【摘要】：河南省是我國重要的鉛生產(chǎn)省份。鉛冶煉已經(jīng)導致河南省某些農(nóng)田土壤重金屬含量超標,并且威脅到附近居民的身體健康。呼吸和攝入是冶煉污染區(qū)居民攝入重金屬的主要途徑,但河南省鉛冶煉區(qū)大氣顆粒物對居民的健康風險尚無研究。本研究通過采集距離鉛冶煉企業(yè)不同距離處灰塵,研究不同粒徑樣品中重金屬及入肺顆粒物中重金屬的風險,對濟源市鉛冶煉區(qū)居民通過呼吸作用和消化作用攝入重金屬的數(shù)量及風險進行評估;研究另外采集不同時間段濟源市不同污染特征區(qū)域的大氣干濕沉降樣品,通過測定降塵中重金屬的全量來探討大氣降塵中重金屬的變化規(guī)律以及大氣降塵對土壤中重金屬的貢獻量。研究得出主要結果和結論有,(1)不同污染特征區(qū)域窗臺灰塵中重金屬含量的研究表明,鉛冶煉污染區(qū)粒徑為10-45 μm 樣品中 Pb、Cd、Cu、Zn 和 As 的平均含量分別為 28205、1222、1969、6292和1922 mg· kg-1,污染區(qū)粒徑10 μm樣品中Pb全量最高值達到了 70545 mg kg-1,遠遠超過土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準。濟源污染區(qū)和濟源市區(qū)樣品中重金屬主要分布在粒徑為10-45和10 μm的細顆粒物中,澠池地區(qū)樣品中除Pb在粒徑10 μm樣品中含量最大外,其它元素均以粒徑45 μm樣品中含量最大。模擬肺液提取結果表明,不同元素的生物可給性分數(shù)不同。濟源污染區(qū)Cu的生物可給性分數(shù)最大(36.5%),而Pb的生物可給性分數(shù)最小僅為0.04%。不同污染特征區(qū)域粒徑10 μm樣品中Pb的生物可給性濃度均在50 mg·kg-1左右。人體健康風險結果表明,當采用重金屬全量計算危險商和致癌風險時,濟源污染區(qū)灰塵中重金屬對人體的危險商總和最大值達到了 0.67,而且Cd的致癌風險為5.27×10.4,超出了安全限值106-10-4。而采用生物可給性濃度計算時結果要比采用重金屬全量的計算結果小2-3個數(shù)量級,各重金屬元素未對人體造成非致癌風險和致癌風險。(2)采用擴展X射線吸收精細結構(EXAFS)譜對灰塵中鉛形態(tài)進行分析,結果表明,不同污染特征區(qū)域灰塵中鉛形態(tài)差異主要是礦物吸附態(tài)鉛和有機結合態(tài)鉛含量的差異。澠池地區(qū)樣品中鉛的形態(tài)主要是有機結合態(tài)鉛,比例在85%左右,其余的為少量的PbS;濟源污染區(qū)樣品中鉛的形態(tài)主要是PbS、PbSO4和礦物吸附態(tài)鉛,比例分別為20%、20%和40%;濟源市區(qū)樣品中鉛的形態(tài)主要是礦物吸附態(tài)鉛,比例在70%左右,其余為PbS和Pb3(PO4)2。(3)不同污染特征區(qū)域粒徑10 μm的窗臺灰塵樣品中重金屬的肺部生物可給性分數(shù)結果表明,Cu的生物可給性分數(shù)最大(45.3%-75.8%),而Pb的肺部生物可給性分數(shù)最小(0.178%-0.735%)。與模擬肺液提取結果相比,在胃階段這四種重金屬元素的生物可給性分數(shù)要高很多,不同污染特征區(qū)域樣品中這四種重金屬的生物可給性分達到了 32.3%-98.8%。除Pb外,不同污染特征區(qū)域樣品中各元素的生物可給性分數(shù)均表現(xiàn)為濟源污染區(qū)濟源市區(qū)對照區(qū)。在濟源污染區(qū),樣品中Pb的生物可給性分數(shù)最低(68.5%),Cd、Cu和Zn的生物可給性分數(shù)較大,分別為98.8%、91.6%和93.9%。模擬胃腸階段不同污染特征區(qū)域樣品中這四種重金屬的生物可給性分數(shù)均明顯下降,Pb、Cd、Cu 和 Zn 分別下降了 65.6%-81.6%、55.5%-88.1%、51.9%-72.6%和 25.0%-87.8%。人體健康風險結果表明,不同污染特征區(qū)域成人和兒童的危險商和致癌風險排序均為濟源污染區(qū)濟源市區(qū)對照區(qū),Cd和Pb為主要元素,并且兒童所受到的影響要高于成人。呼吸吸入途徑暴露顆粒物中重金屬對三個地區(qū)的成人和兒童均未造成非致癌風險和致癌風險。對于成人來講,攝入途徑暴露顆粒物中重金屬對人體所造成的危險商均低于安全限值(HQ=1),但是由于受到Cd和Pb的影響,濟源污染區(qū)成人受到的非致癌風險之和為0.987,接近安全限值1。但是,攝入途徑暴露顆粒物中重金屬對濟源污染區(qū)(7.05)和濟源市區(qū)(2.20)的兒童所造成危險商總和均超過安全限值1。(4)2017年8月-2018年1月濟源市不同采樣點大氣沉降樣品中重金屬含量結果表明,各采樣點重金屬含量排序均為PbZnCuAsCd。濟源污染區(qū)降塵樣品中Pb、Cd、Cu、Zn和As含量最大值分別為7371、229、879、2860和414 mg kg-1,均出現(xiàn)在冬季(12月和1月)。距離河南豫光金鉛冶煉廠1km處大氣降塵中Pb、Cd、Cu、Zn和As沉降量分別為51.7、1.41、4.77、15.5和1.98 kg·(km2·30d)-1,明顯高于距離冶煉廠 24.5 km 處對照點的沉降量(12.3、0.0849、0.707、2.30 和 0.296 kg(km2·30d)-1)。由于大氣沉降導致冶煉廠附近0-20 cm農(nóng)田中Pb、Cd、Cu、Zn和As增加量分別為2.38、0.065、0.220、0.716和0.008 mg·(kg·a)-1,大氣降塵中的Cd對農(nóng)田的污染速度是最快的,風險也最大。
【學位授予單位】：河南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X758
【圖文】：

歲以下兒童一共有４５２人，只有１人血鉛正常。另外濟源市三家大型鉛冶煉企業(yè)周邊１００ｍ范圍內(nèi)的１０個村北列為防護區(qū)，區(qū)內(nèi)１４歲以下３１０８名兒童中，有１００８人血鉛值２５０邋ｕｇｌ－１以上Ｉ７９］。一般來說，大氣顆粒物主要通過無意攝入和呼吸作用進入人體，附在小顆粒物上的重金屬極易沉積在肺泡區(qū)，危害人體的呼吸系統(tǒng)１？。但是，目前對源市污染區(qū)域人體通過呼吸系統(tǒng)攝入重金屬的數(shù)量研宄尚未開展。如何利用體外試驗宄鉛冶煉污染區(qū)大氣顆粒物中重金屬的吸入生物有效性，探討人體重金屬暴露水平，應用于人體健康風險評價是一個亟待解決的問題。本研宄通過對不同污染特征區(qū)域的氣顆粒物樣品進行處理，利用模擬肺液方法探討污染物中重金屬的吸入生物有效性以大氣顆粒物對人體重金屬暴露的貢獻，評價不同地區(qū)人體健康風險。另外，通過測定同粒徑顆粒物中的重金屬全量，探討不同粒徑顆粒物中重金屬的富集程度。逡逑２．邋２材料與方法逡逑２．２．１采樣點介紹逡逑

篩子孔徑分別為丨ｍｍ、５００邋ｉ＾ｎｉ、２５０邋丨２５邋ｐｍ和４５邋｜＾ｍ，篩分結束后對不同粒徑的逡逑樣品稱重裝袋。粒徑＜４５邋ｐｍ的樣品采用濕法提取得到粒徑＜１０邋ｐｍ的樣品陽１，稱重后裝逡逑袋待測。樣品具體處理流程如圖２所示。逡逑樣品濕法提取的主要步驟為：逡逑（１）

全量；△：生物可給性濃度）。ＪＰ－采集自濟源市某鉛冶煉廠附近的樣品；ＪＵ－采集自濟源市區(qū)的樣品；逡逑ＭＣ－采集自澠池城鄉(xiāng)結合部的樣品。逡逑不同污染特征區(qū)域粒徑＜１０邐樣品中重金屬的生物可給性濃度變化不同（圖３）邋＾逡逑從圖３ａ可以看出，除濟源市區(qū)ＪＵ４樣品中Ｐｂ的生物可給性濃度較低外，濟源污染區(qū)、逡逑濟源市區(qū)和澠池樣品中Ｐｂ的生物可給性濃度相差不大。從圖３ｂ可知，不同污染特征區(qū)逡逑域樣品中Ｃｄ的平均生物可給性濃度表現(xiàn)為：濟源污染區(qū)＞濟源市區(qū)＞澠池。濟源污染區(qū)逡逑樣品中Ｃｄ的生物可給性濃度平均值約是濟源市區(qū)樣品中Ｃｄ的生物可給性濃度平均值逡逑的３倍，約是澠池樣品中Ｃｄ生物可給性濃度平均值的１４倍。從圖３ｃ可以看出，濟源逡逑污染區(qū)和濟源市區(qū)樣品中Ｃｕ的生物可給性濃度明顯大于澠池樣品中Ｃｕ的生物可給性逡逑濃度。濟源污染區(qū)和濟源市區(qū)樣品中Ｃｕ的生物可給性濃度平均值約是澠池樣品中Ｃｕ逡逑的生物可給性濃度平均值的２９倍和１３倍。從圖３ｄ可以看出，同樣地，濟源市區(qū)樣品逡逑ＪＵ４的Ｚｎ生物可給性濃度明顯高于其它區(qū)域樣品中Ｚｎ的生物可給性濃度。濟源市區(qū)樣逡逑品中Ｚｎ的生物可給性濃度平均值約是濟源污染區(qū)樣品中Ｚｎ的生物可給性濃度平均值的逡逑１．５倍，約是澠池樣品中Ｚｎ的生物可給性濃度平均值的６．５倍。逡逑從不同污染特征區(qū)域粒徑＜１０邋ｐｍ樣品中重金屬全量和生物可給性濃度結果可以看逡逑出，不同區(qū)域樣品中Ｃｄ，Ｃｕ和Ｚｎ的生物可給性濃度與樣品中重金屬的全量變化趨勢逡逑相同。例如

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本文編號：2780660