基于FUCOM-SAW模型的沉积物污染综合风险评估:以塞尔维亚大巴奇卡运河与贝盖伊河为例

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Journal of Contaminant Hydrology 3.5

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  为解决传统沉积物风险评估方法忽略污染物迁移性/生物有效性等问题,研究人员创新性整合FUCOM(全一致性方法)与SAW(简单加权法),构建多准则决策框架(MCDM),应用于塞尔维亚GBC运河和Begej河的重金属/有机污染评估。结果显示Begej河生态风险显著高于GBC,模型通过敏感性分析验证稳健性,为区域沉积物精准治理提供科学依据。

  

沉积物作为水生态系统的"污染储蓄库",长期承载着工业排放与城市径流输入的重金属和有机污染物。从印度Kanyakumari海岸到尼日尔三角洲,全球案例显示传统评估方法(如Igeo
指数、PLI污染负荷指数)仅关注总污染物浓度,忽视关键因素——污染物在环境中的迁移转化特性(bioavailability)及其对人类健康的潜在威胁。塞尔维亚的监管框架虽借鉴荷兰标准,仍存在同样缺陷。这种"一刀切"的评估模式,难以应对大巴奇卡运河(GBC)和贝盖伊河这类受复合污染的水体,亟需开发兼顾科学性与实用性的新型评估工具。

塞尔维亚科学基金资助的BEuSED项目团队创新性地将FUCOM(Full Consistency Method)与SAW(Simple Additive Weighting)模型耦合,构建了首个针对沉积物的多准则决策分析(MCDM)框架。该研究通过13项子准则(C5-C13)系统评估无机/有机污染物、生态与健康风险,相关成果发表于《Journal of Contaminant Hydrology》。

关键技术包括:1) 基于塞尔维亚50/2012法规和荷兰标准的污染物基准筛选;2) FUCOM法确定权重,通过一致性检验(偏差<0.01)确保逻辑严谨;3) SAW模型整合归一化数据生成风险评分;4) 蒙特卡洛模拟进行敏感性分析。样本来自GBC和Begej河的代表性断面。

分析结果揭示

  • 污染特征差异:Begej河的PLI值(C5)达3.21,显著高于GBC的1.89,尤其Cd、Pb等重金属富集明显;而GBC的多环芳烃(PAHs)风险更突出。
  • 生态风险分级:通过FUCOM-SAW权重计算,Begej的生态风险得分超阈值2.5倍,主要驱动因子为重金属生物有效性(C9);GBC则因有机污染物迁移性(C12)得分升高。
  • 监管优化:模型将两处监管分类从"中度污染"细化为"高风险"(Begej)和"中高风险"(GBC),凸显传统总浓度评估的局限性。

结论与展望
该研究突破性地将污染物行为特征纳入风险评估体系,证明FUCOM-SAW模型在以下方面的价值:1) 识别出Begej河需优先治理重金属,而GBC应关注有机污染物迁移控制;2) 敏感性分析显示权重波动±20%时结论稳定,验证模型普适性;3) 为塞尔维亚及类似地区提供兼顾监管合规与精准治理的决策工具。作者Slaven Tenodi强调,未来可扩展至新兴污染物(如微塑料)评估,推动"基于风险的沉积物管理"(RBSM)实践。

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