我国居民暴露参数特征及其对风险评估的影响

为了系统完整地反映我国暴露参数的特点,通过整理文献总结了我国暴露参数的取值范围;并参考《中国污染场地风险评估技术导则(征求意见稿)》分析了暴露参数的取值对土壤暴露量的影响。研究表明:(1)我国成人和儿童(0~12岁)体重分别为42.1~71.6 kg、5.35~38.15 kg;成人和儿童土壤摄入量分别为40~300 mg/d、20~200 mg/d;建筑工人可达到400 mg/d,扬尘天气下可达到1 000 mg/d;成人和儿童暴露皮肤面积分别为760~5 700 cm2、320~3 053 cm2;成人、儿童呼吸速率分别为6.24~114 m3/d、2~34.32 m3/d,与《导则》推荐值差异很大。(2)采用《导则》推荐值,儿童经口摄入、经皮肤接触、经呼吸的土壤暴露量值比实际分别最大低估3.6倍、最大高估4.2倍、最大高估1.8倍。参数取值对风险的结果影响较大,有必要在污染场地风险评估中进行概率风险分析。     

基于人体血铅指标的区域土壤环境铅基准值

由于铅对儿童的强烈神经毒性且土壤铅已经成为儿童铅暴露的主要来源,土壤环境铅基准一般基于儿童血铅含量的方法制定.收集国内现有资料,总结并确定出符合我国实际的关键参数取值范围,其中空气、饮水中铅含量分别在0.12~1.0μg.m-3、2~10μg.L-1之间;0~6岁儿童饮食暴露途径铅摄入量约10~25μg.d-1;育龄妇女血铅几何均值4.79μg.dL-1,标准差1.48.采用国际上认可度较高的综合暴露吸收生物动力学模型(IEUBK)和成人血铅模型(ALM),计算我国居住用地和工业/商业用地土壤环境铅基准值分别为282 mg.kg-1和627 mg.kg-1,略低于英美等国.参数敏感性分析表明,我国儿童平均铅暴露量明显高于发达国家且暴露场景与欧美发达国家有明显不同.我国亟需开展环境铅暴露与儿童血铅含量相互关系研究,制定基于血铅指标的铅污染土壤风险评估方法导则.     

我国北方典型地区居民呼吸暴露参数研究

呼吸暴露参数是准确估算人体对污染物的暴露剂量和健康风险评估的重要参数之一,而我国目前对于该项工作的调查研究较少.采用问卷调查的方式对我国北方典型地区——太原的2 860名受试者进行了时间-活动模式的研究,结合人体能量估算模型,计算出适合该地区居民的呼吸速率参数,并与国内外情况进行对比分析.结果表明:该地区居民室内日平均活动时间为16.1～18.4 h;不同性别、不同年龄组的城市和农村居民从事各种强度活动的时间有很大差异;同时得出,该市城市居民长期暴露的呼吸速率参数为10.72～14.53 m3/d,农村居民为15.61～22.59 m3/d.与我国相关文献数据和美国环境保护署(US EPA)的数据相比,如果直接引用US EPA的数据,将会给健康风险带来30%～50%的偏差.      

根据片段常数法估算有机化合物对虹鳟的LC50值

根据258种有机物对虹鳟的96h半数致死浓度(LC₅₀)实测值建立了预测有机物对虹鳟LC₅₀的片段常数估算模型.讨论了模型的误差和稳健性.结果表明,有机物的片段常数及结构因子与虹鳟log1/LC₅₀之间具有很好的定量关系.可以根据化合物片段估算其对虹鳟的半数致死浓度.最终模型的可决系数为0.9495,平均误差0.42个对数单位.无论就单一化合物或化合物类别而言,模型均具有较高的稳健性.     

基于统计方法学的焦化类污染场地风险筛选决策研究

利用统计方法学估算场地污染物平均浓度能更客观地反映实际污染程度,这对污染场地风险评估和管理决策具有重要意义. 本研究以某焦化场地中典型污染物——萘为例,分别依据英国环境署颁布的《土壤污染浓度与临界浓度比较导则》(Guidance on Comparing Soil Contamination Data with a Critical Concentration)(简称“英国CL:AIRE导则”),以及美国环境保护署颁布的ProUCL技术导则(ProUCL Technical Guide, Statistical Software for Environmental Applications for Data Sets with and Without Nondetect Observations)(简称“美国ProUCL导则”),基于统计方法学对场地土壤萘浓度进行描述性统计分析、数据审查、分布类型判断及真实平均浓度估算,并根据《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)第一类建设用地的筛选值对场地进行了初步风险评估. 结果表明:污染场地0~1 m土壤萘的真实平均浓度小于GB 36600—2018第一类建设用地筛选值,但1~2 m和2~4 m土壤萘的真实平均浓度大于筛选值;在不同土壤深度上,萘的空间分布特征相似,以场地中心为主要污染源,向四周逐级扩散递减,因此需对场地开展详细风险评估. 此外,通过对比英美两国导则可知,美国ProUCL导则更加严格,利用Q-Q图示法和拟合优度检验法判断场地数据的分布类型,并基于数据分布特征计算相应的95%置信上限值估算污染物的真实平均浓度;而英国CL:AIRE导则相对简单,主要基于中心极限定理通过计算双侧置信区间估算污染物浓度,同时利用空间图判断污染物空间布局,有助于评估场地污染状况. 研究显示,基于统计方法估算场地土壤污染平均浓度可降低风险评估结论的不确定性. 建议我国以英国CL:AIRE导则中的统计方法为基础估计污染物真实平均浓度,逐步融入美国ProUCL导则中的统计方法以提高风险决策水平,对实现我国污染场地精细化风险评估具有重要意义.      

2013—2018年北京市大气PM2.5持续高暴露对居民因病入院的急性影响

为探讨以细颗粒物（PM_2.5）持续高浓度暴露为特征的大气污染事件对于人群因病入院的急性影响,收集2013—2018年北京市大气PM_2.5浓度、气象因素数据和人群因病入院数据,以PM_2.5浓度〔75.0 μg/m3、150.0 μg/m3、第95百分位数（205.8 μg/m3）〕和持续时间（≥2 d、≥3 d）联合定义6种持续高暴露情景,采用基于quasi-Poisson回归的广义相加模型开展时间序列分析,获得不同情景下PM_2.5对人群因病入院的急性影响.结果表明:①对于全人群研究发现,相较于非持续高暴露情景,持续2 d及以上的重污染（PM_2.5浓度>150.0 μg/m3）情景引起非意外总疾病和心脑血管系统疾病的发病风险均显著增加,增幅分别为5.0%（95% CI,1.2%~9.0%）和5.6%（95% CI,1.8%~9.5%）.②亚组人群分层分析发现,持续2 d及以上的重污染情景下,男性、女性、0~64岁、65~74岁、75岁及以上等亚组人群的非意外总疾病和心脑血管系统疾病的发病风险均显著增加;当出现极端PM_2.5暴露浓度（>205.8 μg/m3）且持续3 d以及上时,女性和0~64岁、65~74岁人群的非意外总疾病和心脑血管系统疾病的发病风险均显著增加.③因呼吸系统疾病入院分析发现,仅在PM_2.5浓度>150 μg/m3且持续时间≥2 d的情景下,观察到0~64岁人群的发病风险显著增加,增幅为3.4%（95% CI,0.2%~6.6%）.研究显示,以PM_2.5持续高暴露为特征的大气污染事件对人群因病入院有显著影响.      

基于现场光谱的黄河口湿地芦苇生物量估算模型研究

本文利用2014年春季黄河口湿地芦苇的现场光谱和生物量数据,以植被指数、光谱一阶导数及其导出量为特征参数,运用多种单变量回归模型,构建了基于现场光谱的芦苇生物量估算模型。结果表明:(1)总体上,特征参数与生物量的相关性由大到小排序为:植被指数 光谱一阶导数 光谱一阶导数导出量;(2)春季芦苇光谱在715~755 nm波段范围处的一阶导数与生物量显著相关。当构成植被指数的红光波段在722~751 nm范围内,近红外波段为765 nm或768 nm时,植被指数与生物量相关性最好;(3)S型模型和三次模型较其他单变量的估算模型结果好,所有估算模型中,修改型土壤调节植被指数MSAVI(modified soil adjusted vegetation index)的S型模型的估算结果最好,R2、MRE和RMSE分别为0.817、11.80%和0.085 kg/m2,且估算值总体上与实测值相当。     

应用相平衡分配法建立污染物的沉积物质量基准

以污染较为严重的天津某污水库的表层沉积物为对象,应用热力学相平衡分配(EqP)法,初步探讨了该水体沉积物中4种重金属(Cd,Cu,As,Hg)和2种有机氯农药〔滴滴涕(DDT)、六六六(HCH)〕的沉积物质量基准(SQC)推荐值. 其中,基于我国地表水水质基准的4种重金属Cd,Cu,As和Hg的SQC推荐值分别为4.3,86,218和0.45 mg/kg;基于美国环境保护署(US EPA)的保护水生生物水质基准的2种有机氯农药(DDT和HCH)的SQC推荐值分别为18.0和0.27 μg/kg. 通过与不同国家制订的SQC值进行比较发现,地区间的SQC值相差较大,说明在SQC值的确定过程中存在诸多不确定因素. 所推算出的几种污染物的SQC值均接近所有数据的中间值,表明其可为该水体沉积物的风险评估提供依据.      

基于中国人群暴露特征的污染物职业接触与环境空气浓度限值转换系数研究

污染物职业接触与环境空气浓度限值之间的转换系数是制定保护公众健康的有毒有害污染物环境空气浓度限值的重要参数. 本研究运用等效健康风险评估法，构建了基于中国人群暴露特征的污染物职业接触与环境空气浓度限值之间的转换系数推导模型，分别计算了我国居民不同性别、年龄、区域、工龄等条件下的转换系数，并检验了影响转换系数的敏感性因素. 结果表明:①我国人群(包括儿童)的转换系数在0.000 9~0.002 6之间，平均值为0.002 1，与蒙特卡洛模拟值(平均值为0.002 3，中位数为0.002 2)相近，但低于美国和欧盟的转换系数(美国、欧盟分别为0.002 4、0.002 7). ②我国男性居民的转换系数普遍高于女性，且城市和农村居民之间不存在显著性差异；敏感人群(6岁以下儿童)转换系数接近成年人的50%，其中1岁以内儿童转换系数低至0.000 9. 我国不同省份成人的转换系数存在显著差异(P<0.05)，其中，上海市(0.001 9)最低，西藏自治区(0.002 3)最高. ③敏感性检验发现，体质量、呼吸量等暴露参数对转换系数影响较大. 研究显示，基于中国人群暴露特征的转换系数可以指导我国科学、准确、合理、高效地制定出环境空气中有毒有害污染物浓度限值.      

河流水质采样策略与频率对氮磷负荷估算的影响

为探究适合的流域水质监测频率与采样策略,提高氮磷污染物负荷估算的精度,基于云南省洱源县凤羽河流域2011～2013年间逐日流量与总氮、总磷浓度的每日数据,在7d/次,14d/次,21d/次,28d/次4种采样频率下设定了3种不同的采样情景(情景a:普通随机取样、情景b:随机取样的基础上增加降水量超过10mm的水样样品采集,情景c:随机取样的基础上增加降水量超过25mm的水样样品采集).基于采样频率与采样情景的组合,利用LOADEST模型估算的总氮与总磷负荷,并与逐日连续水量水质数据计算的实测值进行比较,评估了不同取样频率和取样情景下LOADEST模型的负荷估算精度.结果表明:在LOADEST模型的估算过程中,同种采样频率下,增加降雨时期的浓度数据将会提高LOADEST模型的模拟精度;在降雨事件期间进行加密采样,不仅加大了工作量,且增加的采样次数过多(如情景b)使总氮的RMSE值由1.92增至2.26,总磷的RMSE值由0.08增至0.19,高估氮磷负荷,模型模拟精度降低.在四种不同的采样频率下,情景c中总氮的RMSE值范围为1.92～2.07,总磷的RMSE值范围为0.06～0.13,...     

基于机器学习方法的西安市数值模拟优化研究

为提高西安市ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)预报准确率,更好地服务西安市预报预警工作,以CAMx模式预报结果为基础,结合中尺度WRF气象预报数据、ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)观测数据,基于多元线性回归、岭回归、lasso回归、决策树、随机森林以及支持向量机6种机器学习优化模型,对西安市2019年PM_2.5及O₃模拟结果进行优化.结果表明:①CAMx模式对污染物的预报存在偏差,优化模型明显修正了CAMx模式的系统性偏差,提高了预报精度.②ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)的均方根误差(RMSE)由174.00、37.11 μg/m3分别降至34.36~39.37、24.77~28.82 μg/m3,相关性系数(R)由0.63、0.78分别提至0.70~0.78、0.83~0.88.③不同模型对模拟值的订正优势不同,随机森林对PM_2.5优化效果显著,优化提高率为80%;支持向量机对O₃的优化效果最理想,优化提高率为36%;线性回归方法对O₃的优化效果较好,但对PM_2.5的优化效果相对较差.研究显示,机器学习模型显著优化了CAMx模拟结果,反映了利用机器学习修正空气质量数值模式预报结果的研究意义和可行性.      

广州市学龄儿童在校期间PM2.5暴露水平评价

采用便携式大气颗粒物采样器(MiniVol)和便携式颗粒物检测仪(pDR-1500)在2010年3月底至4月初对广州市某小学的室内外细颗粒物(PM2.5)浓度进行了监测,并对学龄儿童在校期间活动模式进行了跟踪调查,评价了学龄儿童在校期间PM2.5暴露水平.结果显示该小学室内外日均PM2.5浓度范围为25.1~145.9μg/m3,室内PM2.5浓度略低于室外,两者呈明显的正相关关系(R2=0.65);室内实时PM2.5浓度结果表明非假期与假期存在差异.使用离子色谱分析了PM2.5的阴离子成分,其中NO3-和SO42-占阴离子成分总量的73%~95%.研究显示道路交通源是采样地点PM2.5主要来源之一.学龄儿童在校期间单位体重PM2.5日均潜在暴露水平为7.6μg/(kg×d),个体日均潜在暴露水平为246.8μg/d.     

环境健康风险评价中我国居民呼吸速率暴露参数研究

呼吸速率是人体暴露和健康风险评价中的关键性暴露参数之一,然而迄今为止鲜见我国进行的系统调查研究和分析总结,以及公开发布能够代表我国居民的呼吸速率参数的报道,而通常是以引用美国发布的参数为主,导致评价结果的误差并增加了不确定性. 采用呼吸速率的能量估算方法,根据我国2004年大规模的膳食能量调查数据,计算了各类人群的呼吸速率参数. 结果表明:我国男、女性居民长期暴露的呼吸速率为4.7～13.9 m3/d;20～45岁男、女性居民轻、中、重3种活动强度下的呼吸速率为13.5～16.7 m3/d;2～5和6～17岁的城市居民呼吸速率分别比农村居民高15.8%和12.4%,而18～45和45岁以上的农村居民的呼吸速率分别比城市居民高3.9%和7.6%,城市和农村居民的呼吸速率存在差异;各年龄段长期暴露的日均呼吸速率是静息通气量的1.1～1.3倍,与相关文献的报道相符;如果直接引用美国的呼吸速率参数,将会造成2.6%～30.9%的误差.      

热电厂热储系统的构建和优化研究

热电厂热储系统的构建,对于废弃能源存储和废水再利用有重要意义。以吉林省桦甸市热电厂为例,通过对研究区水文地质条件和温度参数概化,利用FEFLOW软件构建桦甸市热电厂地下水-热耦合模型,用实际观测资料进行识别和验正,初步构建热储系统模型。设置不同井间距和抽水量来优化热储模型,研究结果表明:200 m井间距热贯通严重,500 m和1 000 m热贯通影响小;1 500 m~3/d的流量比1 200 m~3/d的流量在提热期温度下降更快,但提热总量显著增加;各方案提热总量对比显示,优化储热方案为井间距离500 m,储热期注水量8 400 m~3/d,热提取期抽水量1 500 m~3/d,冷水抽注水井在储热期和热提取期水量均为1 200 m~3/d,提热总量为2.27×10~(11)J/d。     

秦岭植被覆盖时空变化及其对气候变化与人类活动的双重响应

论文基于MODIS-NDVI数据、DEM及气象数据,辅以趋势分析、多元回归残差法、偏最小二乘回归法,反演了秦岭地区2000—2015年植被覆盖度及分析了其“格局—过程—趋势”的变化特征,探究了其对气候变化与人类活动的双重响应机制。结果表明：1）秦岭地区近16 a来植被覆盖度呈显著上升趋势,增速为2.77%/10 a,呈“中间高、周边低,西部高、东部低,南坡高、北坡低”的空间格局,植被覆盖度随海拔的升高在2 200 m左右达到最大,700~3 200 m达0.7以上,1 300~2 700 m达0.9以上,3 400 m以上为0.5以下的低值区;2）秦岭地区的植被覆盖与气候因子的响应关系存在明显的空间差异,对气温的响应总体上没有明显的时滞效应,而与降水的响应存在以滞后1个月为主的时滞效应;3）人类活动对秦岭地区植被变化的作用日趋增强,且以正向作用为主,主要分布在东部地区,而负向作用则分布于中部和西部地区;4）秦岭地区植被变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,影响因子对植被覆盖变化的解释能力依次为人类活动>降水>气温>潜在蒸散量。     

汽车铸造厂车间PCDD/Fs污染及车间工人呼吸暴露评估

通过对我国某汽车铸造厂车间及周边环境中细颗粒物及气相中PCDD/Fs进行采样及分析,初步评估该汽车铸造车间内二 的污染水平,污染特征及车间工作人员的呼吸暴露量.结果表明,(1)该汽车厂车间内二 平均质量浓度为4.18pg/m3,分别是背景区和居民区的22倍和5倍,其中落砂区浓度最高;(2)车间内二 毒性当量浓度平均值为0.282pg I-TEQ/m3,其中镉化区平均水平最高,为0.480pg I-TEQ/m3,但均低于日本环境空气推荐质量标准(0.6pg I-TEQ/m3);(3)车间内不同区域不同劳动强度的个体二 呼吸暴露量为0.02~0.25pg I-TEQ/(kg·d),镉化区工作人员承担最高的二 暴露风险.     

成都市县域土地利用碳收支与经济发展关系研究

基于2014年成都市县域单元土地利用遥感图像和能源消耗统计数据,论文分析了碳收支空间分布特征,通过回归模型构建,对碳收支、土地利用和经济发展协同关系进行研究。结果表明：1）成都市碳汇土地面积占比为56.97%,高于碳源用地,区域碳源/碳汇用地空间差异明显。土地利用强度为2.40~3.33,呈现“东高西低、中心最高”的空间分布特征;2）成都市净碳排放2.43×10⁷ t,呈现“东高西低、中心最高”分布特征。各县域单元碳补偿率为0.06%~11.58%,碳生态承载系数（ESC）为0.05~8.60,呈现“东低西高、中心最低”的特征;3）碳排放经济贡献系数（ECC）为0.26~1.45,呈现“中心高、周边低”的特征并且空间差异较小;4）碳排放与GDP极显著正相关（P<0.01）。ESC与土地利用强度极显著负相关（P<0.01）。ECC与土地利用强度耦合协调度均值为0.56。耦合协调度和人均GDP回归关系极显著（P<0.01）,表明区域经济发展提高了碳排放经济效益和土地利用强度的耦合协调度。     

昆明市大气总悬浮颗粒物和PM2.5上多溴联苯醚的分布特征和潜在风险

为探究PBDEs（多溴联苯醚）在昆明大气中的环境行为,于2014年3月对昆明8个采样点大气TSP（总悬浮颗粒物）和PM_2.5样本进行了收集并利用GC-MS技术对其上附着的PBDEs的13种同系物进行了测定,进而对TSP和PM_2.5上PBDEs的分布特征和潜在风险进行了分析.结果表明:附着在TSP上的∑PBDE浓度（多溴联苯醚的总质量浓度）的范围为21.10~175.00 pg/m3.而附着在PM_2.5上的∑PBDE浓度范围为17.50~149.00 pg/m3,约占TSP中∑PBDE浓度的35.31%~85.14%,并且高溴化的同系物（BDE-138~BDE-209）比低溴化的同系物（BDE-17~BDE-99）更容易附着在PM_2.5上,约占∑PBDE浓度的8.50%~61.60%.对大气颗粒物中PBDEs的潜在影响和空气吸入暴露剂量评估结果表明,成人和儿童对PBDEs的DED_air（呼吸日暴露量）分别在5.28~43.75和6.90~57.23 pg/（kg·d）之间,TDI（每日总摄入量）分别在114.78~951.09和150.00~1 244.13 pg/（kg·d）之间,远低于最低无害水平[1 mg/（kg·d）].BDE-99的TDI分别为11.09~72.39和14.35~94.57 pg/（kg·d）,均低于最低摄入水平[260 pg/（kg·d）].研究显示,昆明市大气TSP和PM_2.5上的PBDEs对人体不存在健康风险.      

西安市大气中多溴联苯醚的季节变化特征及人体暴露评估

利用大流量主动采样器于2008年8月至2009年7月采集了西安城区气态和颗粒态大气样品,研究了大气中多溴联苯醚(PBDEs)的季节变化特征.结果表明,西安大气中总PBDEs(气相+颗粒相)浓度范围为21.38~161.84pg/m3,平均值为66.34pg/m3.大气中PBDEs在冬季污染最严重,颗粒相PBDEs季节变化趋势与总悬浮颗粒(TSP)较为相似,气相PBDEs的季节变化没有颗粒相明显.对PBDEs的总浓度、气相浓度、颗粒相浓度与采样期间气象因素做偏相关分析,发现总浓度和颗粒相浓度均与气压呈显著正相关,与温度呈显著负相关,表明西安大气中PBDEs浓度主要受气压和温度的影响.对西安普通人群的PBDEs吸入暴露量进行计算,并采用BDE-99的吸入量进行人体暴露评估,西安普通儿童和成人对BDE-99总摄入量低于De Winter-Sorkina提出的最大允许摄入量260pg/(kg·d).     

酚类化合物在矿化垃圾中的吸附性能与结构相关性研究

采用静态吸附方法,对8种酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为进行了研究,并用Langmuir和Fieundlish等温吸附方程对其进行了拟合.研究结果表明,8种代酚的吸附能力大小顺序为3-甲基酚＞4-甲氧基酚＞4-氯酚＞2,4-二氯酚＞3-硝基酚＞4-硝基酚＞2-氯酚＞苯酚.对8种酚类化合物Langmuir和Frendlich等温吸附方程常数和18个量子化学参数采用PLS进行逐步回归分析,得到了以Frendlich方程参数lnκ为因变量的数学模型.该模型表明,有机酚在矿化垃圾中的吸附性能主要与有机酚分子的疏水性和极性有关.而且该模型得到的预测值与实测值接近,说明利用PLS进行回归处理得到的模型较为合理、能有效地预测有机酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为.