殯葬園區(qū)土壤重金屬健康風險評價

韓俊麗 武曙紅

（北京林業(yè)大學自然保護區(qū)學院，北京 100083）

殯葬園區(qū)土壤重金屬健康風險評價

韓俊麗 武曙紅

（北京林業(yè)大學自然保護區(qū)學院，北京 100083）

殯葬園區(qū)是為人民群眾提供殯葬服務的重要公共場所，園區(qū)的土壤環(huán)境質量直接影響到殯葬活動參與人員的健康。文中依據(jù)美國環(huán)保局推薦的健康風險評價模型，結合殯葬園區(qū)實際情況，針對Cd、Cu、Hg、Ni、Pb、Pt、Sn、Zn8種典型重金屬污染，通過數(shù)據(jù)收集和分析、暴露評估、毒性評估和風險表征四步驟評價法，系統(tǒng)概括了有閾和無閾兩類土壤重金屬的健康風險水平的標準。同時以廣州中華陵園為研究案例，得出該園區(qū)8種重金屬總非致癌風險小于1，致癌風險也較低，對人體不會造成健康危害的結論。

殯葬園區(qū)；重金屬；健康風險；評價

殯葬園區(qū)（包括殯儀館、火葬場、骨灰安置處、公墓等）是為人民群眾提供殯葬服務的公共場所［1］。面對我國人口老齡化的不斷加劇，隨著殯葬改革推進，殯葬園區(qū)在人民群眾辦理喪事活動中愈加體現(xiàn)了其重要作用。重金屬作為一種難降解、易積累的持久性有毒污染物，進入土壤后因其不能被生物降解，不僅嚴重威脅土壤生態(tài)環(huán)境，而且通過地面揚塵、食物鏈等途徑會對人體健康產生危害［2］。殯葬園區(qū)的土壤質量直接影響到殯葬活動參與人員的健康水平。

健康風險評價是20世紀80年代后隨環(huán)境風險評價發(fā)展起來的新領域，是指識別環(huán)境中可能的風險源,評價其與人體發(fā)生接觸的暴露途徑以及定量評價暴露結果對人體健康產生的危害程度［3］。殯葬園區(qū)作為一種具有特殊功能的園林，隨著園林公墓生態(tài)建設的推進，殯葬園區(qū)在承載喪葬需求的同時，也開辟了新的人文景觀和生態(tài)旅游景點。殯葬園區(qū)由于需要操辦遺體土葬、骨灰安葬、祭祀活動等特殊的喪葬活動，其對園區(qū)土壤的擾動要比僅需日常管理養(yǎng)護的一般園林要大得多。目前已有一些關于公園土壤重金屬含量和污染狀況的研究，但針對殯葬園區(qū)土壤重金屬的健康風險尚無人進行系統(tǒng)研究。

本文通過引用國外較完善的風險評價理論，利用健康風險評價四步驟法，對殯葬園區(qū)土壤中重金屬（Pb、Zn、Cu、Cd等 8種）的健康風險評價進行探討,評價了土壤-人體的健康風險,確定重金屬污染物的主次及治理的優(yōu)先權，這不僅能為環(huán)境風險管理提供科學依據(jù)和主要決策參考，也能為當?shù)鼐用瘛浽釄@區(qū)工作人員、喪屬、游客的健康提供足夠的保障，使其風險評估的結果更有指導意義。

1.評價方法與參數(shù)選擇

本文所研究的8種重金屬都具有慢性非致癌健康風險，As、Ni、Cr和 Cd則同時具有致癌健康風險［4］。健康風險評價（health risk assessment，HRA）較成熟的評價理論方法是1989年美國國家環(huán)保局（USEPA）頒布的《超級基金場地健康風險評價手冊》中建立的四步驟評價方法，即數(shù)據(jù)收集和分析（date collection and evaluation）、暴露評估（exposure assessment）、毒性評估（toxicity assessment）、風險表征（risk characterization）。本文采用EPA推薦的健康風險評價方法，估算檢測殯葬園區(qū)的土壤重金屬對人體健康發(fā)生危害的概率，其過程如圖1所示：

1.1 數(shù)據(jù)收集和分析

數(shù)據(jù)收集過程是進行土壤健康風險評價的基礎，具體包括資料收集、場地調查和采樣分析三個步驟。針對具體的殯葬園區(qū)需要收集的數(shù)據(jù)包括：（1）該園區(qū)的歷史變遷資料；（2）園區(qū)內殯葬活動形式和活動強度；（3）園區(qū)植物養(yǎng)護施用的農藥及化肥；（4）祭祀垃圾、生活垃圾處理；（5）采集園區(qū)土壤樣品，送檢分析。此階段主要目的在于分析潛在重金屬污染物的來源、危害范圍等。

圖1 健康風險評價內容概略圖［5］Fig.1 The contentsofhealth risk assessment

1.2 暴露評估

暴露評估是指結合具體事件和具體暴露人群的情況,調查研究暴露過程、暴露人群的特征，確定暴露環(huán)境介質中的有害因子的強度、暴露時間和頻率,估算或預測對有害因子的暴露劑量［6］。

1.2.1 不同暴露途徑的攝入量計算

人體攝取殯葬園區(qū)土壤重金屬污染物質的途徑主要是經口誤食、皮膚接觸、呼吸攝入三種途徑。攝入量的大小需要通過計算人體單位時間單位體重的污染物攝取量，即日慢性攝取量（CDI，mg/（kg·d））,各途徑CDI的計算式［7］如下：

其中，CS：土壤中重金屬物質濃度，mg kg-1；IR：土壤攝入量，mg d-1；CF：轉換系數(shù)，kgmg-1；EF：暴露頻率，d a-1；ED:暴露年限，a；BW：體重，kg；AT:平均作用時間，d；SA：可能接觸土壤的皮膚面積，cm2d-1；AF：土壤對皮膚的吸附系數(shù)，mg cm-2；ABS：皮膚吸收系數(shù)；PEF：土壤塵產生因子，m3kg-1。

1.2.2 暴露評估參數(shù)

殯葬園區(qū)的高暴露人群為園區(qū)養(yǎng)護和管理人員，開放式的殯葬園區(qū)敏感人群包括兒童和孕婦。根據(jù)美國EPA暴露因子手冊和《超級基金場地健康風險評價手冊》的內容，結合殯葬園區(qū)的實際情況，確定暴露評估參數(shù)如表1所示：

表1 暴露評估模型參數(shù)Tab.1 Parameters of exposure assessm entm odels

1.3 毒性評估

毒性評估需要確定污染物濃度水平與健康的反應之間的關系［9］。毒性評估有致癌毒性評估與非致癌毒性評估兩種，關于二者的評估內容如表2。

表3列出了8種重金屬不同暴露途徑的參考劑量（RfD）值，其中呼吸途徑的RfD值僅僅包括Hg、Ni、Cd和Cr4種重金屬，其他4種重金屬呼吸途徑的RfD值認為等同于其相應的經口誤食途徑的RfD值［4］。由于數(shù)據(jù)可獲得性的限制，根據(jù)USEPA的推薦，致癌重金屬的毒性數(shù)據(jù)僅僅考慮呼吸途徑的致癌斜率系數(shù)（SF）。

表2 毒性評估內容Tab.2 The contentsof toxicity assessment

1.4 風險表征

風險表征是指將前面3個過程得到的信息綜合分析，估算人群健康風險，開展不確定性分析和風險概述。通過風險表征可以將風險評價與風險管理連接起來，最終為風險決策提供重要依據(jù)。

1.4.1 非致癌風險表征

污染物的非致癌風險通過平均到整個暴露作用期的平均每日單位體重攝入量CDI除以慢性參考劑量計算得出，以風險值HQ表示，即HQ=CDI/RfD［5］，HQ值表征的是人群受到非致癌風險的可能性。同時評價幾種污染物或多種途徑的非致癌風險，需要通過把每種污染物不同途徑的非致癌風險相加，通過聯(lián)合非致癌風險指數(shù)HI［10］表示：

式中，CDIij：第i種污染物第j種暴露途徑的平均每日單位體重攝入量；RfDij：第i種污染物第j種暴露途徑的慢性參考劑量；n1：表示非致癌影響的污染物的個數(shù)；n2：暴露途徑的個數(shù)。

1.4.2 致癌風險表征

污染物的致癌風險通過平均到整個生命期的平均每日單位體重攝入量CDI乘以致癌斜率因子計算得出，以風險值R表示，即：R=CDI×SF，該風險表示暴露于該種物質而導致的一生中超過正常水平的癌癥發(fā)病率。當暴露人群處于高風險水平 （估算風險值高于0.01）時，采用公式為 Risk=1-exp（-CDI×SF）［5］。

2.殯葬園區(qū)土壤重金屬健康風險評價標準

土壤重金屬污染物通常被分為有閾和無閾兩大類，如表4所示，通常對于致癌風險而言，美國環(huán)保局EPA有一個風險可接受程度的區(qū)間：如果任何化學物質引起的致癌風險低于或等于10-6，則認為風險是可忽略的；如果任何化學物質引起的致癌風險高于10-4，則風險是不可以接受的；如果引起的致癌風險在10-6到10-4之間，風險可接受。非致癌風險值小于l時，不會對暴露人群造成明顯不利的非致癌健康影響。［4］［5］［8］［11］

表3 土壤重金屬不同暴露途徑的RfD和SF值Tab.3 Reference doses fornon-cancermetalsand slope factors for carcinogensmetals

表4 健康風險評價標準Tab.4 Health risk assessmentstandards

3.案例研究——廣州中華墓園土壤重金屬健康風險評價

3.1 樣品采集與重金屬污染分析

選用國家土壤環(huán)境質量二級標準（GB15618—1995）［12］作為評價標準，Cu、Ni、Hg、Cd等金屬土壤背景值［13］與國家土壤環(huán)境質量二級標準見表5。

本研究土壤樣品采用常規(guī)標準法取樣，樣點布局涉及了各種不同的骨灰安葬區(qū)、綠化區(qū)及停車場周圍，布設10個采樣點，每個樣點采樣1個，采樣深度為表層0~10cm。土壤樣品送華南農業(yè)大學環(huán)境科學與工程研究室進行重金屬含量檢測。

表6為重金屬含量暴露濃度的統(tǒng)計，對比國家標準可以看出，8種重金屬污染均較為嚴重，送檢的10份樣品的重金屬暴露濃度中有8種出現(xiàn)了超出廣州土壤背景值的情況，尤其是Pb、Zn和Cd 3種重金屬最為明顯，平均值分別是土壤背景值的4.36倍、2.48倍、3.8表7土壤重金屬不同途徑暴露劑量（mg kg-1 d-1）

表5 國家土壤環(huán)境質量二級標準（mg kg-1）Tab.5 The gradeⅡstandard for soilenvironmentalquality（mg kg-1）

表6 廣州中華陵園土壤重金屬暴露濃度及其參數(shù)統(tǒng)計（mg kg-1）Tab.6 Concentrationsofheavymetalsand statistic data in soilof Zhonghua Cemetery（mg kg-1）

注：人群1：園區(qū)工作人員；人群2：其他成人；人群3：兒童

Tab.7 Chronic daily intake foreach heavymetalsofdifferentexposure pathway（mg kg-1 d-1）倍，Pb最大值達到土壤背景值的約13倍，As和Cr在園區(qū)土壤中無明顯積累。有研究表明，土壤中Pb和Zn積累有顯著相關性，都與交通流量相關［14］，這可能源于廣州巨大的機動車擁有量以及中華陵園所處的交通繁忙區(qū)域位置。

由表6還知，8種重金屬的變異系數(shù)由大到小的順序是Pb>Cd>Ni>Cr>As>Zn>Cu>Hg，土壤中Pb變異系數(shù)相對最大，為96.99%,表明土壤中Pb含量在廣州中華陵園土壤中的空間分布不均勻，局部存在點源污染,這可能是其他外部污染進入所致，而土壤中重金屬的變異系數(shù)均大于0.5，說明絕大多數(shù)重金屬含量在廣州中華陵園中的空間分布較為不均勻［15］。

3.2 殯葬園區(qū)土壤重金屬健康風險評價

3.2.1 人體攝取土壤重金屬的不同途徑暴露劑量

由表7可以看出，3種途徑重金屬非致癌日均暴露量均為經口誤食暴露劑量>皮膚接觸暴露劑量>呼吸途徑暴露劑量，不同的暴露人群中，兒童都是最容易遭受高劑量暴露的人群。在8種重金屬中，非致癌重金屬日均暴露量Pb最高，依次排序是Pb>Zn>Cr>Cu>Ni>As>Cd>Hg，致癌重金屬Cr暴露量最高，其次為Ni、As和Cd。

3.2.2 健康風險評價

表8列出了8種重金屬不同暴露途徑的非致癌風險以及4種重金屬呼吸途徑致癌風險，結果如下：

由表8可以看出，8種重金屬不同途徑的非致癌風險HQ均＜1，呈現(xiàn)HQ經口誤食>HQ皮膚接觸>HQ呼吸途徑的風險趨勢。就經口誤食途徑而言，Pb健康風險最大，最高可達到0.45，其次為 As（0.14）和Cr（7.53×10-2），Cd風險最小；皮膚接觸健康風險 Cr最高，其他風險較高的重金屬為As、Pb和Cd；呼吸途徑風險Cr最大，其次為Pb和As。重金屬總非致癌風險HI均＜1，順序為 Pb＞As＞Cr>Ni＞Cu＞Zn＞Hg>Cd,對人體基本上不會造成健康危害。4種致癌重金屬致癌風險依次為Cr＞Ni＞As＞Cd,低于癌癥風險閾值范圍10-6~10-4，表明致癌風險較低，對人體不會造成健康危害。不同途徑的8種重金屬的聯(lián)合非致癌風險也＜1，聯(lián)合致癌風險處于可以接受的范圍內，但兒童

表8 重金屬不同暴露途徑的健康風險Tab.8 Health risk foreach heavymetalsofdifferentexposure pathway

是所有人群中的高風險人群，詳見表9。

表9 聯(lián)合非致癌風險指數(shù)與致癌風險值Tab.9 TotalExposure Hazard Index and TotalRisk

3.3 結論

（1）廣州中華陵園土壤中8種重金屬均出現(xiàn)了超出廣州土壤背景值的情況，尤其是Pb、Zn和Cd 3種重金屬最為明顯，平均值分別是土壤背景值的4.36倍、2.48倍、3.8倍，Pb最大值達到土壤背景值的約13倍，As和Cr在園區(qū)土壤中無明顯積累。

（2）重金屬慢性日平均暴露量為經口誤食＞皮膚接觸＞呼吸途徑，經口誤食途徑是暴露風險最高的途徑，從暴露人群來講，兒童是敏感人群，更易受土壤的重金屬污染的影響。

（3）重金屬總非致癌風險HI均＜1，順序為Pb＞As＞Cr>Ni＞Cu＞Zn＞Hg>Cd，對人體基本上不會造成健康危害。4種致癌重金屬致癌風險依次為Cr＞Ni＞As＞Cd，低于癌癥風險閾值范圍10-6，表明致癌風險較低，對人體不會造成健康危害。

［1］楊寶祥.運用價值工程理論探索骨灰處理多樣化與殯葬園區(qū)園林景觀生態(tài)建設相結合的路子［J］.價值工程，2006，（7）:87-90.

［2］朱成.重慶市典型搬遷企業(yè)土壤污染現(xiàn)狀及健康風險評價［D］.重慶：西南大學，2008.

［3］黃勇，楊忠芳，張連志等.基于重金屬的區(qū)域健康風險評價——以成都經濟區(qū)為例［J］.現(xiàn)代地質，2008，22（6）:990-997.

［4］FERREIRA BAPTISTA L,DE MIGUEL E．Geochemistry and risk assessmentof streetdust in Luanda,Angola:a tropical urban environment［J］．Atmospheric Environment,2005,39:4501-4512.

［5］U.S.EPA．Risk AssessmentGuidance for Superfund Volume I Human Health Evaluation Manual（PartA）［R］．Washington,DC:Office ofEmergency and RemedialResponse,1989.

［6］趙欣，胡洪營，謝興等.基于健康風險評價的再生水生物學標準制定方法［J］.給水排水，2010,36（5）：43-48.

［7］陳鴻漢，諶宏偉，何江濤等.污染場地健康風險評價的理論和方法［J］.地學前緣，2006，13（1）：216-223.

［8］U.S.EPA．Supplemental Guidance for Developing Soil Screening Levels for Superfund Sites［R］．Washington,DC:Office ofEmergency and RemedialResponse,2002.

［9］張瑜，吳以中，宗良綱等.POPs污染場地土壤健康風險評價［J］.環(huán)境科學與技術，2008，31（7）:135-140.

［10］張瑜.POPs污染場地土壤健康風險評價與修復技術篩選研究［D］.南京：南京農業(yè)大學，2008.

［11］常靜，劉敏，李先華等.上海地表灰塵重金屬污染的健康風險評價［J］.中國環(huán)境科學，2009，29（5）:548-554.

［12］國家環(huán)境保護局，國家技術監(jiān)督局.GB15618-1995土壤環(huán)境質量標準［S］.

［13］陸書玉.環(huán)境影響評價 ［M］.北京：高等教育出版社,2001.161.

［14］劉廷良，高松武次郎，左瀨裕之.日本城市土壤的重金屬污染研究［J］.環(huán)境科學研究，1996，9（2）:47–51.

［15］楊剛，伍鈞，孫百曄等.雅安市耕地土壤重金屬健康風險評價［J］.農業(yè)環(huán)境科學學報，2010，（29）:74-79.

X502 < class="emphasis_bold">［文章標識碼］ A

A

1671-5136（2011） 04-0035-05

2011-12-10

本文為國家“十一五”科技支撐項目《殯葬園區(qū)生態(tài)規(guī)劃與生態(tài)建設關鍵技術研究》（2007BAK38B06）的成果之一。

韓俊麗（1986-），女，山西太原人，北京林業(yè)大學自然保護區(qū)學院碩士研究生。研究方向：主要森林碳匯、環(huán)境影響評價研究。