典型农业城市街道灰尘重金属特征及其环境风险评价：以许昌市为例

街道灰尘重金属特征是评价城市环境质量的有效手段.对我国典型农业城市许昌市的街道灰尘Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、Mn和As等重金属元素含量水平和空间分布特征进行了分析,并采用地累积污染指数法和潜在生态风险指数法对街道灰尘中重金属的环境风险进行了评价.结果表明,Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、Mn和As的平均值分别为25.4、41.9、145.3、96.7、18.5、9.0、408.1和7.8μg·g-1,其中Ni、Co、Mn和As的平均值均小于河南省土壤背景值,而Cu、Pb、Zn和Cr的平均值分别是背景值的1.80、2.14、2.42和1.52倍,说明街道灰尘中这几种重金属元素聚集趋势较为明显.空间分布上,除Co、Mn和As外,Cu、Pb、Zn、Cr和Ni均表现出从西北向东南变小的趋势,反映了城市不同功能区划和人类活动强度的差异.地累积污染指数法的评价结果表明,许昌市街道灰尘中Ni、Co、Mn和As属于无污染水平,而Cu、Pb、Zn和Cr均属于轻度污染,污染水平是Zn>Pb>Cu>Cr.许昌市街道灰尘重金属潜在生态风险指数为40.71,属于低生态风险水平.     

宝鸡市城区灰尘重金属空间分布、来源及健康风险

通过对宝鸡市城区灰尘中Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Co、Cd、As 8种重金属元素含量的测定,采用GIS空间分析、人群健康风险评价方法,对元素含量、空间分布及健康风险进行研究与评估,并借助富集因子法、多元统计分析识别重金属元素的来源。结果表明,宝鸡市城区地表灰尘重金属Cd、Zn、Cu、As含量分别为陕西省背景值的19. 47、4. 77、3. 10和2. 97倍。元素Cd、Zn、Cu的空间分布特征较为相似,高值区出现在车流量极大的市政府以西和代家湾周围; Ni、Cr分别在任家湾火车站、马营镇和虢镇地区出现高值;在陈仓大道东段向北至千河镇的大部分区域,因其种植园施肥及工业污染物排放,出现了As的高值区。健康风险总体较小,致癌重金属风险值均小于10-6,非致癌风险值均小于1。儿童所受非致癌风险大于成人,手-口接触是其主要暴露途径。从空间分布特征来看,人群健康风险指数在城区西部老工业区偏高,低值区出现在东风路、金台大道及滨河公园一带。相关分析、因子分析表明宝鸡市灰尘中重金属主要有3个来源:Zn、Cd、Cu主要源自交通污染; As、Ni、Co源于汽车零部件生产、土壤母质和农药化肥施用的复合污染; Cr主要来源于工业活动。     

安阳市大型工业区和周围社区土壤中重金属污染特征及健康风险评价

为了解安阳市大型工业区和周围社区表层土壤中重金属元素的分布特征和健康风险,用ICP-OES测定了样品中9种重金属元素的含量。结果表明：Zn、Cu、Pb、Mn、As、Cd、Cr、Co和Ni在社区表层土壤中的平均浓度为71.0、25.6、43.2、548、118.4、0.71、59.5、18.8、24.5 mg/kg;在工业区的平均浓度为170.4、28.1、52.0、846、10.4、0.72、62.1、11.7、30.9 mg/kg,整体上安阳市工业区及周围社区表层土壤中重金属元素Cd污染较严重,工业区和社区Cd的浓度分别是土壤背景值的10.22和10.10倍。工业区土壤中重金属Cd为中度污染,Zn、Pb为无污染到中度污染;社区土壤中重金属As、Cd为中度污染到重污染,Co、Pb为无污染到中度污染。元素Zn、Pb、Cd和Cu高值出现在工业厂区内的西北侧,主要是受到了厂区内原料堆放的影响;As、Cr、Co和Ni的空间分布特征相近,高值区集中分布在工业区的东北方向,其主要是受研究区域主导风向和传输距离的影响。社区表层土壤中重金属对成人和儿童造成的非致癌风险值之和均大于1.0,存在非致癌风险;工业区表层土壤中重金属对儿童造成的非致癌风险值之和为7.05,存在非致癌风险。工业厂区及周围社区表层土壤中5种重金属元素对于儿童和成人造成的致癌风险值均在可接受水平（<1×10^-4）。     

开封市公园地表灰尘重金属污染及健康风险

在开封市龙亭公园(PL)、相国寺(PX)、铁塔公园(PT)、清明上河园(PQ)采集地表灰尘样品52个,用原子荧光(AFS)法测定灰尘Hg、As含量,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定Cr、Cu、Zn、Pb、Ni、Cd含量.然后应用地积累指数(Igeo)和污染负荷指数(PLI)探讨灰尘重金属污染特征,应用美国环保署的健康风险模型开展针对成人的重金属健康风险评价.结果表明,灰尘Hg、Cd、Pb、Zn、Cu含量明显高于中国潮土背景值和开封市周边灰尘背景值,其中Hg、Pb严重污染,Cu、Zn、Cd多为轻污染和偏中度污染,As、Cr、Ni污染程度较轻.4个公园中PX灰尘为强度污染,PL为中度污染,PT和PQ为轻度污染.各公园灰尘重金属的平均致癌风险指数(TCR)10-6,存在一定的人体可耐受的致癌风险,4个公园灰尘重金属平均TCR顺序为:PLPQPXPT.各公园灰尘重金属平均非致癌风险总指数(HI)1,不存在非致癌健康风险.     

北京市典型室内外灰尘中重金属的粒径和季节变异特征及人体暴露评估

于2012年采集了4类分别来自于北京市办公室、宾馆、大学生宿舍和道路的灰尘样品,探究Cu、Zn、Cr、Pb、Cd和Ni等6种重金属元素在灰尘中的粒径分布规律.不同重金属在灰尘中的粒径分布规律呈现出不同特征,道路灰尘中重金属元素更易于在细颗粒物上富集.分别于2012年3~8月和2012年3~12月对北京市一座办公楼内的2间办公室进行了每周1次和每2周1次的灰尘样品采集,发现Cu、Zn、Cr、Pb、Cd和Ni等6种重金属元素在灰尘中的含量随季节变化总体保持稳定,但Cr和Pb含量的波动性较其它4种重金属显著.地积累指数法显示,Zn、Cu和Pb在所测灰尘样品中污染程度较高,且Zn在办公室和宾馆灰尘中达到了中度污染水平.人体健康风险评估结果显示,6种重金属在4类灰尘中的非致癌健康风险值都远小于1,即风险可以忽略.     

河南省某市驾校地表灰尘重金属污染及健康风险评价

采集某市29所驾校地面灰尘混合样品,用ICP-MS法测定样品Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni和Co含量,AFS法测定As和Hg含量,用污染负荷指数(PLI)评价重金属污染,用美国国家环保局(US EPA)推荐的健康风险模型评价3种情景下(情景1、2、3分别为在驾校工作10、20和30 a)的重金属暴露健康风险.结果表明,驾校灰尘除Co和Ni外,其他重金属都不同程度地高于当地背景值;9种重金属的平均PLI为2.38,总体上呈中度污染,Zn、Pb和Cd积累最为严重,总体上呈重度污染;位于工业企业附近的驾校J20和J26存在非致癌风险(HI1),Pb是最主要的非致癌风险因子,其他驾校均不存在非致癌风险;驾校J20在情境2、3下As的致癌风险指数(RAs)大于10-4,存在致癌风险,As是最主要的致癌风险因子,其他驾校在3种情景下均无致癌风险;手-口摄入重金属是最主要的非致癌和致癌风险暴露途径;驾校灰尘重金属含量及其健康风险与建校时间、教练车密度并不显著相关,而与其周边环境、前期土地利用状况密切相关.     

太原市城乡居民区采暖季室内灰尘中重金属的污染特征及其生态风险评价

室内灰尘中的重金属元素会对人体造成不利影响.为了解采暖季太原市城乡居民区室内灰尘中重金属的污染特征,对太原市城区和农村居民区室内灰尘样品中11种重金属元素的含量水平进行分析,用地累积指数和污染载荷指数法评价室内灰尘中重金属的污染特征,用富集因子和主成分分析法探讨了重金属的来源,利用潜在生态危害指数对室内灰尘中的重金属的潜在生态风险进行了评价.结果表明：①除Co、Mn和V外,室内灰尘中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、As、Zn和Hg含量均超过了山西省土壤背景值;Co、Cr、Cu、Mn、Ni和Hg含量在城乡之间存在显著差异（P<0.05）.②整体上室内灰尘中重金属表现为城区中度污染,农村轻度污染.城区居民区室内灰尘中Co、Mn和V未受到污染,As、Ni和Hg受到轻度污染,Cd、Cr、Cu、Pb和Zn为偏中度污染;农村室内灰尘中除Hg和V外,其余9种元素的污染程度都低于城区.③太原市城区和农村居民区室内灰尘中As、Cd、Cu、Pb、Zn和Hg含量主要受人为源的影响.城区主要来自于交通污染源和重工业污染源,而农村主要来自于燃煤和吸烟产生的烟尘和煤灰沉积;太原市城区和农村居民区室内灰尘中的Co、Cr、Mn、Ni和V含量主要受自然源的影响.④太原市城区和农村居民区室内灰尘重金属污染处于较高生态风险水平,综合生态风险指数分别为359.43和471.02,Cd和Hg贡献率最大.     

泉州市街道灰尘中重金属来源分析

用ICP-MS测定了泉州市不同功能区街道灰尘中11种重金属元素(Cr、Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、Bi、Co)的含量。结果表明,上述元素的平均含量均高于当地土壤背景值,尤以Zn、Cd、Sb、Pb富集较严重。多元统计分析(相关分析、因子分析、聚类分析)结果显示,泉州市街道灰尘中上述重金属来源可分为三大类:Cu、Pb、Sb、Cd、Bi主要来自机械加工和交通污染;Mn、Zn主要来自农药喷洒和生活污染;Fe、Cr、Ni、Co则主要来自钢铁工业污染和自然源。     

上海地表灰尘重金属污染的健康风险评价

对上海中心城区文教区、居民区和城市广场等儿童日常活动区域代表样点进行定期采样,共采集48个地表灰尘样品,应用美国EPA人体暴露风险评价方法对地表灰尘重金属进行健康风险评价.结果表明,研究区域地表灰尘重金属污染较为严重,Zn、Pb、Cu和Cd平均值分别为上海市土壤背景值的6~8倍,Cr和Ni超出2~3倍.暴露模型计算表明,重金属慢性每日平均暴露量为手-口接触摄入量＞皮肤吸收量＞吸入空气量,经手-口接触行为直接摄入是儿童地表灰尘暴露风险的主要途径.重金属非致癌风险Pb＞Cr＞Ni＞Cu＞Zn＞Cd,均小于非致癌风险阈值1,对人体不会造成健康危害;致癌重金属致癌风险Cr＞Ni＞Cd,均低于癌症风险阈值,表明不具有致癌风险.     

闽中某矿区县茶园土壤和茶叶重金属含量及健康风险

以闽中某矿区县茶园表层土壤（0~20cm）为研究对象,采集了25份茶园土壤样品,分析了土壤中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Cd和Co的含量,分别利用地累积指数法和潜在生态风险指数法对土壤重金属的污染现状和潜在生态风险程度进行评价;同时收集矿区茶叶企业23个商品茶样品,利用美国国家环保署（USEPA）推荐的健康风险评价模型进行人体重金属健康风险评价.结果表明：（1）矿区茶园表层土壤Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Cd和Co平均含量分别为110、23.5、23.0、107、50.7、78.0、0.23和14.3mg/kg,均明显高于福建省土壤背景值;（2）茶园土壤地累积指数（I_geo）表现为As > Cd > Cr > Pb > Zn > Co > Ni > Cu,As属于重度污染,Cd和Cr属于中度污染,其它5种重金属元素污染风险较低;（3）单项潜在生态风险系数（E）的大小顺序依次为Cd > As > Pb > Co > Ni > Cr > Cu > Zn,土壤Cd属于很强生态风险,土壤As属于较强生态风险,其余属于轻微生态风险.8种重金属综合潜在生态风险指数（RI）平均值为255.74,属于较强风险级别,Cd和As是最主要的潜在生态风险因子.（4）商品茶中重金属Cr和Cd含量均低于限量标准,个别茶样中Cu、As和Pb含量超标,说明茶叶中重金属含量总体处于安全级别;（5）健康风险评价结果表明,茶叶中重金属元素健康个人年风险总和为1.01×10^-4~9.07×10^-5,乌龙茶的个人年风险总和稍高于美国环境保护署（USEPA）推荐的最大可接受风险水平（1.0×10^-4）,红茶和绿茶低于USEPA推荐的最大可接受风险水平;茶叶中重金属元素健康风险以Cr为主,平均贡献率为90.38%,是主要的风险元素,其余重金属元素处于安全范围之内.     

淮南小学校园不同活动场所灰尘重金属区域分异及生物可给性

利用PBET(Physiologically Based Extraction Test)体外胃肠模拟方法研究淮南市小学校园不同活动场所灰尘中8种典型重金属(Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V和Zn)在胃肠阶段的生物可给量,并计算其生物可给性,采用US EPA人体健康风险评价方法,评估研究区灰尘重金属经手-口暴露途径摄入对儿童产生的健康风险.结果表明;与淮南市土壤环境背景值相比,淮南市小学校园不同活动场所灰尘重金属总量普遍偏高,累积量较大的是Cd、Zn、Pb和Cu,富集程度较高.对比分析不同活动场所灰尘重金属含量发现,楼道灰尘重金属在3种活动场所中富集程度较高,其中Cd富集水平最高,主要因为楼道灰尘重金属不仅来源于楼道内部金属栏杆扶手生锈老化和防腐防锈油漆使用,同时受到室外污染源的影响.相关分析和主成分分析表明,灰尘重金属主要来自室外交通活动、工业活动、自然源以及室内污染源,Cd主要来自燃煤活动.PBET法提取重金属可给量在胃和小肠阶段差异较大,Cd、Pb、V和Zn在胃阶段生物可给量高于肠阶段.对比不同活动场所灰尘重金属生物可给量发现,在胃肠阶段均表现为楼道灰尘重金属可给量高于操场灰尘和校门口灰尘.健康风险评估表明,Zn在不同活动场所灰尘中重金属日平均暴露量最高,非致癌风险商(HQ)小于1,在安全阈值之内,对儿童不存在非致癌风险.Cd、Co、Cr和Ni的致癌风险商(CR)大小顺序为楼道灰尘操场灰尘校门口灰尘,在人体可承受范围内.楼道灰尘重金属的总非致癌风险指数(HI)最大,达0.118,因暴露时间较长,对儿童的潜在危害不容忽视.     

开封市不同功能区叶面尘重金属含量及潜在生态风险

以开封市5个功能区(文教区、旅游区、居民区、闹市区、工业区)叶面尘为研究对象,获得冬青(Ilex chinensis Sims.)及石楠(Photinia Lindl.)叶面尘样品22个.采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定叶面尘Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni含量,用相关性分析对叶面尘重金属来源进行解析,同时应用地积累指数及潜在生态风险评价法分析不同功能区叶面尘重金属污染及潜在生态风险.结果表明:叶面尘Cd、Pb、Zn、Cu和Cr含量均显著高于开封市周边灰尘背景值.叶面尘Pb、Zn、Cd属于人为源重金属,Cr、Cu、Ni属于混合源重金属.叶面尘不同重金属地积累指数的大小顺序为CdPbZnCuCrNi,Cd为重污染,Pb和Zn为中污染,Cu和Cr为偏中污染,Ni无污染.7种重金属的单项潜在生态风险指数(Er)的顺序依次为CdPbCuZnCrNi,Cd达到极高生态风险,Pb达到中等生态风险,其余重金属为低生态风险.不同功能区潜在生态风险(RI)的顺序为工业区闹市区居民区文教区旅游区.所有功能区的RI均属于极高生态风险,Cd是最主要的致险因子.     

城市室内外灰尘重金属形态差异分析——以贵阳市为例

本文以贵阳市为研究对象,选取室内外对应的样点16个,采集灰尘样品,利用tessier五步提取法提取室内外灰尘中的重金属Cu、Zn、Pb、Ni和Cd,分析室内外灰尘中重金属的形态分布及差异,并通过生物活性和迁移能力的比较评价室内外灰尘中重金属的潜在危害。结果显示:室内外灰尘重金属主要以铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态形式存在。Cu、Zn、Pb、Ni和Cd在室内灰尘中的可交换态比例均远高于室外,而其在室外灰尘中有机结合态和碳酸盐结合态比例均高于室内,铁锰氧化物结合态除Cu外,其它元素均表现为室内所占比例高于室外。Cu、Ni和Cd在室内灰尘中的生物活性均高于室外,5种元素中,室内灰尘Cd的迁移性和生物活性最强。     

典型材料屋面积尘重金属形态分布与风险评估

以华南地区4种典型材料屋面(瓷砖、混凝土、金属和沥青)为研究对象,采用改进式BCR连续提取法对其屋面积尘中10种重金属(Ba、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sb、Sr和Zn)进行形态分析与风险评估.结果表明,屋面积尘重金属平均含量明显高于道路积尘.形态分析表明,Zn的酸溶态比例明显高于其他重金属,Pb和Cu主要以可氧化态存在,其余重金属均以残渣态为主;屋面积尘重金属可移动态比例表现为PbZnCuMnCoSrSbNiBaCr,其中Pb、Zn、Cu、Mn和Co可移动态比例均超过50%.环境风险评估发现,污染指数(Cf)与风险评价编码指数(RAC)最大值均为Zn,其生态风险较高.健康风险评估表明,屋面积尘重金属对成人与儿童非致癌风险均表现为:PbCrSbZnMnCuBaNiCoSr,其对成人非致癌风险均小于安全限值,不构成威胁,但Pb对儿童的非致癌风险高于安全限值,形成威胁;屋面积尘中Cr、Co和Ni低于致癌风险阈值,对人体无致癌风险.     

北京城市道路灰尘重金属污染的健康风险评价

道路灰尘是城市中一类重要的环境介质,人群可通过吸入、摄食及皮肤接触3种途径摄入灰尘中的污染物,长期暴露在灰尘环境中会对人体造成慢性伤害.为探索北京城市道路灰尘中重金属污染的潜在健康风险,本研究于2009年对北京城市道路网络地表灰尘进行调查并获得有效样品225个.研究测定了样品中常见重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni和Pb的总含量,并应用美国环保署(U.S.EPA)人体暴露风险评价方法进行评价.结果表明,研究区域道路地表灰尘中重金属Mn、Ni的平均含量略低于北京市的土壤背景值,Cr含量略高于土壤背景值,Cu、Pb均值为背景值的2～3倍,Cd含量几乎超出背景值的5倍.不同途径重金属慢性每日平均暴露量排序为:手-口摄食途径>皮肤接触途径>吸入途径.重金属成人非致癌风险排序为Cr>Mn>Pb>Cu>Ni>Cd,儿童非致癌风险排序为Cr>Pb>Mn>Cu>Ni>Cd,均小于非致癌风险阈值;重金属致癌风险排序为Cr>Ni>Cd,均低于致癌风险阈值,其中以Cr和Pb的潜在健康风险最高.对比采样涉及的各行政区内儿童非致癌风险均值发现,风险值随城市功能区定位呈现梯度变化,即首都功能核心区>城市功能拓展区>城市发展新区.Cu、Ni和Pb的健康风险与人口密度、建筑用地等因子显著相关,其含量受人为活动的影响较大,应加强管理控制其风险.     

青岛市区大气降尘重金属对人体健康风险的评价

在青岛市区采集大气降尘、土壤样品各89件,并分析化验了样品中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等的含量.在这些分析化验结果的基础上,应用美国EPA人体暴露风险评价方法,对青岛市区大气降尘重金属对人体的健康风险进行评价.结果表明,市南市北崂山区大气降尘重金属Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn平均值的含量最高,比李沧城阳区和黄岛区污染严重.大气降尘重金属平均值与相应土壤比,除市南市北崂山区大气降尘Hg的平均含量低于土壤均值外,其它均高于土壤.整体来看青岛市区大气降尘重金属对人体健康的风险差异不大,危害较小;但如果市南、崂山和城阳区大气降尘Cr、Pb一直保持这种高浓度,则有4个采样点可能对人体的健康造成危害;且不同途径、不同种类的大气降尘重金属累积将明显加大危害人体健康的风险.     

澧水入湖河床沉积物重金属污染特征及评价

利用等离子质谱仪(ICP-MS)对澧水入湖段河床沉积物重金属含量进行分析测定,并对沉积物重金属污染程度进行了评价.结果表明,澧水入湖沉积物重金属Cd含量较高,超出土壤背景值3.5~15.6倍,超标率达100%.地累积指数评价结果显示,Cd处于中度污染水平,重金属污染程度从高到低为:CdCuNiMnZnCoPbCrV.潜在生态风险评价结果显示,沉积物Cd的生态风险指数RI值在84.3~230之间,表现出很强的生态风险.重金属生态风险排序为:CdCuNiPbCoCrVMnZn,且沉积物重金属Cd对潜在生态风险指数RI值的贡献率最大.健康风险评价结果显示,重金属Mn、V、Pb、Cr、Cu、Co、Zn、Ni、Cd等均没有显著的非致癌风险,儿童致癌风险比成人大1.3~5.6倍,其中,重金属Cr、Co可对儿童和成人构成潜在致癌风险.重金属Cd、Pb、Zn可能主要来自于工矿排放等人为带入,而V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu等重金属可能主要来自流域基岩的自然风化、侵蚀等地表作用.流域重金属污染防治应主要针对Cd、Cr、Pb、Zn等重金属污染而进行.