再生水绿地灌溉挥发性有机物（VOCs）健康风险研究

发布时间：2020-06-11 13:41

【摘要】：再生水作为一种新型的水资源,被越来越多的使用到更广泛的领域,然而,使用在绿地灌溉上安全性如何,这成为现代研究的热点问题。本研究采用热脱附-气相色谱-质谱法,对北方某城市使用再生水灌溉的公园和高尔夫球场草坪的挥发性有机物(VOCs)进行监测并在此基础上分别使用四步法和蒙特卡洛改进的健康风险评价法评价了挥发性有机物的致癌风险。结果表明：1.2014年7月～11月、2015年4月～10月陶然亭公园草坪使用再生水灌溉后挥发性有机物主要是芳香类9种物质和卤代烃9种物质。定性检测到15种挥发性有机物(VOCs).主要分为芳香烃和卤代烃两类。其中芳香烃9种,主要为苯、甲苯、乙苯、间、对二甲苯、1,3,5-三甲基苯、邻二甲苯、苯乙烯、正丙苯和1,2,4-三甲基苯。卤代烃6种,主要为三氯甲烷、四氯乙烯、1,1,2-三氯乙烷、1,4-二氯苯、1,3-二氯苯和1,2,4-三氯甲苯。定量检测结果为：2014年-2015年公园再生水挥发性有机物空白值总含量为50ng/L-110ng/L;灌溉后0.5-1.5小时内挥发性有机物总含量达到极大值,总含量为90ng/L-170ng/L。灌溉3小时后再生水挥发性有机物含量小于该值并趋近于空白值。并作图和列表分析了挥发性有机物总值的变化规律,发现除2014年9、10月外,各月数据均在灌溉后0.5小时出现峰值和拐点；发现灌溉3小时后含量逐渐减小,趋近或小于空白值。说明本试验地的草坪挥发性有机物因使用再生水灌溉而显著增加,并随蒸腾等作用随时间推移显著减小。2.2014年7月～11月、2015年4月、7月、9月和12月间高尔夫球场草坪使用再生水灌溉后存在20种挥发性有机物(VOCs)。主要分为烯烃、芳香烃、卤代烃。其中芳香类9种,为甲苯、乙苯、1-乙基-3-甲基苯、间、对二甲苯、1,3,5-三甲基苯、邻二甲苯、苯乙烯、1,2,4-三甲基苯和萘。卤代烃11种,为六氯丁二烯、四氯乙烯、1,1,2-三氯乙烷、1,4-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯、1,2,4-三氯苯和1,2,3-三氯苯、1,3,5-三氯苯、1,2-二溴-3-氯丙烷和1,1-二溴-2-氯丙烷。定量检测结果发现测挥发性有机物空白值总含量为60ng/L-110ng/L,再生水灌溉后0.5小时测得的挥发性有机物总含量在0.5-1.5小时内达到极大值,为100ng/L-200ng/L。灌溉后3小时含量小于该值并趋近于空白值。并作图和列表分析了挥发性有机物总值的变化规律,发现除2014年11月、2015年12月外,各月数据均在灌溉后0.5小时出现峰值和拐点。该结论与在公园得到的实验结论一致。3.选取高尔夫球场2014年11月极大值作为评价的风险因子,利用四步法进行健康风险评价表明VOCs健康风险受灌溉影响显著。非致癌风险高于致癌风险,总致癌风险不可忽略,处于可接受水平(10-7)。4.对2014、2015年公园和高尔夫球场使用再生水灌溉后0.5小时9种挥发性有机物含量利用基于蒙特卡洛不确定性分析方法的Crystal Ball软件计算了其相应的含量概率分布,计算了致癌风险的概率分布。并构建了相应的再生水灌溉致癌风险评价模型。基于蒙特卡洛不确定性分析方法,借助Crystal Ball软件,通过建立再生水灌溉致癌风险评价模型,评价了四种致癌风险物质四氯乙烯、乙苯、1,4-二氯苯和萘的健康风险。结果表明公园90%几率下最高总致癌风险为2.88×10-8,高于可忽略水平(10-8),但仍远远未超过可接受水平(10-6),有一定的潜在健康风险；高尔夫球场90%几率下最高总致癌风险5.53×10-9未超过可忽略水平(10-8),健康风险可以忽略不计综上所述,2014-2015年期间,对使用再生水灌溉的公园和高尔夫球场草坪空气中的挥发性有机物进行监测,共检测到两大类共22种挥发性有机物,其中,在两实验地均检测到的芳香烃有6种,为甲苯、乙苯、间对二甲苯、1,3,5-三甲基苯、邻二甲苯和苯乙烯；卤代烃有6种,为三氯甲烷、四氯乙烯、1,1,2-三氯乙烷、1,4-二氯苯、1,3-二氯苯和1,2,4-三氯甲苯。对其进行定量分析发现其最大含量为200ng/L(2014年11月),再生水灌溉后挥发性有机物含量在灌溉后0.5小时为峰值或拐点。对最大值进行确定性健康风险评价发现健康风险处于可接受水平；对2014年、2015年公园和高尔夫球场灌溉0.5小时的数据进行基于蒙特卡洛方法的不确定性分析,发现90%概率下最高总致癌风险致癌风险处于可忽略水平。因此,使用再生水灌溉草坪不会对人体健康产生影响。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S273

【相似文献】