淮南市居民区室内灰尘重金属分布特征、来源及其健康风险评价

发布时间：2020-06-21 19:44

【摘要】：室内灰尘是一种复杂、多相的粒子混合物,来源复杂,既有室内来源又有外部来源,导致室内污染物含量普遍高于室外。人们主要的活动都集中在室内完成,因此室内污染物对人体健康产生威胁更大。室内灰尘重金属是室内环境中主要污染物之一,为了了解淮南市区居民区室内灰尘重金属污染特征及其健康风险,采集淮南市不同区域(田家庵、谢家集、潘集、大通)和不同季节(春、夏、秋、冬)居民区室内外灰尘、住宅区土壤、校园灰尘样品,分析淮南市居民区室内灰尘重金属全量和生物可给性在空间和季节上的分布特征,通过主成分、相关性以及方差分析等统计学方法分析淮南市居民区室内灰尘重金属来源及其影响因素,并根据美国环保署的健康风险评估模型以及基于时间-活动模式构建的健康风险评估模型对淮南市居民区室内灰尘重金属的人群暴露量以及健康风险商进行评价。本研究的主要研究结论有以下几个方面:(1)淮南市居民区室内灰尘中Zn、Pb、Cu、Cr、Ni、Hg含量均超出土壤背景值,分别是土壤背景值6.50、4.51、6.67、1.31、2.60、13.91倍,As、Co、V含量均低于土壤背景值。不同区域室内灰尘中重金属含量差异较明显,田家庵区室内灰尘中Zn、Co含量较高,谢家集区Cu、Ni含量高于其他区,Cr、V在大通区室内灰尘中平均含量最高,潘集区室内灰尘中As、Hg、Pb平均含量要高于其他区域。春季室内灰尘中As含量偏高,夏季室内灰尘中Ni、V、Co、Zn含量要高于其他季节,Cr、Cu、Pb含量在秋季室内灰尘中最大,冬季室内灰尘中Hg含量要显著高于其他季节。(2)居民区室内灰尘中Zn、Ni、V、Co在胃阶段的平均生物可给量高于肠阶段,而元素Pb、Cu、Cr则在肠阶段的生物可给量要高于胃阶段。淮南市室内灰尘重金属的生物可给性大小规律为:Pb(76%)Zn(60%)Co(55%)Ni(53%)Cu(46%)V(38%)Cr(25%)。生物可给性区域差异规律为:Zn、Ni、Co:大通谢家集田家庵潘集;Pb:田家庵潘集谢家集大通;Cu:大通田家庵潘集谢家集;V:谢家集田家庵大通潘集;Cr:大通田家庵谢家集潘集。除Cu外,室内灰尘中其他元素的生物可给性均在春季达到最大,Cu在冬季达到最大,夏季的室内灰尘中重金属生物可给性普遍偏低。(3)淮南市居民区室内灰尘中Cu、Zn、Ni主要来自于室外的交通源,As、Co、V主要来自于自然源。Cr、Pb主要来自于室内的一些金属物品及油漆。Hg主要来自于燃煤源。淮南市室内灰尘重金属含量受内部因素、外部环境以及生活习惯等影响,如室内环境中油漆的使用会导致室内灰尘中Cr、Cu、Pb含量的增加;家庭人员数的增加会导致室内灰尘中Cu、Zn、As含量增加;吸烟行为会导致室内灰尘中Cu含量的增加;室内灰尘中Pb、Zn的含量会随着房屋年龄的增加而增加;室内地面木地板材质会导致重金属Zn、Ni含量的增加。由于不同区域位置的区域环境、交通活动量以及燃煤等活动存在差异,导致室内灰尘中Cu、V、Zn、Hg含量的变化;房屋周边车流量越大,室内灰尘中Cu、Zn含量越高;住户每天开窗会显著增加室内灰尘中As、Hg含量;每天对室内灰尘进行清扫会有效降低室内环境中Co、V含量。(4)淮南市居民区室内灰尘中Hg呈现出强烈富集,元素Zn、Cu、Pb、Ni、Cr呈现显著富集,而Co、As、V三种元素在室内灰尘中未出现富集。淮南市室内灰尘中Co、Cr、V和As不存在污染,Ni存在轻微污染,Pb属于中度污染,Zn和Cu属于中强度污染,污染最严重的为元素Hg,属于强度污染。Co、V、As在四个区域均未出现污染,Cr仅在大通地区出现轻微污染;Ni在潘集区室内灰尘中未出现污染,田家庵和大通区出现了轻微污染,谢家集区则呈现中度污染;Cu、Pb、Zn则在不同区域表现出中度污染或中强度污染;Hg在潘集区呈现为较强污染,在大通和谢家集区也呈现出强度污染,田家庵区呈现出中强度污染。淮南市居民区室内灰尘中Co、Cr、V、As在不同季节均未出现污染;秋季和冬季时,室内灰尘中Ni未产生污染,春季出现轻微污染,夏季则出现中度污染;Pb在夏季呈现轻微污染,冬季和春季则为中度污染,秋季则出现了中强度污染;Cu在四个季节表现出中度污染或中强度污染;Zn在不同季节均呈现出中强度污染;Hg在春季和冬季时呈现出强度污染,秋季出现中强度污染,夏季存在中度污染。(5)淮南市居民区室内灰尘重金属潜在生态风险系数大小顺序为:HgCuPbNiZnAsCrCoV,综合潜在生态风险呈现出极强生态风险。Co、Cr、Ni、V、Zn、As在不同区域的潜在生态风险均处于轻微风险;Cu在大通和潘集区处于轻微风险,田家庵区和谢家集区处于中等风险;Pb在潘集区表现出中等风险,其他三个区域均为轻微风险;Hg在四个区域均表现出了极强的生态风险。夏季室内灰尘中Zn、Co、Cr、Ni、V的潜在生态风险要高于其他季节,As在春季时潜在生态风险达到最大,Hg在冬季风险最大,Cu、Pb最大生态风险则出现在秋季。(6)除Hg外,淮南市居民区室内灰尘重金属在不同暴露途径下儿童和成人的暴露量及其健康风险的差异规律均表现为手-口摄入皮肤接触呼吸吸入,Hg元素表现为:Hg蒸汽吸入手-口摄入皮肤接触呼吸吸入。儿童总非致癌风险大小为:PbCrAsHgVCuNiCoZn,成人总非致癌风险大小分布规律为:PbCrHgAsVCuNiCoZn,致癌风险大小规律CrNiCoAs。不同区域内Zn的暴露量均最大,Hg暴露量最小。潘集、谢家集和田家庵区室内灰尘中Pb的总非致癌风险最大,大通区Cr的总非致癌风险最大,四个区域中Co的总非致癌风险均最小。四个季节室内灰尘在手口摄入、皮肤接触以及呼吸吸入途径下Zn的暴露量均最大,其次为Pb,Hg的暴露量最小。不同区域和不同季节室内灰尘中Ni、As、Co、Cr的致癌风险均低于安全阈值,表明淮南市室内灰尘中的Ni、As、Co、Cr对于儿童和成人均没有致癌风险。(7)基于生物可给性的健康风险评估结果显示儿童暴露于室内灰尘重金属产生的致癌风险与非致癌风险均高于成人,室内灰尘中重金属对儿童与成人产生的非致癌风险(HQ)顺序:CrPbNiCuVZnCo。不同区域室内灰尘中重金属对儿童和成人产生的总非致癌风险(HI)区域差异规律为:潘集田家庵大通谢家集,总致癌风险表现为:儿童:大通潘集田家庵谢家集;成人:谢家集田家庵潘集大通。儿童和成人的总非致癌风险季节差异规律为:春季秋季冬季夏季,总致癌风险季节差异:春季夏季秋季冬季。基于时间-活动模式下儿童对淮南市室内灰尘重金属在三种暴露途径下的暴露量均呈现出手-口摄入皮肤接触呼吸吸入的规律。三种暴露途径下,Ni的非致癌风险均最低,手-口摄入途径下Pb非致癌风险最大,皮肤接触和呼吸吸入途径下,Cr的非致癌风险达到最大。总非致癌风险大小为:PbCrAsVCoCuZnHgNi。
【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X513;X823
【图文】：

技术路线图,健康风险,灰尘,重金属

单因素方差分析等方法分析影响室内灰尘重金属含量的因素，并通过问卷以及实验等获取的数据建立起基于时间-活动模式的健康风险评估模型，对儿童的重金属暴露量进行分析，评估其健康风险。并针对不同风险评估模型来判别淮南市室内灰尘重金属的儿童健康风险。

分布图,灰尘,采样点,分布图

节采样点)采集土壤样品 29 个，采样地点为住户楼下室外绿化区域，确定采样位置后，首先去除地表的植被及杂物，采样深度为 0-20cm。并以此点为圆心，在半径约为 2m 的圆周上选定 3 个采样点，各采集 500g土样，将采集的 4 个土样均匀混合，储存于自封袋中作为 1 个土壤样品。将采集回来的土壤样品剔除石子、动植物残体等异物并将样品自然风干。土壤样品经玛瑙钵碾磨后过 149μm尼龙筛，装袋备用，测定重金属含量。为了更好的了解淮南地区室内外灰尘重金属污染对人体健康的危害，在采集的四个季节的 29 户家庭中选取 27 个有儿童的住户，根据这些儿童就读的学校确定校园灰尘样品采集点，然后利用真空吸尘器收集校园室内灰尘，共收集校园室内灰尘样品 16 个。

【参考文献】