染防治三年行动方案（2012~2014年）》（陕政办发〔2011〕116号）和《渭河流域水污染防治巩固提高三年行动方案（2015−2017）》（陕政办发〔2015〕38号），通过产业结构调整、工程减排和科技减排、提高城市基础建设和城镇污水处理能力等提高了工农业和生活污染治理水平。这说明渭河综合治理全线贯通后重金属污染得到了一定程度改善。

（2）渭河宝鸡段清姜河和金陵河入渭断面重金属综合污染水平（HPI指数分别为29.2和29.3）均不高，其汇入干流后的下游卧龙寺断面重金属综合污染水平（HPI指数29.3）也不高；千河入渭断面水体重金属综合污染水平较高（HPI指数47.0），其汇入渭河干流后，位于下游的虢镇断面综合污染程度有所升高（HPI指数为38.2）。这说明渭河宝鸡段支流入渭水体对其汇入后对应的干流断面水体重金属综合污染有影响。西安段干流耿镇和新丰镇断面重金属综合污染水平相对较高，但其入渭支流水体重金属综合污染水平较低，说明渭河干流耿镇与新丰镇段可能主要以干流排污为主。渭南段潼关吊桥断面水体重金属综合污染水平相对较高，一方面可能与断面上游的污水排放有关；另一方面可能是由于潼关吊桥断面位于渭河下游与北洛河、黄河的交汇处附近，河床中的大量细化泥沙颗粒易吸附重金属，且在枯水期受径流量减少等因素影响重金属的吸附解析加强所致^[17-18]。

（3）依据现行《地表水环境质量标准：GB3838—2002》，2016年As在皂河入渭断面超标，渭河陕西段水体As检出率100%，较2008～2012年的39.2%～51.6%升高；基于陕西地区人体暴露参数的健康风险评价结果，2016年渭河陕西段干流及各支流入渭水体A_S非致癌健康风险和A_S致癌健康风险超过可接收水平的断面较2012年明显增加，无论从非致癌健康风险还是致癌健康风险看，As对周围居民的总健康风险贡献均较大。As污染来源广泛，经由水污染引起的As中毒多是蓄积性慢性中毒，通过影响代谢酶、脂质过氧化、基因损伤和基因表达等方面，对人体健康产生毒害作用^[19]。皂河由南至北贯穿西安市中心城区，其沿岸农业排水和生产生活污水排放量巨大，据测算约占西安市主城区污水排放量的63%。2008年以来，皂河作为渭河重点治理的支流，COD和氨氮浓度持续下降，但截止目前其水质仍为劣Ⅴ类，仍是渭河污染最为严重的支流。鉴于此，皂河作为渭河的主要支流对渭河干流的As输送不容忽视，渭河陕西段水体中的As应作为优先控制的重金属污染物引起相关部门的特别关注。

2016年渭河综合治理全线贯通，是渭河治理史上的标志性阶段。本文基于25个断面14种重金属的实测浓度数据，研究得出2016年渭河综合治理工程全线贯通后的渭河陕西段水体重金属的污染特征及健康风险。

（1）渭河陕西段水体大多数重金属含量较低。其中Hg和Se未检出，依据《地表水环境质量标准：GB3838—2002》，Pb、Cd、Cu、Zn、Cr（VI）浓度在各断面均达到I～II类水质标准；As在皂河入渭断面水体浓度达到IV类水质标准，超过III类水质标准限值0.3倍，在其余断面水体浓度达到I类水质标准；Sb、V、Co和Tl浓度在各断面均小于其集中式生活饮用水地表水源地特定项目限值；Ni和Mn在部分断面超过集中式生活饮用水地表水源地特定项目限值。

　　（2）渭河陕西段干、支流水体各重金属空间分布差异较大，无明显规律性。各断面水体重金属综合污染程度均处于可接受水平，按行政区渭河水体重金属综合污染水平由高到低为渭南市、宝鸡市、西安市和咸阳市。干流重金属综合污染程度较高的断面依次为潼关吊桥、虢镇桥、耿镇桥、新丰镇大桥，支流重金属综合污染程度较高的断面依次为千河入渭和北洛河入渭。

（3）渭河陕西段水体中As对周围居民产生的非致癌健康风险值介于0.0518～6.85，致癌健康风险值介于7.77×10⁻⁵～1.02×10⁻²，是重金属对沿岸居民产生健康风险的首要贡献源，应优先控制。除As外的其余13种重金属很少或不会对沿岸居民产生健康风险。