饮用水安全关系到人的 身体健康 和 社会稳定，是 环境科学与工程领域的一个重要研究方向 。 同水源保护、水厂处理一样， 管网输配 过程 是饮用水安全保障的一个关键环节。 给水管网内壁普遍存在着 类型 多样 、组成复杂的 沉积物 。 管网沉积物的存在 不仅直接导致 管网输水能力 的 下降 ，还会影响供水管网 水质 的化学 和生物 稳定性，造成用户端水质 下降 甚至 有时 会 引起 红水 、 黑水 等 现象可能 存在健康风险 。
        本研究以给水管网输配过程中 金属 元素的累积 释放风险 评估 为 主题 在系统 分析管网沉积物 金属 元素污染 特征及赋存形态的基础 上 ，借鉴 在河流、湖泊水体沉积物重金属生态风险评价 领域 应用广泛的基于重金属浓度的一致性沉积物质量基准法（ CBSQGs 、 基于重金属赋存形态的风险评估指数法（ RAC 及 单个污染指数（ ICF ）、综合污染指数 GCF ）等风险评价方法 开展 了给水管网 重金属风险评估 探讨 了 关键水质参数变化对管网沉积物 金属 元素稳定性的影响及其再释放 迁移的风险 ，并 通过典型案例 研究 了 实际 管网 输配水过程中 金属 元素在沉积物中 的累积 释放 风险 。 取得的 主要 研究 结果 如下：
        （1) 通过对集中供水的北方某城市管网中的沉积物进行调研发现， 管网沉积物中富集 的 金属 元素 种类较多， 硬质 管垢与疏松沉积物中含量最高的 金属 元素为 Fe 其次为 Al 、 Mn 和 Ba ，同时含有 多种 微量重金属 。管网沉积物中 金属 元素 的赋存形态以残渣态为主，部分 Cu 、 Mn 、 Pb 、 Zn 、 Co 和 Ba 以 Fe Mn 氧化物的形式存在。 硬质 管垢与疏松沉积物中的 13 种 金属 元素 的形态分级特征差异较小。 形貌与比表面积分析结果表明 无论是 硬质 管垢还是疏松沉积物，都具有明显的有利于吸附和容纳污染物的多孔结构（ 比表面积的 最大值为 52.94 m 2 /g高于天然吸附剂）。 元素组成与晶体结构分析 结果 表明 沉积物 样品中含有丰富的 具有 吸 附重金属 能力 的物质，如 Fe 3 O 4 。
       （2) ICF 评估发现 疏松沉积物中 Cu 的 ICF 值均较高 ，高于 I CF 评价标准高风险基准值 6 ，具有很高的生态风险 。所有样品中的 As 、 V 和 Co 的 生态 风险较低，而 Cd 、 Cr 、 Pb 和 Ni 等无机污染物具有中等风险。 GCF 评估 结果表明：大部分采样点 的 GCF 值大于 12 ，存在较高的生态风险，最高的 GCF 值达到 101.8远高于 GCF 评估 方法 的高风险基准值（ 24 。 RAC 评估 结果表明 硬质管垢 与疏松沉积物的高风险性均与 Cd 相关， 大部分采样点 Cd 的 RAC 值 大于 30 ，达到高风险水平。 Ba 在 硬质管 垢 样品中具有中等风险，而在疏松沉积物 具有 较 高风险 。 CBSQGs 评估结果表明 疏松沉积物 中重金属的风险高于 硬质管垢 样品，Ba 在所有重金属中的 生态 风险最高 。
        （3 ）探讨了沉积物样品 对 典型重金属的吸附能力，发现沉积物样品对 Pb 2+ 、Cd 2+ 、 Cr 6+ 、 Ba 2+ 、 Cu 2+ 和 Zn 2+ 的最大吸附量分别达到 18.2 、 34.9 、 94.5 、 255.4 、699 .0 、 668.1 μg/g 。 当水体 pH 值从 6 变化到 10 时，沉积物样品中重金属释放 趋势 具有相同的 变化 规律 。 沉积物样品中 Cu 、 Cr 、 As 、 Pb 和 Cd 的最大释放量分别为 0.56 、 0.51 、 1.82 、 0.84 和 0.72 μ g/g 。虽然重金属的释放量较低，但 释放过程 中 重金属 的 形态分布 特征 发生了变化，以不稳定形态存在的比例增加， 水质条件变化时 更 易发生释放 。此外，腐殖酸的存在加速了样品中有机质的溶解。这进一步证明，沉积物存在形式不稳定，易受水质条件变化的影响，应予以重视。
        （4) 针对 输配水管网长度较长、人口分散、管网水质 问题 突出的城乡一体化供水模式下农村用户端水质研究 发现， 农村地区龙头水存在 较严重的 二次污染现象，输配水过程中 金属 元素有明显的累积 释放 现象 ，研究区域龙头水 中的主要污染物为 F e 、 Al 和 Ba 。对龙头水残余铝形态、随距离变化规律 的 研究表明长距离输水易造成颗粒铝在管网输配过程中的累积，并且在水力扰动下易发生释放，引起龙头水总铝与浊度升高。 采用美国环境保护署（ USEPA ）推荐的危害 熵值（ HQ ）和致癌风险指数 CR ）模型对龙头水 金属 元素的健康风险进行评价结果表明 Al 、 Fe 、 Mn 、 Zn 、 Cu 、 Ba （非致癌金属）和 Cr 、 As （致癌金属 8种 金属 元素 对当地居民的非致癌风险可以忽略不计，但输配水过程中 金属 的累积效应不容忽视。 As 在研究区域的致癌风险较高，对儿童的潜在 健 康 风险更大。