安慶市降塵重金屬的污染評(píng)價(jià)與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

方文穩(wěn)，張 麗，葉生霞，徐榮海，王 鵬，張成君*（.蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；.蘭州大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

安慶市降塵重金屬的污染評(píng)價(jià)與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

方文穩(wěn)1，張 麗1，葉生霞2，徐榮海2，王 鵬2，張成君2*（1.蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

為探究安慶市降塵重金屬污染程度及存在的健康風(fēng)險(xiǎn)，在市區(qū)設(shè)置48個(gè)采樣點(diǎn)采集降塵，分析降塵重金屬含量.結(jié)果表明:安慶市降塵中Cu， Zn， Pb， Ni， Cr， As， Cd含量平均值分別為134.1，640，128.9，55.4，128.7，63.9，2.98mg/kg.富集因子分析顯示:Ni和Cr為輕微富集，Cu， Pb，As的富集因子較高，Zn和Cd為極強(qiáng)富集，其富集指數(shù)分別達(dá)到10.25和29.53.地積累指數(shù)評(píng)價(jià)平均生態(tài)危害表明:Cr和Ni屬于輕度污染，Cu，Pb，As處于偏中度污染到中度污染之間，Zn屬于中度污染，部分地區(qū)達(dá)到重度污染，Cd處于重污染到嚴(yán)重污染之間，其平均污染指數(shù)為5.07屬于嚴(yán)重污染.手-口途徑攝入是降塵重金屬引起非致癌風(fēng)險(xiǎn)的最主要途徑 ，總非致癌風(fēng)險(xiǎn)次序?yàn)锳s ＞ Cr ＞ Pb ＞ Cu ＞ Cd ＞ Ni ＞ Zn，其中手-口途徑兒童As的暴露風(fēng)險(xiǎn)HQing已達(dá)到2.72明顯超出限值1，易對(duì)兒童健康造成危害.其他金屬風(fēng)險(xiǎn)均低于限值，不會(huì)對(duì)人們身體健康造成危害.降塵中的Ni， Cr， As， Cd通過呼吸途徑不具有致癌風(fēng)險(xiǎn).

降塵；富集因子；地積累指數(shù)；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；安慶

隨著城市經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車量的急劇增加，城市大氣降塵對(duì)空氣質(zhì)量的影響日趨嚴(yán)重，尤其是其攜載的重金屬.城市大氣降塵重金屬可能來源于該地區(qū)的各種移動(dòng)和固定源，包括工業(yè)污染，機(jī)動(dòng)車輛，大氣沉降物和自然地球化學(xué)過程［1-3］.這些金屬可以在城市地面降塵中保留很長一段時(shí)間，或重新懸浮在大氣中，通過手-口，呼吸和皮膚等途徑進(jìn)入人體，導(dǎo)致人體機(jī)能功能性障礙和不可逆性損傷［4-5］，因此，大氣降塵重金屬對(duì)人體健康的危害已引起人們的廣泛關(guān)注.

由于缺少相應(yīng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，目前大氣降塵重金屬的污染評(píng)價(jià)主要借鑒沉積物重金屬污染評(píng)價(jià)的方法，如地積累指數(shù)法，污染負(fù)荷指數(shù)法，回歸過量分析法，潛在生態(tài)危害指數(shù)法等［6］.相比于其他評(píng)價(jià)方法，地積累指數(shù)法不僅考慮到人為污染因素，環(huán)境地球化學(xué)背景值，還考慮到由于自然成巖作用可能會(huì)引起背景值變動(dòng)的因素，彌補(bǔ)了其他評(píng)價(jià)方法的不足［7］.

國內(nèi)外對(duì)大氣降塵重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)的研究鮮有報(bào)道，國內(nèi)相近研究僅在城市街道灰塵［8］，地鐵站灰塵［9］或其他不同城市功能區(qū)的地表灰塵［10-12］的重金屬中進(jìn)行過.1997～2000年，歐盟在倫敦，馬德里，羅馬，哥德堡等城市開展了鉑族金屬污染及其對(duì)人體和生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究［13］. Ferreira-Baptista等［14］在非洲城市羅安達(dá)，對(duì)兒童進(jìn)行了地表灰塵重金屬污染的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.

本研究通過對(duì)安慶市大氣降塵重金屬含量的分析調(diào)查，對(duì)大氣降塵重金屬污染進(jìn)行富集因子評(píng)價(jià)和地積累指數(shù)評(píng)價(jià)，分析環(huán)境中重金屬來源，污染程度及其空間分布規(guī)律.借鑒國外已有的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，根據(jù)國情對(duì)其部分參數(shù)進(jìn)行修正后對(duì)大氣降塵重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，以期為改善城市重金屬污染狀況，保護(hù)居民身體健康提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 采樣區(qū)概況

安慶市位于115°46′～117°44′E，29°47′～31°17′N，地處長江中下游結(jié)合部，平原皖鄂贛三省交界處，是安徽省西南部重要城市.臨江近海，北依大別山，南臨長江.屬于北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，具有季風(fēng)明顯，雨量充沛等氣候特點(diǎn)，年平均氣溫14.5～16.6℃.全市年平均降水量在1253～1535mm之間，年平均相對(duì)濕度77%.常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，占全年風(fēng)向的52%，其次為西南風(fēng).安慶市是安徽省西南部重要的經(jīng)濟(jì)中心城市，是國家級(jí)歷史文化名城和風(fēng)景旅游城市.安慶市主要由大觀，宜秀，迎江區(qū)組成，其中安慶石化位于大觀區(qū)內(nèi)，主要進(jìn)行汽油，柴油，尿素，腈綸等生產(chǎn)；宜秀區(qū)北依大龍山，積極發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)；迎江區(qū)沿江而建，江邊輪渡運(yùn)輸密集，東部主要為新建城區(qū).

1.2 樣品采集與分析

1.2.1 樣品采集 2014年8月3日在晴朗無風(fēng)的天氣下，分別在安慶市大觀區(qū)，宜秀區(qū)，和迎江區(qū)內(nèi)用塑料刷子和塑料簸箕對(duì)48個(gè)采樣點(diǎn)的街道降塵樣進(jìn)行采集.每份樣品均以多點(diǎn)采樣法采樣組成混合樣品，采樣半徑為1m，并對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注.同時(shí)記錄該地區(qū)交通狀況和建筑布局等環(huán)境特征.本次研究共采集48個(gè)樣品.取樣位置見圖1.

圖1 采樣點(diǎn)分布示意Fig.1 Distribution of sampling sites

1.2.2 樣品處理與分析 將采集的樣品自然風(fēng)干.剔除其中石子，樹葉，瓜子皮，毛發(fā)等雜質(zhì)，作為初始樣品，用研缽研磨使之全部過120目網(wǎng)篩后裝入樣品袋中密封保存.

元素Cu， Zn， Ni， Cr， As采用X熒光光譜分析法.測量前將處理過的樣品物烘干，研磨至200目（75μm以下），然后稱取4g左右的樣品倒入壓樣孔的中央，加入適量的硼酸，加壓至30t/m2并維持20秒左右，將樣品壓制成直徑約4cm，厚約8mm的圓餅.壓制好的樣品在Panalytical Magix PW2403型（荷蘭）X熒光儀中測量常量和微量元素的濃度，工作溫度為（20±0.05）℃，分析誤差為2%左右.在蘭州大學(xué)西部資源環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行.降塵中Pb和Cd，采用HNO3-HFHClO4混酸消化，TAS-990型石墨爐原子吸收分光光度計(jì)測定， 為實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，每組樣品均加空白對(duì)照，此外每10個(gè)樣進(jìn)行增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（標(biāo)樣濃度為土壤背景值濃度的一半），加標(biāo)回收率為96.3%.

1.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

1.3.1 暴露量 國內(nèi)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)主要采用美國國家環(huán)境保護(hù)署（US EPA）提出的土壤健康風(fēng)險(xiǎn)模型為基本框架，對(duì)其部分參數(shù)進(jìn)行修正后應(yīng)用［8］.本研究借鑒其他學(xué)者對(duì)城市街道灰塵重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)方法對(duì)大氣降塵中的重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行估算.根據(jù)模型，元素Cu，Zn，Pb，Ni，Cr，As和Cd 都具有慢性非致癌風(fēng)險(xiǎn)，其中，Cr，Ni， As，Cd具有致癌風(fēng)險(xiǎn)，由于EPA未給出攝入和皮膚接觸致癌暴露量參考值，而只給出了呼吸途徑暴露量參考值，因此本研究只考慮 Cr，Ni，As，Cd經(jīng)呼吸暴露途徑所導(dǎo)致的致癌風(fēng)險(xiǎn).模型假設(shè)居民主要通過手-口攝食，皮膚接觸和吸入這3種暴露途徑攝入大氣降塵重金屬.暴露公式計(jì)算如下:

式中:ADDing為手-口攝食途徑的降塵顆粒日平均暴露量，mg/（kg·d）；ADDinh為吸入途徑的降塵顆粒日平均暴露量，mg/（kg·d）；ADDderm為皮膚接觸途徑的降塵顆粒日平均暴露量，mg/（kg·d）； LADDinh為致癌重金屬吸入途徑的終身日平均暴露量，mg/（kg·d）；其他參數(shù)的含義和取值見表1［15-19］.在參數(shù)選擇時(shí)綜合考慮了EPA提出的土壤評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及根據(jù)我國情況修正后的參數(shù).

表1 重金屬日平均暴露量計(jì)算參數(shù)含義及其取值Table 1 Parameter values in average daily dose calculation models of heavy metals

1.3.2 健康風(fēng)險(xiǎn)表征 重金屬的非致癌及致癌風(fēng)險(xiǎn)的具體表達(dá)如式（5）～式（7）所示，研究中使用慢性中毒的參考劑量用以評(píng)價(jià)非致癌風(fēng)險(xiǎn).假定受體接觸的物質(zhì)劑量在參考值內(nèi)，就認(rèn)為沒有危害； 若超過參考值，則具有風(fēng)險(xiǎn)對(duì)暴露在街塵中的致癌風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)，使用終身的日平均暴露量進(jìn)行計(jì)算.

式中；HQij為非致癌風(fēng)險(xiǎn)商，表征單種污染物通過某一途徑的非致癌風(fēng)險(xiǎn)；ADDij為單種污染物的某一途徑的非致癌風(fēng)險(xiǎn)量；RfDij為該途徑的參考劑量，表示在單位時(shí)間，單位體重?cái)z取的不會(huì)引起人體不良反應(yīng)的污染物最大量mg/（kg·d）；HI為某種污染物多種暴露途徑下總的非致癌風(fēng)險(xiǎn)，總HI為所有途徑所有污染物總非致癌風(fēng)險(xiǎn)的總和.一般認(rèn)為，當(dāng)HQij或HI＜1時(shí)風(fēng)險(xiǎn)較小或可以忽略，HQij或HI＞1時(shí)認(rèn)為存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)；斜率系數(shù)（SF）表示人體暴露于一定劑量某種污染物下產(chǎn)生致癌效應(yīng)的最大概率mg/（ kg·d）；Risk為致癌風(fēng)險(xiǎn)，表示癌癥發(fā)生的概率，通常以單位數(shù)量人口出現(xiàn)癌癥患者的比例表示，若Risk低于區(qū)間10-6～10-4（即每1萬～100萬人中可能有1個(gè)患癌癥者），則認(rèn)為該物質(zhì)不具備致癌風(fēng)險(xiǎn).

2 結(jié)果與分析

2.1 降塵重金屬含量

安慶市大氣降塵重金屬含量參數(shù)統(tǒng)計(jì)見表2.由表可見，安慶市降塵中Cu，Zn，Pb， Ni，Cr， As和Cd的含量范圍分別是21.3～300.5，703～2951.4，49.1～284.8，24.5～119.2，54.3～730.6，9～100.4和1.78～7.86mg/kg，平均含量分別為134.1，640，128.9，55.4，128.7，63.9和2.98mg/kg，分別是安慶市土壤元素背景值［20］的5.06，10.19，4.98，1.71，1.6，5.37和50.51倍.其中Zn和Cr的變異系數(shù)較大，分布較為離散，Pb，As和Cd的變異系數(shù)較小，分布較為均勻.

表2 安慶市大氣降塵各元素含量Table 2 Various elements concentration of atmospheric depositions in Anqing

2.2 元素空間分布特征

采用Surfer8.0作圖軟件繪制安慶市降塵重金屬等值線分布圖（圖2依次為Cu，Zn，Pb，Ni，Cr，As，Cd的空間分布，深色區(qū)域?yàn)楦邼舛葏^(qū)，淺色區(qū)域?yàn)榈蜐舛葏^(qū)）.由圖2可見，安慶市的石化工廠和長江輪渡影響著部分降塵重金屬的分布，但無主要延伸方向.另外Cr，Zn空間分布差異較大，Cr的高濃度區(qū)主要分布于石化工廠附近，Zn在迎江區(qū)和宜秀區(qū)濃度較高；Cu，Ni高濃度區(qū)主要集中在宜秀區(qū)；Pb，As和Cd在大觀區(qū)，宜秀區(qū)和迎江區(qū)均存在較高的含量.

2.3 元素間相關(guān)性

研究降塵中元素含量的相關(guān)性，有利于推測出元素的來源是否相同［21］.若元素含量有顯著的相關(guān)性，說明屬于相同來源的可能性較大，否則來源可能不只一個(gè).在自然界中，單個(gè)元素污染雖有發(fā)生，但大多是幾種元素的復(fù)合污染［22］.

安慶市降塵中各元素間的相關(guān)性如表3所示.由表3可知，Cu-As，Pb-Cd之間存在著顯著的相關(guān)性，Cu-Zn，Cu-Ni，Ni-Cr之間存在著較高程度的相關(guān)性，Zn-Ni之間也存在一定程度的相關(guān)性.這說明Cu和As以及Pb和Cd的來源可能相近.

圖2 安慶市降塵重金屬元素的空間分布Fig.2 Spatial distribution of heavy metal elements in atmospheric deposition of Anqing city

表3 重金屬元素間的相關(guān)性系數(shù)Table 3 Correlation coefficient between heavy metal elements

2.4 重金屬源解析

安慶降塵重金屬分析結(jié)果顯示，Zn（703× 10-6～2951.4×10-6）和Cr（54.3×10-6～730.6×10-6）的變異系數(shù)較高，空間分布差異性較大；Pb，As和Cd的變異系數(shù)較低，空間分布較均勻，Pb（49.1× 10-6～284.8×10-6）在交通密集區(qū)的濃度相對(duì)更高，As（9×10-6～100.4×10-6）和Cd（1.78× 10-6～7.86×10-6）在石化工廠附近濃度相對(duì)更高；Cu（21.3×10-6～300.5×10-6）和Ni（24.5×10-6～119.2× 10-6）分布比較均勻，高濃度區(qū)主要集中于石化工廠和宜秀區(qū)的冶金廠和鋼材廠附近.

由表3可知，Cu-As表現(xiàn)為顯著相關(guān)，且與Ni和Zn有明顯的相關(guān)性，圖2顯示Cu在鋼材市場和交通干線附近濃度較高，而As是煤的標(biāo)識(shí)元素［23］，Ni與金屬冶煉密切相關(guān)［24］，Zn一部分受到工業(yè)生產(chǎn)的影響，另一部分來自于汽車輪胎的磨損［25］，這說明Cu可能來源于化石燃料的燃燒，金屬冶煉和機(jī)動(dòng)車輛的磨損.圖2顯示Zn主要分布區(qū)域是長江邊上的輪渡區(qū)和工業(yè)區(qū)，因此Zn主要來源于工業(yè)生產(chǎn)，貨輪磨損和輪渡附近大型機(jī)動(dòng)車輛輪胎的磨損.Pb的高濃度區(qū)主要分布于交通干線，這可能與汽車尾氣排放有關(guān).雖然隨著無鉛汽油的使用［26］，汽車尾氣對(duì)大氣中Pb的影響有所減弱，但隨著汽車數(shù)量的迅速增加以及之前排放累積Pb的再懸浮，交通污染源依然是大氣環(huán)境中 Pb 的主要來源［27］.Ni和Cr高濃度區(qū)主要存在于工業(yè)區(qū)，其主要來源為金屬冶煉和合金的生產(chǎn).As主要來源于燃煤，主要分布在石化上下風(fēng)向上.Cd主要由礦山的開采和冶煉所致，另外，安慶作為長江沿岸城市，由于長江流域土壤Cd的異常富集，對(duì)安慶大氣降塵中Cd的污染也有一定影響［28］.

3 重金屬污染評(píng)價(jià)

3.1 富集因子分析

富集因子（EFs）是一個(gè)反映人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境擾動(dòng)程度的重要指標(biāo).它是通過樣品中元素的實(shí)測值與元素的背景含量進(jìn)行對(duì)比來判斷表生環(huán)境介質(zhì)中元素的人為影響狀況［29］.富集因子的計(jì)算引入了參比元素進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，本文選擇Fe元素作參比元素.富集因子計(jì)算公式為:

EFs=（Ci/Cn）背景

式中:Ci表示重金屬元素i的濃度；Cn表示標(biāo)準(zhǔn)化元素Fe的濃度.如果元素富集因子接近于1，可以認(rèn)為該元素相對(duì)于土壤來源基本沒有富集，主要由土壤顆粒物所貢獻(xiàn)，如果元素富集因子在1～10之間，則表明元素除土壤來源外還受人類活動(dòng)影響［30］.

表4 各元素的富集因子Table 4 Enrichment factor of each element

由表4可知Cu，Zn，Pb，Ni，Cr，As，Cd大致可以分為3類:第一類是Ni，Cr，其富集因子為1.89，1.58，接近于1，表明大氣降塵中Ni，Cr可能主要來源于土壤顆粒；第二類是Cu，Pb，As，其富集因子主要在1～10，表明這些元素除自然來源外，還可能疊加人為活動(dòng)的影響；第三類是Zn和Cd，其富集因子均大于10，說明人為干擾嚴(yán)重，其來源主要屬于人為來源［31］.

3.2 地積累指數(shù)

Muller［32］提出用地積累指數(shù)定量評(píng)價(jià)沉積物中重金屬污染程度，并規(guī)定了相應(yīng)的污染程度級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)，由公式計(jì)算并參照此標(biāo)準(zhǔn)做出污染評(píng)價(jià)（表5）.

式中:Igeo為地累積污染指數(shù)；Ci為重金屬元素的實(shí)測濃度；k為考慮到造巖運(yùn)動(dòng)可能引起背景值波動(dòng)而設(shè)定的常數(shù)k=1.5［6］；Bi為所測元素的環(huán)境背景值，本研究中選擇安慶市土壤元素環(huán)境背景值為參比值［20］.

表5 各重金屬的污染程度Table 5 Pollution degree of heavy metals

由表5可知安慶市降塵中重金屬的污染水平表現(xiàn)為Cd＞Zn ＞As＞Pb ＞Cu＞Ni ＞Cr.參照地積累指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［32］可知:Cd屬于嚴(yán)重污染，Zn屬于中度污染，As，Pb和Cu屬于偏中度污染，Ni和Cr屬于輕度污染.從污染指數(shù)的范圍可以看出部分地區(qū)Cu，Pb，Cr和As達(dá)到中度污染，Zn在部分地區(qū)達(dá)到了重污染水平，Cd處于重污染到嚴(yán)重污染之間.

參照?qǐng)D2中元素的空間分布，Cd和Cr的濃度在石化工廠附近較高，Zn在迎江區(qū)輪渡段濃度偏高，這說明安慶石化等工廠和輪渡碼頭對(duì)安慶市的污染有一定影響.安慶市的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，其次為西南風(fēng)，工業(yè)排放的大氣顆粒污染物易擴(kuò)散到市區(qū)，迎江新區(qū)向市區(qū)東面擴(kuò)遷，更利于綠色城區(qū)的新建.

4 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

4.1 暴露量

根據(jù)表1計(jì)算大氣降塵重金屬通過不同途徑的暴露劑量如表6.

由表6可知7種重金屬通過3種不同途徑的非致癌風(fēng)險(xiǎn)暴露劑量從大到小依次為 Zn＞Cu＞Cr＞As＞Ni＞Pb＞Cd，因?yàn)檫\(yùn)用相同系數(shù)計(jì)算，該順序與降塵重金屬質(zhì)量濃度大小次順序一致.在3種途徑中，兒童每日暴露劑量均高于成人.

從暴露途徑來看，不論對(duì)于成人還是兒童，通過手-口攝食均是大氣降塵重金屬最主要暴露途徑，其次是皮膚接觸暴露，最次為呼吸吸入.以上幾種致癌重金屬吸入途徑的終身日平均暴露量遠(yuǎn)低于非致癌暴露劑量.

表6 大氣降塵重金屬不同途徑暴露劑量［mg/（ kg·d）］Table 6 Average daily doses for each metal and exposure pathway［mg/（ kg·d）］

4.2 健康風(fēng)險(xiǎn)表征

根據(jù)公式，計(jì)算出重金屬的非致癌暴露風(fēng)險(xiǎn).由表7可得，不同暴露途徑非致癌風(fēng)險(xiǎn)都呈現(xiàn)兒童高于成人的特征.在3種暴露途徑中，通過手-口攝食途徑接觸重金屬的風(fēng)險(xiǎn)最高，兒童手-口攝食途徑風(fēng)險(xiǎn)占非致癌暴露總風(fēng)險(xiǎn)99.4%，成人通過該途徑暴露風(fēng)險(xiǎn)占總風(fēng)險(xiǎn)99.1%.不論對(duì)于成人或兒童，不同重金屬在3種暴露途徑下總非致癌風(fēng)險(xiǎn)HI順序均為As＞Cr＞Pb＞Cu＞Cd＞Ni＞ Zn.其中As元素的兒童暴露風(fēng)險(xiǎn)商HQ為3.27大于美國環(huán)保局規(guī)定限值1，各途徑的疊加風(fēng)險(xiǎn)為2.73也大于1，說明其存在非致癌風(fēng)險(xiǎn).其余重金屬的暴露風(fēng)險(xiǎn)商HQ均小于1，且所有重金屬各途徑的疊加風(fēng)險(xiǎn)未超過1，說明風(fēng)險(xiǎn)較小或可以忽略.

表7 非致癌暴露參考劑量及暴露風(fēng)險(xiǎn)值Table 7 Hazard quotient and risk for each element and exposure pathway

重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)的大小除了與暴露劑量相關(guān)以外，也與重金屬不同毒性有關(guān).大氣顆粒物中的Pb能引起神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)的疾病，尤其易引發(fā)兒童血鉛；Cd也是一種有毒的重金屬，長期暴露在高濃度的Cd環(huán)境中會(huì)引起呼吸系統(tǒng)的疾病，還是一種致癌物［33］；Cr和Ni是人體內(nèi)致癌物質(zhì)之一，過多的吸入會(huì)使呼吸道癌變；機(jī)體攝入過量的Cu會(huì)出現(xiàn)惡心，嘔吐，急性溶血和腎小管變形等中毒現(xiàn)象［8］；Zn是人體必需微量元素之一，低劑量Zn有助于提高人體免疫力，但過量的攝入會(huì)導(dǎo)致Zn中毒，慢性Zn中毒表現(xiàn)為頑固性貧血，食欲下降［34］；一定濃度的As會(huì)引起神經(jīng)麻痹和皮膚潰瘍，導(dǎo)致癌變［35］.根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)規(guī)則，某種暴露途徑的參考劑量即RfDij值表示在單位時(shí)間，單位體重?cái)z取的不會(huì)引起人體不良反應(yīng)的污染物最大量，該值越大表示某元素健康風(fēng)險(xiǎn)越小.以上分析得出手-口攝食途徑接觸重金屬的風(fēng)險(xiǎn)占總風(fēng)險(xiǎn)比例的絕大部分，比較手-口攝食途徑的RfDing可知，7種重金屬元素毒性從小到大依次為Zn＜Cu＜Ni＜Cr＜Pb＜Cd＜As.因此在本研究中Zn的暴露劑量雖然是7種重金屬中最大的，但暴露風(fēng)險(xiǎn)卻最低；As，Pb和Cd雖然暴露劑量較小，但由于毒性大，暴露風(fēng)險(xiǎn)大.尤其需注意通過手-口途徑兒童As的暴露風(fēng)險(xiǎn)很大HQing已達(dá)到2.72明顯超出美國環(huán)保局規(guī)定限值1［16］，易對(duì)兒童健康造成傷害.

通過呼吸途徑致癌風(fēng)險(xiǎn)暴露風(fēng)險(xiǎn)值的分析（表8），大氣降塵中Ni，Cr，As和Cd 的致癌風(fēng)險(xiǎn)在10-7～10-9之間，均未超過10-4～10-6，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于致癌風(fēng)險(xiǎn)量級(jí)，認(rèn)為安慶市大氣降塵重金屬通過呼吸途徑不具有致癌風(fēng)險(xiǎn).

表8 呼吸途徑致癌風(fēng)險(xiǎn)暴露風(fēng)險(xiǎn)值Table 8 Slope factors for carcinogens and the carcinogenic risks

手-口途徑兒童As的暴露風(fēng)險(xiǎn)已達(dá)到2.72明顯超過了限值1，易對(duì)兒童健康造成傷害.降塵中As主要來源于工業(yè)區(qū)粗放式燃煤，因此應(yīng)大力提倡清潔燃煤技術(shù)，并推廣應(yīng)用煙粉塵和顆粒污染物凈化技術(shù).此外Cd和Pb的毒性大，部分地區(qū)存在較高的暴露風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)調(diào)整市區(qū)冶煉工廠的分布，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測.此外可定時(shí)對(duì)街道灑水以加快顆粒物沉降和減輕揚(yáng)塵污染.

5 結(jié)論

5.1 重金屬含量分析表明，安慶市降塵中Cu，Zn，Pb，Ni，Cr，As，Cd的含量平均值分別為134.14，640.01，128.9，55.44，128.66，63.93，2.98mg/kg，分別是安慶市土壤元素背景值的5.06，10.19，1.88，1.71，1.6，5.37，50.51倍，各重金屬來源不同，其分布存在明顯差異.

5.2 富集因子分析表明，Ni和Cr為輕微富集，Cu，Pb，As的富集因子較高，除了來源于土壤顆粒之外還疊加人為活動(dòng)的影響，Zn和Cd為極強(qiáng)富集，主要受人類活動(dòng)影響.Cr和Ni在工業(yè)廠區(qū)存在較高程度的富集.

5.3 地積累指數(shù)評(píng)價(jià)降塵重金屬生態(tài)危害表明: Cr和Ni屬于輕度污染，部分地區(qū)達(dá)到中度污染；As，Pb，Cu屬于偏中度污染，部分地區(qū)屬于中度污染；Zn屬于中度污染，部分地區(qū)達(dá)到重度污染；Cd屬于嚴(yán)重污染，低濃度區(qū)也已達(dá)到重度污染.

5.4 手-口途徑攝入是降塵重金屬引起非致癌風(fēng)險(xiǎn)的最主要途徑.兒童的非致癌風(fēng)險(xiǎn)大于成人，總非致癌風(fēng)險(xiǎn)次序?yàn)锳s＞Cr＞Pb＞Cu＞Cd＞Ni＞Zn.其中手-口途徑兒童As的暴露風(fēng)險(xiǎn)HQing已達(dá)到2.72明顯超出限值1，易對(duì)兒童健康造成危害.其他金屬風(fēng)險(xiǎn)均低于限值，不會(huì)對(duì)人們身體健康造成危害.降塵中的Ni，Cr，As，Cd通過呼吸途徑不具有致癌風(fēng)險(xiǎn).

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致謝：本實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)場采樣工作由安慶市環(huán)保局何敏和湖南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院汪元南等協(xié)助完成，在此表示感謝.

Pollution evaluation and health risk assessment of heavy metals from atmospheric deposition in Anqing.

FANG Wen-wen1， ZHANG Li1， YE Sheng-xia2， XU Rong-hai2， WANG Peng2， ZHANG Cheng-jun2*（1.College of Earth and Environment Sciences， Lanzhou University， Lanzhou 73000， China；2.School of Earth Sciences， Lanzhou University，Lanzhou 73000 ， China）. China Environment Science， 2015，35（12）：3795～3803

In order to evaluate the contamination and health risk of heavy metals from atmospheric deposition in Anqing，samples of atmospheric deposition were collected from 48sampling sites respectively and their concentrations of heavy metals were determined. The results showed that the average contents of Cu， Zn， Pb， Ni， Cr， As， Cd were 134.1， 640，128.9， 55.4， 128.7， 63.9， 2.98mg/kg， respectively. According to the results， the enrichment factor score of Ni， Cr was close to 1， belonged to slightly enriched， while the enrichment of Cu， Pb， As was more serious， and Zn， Cd were extremely enriched， each enrichment factors were reach 10.25 and 29.53. The assessment results of geo-accumulation index of potential ecological risk indicated that the pollution of Cd in the atmospheric deposition of Anqing was classified as extreme degree and the average geo-accumulation index was 5.07， and that of Cu， Pb， As were between moderate and extreme degrees， and Ni， Cr as slightly uncontaminated， and Zn belonged to moderate pollution， some areas reach serious pollution. Health risk assessment indicated that the heavy metals in atmospheric deposition were mainly ingested by human bodies through hand-mouth ingestion. The order of non-cancer hazard indexes of heavy metals was As ＞ Cr ＞ Pb ＞Cu ＞ Cd ＞ Ni ＞ Zn. The hand-mouth ingestion of As has reached 2.72 significantly exceeded the limits 1， easy to affect children's health. Other metals didn't exceed the limit of risk， and were not harmful for people's health. Elements such as Ni， Cr， As， Cd content in dust do not cause any cancer risk by inhalation.

atmospheric deposition；enrichment factor；geoaccumulation index；health risk assessment；Anqing

X513；X820.4

A

1000-6923（2015）12-3795-09

方文穩(wěn)（1990-），男，安徽安慶人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)榇髿庵亟饘傥廴炯捌浞乐?

2015-05-11

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41173015）；教育部博士點(diǎn)基金（20100211110020）

* 責(zé)任作者， 教授， cjzhan@lzu.edu.cn