冶煉廠粉塵重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究

張 輝，Asfand shahab

（桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的進(jìn)程加快，因工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生大量粉塵導(dǎo)致重金屬污染的問題越來越受到人們的關(guān)注。大量研究表明，環(huán)境中重金屬的污染源主要來源于人為因素。在城市土壤和城市道路粉塵,人為重金屬的來源包括交通排放(車輛排氣微粒,輪胎磨損顆粒,表面風(fēng)化街粒子,制動(dòng)摩擦片磨損粒子),工業(yè)排放(電廠,能源的燃燒,冶金工業(yè),汽車修理車間、化工廠,等等)建設(shè)和路面表面風(fēng)化、大氣沉積等等。人類生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生的粉塵具有一定的生態(tài)污染效應(yīng)，它可能在循環(huán)系統(tǒng)或脂肪組織中累積，從而影響消化道、心腦血管及中樞神經(jīng)系統(tǒng)，也可能成為其他疾病的輔助因子[1]。所以粉塵中若重金屬含量高，對(duì)人體的影響是巨大的。

此外，另一方面在降水與沖刷的作用下，灰塵可直接進(jìn)入河道，進(jìn)而對(duì)水環(huán)境造成直接污染。因此，近年來，這一問題受到了世界各國的廣泛關(guān)注和研究。

1 冶煉廠排放粉塵中重金屬污染現(xiàn)狀

1.1 粉塵重金屬含量

近年來，國內(nèi)外很多研究學(xué)者都對(duì)不同地區(qū)冶煉廠產(chǎn)生粉塵重金屬含量做了調(diào)查分析。結(jié)果表明：人口越密集，工業(yè)化越發(fā)達(dá)的地區(qū)，因冶煉廠生產(chǎn)產(chǎn)生的粉塵重金屬濃度就越高，比如上海。而且?guī)缀跛械貐^(qū)粉塵重金屬含量均高于當(dāng)?shù)赝寥乐亟饘俚谋尘爸?。相比較而言，經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)粉塵中的Pb和Zn的富集程度最高，其次是Cu、Cr和Cd，而Ni的富集程度最低。我國學(xué)者對(duì)合肥、西安、上海等地區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)密集地區(qū)做了相關(guān)研究，研究結(jié)果見表1。

表1 不同地區(qū)冶煉廠生產(chǎn)排放粉塵重金屬含量（mg/kg）

1.2 冶煉廠生產(chǎn)產(chǎn)生粉塵重金屬污染空間分布

重工業(yè)較發(fā)達(dá)地區(qū)會(huì)比工業(yè)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的粉塵污染更嚴(yán)重。并且在同一個(gè)地區(qū)，離工業(yè)區(qū)較近的測(cè)量點(diǎn)重金屬污染也會(huì)比景區(qū)更嚴(yán)重。測(cè)量區(qū)Hg—Pb—As—Cd組合異常，在研究區(qū)兩側(cè)，分布著以金屬構(gòu)件加工為主的冶煉企業(yè)。Pb、Hg異常與冶煉廠冶煉爐分布具有一定關(guān)聯(lián)，重金屬污染分布特征如圖1所示。

2 粉塵重金屬的來源

圖1 冶煉廠周邊區(qū)域重金屬空間分布特征

粉塵的重金屬來源有以下途徑：一是周邊土壤起塵而堆積于道路,二是固定和流動(dòng)的人類活動(dòng)而排放至環(huán)境中。人類工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的微小顆粒物質(zhì)進(jìn)入大氣，經(jīng)過干濕沉降成為粉塵，受空氣中水體的沖刷，轉(zhuǎn)變成污泥，污泥與粉塵共同組成環(huán)境污染指標(biāo)，在對(duì)冶煉廠周邊地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，Pb、Zn、Cu等重金屬元素含量普遍高出其它地區(qū)空氣中重金屬含量，一般來說，區(qū)域土壤和空氣中粉塵中重金屬的濃度會(huì)因?yàn)楣I(yè)活動(dòng)的密度、使用的技術(shù)、當(dāng)?shù)靥鞖鈼l件和風(fēng)型而不同。日本東京的工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域空氣粉塵中Cu,Zn和Pb的濃度高于其它地區(qū)空氣中重金屬含量的濃度，且非工業(yè)區(qū)域土壤中未檢測(cè)出Pb，而粉塵中則檢測(cè)出Pb[2]，普遍研究認(rèn)為冶煉廠排放粉塵中鉛的污染來自冶煉爐礦物燃料的燃燒，粉塵中鉛元素含量較高[3,4]。

3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生粉塵重金屬的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是對(duì)重金屬總暴露量的估計(jì)，被廣泛用于量化通過攝入、皮膚接觸和吸入暴露途徑對(duì)人類的致癌和非致癌風(fēng)險(xiǎn)[4,5]。在目前的研究中，研究人員普遍選用風(fēng)險(xiǎn)商(HQ)，危害指數(shù)(HI)來計(jì)算出致癌性和非致癌性風(fēng)險(xiǎn)，以此評(píng)估該地區(qū)道路粉塵重金屬污染是否對(duì)人體有健康風(fēng)險(xiǎn)[6,7]。

研究人員通過不同的接觸途徑計(jì)算出各元素的風(fēng)險(xiǎn)商和危害指數(shù)。發(fā)現(xiàn)攝入土壤和塵埃顆粒是最主要的接觸途徑，其次是皮膚接觸。在不同年齡組中，暴露的易損性依次為幼兒＞兒童＞成人＞青少年＞嬰兒。除經(jīng)皮膚途徑外，所有經(jīng)不同暴露途徑接觸的重金屬對(duì)兒童的風(fēng)險(xiǎn)商均較高，而且所有金屬對(duì)于兒童的危害指數(shù)均高于成人，這表明兒童可能比成人有更多的潛在非癌癥風(fēng)險(xiǎn)[8,9]。此外，在所研究的金屬中，鉛對(duì)兒童和成人的危害指數(shù)值都最高。

4 結(jié)論

通過對(duì)上述研究統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，粉塵的重金屬污染源主要來自工業(yè)生產(chǎn)，比如化石燃料的燃燒和一些重金屬工業(yè)排放，而自然因素幾乎可以忽略不計(jì)。粉塵重金屬普遍在工業(yè)區(qū)，經(jīng)檢測(cè)我們發(fā)現(xiàn)該區(qū)域重金屬濃度最高，而在遠(yuǎn)離冶煉廠地區(qū)或綠化較好的地區(qū)重金屬污染較輕。城市化進(jìn)程加快會(huì)加劇工業(yè)生產(chǎn)排放粉塵重金屬的污染，雖然整體上重金屬的影響目前還在允許范圍內(nèi)，但是已經(jīng)有多地報(bào)道了重金屬污染了生態(tài)環(huán)境，所以希望政府加大對(duì)重污染企業(yè)的整治力度，從源頭上解決問題。