核电厂重金属排放对斯提尔河水生态的影响评估与综合水管理策略研究

本研究针对核电厂废水排放可能导致的河流重金属(HMs)污染问题，通过四年期监测斯提尔河上下游8种关键金属(Zn/Cd/Pb等)浓度，结合HPI/HEI/DC污染指数评估，发现当前排放未超国际标准但需警惕季节性波动。创新性提出基于欧洲分级管控体系与生态工程的综合治理方案，为工业排放水管理提供科学范式。

　　

随着工业活动加剧，重金属(HMs)通过农业径流、工业废水等途径进入水体，其持久性、生物累积性对水生态系统构成长期威胁。核电厂(NPP)作为典型工业设施，冷却系统腐蚀产物可能释放铜(Cu)、锌(Zn)等金属，但相关环境影响缺乏系统评估。乌克兰研究团队在《Ecological Indicators》发表的研究，首次对斯提尔河核电站排水口上下游开展为期四年(2018-2022)的HMs动态监测，创新整合污染指数法与欧洲分级管控策略。

研究采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)分析Zn、Cd、Pb等8种金属浓度，采集192份水样(上游S1/下游S2各96份)。通过计算重金属污染指数(HPI)、评价指数(HEI)和污染程度(DC)量化风险，结合Pearson/Spearman相关性分析金属来源关联性，并基于欧盟WFD框架提出分级管控方案。

3.1 重金属时空分布特征
数据显示所有金属浓度均低于欧盟2020/2184/EU指令、WHO及乌克兰721号标准限值。Zn(4.67±1.14 μg/L)和Cu(6.43±1.82 μg/L)为主要检出金属，春季HPI轻微升高可能与融雪径流稀释效应相关。热图分析揭示Zn-Mn(r=0.68)、Pb-Cu(ρ=0.72)显著正相关，暗示共同工业来源。

3.2 污染指数评估
HPI(0.72±0.12)、HEI(3.32±0.16)、DC(-5.81±0.14)均显示"低污染"等级，证实当前NPP排放风险可控。但DC负值反映背景值敏感性，强调需建立本地化基准。

3.3 综合治理策略
研究创新提出五级管控体系：Tier 0-4对应不同超标阈值采取监测/工程干预措施，结合人工湿地(As去除率>80%)和纳米过滤(Cr截留率92%)等技术。特别指出当前检测限(如Cd 1 μg/L)可能低估实际风险，建议采用TiO₂光催化等先进处理工艺。

该研究证实斯提尔河当前HMs负荷处于安全阈值内，但建立了工业排放长期监控的科学框架。通过融合生态工程与法规标准(如WFD的EQS-ELV协同机制)，为平衡工业发展与水环境保护提供范式。研究者强调需开发更低检测限的分析方法，并评估缓冲带等自然解决方案的经济性，这对全球核电密集区域的生态风险管理具有指导意义。