報(bào)廢汽車拆解廠大氣顆粒物重金屬污染特征、來源解析及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)*

楊 寧,李緒志,秦玉飛,梁云燕,魯 妍,詹 路,王建波,許振明

(1.西南科技大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，四川 綿陽 621010；2.營(yíng)口市環(huán)境工程開發(fā)有限公司，遼寧 營(yíng)口 115014；3.江西格林循環(huán)產(chǎn)業(yè)股份有限公司，江西 宜春 331100；4.上海交通大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200240)

0 引言

礦產(chǎn)資源在人類社會(huì)發(fā)展中具有非常重要的作用，但隨著原生礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開發(fā)利用，我國(guó)各類礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量急劇減少[1]。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委在2020年的預(yù)測(cè)，除稀土等有限資源外，我國(guó)重要金屬和非金屬礦產(chǎn)資源可用儲(chǔ)量的保障程度將開始大幅下降[2]。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，礦產(chǎn)資源已從原生礦產(chǎn)轉(zhuǎn)移到城市礦產(chǎn)。

根據(jù)商務(wù)部統(tǒng)計(jì)，2020年報(bào)廢機(jī)動(dòng)車回收拆解數(shù)量為239.8萬輛，同比增長(zhǎng)4.5%，其中汽車206.6萬輛，同比增長(zhǎng)5.9%[3]。報(bào)廢汽車含有71.99%的廢鋼、6.02%的廢有色金屬、6.32%的廢塑料、4.35%的廢橡膠、1.66%的廢玻璃及其他可回收物質(zhì)[4]，是一座巨大的“城市礦山”。拆解回收廢舊汽車不僅能實(shí)現(xiàn)廢棄資源的循環(huán)再利用，還可以減輕資源和環(huán)境壓力[5-6]。

報(bào)廢汽車拆解的一般工藝流程為存儲(chǔ)、拆解、切割、殼體壓縮破碎、破碎物料分揀和零部件存放[7]；其拆解工藝的合理性，不僅關(guān)系到汽車的拆解質(zhì)量、成本及效率，還與環(huán)境質(zhì)量密切相關(guān)[8]。拆解過程中產(chǎn)生的大氣顆粒物是大氣中化學(xué)組成最復(fù)雜、危害最大的污染物[9]，被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)列為人類致癌物Ⅰ類[10]。由于顆粒物具有比表面積大的特點(diǎn)，容易富集大量的金屬元素[11]。有研究[12]表明，吸附于顆粒物上的重金屬元素在自然環(huán)境下不易降解，只能遷移轉(zhuǎn)換，人一旦吸入就會(huì)在體內(nèi)聚集，達(dá)到一定程度后會(huì)對(duì)身體健康產(chǎn)生危害，如 Cd、Mn、Cr、Pb 等被美國(guó)環(huán)保署列入危險(xiǎn)空氣污染物清單，國(guó)際癌癥研究署也將Cr、Ni、As、Cd及其部分化合物列為致癌物[13]。因此，研究報(bào)廢汽車拆解廠拆解活動(dòng)釋放的重金屬濃度水平、污染特征、來源及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)十分重要。

報(bào)廢汽車拆解廠的拆解工藝對(duì)環(huán)境的危害程度尚不明確，關(guān)于大氣顆粒物重金屬污染的研究亦甚少?；诖?，本文采集了報(bào)廢汽車拆解廠拆解活動(dòng)釋放的大氣顆粒物，對(duì)其附著的重金屬進(jìn)行了污染分布特征、來源解析以及職工健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以期為報(bào)廢汽車拆解工藝管理、高排放環(huán)節(jié)工藝升級(jí)以及區(qū)域大氣重金屬污染防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域和采樣點(diǎn)布設(shè)

以國(guó)內(nèi)某大型報(bào)廢汽車拆解廠為研究對(duì)象，根據(jù)廢汽車拆解、切割、破碎及分選的工藝流程將拆解廠劃分為7個(gè)區(qū)域：零件存放區(qū)、整車拆解區(qū)、機(jī)械破碎區(qū)、人工分選區(qū)、小車切割區(qū)、大車切割區(qū)和報(bào)廢汽車存放區(qū)。分別在每個(gè)區(qū)域進(jìn)行采樣點(diǎn)位布設(shè)，共設(shè)42個(gè)點(diǎn)位，采樣時(shí)間為2021年10月至12月。采樣點(diǎn)位置如圖1所示。

圖1 大氣顆粒物采樣點(diǎn)分布圖Fig.1 The sampling layout of the atmospheric particulates

1.2 樣品采集

嚴(yán)格按照HJ 656-2013《環(huán)境空氣顆粒物(PM2.5)手工監(jiān)測(cè)方法(重量法)技術(shù)規(guī)范》中的要求采樣。利用嶗應(yīng)2030型中流量智能TSP采樣器采集大氣環(huán)境中的PM2.5和PM10，采樣流量為100 L/min，采樣濾膜為高純石英纖維濾膜(φ90 mm，MK360，MUNKTELL，瑞典)，每次采樣時(shí)長(zhǎng)為6 h，共采集88個(gè)有效樣本。濾膜使用前在450 ℃下加熱4 h以除去有機(jī)物，并在干燥器中平衡24 h(25 ℃，45%相對(duì)濕度)。

1.3 樣品處理和分析

用陶瓷剪刀將二分之一濾膜剪成碎片置于微波消解罐中，加入20 mL的HCl-HNO3消解溶液(將55.5 mL的HNO3和167.5 mL的HCl加入約500 mL超純水中，用超純水稀釋并調(diào)節(jié)至1 L)，再加入4 mL的H2O2溶液，目的是分解有機(jī)物。微波消解儀的溫度設(shè)置為200 ℃，持續(xù)消解15 min。待消解完成的樣品冷卻后，用水淋洗消解罐內(nèi)壁并加入約10 mL水，靜置30 min后將消解罐內(nèi)的液體過濾到100 mL容量瓶中，并用水定容至刻度線，在4 ℃下冷藏保存直至分析測(cè)試。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程所用試劑純度均為優(yōu)級(jí)純，所用水均為超純水。

利用ICP-OES對(duì)重金屬(Cu、Cr、Cd、Fe、Al、Ni、Pb、Zn)的濃度進(jìn)行定量分析。測(cè)試前對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)諧以保證儀器的靈敏度和穩(wěn)定性，標(biāo)準(zhǔn)曲線的R值在0.999以上。每個(gè)樣品測(cè)試3次，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.4 正定矩陣分解(PMF )模型

PMF模型是一種典型的受體模型，是利用矩陣分解來解決實(shí)際問題的分析方法。本研究采用美國(guó)環(huán)保署推薦的PMF5.0模型對(duì)大氣顆粒物中重金屬的來源進(jìn)行解析。這種方法的基本數(shù)學(xué)原理在文獻(xiàn)和軟件用戶指南中有詳細(xì)的解釋[14]?；驹硎嵌x一個(gè)n×m的原始數(shù)據(jù)矩陣X，其中n是樣本數(shù)，m是化學(xué)物種數(shù)。矩陣X可分解為矩陣G(n×p)和矩陣F(p×m)，其中G為污染源貢獻(xiàn)譜，F(xiàn)為污染源譜，p為因子數(shù)，計(jì)算式[15]為

X=GF+E,

(1)

(2)

式中，E為殘差矩陣，xij是在第i個(gè)樣品中測(cè)量的第j種化學(xué)物質(zhì)的濃度，gik是源k對(duì)第i個(gè)樣品的貢獻(xiàn)，fkj是源k中第j種化學(xué)物質(zhì)的濃度，eij是每個(gè)樣品或物質(zhì)的殘差。通過最小化目標(biāo)函數(shù)Q的PMF模型導(dǎo)出因子貢獻(xiàn)和輪廓:

(3)

式中，uij是第i個(gè)樣品中第j種化學(xué)組分的不確定度。PMF模型的主要計(jì)算過程是最小化Q值。不確定度(Unc)通常由方法檢測(cè)限(LMD)決定[16]。如果Unc≤LMD，則

(4)

如果Unc>LMD，則

(5)

式中，F(xiàn)E(Error Fraction)為誤差分?jǐn)?shù)。

1.5 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

1.5.1 暴露劑量計(jì)算

重金屬元素主要通過呼吸暴露、手口攝入和皮膚接觸進(jìn)入人體，考慮到報(bào)廢汽車拆解廠接觸重金屬元素的主要途徑是呼吸暴露，因此僅選擇呼吸暴露來評(píng)價(jià)工人的健康風(fēng)險(xiǎn)。非致癌風(fēng)險(xiǎn)采用日平均暴露劑量[DAD，mg/(kg·d)]來評(píng)價(jià)，而致癌風(fēng)險(xiǎn)采用終生日平均暴露劑量[DLAD，mg/(kg·d)]來評(píng)價(jià)。計(jì)算式[17]為

(6)

式中：C表示污染物的質(zhì)量濃度，mg/m3；RI表示呼吸速率，m3/d；FE表示暴露頻率，d/a；DE表示暴露持續(xù)時(shí)間，a；WB表示體質(zhì)量，kg；TA表示平均暴露時(shí)間，d。計(jì)算得到的暴露劑量的相關(guān)參數(shù)值如表1所示。

表1 暴露劑量公式的參數(shù)值Table 1 Parameters of exposure dosage formula

1.5.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

危害商(QH)可用于表征污染物的非致癌風(fēng)險(xiǎn)：QH<1，表示該元素對(duì)人體非致癌風(fēng)險(xiǎn)較??；QH≥1，表示該元素對(duì)人體具有非致癌風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算式為

QH=DAD/DRf，

(7)

式中，DRf表示參考劑量，mg/(kg·d)。

致癌風(fēng)險(xiǎn)通常用增量癌癥風(fēng)險(xiǎn)(RILC)進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算式為

RILC=DLAD×FS，

(8)

式中：FS是斜率因子，(kg·d)/mg。美國(guó)環(huán)保署建議，RILC低于1×10-6被認(rèn)為致癌風(fēng)險(xiǎn)可以忽略，而RILC高于1×10-4表示對(duì)人類有較高的致癌風(fēng)險(xiǎn)[19]。表2列出了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型中參考劑量(DRf)和斜率因子(FS)的參數(shù)值。

表2 重金屬DRf 和FS 的參數(shù)值Table 2 Referential DRf and FS of heavy metals

2 結(jié)果與討論

2.1 重金屬的質(zhì)量濃度及污染特征

報(bào)廢汽車拆解廠不同功能區(qū)重金屬質(zhì)量濃度堆積圖如圖2所示。

圖2 七大功能區(qū)重金屬質(zhì)量濃度堆積圖Fig.2 The mass concentration accumulation of heavy metal elements in seven functional zones

在機(jī)械破碎區(qū)測(cè)得的重金屬平均質(zhì)量濃度：PM10為39.20 μg/m3，PM2.5為15.48 μg/m3。人工分選區(qū)測(cè)得的重金屬平均質(zhì)量濃度：PM10為27.94 μg/m3，PM2.5為15.62 μg/m3，較其他區(qū)域高。機(jī)械破碎區(qū)的工藝是將拆卸的大件(車身、車架等)和剩余體進(jìn)行壓扁處理，再將其破碎。該區(qū)的工藝具有破碎量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，這可能是導(dǎo)致重金屬質(zhì)量濃度高的一個(gè)原因；另一個(gè)原因可能是該區(qū)地處室外，自然揚(yáng)塵導(dǎo)致重金屬質(zhì)量濃度升高。廢汽車經(jīng)機(jī)器破碎產(chǎn)生大小不一的材料塊，由貨車運(yùn)送至人工分選區(qū)，一些較大體積的塑料、橡膠碎片通過人工篩選分離，由于材料塊自身散逸的氣體及長(zhǎng)時(shí)間的堆放，導(dǎo)致該區(qū)域重金屬質(zhì)量濃度相對(duì)較高。報(bào)廢汽車拆解廠七大功能區(qū)的污染總體情況是：①PM2.5，人工分選區(qū)>機(jī)械破碎區(qū)>大車切割區(qū)>零件存放區(qū)>整車拆解區(qū)>報(bào)廢汽車存放區(qū)>小車切割區(qū)；②PM10，機(jī)械破碎區(qū)>人工分選區(qū)>整車拆解區(qū)>大車切割區(qū)>小車切割區(qū)>報(bào)廢汽車存放區(qū)>零件存放區(qū)。

七大功能區(qū)的PM2.5和PM10中重金屬質(zhì)量濃度分布如圖3所示。

圖3 PM2.5和PM10中重金屬質(zhì)量濃度分布Fig.3 The mass concentration distribution of heavy metals in PM2.5 and PM10

由圖3可知，在所有區(qū)域中，F(xiàn)e和Al的質(zhì)量濃度明顯較高，分別為2.54～21.26 μg/m3和0.38～10.63 μg/m3。板材和管材一般用于汽車車身零件和其他結(jié)構(gòu)件[20]。高強(qiáng)度鋼能夠提高汽車車身各部位的抗變形和抗扭曲能力，大面積使用高強(qiáng)度鋼是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的前提。鋁合金材料具有低密度、高強(qiáng)度和耐腐蝕的特性，在汽車制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[21]。因此，這兩種重金屬的質(zhì)量濃度較高。除了Al和Fe外，Zn的質(zhì)量濃度較其他金屬元素高，平均質(zhì)量濃度為1.56 μg/m3。鋅是潤(rùn)滑油添加劑、輪胎以及鍍鋅汽車零部件的主要成分[22]。Ni、Cr和Cd的平均質(zhì)量濃度在所有功能區(qū)均較低。鎳和鉻用于汽車電鍍工藝。鍍鉻不僅可以使汽車的顏色更好，并且能夠顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性。齒輪、散熱器和燃料噴嘴等一些復(fù)雜的汽車零部件，常通過化學(xué)鍍鎳來維護(hù)。GB 24409-2020《車輛涂料中有害物質(zhì)限量》要求Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于100 mg/kg[23]。

本研究將七大功能區(qū)中重金屬(PM10中)的質(zhì)量濃度與GBZ 2.1-2019《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分：化學(xué)有害因素》中時(shí)間加權(quán)平均容許質(zhì)量濃度(CP-TWA)進(jìn)行了比較。Cd的CP-TWA為0.01 mg/m3。所有功能區(qū)中Cd的質(zhì)量濃度均低于CP-TWA。由于該標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了Cd的CP-TWA，所以又將重金屬質(zhì)量濃度與GB 3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中重金屬質(zhì)量濃度限值進(jìn)行了比較?？諝庵蠵b、Cd的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度限值分別為500、5 ng/m3，Pb僅在機(jī)械破碎區(qū)和人工分選區(qū)超過標(biāo)準(zhǔn)限值，分別超過限值的6.9和1.4倍，其他區(qū)域均不超過限值。在所有功能區(qū)，Cd的質(zhì)量濃度均超過標(biāo)準(zhǔn)限值，其中零件存放區(qū)、整車拆解區(qū)、機(jī)械破碎區(qū)、人工分選區(qū)、小車切割區(qū)、大車切割區(qū)和報(bào)廢汽車存放區(qū)分別超過標(biāo)準(zhǔn)限值6.9、7.5、21.5、8.2、4.9、20.0和4.7倍。本研究中測(cè)得的Cr質(zhì)量濃度遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)限值，因此也應(yīng)注意Cr的污染情況。綜上所述，報(bào)廢汽車拆解廠受到了一定程度的污染，企業(yè)應(yīng)重視污染程度較高的區(qū)域并對(duì)其工藝進(jìn)行升級(jí)。

2.2 重金屬源解析

本研究利用PMF5.0模型識(shí)別報(bào)廢汽車拆解廠重金屬的主要來源。通過試驗(yàn)4～7個(gè)因子和不確定數(shù)，尋找最小目標(biāo)函數(shù)值，觀察殘差矩陣值，最終確定了6個(gè)因子的優(yōu)化結(jié)果，殘差在-3和3之間，屬于正態(tài)分布。重金屬源解析結(jié)果如圖4所示。

圖4 PMF模型解析出的因子輪廓圖Fig.4 The factor contour map analyzed with PMF model

在因子1中，Cd的貢獻(xiàn)率最高，為71.4%。在汽車涂料中，Cd通常以鎘紅顏料的形式存在，鎘紅是高檔油漆和汽車涂料的首選紅色顏料。此外，以金屬粉、銅粉、鋁粉等作為顏料制備的汽車涂料具有硬度高、耐磨性強(qiáng)的特點(diǎn)，是目前流行的一種汽車面漆。因此，因子1來源于汽車涂料。

因子2以Pb為主，貢獻(xiàn)率占75.5%。在汽車制造業(yè)中，Pb是傳統(tǒng)電焊料中的主要元素，如用于焊接電路板的鉛錫共晶焊料，含有約37%的Pb，而一些用于電氣元件的封裝焊料中的Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過了90%。Pb也被廣泛用于無機(jī)陶瓷電氣元件，如壓電陶瓷[24]。因此，因子2主要來源于含鉛材料。

因子3中Al的貢獻(xiàn)率較高(51.3%)。Ni、Fe和Zn是鋁合金的合金元素。鋁材料是汽車輕量化中使用的早期材料之一，相關(guān)生產(chǎn)和使用技術(shù)都非常成熟[25]。鋁及其合金具有彈性好、密度低、比強(qiáng)度和硬度高、耐腐蝕、表面著色好等性能，在汽車制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[26]。鋁和鋁合金材料用于制造汽車車輪、汽車懸架系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)的各種零件，也用于汽車底盤，如變速箱殼體、離合器殼體和旋轉(zhuǎn)殼體等。因此，因子3來源于鋁合金材料。

因子4以Zn和Fe為主，貢獻(xiàn)率分別占47.1%和43%。Zn和Fe是鍍鋅鋼板中的重要元素。鍍鋅鋼板是以熱軋或冷軋鋼帶為基材，經(jīng)過連續(xù)熱浸鍍鋅工藝制得，具有耐腐蝕性強(qiáng)、涂層韌性強(qiáng)、表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車車身、擋泥板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等。因此，因子4來源于鍍鋅鋼板材料。

在因子5中，Cr和Ni的貢獻(xiàn)率較高，分別為60.3%和47.1%。目前，塑料件被廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾，因其具有易臟、易磨損、表面光澤暗淡等缺點(diǎn)，所以汽車內(nèi)飾塑料件要進(jìn)行電鍍處理[27]。鍍鎳和鍍鉻不僅可以美化汽車內(nèi)飾，還能滿足耐腐蝕和耐磨的要求。因此，因子5來源于電鍍鎳-鉻合金材料。

因子6以Cu的貢獻(xiàn)為主，貢獻(xiàn)率為66.5%。以Zn作為主要添加元素的銅合金統(tǒng)稱為黃銅，常用于汽車散熱器、液壓裝置、制動(dòng)摩擦片、制動(dòng)系統(tǒng)、電子動(dòng)力系統(tǒng)、齒輪、軸承、墊片及各種接頭。因此，因子6來源于銅合金材料。

每個(gè)因子對(duì)報(bào)廢汽車拆解廠重金屬的貢獻(xiàn)占比如圖5所示。

圖5 各因子的貢獻(xiàn)比例圖Fig.5 The contribution ratio of different factors

由圖5可知：鍍鋅鋼板材料源(因子4)對(duì)重金屬的貢獻(xiàn)最大，貢獻(xiàn)率為37%；其次是鋁合金材料源(因子3)、含鉛材料源(因子2)、銅合金材料源(因子6)、汽車涂料源(因子1)和電鍍鎳-鉻合金材料源(因子5)，貢獻(xiàn)率分別為27%、17%、10%、7%和2%。將解析出的主要來源與拆解工藝進(jìn)行關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)鍍鋅鋼板材料源和鋁合金材料源主要來自切割和破碎工藝，涉及的區(qū)域有機(jī)械破碎區(qū)、小車切割區(qū)和大車切割區(qū)。因此，需要對(duì)這3個(gè)區(qū)域制訂有效的措施，以預(yù)防和控制重金屬污染。

2.3 人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

利用美國(guó)環(huán)保署推薦的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)Cu、Pb、Zn、Ni、Cr和Cd等6種重金屬進(jìn)行非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，結(jié)果見表3、表4。由表3、表4可知，在6種重金屬元素中，PM2.5和PM10中Cr的QH在機(jī)械破碎區(qū)最高，對(duì)男性的QH分別為1.21和5.29，對(duì)女性的QH分別為1.15和5.04，該值高于安全水平(QH=1)，對(duì)職工具有一定的非致癌風(fēng)險(xiǎn)。其余5種重金屬元素通過吸入的方式對(duì)報(bào)廢汽車拆解廠職工的非致癌風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的。PM2.5和PM10中6種重金屬元素在不同功能區(qū)的危險(xiǎn)指數(shù)(IH)分別為2.91×10-1～1.24和2.74×10-1～5.57 ,且機(jī)械破碎區(qū)的IH最高，原因是該區(qū)的Cr的QH超過了安全值?？傮w而言，PM10中重金屬元素的非致癌風(fēng)險(xiǎn)高于PM2.5，男性的非致癌風(fēng)險(xiǎn)高于女性。不同功能區(qū)重金屬元素非致癌風(fēng)險(xiǎn)排序?yàn)椋孩貾M2.5，機(jī)械破碎區(qū)>零件存放區(qū)>人工分選區(qū)>大車切割區(qū)>整車拆解區(qū)>小車切割區(qū)>報(bào)廢汽車存放區(qū)；②PM10，機(jī)械破碎區(qū)>人工分選區(qū)>整車拆解區(qū)>大車切割區(qū)>零件存放區(qū)>報(bào)廢汽車存放區(qū)>小車切割區(qū)，因此需要特別注意機(jī)械破碎區(qū)對(duì)工人健康的影響。此外，Cr的非致癌風(fēng)險(xiǎn)高于其他5種重金屬元素，因此需要加強(qiáng)對(duì)Cr的管控。

表3 不同功能區(qū)重金屬對(duì)男性的非致癌風(fēng)險(xiǎn)值(QH)Table 3 Non-carcinogenic risk values (QH) of heavy metals in different functional zones for male

表4 不同功能區(qū)重金屬對(duì)女性的非致癌風(fēng)險(xiǎn)值(QH)Table 4 Non-carcinogenic risk values (QH) of heavy metals in different functional zones for female

報(bào)廢汽車拆解廠重金屬致癌風(fēng)險(xiǎn)值(RILC)計(jì)算結(jié)果見表5。由表5可知，Ni、Cr、Cd的致癌風(fēng)險(xiǎn)在機(jī)械破碎區(qū)最高，在報(bào)廢汽車存放區(qū)和小車切割區(qū)相對(duì)較低，7個(gè)區(qū)域重金屬的致癌風(fēng)險(xiǎn)水平排序?yàn)镃r>Cd>Ni。所有功能區(qū)男性的致癌風(fēng)險(xiǎn)在5.78×10-7～2.64×10-3，女性的致癌風(fēng)險(xiǎn)在5.14×10-7～2.35×10-3。總體而言，男性的致癌風(fēng)險(xiǎn)大于女性，這是因?yàn)槟行缘暮粑俾矢哂谂?。Ni和Cd在7個(gè)功能區(qū)的癌癥風(fēng)險(xiǎn)在5.78×10-7～6.91×10-5，表明具有潛在的致癌風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是，Cr在所有區(qū)域的致癌風(fēng)險(xiǎn)都在1.14×10-4～2.64×10-3，顯著高于1×10-4，表明Cr對(duì)工人具有較高的致癌風(fēng)險(xiǎn)。

表5 不同功能區(qū)重金屬的終身增量致癌風(fēng)險(xiǎn)值(RILC)Table 5 Lifetime incremental carcinogenic risk values (RILC) of heavy metals in different functional zones

3 結(jié)論

a.在機(jī)械破碎區(qū)(PM10：39.20 μg/m3，PM2.5：15.48 μg/m3)和人工分選區(qū)(PM10：27.94 μg/m3，PM2.5：15.62 μg/m3)中，所有重金屬的平均質(zhì)量濃度均較高。7個(gè)區(qū)域Fe和Al的質(zhì)量濃度明顯較高，分別為2.54～ 21.26 μg/m3和0.38～10.63 μg/m3。

b.報(bào)廢汽車拆解廠七大功能區(qū)污染總體情況為：①PM2.5，人工分選區(qū)>機(jī)械破碎區(qū)>大車切割區(qū)>零件存放區(qū)>整車拆解區(qū)>報(bào)廢汽車存放區(qū)>小車切割區(qū)；②PM10，機(jī)械破碎區(qū)>人工分選區(qū)>整車拆解區(qū)>大車切割區(qū)>小車切割區(qū)>報(bào)廢汽車存放區(qū)>零件存放區(qū)。

c.機(jī)械破碎區(qū)和人工分選區(qū)中Pb的質(zhì)量濃度均高于標(biāo)準(zhǔn)限值，所有功能區(qū)中Cd的質(zhì)量濃度均超過標(biāo)準(zhǔn)限值。

d.利用PMF模型對(duì)拆解廠重金屬來源進(jìn)行量化和識(shí)別，解析出汽車涂料源、含鉛材料源、鋁合金材料源、鍍鋅鋼板材料源、電鍍鎳-鉻合金材料源和銅合金材料源6個(gè)主要來源，貢獻(xiàn)率分別為7%、17%、27%、37%、2%和10%。將解析出的主要來源與拆解工藝進(jìn)行關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)鍍鋅鋼板材料源和鋁合金材料源主要來源于切割和破碎工藝，涉及的區(qū)域有機(jī)械破碎區(qū)、小車切割區(qū)和大車切割區(qū)。因此，需要對(duì)這3個(gè)區(qū)域制訂有效措施，以預(yù)防和控制重金屬污染。

e.只有機(jī)械破碎區(qū)Cr的QH超過安全值，其他區(qū)域?qū)θ梭w的非致癌風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的。7個(gè)區(qū)域所有重金屬的致癌風(fēng)險(xiǎn)排序?yàn)镃r>Cd>Ni，Ni和Cd在7個(gè)區(qū)域的癌癥風(fēng)險(xiǎn)在5.78×10-7～6.91×10-5，表明其具有潛在的致癌風(fēng)險(xiǎn)。Cr在所有區(qū)域的致癌風(fēng)險(xiǎn)都高于1×10-4，表明其對(duì)工人具有較高的致癌風(fēng)險(xiǎn)。