南京市工业区儿童活动场所街尘重金属健康风险评价

论文总字数：19769字

目 录

1.绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2街尘重金属健康风险评价 1

1.2.1健康风险评价定义及模型 1

1.2.2街尘重金属污染健康风险进展 1

2.材料与方法 2

2.1研究区域概况 2

2.2样品采集 3

2.3样品分析测定 3

2.3.1样品处理 3

2.3.2样品元素含量的测定 3

2.4 健康风险评价方法 3

2.4.1暴露剂量的计算 4

2.4.2风险值的计算 4

3.南京市工业区儿童活动场所街尘重金属结果与分析 5

3.1南京市工业区儿童活动场所街尘重金属含量特征 5

3.2街尘重金属暴露量 6

3.3风险值计算与分析 6

3.4污染源分析 6

3.4.1采样点重金属含量比较 6

3.4.2采样点风险值比较 7

3.4.3主要儿童场所污染源分析 7

4.结论 9

参考文献 10

致谢 12

南京工业区儿童活动场所街尘重金属健康风险评价

华欣

，China

Abstract: In order to study the health risk assessment of heavy metals in street dust of playground for children of an Industrial district of Nanjing, we selected 10 places for children of Dachang District as the sampling sites and use U.S EPA human health risk assessment model to evaluate non-carcinogenic and carcinogenic risks of seven kinds of heavy metals, that is Pb, Cu, Cr, Ni, As, Cd, Hg. The results showed that six kinds of heavy metal content of street dust in playground for children (except Cd) is less than the national standard concentration, but Ni, Hg, Cu and Pb were higher than background value. The order of multi-pathway non-cancer risk of children: Pbgt; Cr gt; As gt; Hggt; Cugt; Nigt; Cd; the values are less than 1; the maximum pathway of non-cancer risk is ingestion. The cancer risks of Cr, Ni, As and Cd, which are within the safe range (less than 10^-6), will not do harm to human health. Combined with the spatial distribution of pollution sources and wind direction of the research area, preliminarily concluded that the main reasons causing the heavy metal pollution of street dust in playground for children are industrial sources and transportation pollution.

Keywords: Children; street dust; heavy metal pollution; health risk assessment; Nanjing

1.绪论

1.1研究背景及意义

地表街尘是一种与人类联系紧密的环境污染源，它主要是一些土壤颗粒、大气沉降颗粒物及道路表面、轮胎磨损等物质 ^[1,2]。由于城市街道是市民上下班高峰的主要穿行区域，所以每日产生的街尘量较大。它们主要产生于交通、工业及城市建设与生活中，存在于城市街尘中，如机动车排放、轮胎摩擦及工业、建筑业等活动都会释放出大量有毒有害重金属，通过扩散、吸附、沉降，最终累积于街道灰尘，从而造成街尘重金属污染。由于街尘颗粒具有吸附性，可以吸附许多空气中的有毒有害物质（（如多环芳烃、重金属等）^[3]。街尘中的重金属分为三部分：第一部分是一些具有较明显生物毒性的金属，如汞、铬、铅、镉等；二是某些类金属，如砷；三是具有毒性的重金属铜、镍、钴、锡、钒等形成的一些无机污染物。Ferreira-Baptista and De Miguel等^[4]在研究中指出，虽然街尘重金属不会直接污染食物链，但当颗粒物通过呼吸、摄食不同途径进入人体，会影响人体的健康，产生很大的危害。

近几年来，我国各方面的飞速发展，生产力的大力提升而形成的城乡一体化的生活模式，使得城市的人口数量增加，由密集的工业、交通和人类活动等各种外部影响引起的二次扬尘，使得环境介质中的重金属污染有所增加，街尘重金属污染，也受到越来越多的关注 ^[5,6]。由于居民活动不可避免的直接或间接接触到街尘，使得街尘中重金属极易通过呼吸系统直接进入人体，对人体健康产生害危。另一方面，由于重金属难降解并存在生物富集性，降雨产生的地表径流冲刷街尘使得重金属进入地表水体生态系统，最终通过食物链进入人体，在人体内积累到一定程度后将对人体细胞产生明显毒害作用。研究发现，重金属对人体的伤害极大，大多数重金属能损害消化、心血管和中枢神经系统，引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神精错乱、关节疼痛、结石、癌症。例如，As是砒霜的组分之一，当人体长期暴露于低剂量砷就能导致慢性中毒，其也具有 致癌性，会引起皮肤癌、肺癌等癌症；人体摄入Cd后，会导致高血压，也会破坏骨骼和肝肾，并引起肾衰竭；Hg属于剧毒物质，食入后直接沉入肝脏，对大脑神经和视力破坏极大，甚至死亡。

基于重金属污染对人体健康可能造成的这些不利影响，需要对这些街尘重金属污染进行研究，对街尘重金属对人体健康的危害进行评估，从而有针对性地采取方案来改善街尘重金属污染现状，降低其对儿童和成人的身体健康造成的威胁。特别是对于儿童活动场所的街尘重金属污染的健康风险评价尤为重要，这是因为暴露在重金属污染时，儿童比成年人具有更高的脆弱性，也就是重金属污染更容易对儿童产生健康危害^[7,8]。

1.2街尘重金属健康风险评价

1.2.1 健康风险评价定义及模型

对人体健康造成威胁的重金属和无机污染物的风险程度通过概率统计进行估计，根据分析制定出降低风险的措施和精准的方案，这种过程被称为健康风险评价。通过健康风险评价，就可评估出有毒有害物质对人体健康多方面的影响，进而采取必要措施。

健康风险评价模型主要用于各种重金属从多种暴露途径进入人体后，从而造成的非致癌风险（由非致癌物引起）以及致癌风险（由致癌物引起）。根据街尘的迁移、扩散和转化的特征，确定了街尘重金属主要从呼吸吸入、手—口直接摄食以及皮肤接触这3种途径进入人体。污染暴露由污染物浓度、作用频率或强度、持续时间3方面描述人体经口、呼吸、皮肤暴露与周围环境污染物浓度之间的联系 ^[9,10]。暴露剂量的计算，是非致癌物以及致癌物进行健康风险评价的前提。我国健康风险评价没有统一标准，对于风险评价模型的研究较少，通常情况下，都采用使用最广泛的美国环保署（U.S EPA）人体暴露风险评价方法，并且结合研究区域的实际情况对该模型参数进行修改。

1.2.2 国内外街尘重金属健康风险进展

发达国家对街道灰尘重金属的研究开始时间较早，在研究初期，针对街尘重金属含量特征和空间分布规律进行了研究，40多年前Day等^[11]《城市街道中的铅》一文发表，许多学者开始探究街尘重金属对健康的影响。通过这么多年的研究，取得了好多关于街尘重金属不同方向的进展。一些学者对街尘重金属在不同功能区的分布进行研究，如Banerjee ^[12] 研究了印度德里交通区市、工业区和郊区街尘中重金属的含量水平，结果表明，在工业区有相当高的累积水平，Pb 和Cd 在各个功能区没有明显差异，即说明工业区的人体接触的Ni、Cr和Cu较多，健康风险较大； Ahmed等 ^[13] 研究了孟加拉国达卡市中等交通下的工业区、重交通下的商业区和轻交通的居民区的街尘中重金属的含量水平，结果表明，Ni、Zn、Cu和Cr在工业区的浓度高于商业区和生活区，Pb在工业区及生活区的低于商业区，即交通运输对不同街尘重金属含量造成的影响也是不一样的。^[3]同时，有一部分学者在城市街尘的积累分布、粒径效应及其生物有效性等方面开展了一系列的研究工作。也有学者（如Farago等^[14]）研究了城市灰尘和土壤中重金属含量与尿液、血液中对应元素浓度的关系，确定不同重金属对人体健康不造成危害的浓度范围。^[2]另外，有一些学者关于重金属污染对人体健康的风险展开了研究，如在1997至2000年间，欧盟组织在伦敦、罗马、马德里、哥德堡等一些城市进行了Pb族金属污染的研究，并且也对该类金属对人体健康和生态系统的风险进行了评估研究 ^[15,16]；Ferreira-Baptista L等 ^[17]在非洲的罗市，以儿童为研究对象，对地表街尘的重金属健康风险进行评价^[18]。

尽管国内相关的研究虽起步较晚，但发展迅速。在研究早期，主要关注于重金属污染的评价。由于缺少相应的环境标准，对于重金属污染评价主要借鉴沉积物重金属污染评价的方法，包括单项评价和综合评价。对于单项评价，主要有单因子评价（富集系数）和地累积指数评价；对于综合评价，包括内梅罗（Nemerow）污染指数和Hakanson潜在生态风险指数。在研究中后期，很多学者对街尘重金属健康风险评价进行了研究，从最初的少数大城市逐渐扩展至一般地级市，与国外差距逐渐缩小。近年来，很多研究者对北京、上海、天津、西安等好多地区的街尘重金属污染及健康风险进行了大量的研究，结果显示街尘重金属受工业生产、交通污染和城市规划等人类活动产生的影响很大，重金属含量总体表现为Zn＞Cu＞Pb＞Cr＞Ni＞As＞Cd＞Hg，同时，大多数街尘重金属含量超过了当地背景值，危害人体健康的程度逐渐加深。^[19]另外，由于一些城市的管理措施及企业工厂排放烟气的不自觉，使得有些小地方的污染状况更严重，潜在的慢性疾病正在吞噬着人体健康。虽然国内对街尘重金属健康风险的研究越来越多，却都不够成熟，也没有属于自己国家的健康评价标准，因此今后要大力研究这一领域，为人们提供有价值的参考标准，避免街尘重金属带给人体健康更大的危害。^[20]

2.材料与方法

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