饮用水中消毒副产物的室内暴露模拟方法研究进展

在居民日常涉水活动中,居民饮用水中的消毒副产物(Disinfection By-Products,DBPs)可通过人体消化道、呼吸及皮肤吸收3种途径长期暴露于人体,从而引起各种健康危害效应.对国内外饮用水DBPs水质标准及暴露研究现状进行了阐述,分析了发生在不同涉水过程中的暴露途径及影响暴露途径和暴露效率的因素,重点对3种暴露途径下的常用暴露估算数学模型及其应用进行了总结,对国内外暴露参数的研究现状及重要性进行了阐述.     

健康风险暴露评价研究进展

综述了国内外健康风险暴露评价的最新研究进展,重点讨论了对人体进行直接监测的生物监测技术和对环境中污染因子进行间接监测并利用数学模型进行暴露剂量计算的间接方法。生物监测方法通过测定人体生理介质(如血液、尿液)中的污染物质及其代谢产物含量确定人体对环境污染物的暴露情况,监测结果反映了风险因子通过所有暴露途径进入人体的总暴露剂量。为了利用生物监测结果评价人体暴露安全性,近几年建立了生物监测等效值的概念,推导确定化学物质的生物监测等效值发展迅速。环境监测和数学模型间接方法通过对不同暴露媒介中风险因子的浓度监测和特定暴露途径的量化研究,同时利用精确的暴露计算模型(如空气分散模型、地下水扩散模型)计算人体对污染物的暴露剂量。生物监测和环境监测技术及数学模型的发展使健康风险评价和管理的暴露参数更加精确,降低了风险评价的不确定性。还介绍了利用数学模拟和剂量重建等方法插补历史空白暴露数据的方法。     

污水处理厂微生物气溶胶的暴露风险评价

为了给污水处理厂微生物气溶胶的健康风险评价提供定量依据,于2011年6—7月利用Andersen 6级撞击式空气微生物采样仪对西安市第三污水处理厂氧化沟单元内不同距离处的细菌气溶胶进行现场采样,利用平皿培养和菌落计数对细菌进行分析。选用适于我国国情的暴露因子参数,建立暴露风险评价模型,对污水处理厂的工人及周围居民的健康风险进行评价。评价点的细菌气溶胶浓度采用修正的高斯模型计算。结果表明,呼吸吸入是人体(儿童和成人)摄入微生物气溶胶的主要途径,暴露非致癌风险商随距离的增加而逐渐降低。同种途径在同样位置,儿童的风险商是成年男性或成年女性的2~3倍。经呼吸途径的风险商从大到小为儿童、成年男性、成年女性,经皮肤接触途径的风险商从大到小为儿童、成年女性、成年男性。     

基于蒙特卡罗方法的铅酸蓄电池厂土壤健康风险评价

以土壤中的风险指标(Pb,Cd,As)为研究对象,将蒙特卡罗模拟方法应用到某铅酸蓄电池厂土壤重金属的健康风险评价中,解决了土壤重金属影响人体健康风险的不确定性问题。结果表明,土壤中Pb对成人不存在非致癌风险,对儿童存在非致癌风险;土壤中Cd,As对成人、儿童都不存在致癌风险;影响Pb,Cd和As进入人体单位体重的致癌、非致癌风险水平大小的主要因素为土壤重金属浓度。研究结果在一定程度上可为铅酸蓄电池厂土壤不确定性健康风险评价提供参考依据。     

基于蒙特卡罗模拟的冻雨条件下供电中断风险评价

为减少冻雨造成的危害和损失,提高应对能力,利用蒙特卡罗模拟方法给出了供电中断风险评价的定量方法.首先根据冻雨条件下覆冰在输电线路上的增长模型以及输电线路的设计标准得到蒙特卡罗极限方程,然后利用不同的随机抽样方法得到随机数,再代入蒙特卡罗极限方程,多次模拟后得到冻雨条件下供电中断风险评价的定量结果.将该定量方法应用于湖南省长沙市,得出当地冻雨灾害导致供电中断后果的概率为0.079 8.研究表明,定量方法有效地得出了冻雨条件下供电中断的风险值,可以为风险管理和决策系统提供支持.     

大连市人群对多环芳烃的暴露及健康风险评价

近年来大连市多环芳烃污染日益严重.为研究大连市多环芳烃类有机污染物对居民产生的潜在健康危害,结合大连地区人群状况,采用多介质-多途径暴露模型,评价大连市居民暴露于多环芳烃的暴露量及由此导致的健康风险,分析不同环境介质、暴露介质及暴露途径的风险贡献率,并结合蒙特卡罗方法分析研究过程中的不确定性.在实际评价时,根据大连市的实际情况,选用了部分美国环保局推荐的参数,剩余的评价参数根据国内的相关文献进行了修正.结果表明,大连市居民中男性和女性对环境中多环芳烃的日平均暴露量分别为2.59× 10-4 mg/(kg·d)和2.79×10-4 mg/(kg·d).主要暴露途径是膳食暴露,此外呼吸暴露也占有一定的比重,皮肤暴露作用很小.膳食暴露中对总暴露贡献最大的食品是谷物和蔬菜.相应的男性和女性的健康风险度分别为2.68×10-5a-1和2.90×10-5 a-1,大连市多环芳烃类污染物居民人体健康风险度高于可接受健康风险度标准.大连市女性对多环芳烃的暴露量高于男性,女性健康风险平均值亦高于EPA标准值.大连市多环芳烃人群暴露与天津、北京和兰州相比存在一定的差异.各项参数中,粮食、蔬菜摄食量和相应的多环芳烃(PAHs)残留浓度是影响暴露的重要因素.通过蒙特卡罗模拟得到各年龄段人群对多环芳烃(PAHS)的日均暴露量的分布特征,各输出变量均服从对数正态分布.     

基于蒙特卡罗的垃圾焚烧产生二噁英健康风险评估

垃圾焚烧产生的二噁英严重危害人体健康.人体摄入二噁英的途径包括土壤摄入、空气吸入、皮肤接触和食物吸收.首先,计算地面空气和土壤中二英浓度;然后,由噁蒙特卡罗模拟得到二噁英摄入量,并进行敏感性分析;最后,进行致癌、非致癌健康风险评估.蒙特卡罗模拟结果表明,食物是人体摄入二噁英的最主要来源,其他3种暴露途径所摄入二噁英非常少.对食物摄入进行敏感性分析可得,牲畜和家禽摄入量对二噁英摄入影响最大.因此,通过合理调节饮食结构可极大降低二噁英摄入量,减少对人体健康的影响.风险计算结果表明,致癌风险值为2.80× 10-5,小于最大可接受风险值10-4;非致癌风险值为2.80× 10-2,小于可接受风险值1.因此,从致癌风险和非致癌风险的角度考虑,该垃圾焚烧厂产生二噁英不会对附近人群健康产生明显不利影响.     

健康风险评价中中国人皮肤暴露面积的估算

为更加科学地开展我国健康风险评价,基于中国人身高与体重的统计资料,根据美国环保局、Gehan和George、Haycock等的模型,计算了中国人皮肤总表面积、不同部位皮肤的表面积和不同暴露环境下的皮肤暴露面积.结果表明(美国环保局模型),中国成年男性和女性的平均皮肤表面积分别为1.69 m2和1.53m2,比美国成年男性和女性的平均皮肤表面积分别低13%和10%;2～12岁年龄段的男性和女性的平均皮肤表面积分别为0.84～0.91 m2和0.82～0.89 m2:12～20岁年龄段的男性和女性的平均皮肤表面积为1.48～1.57 m2和1.42～1.47 m2.研究表明,我国居民的平均皮肤表面积低于美国居民,因此建议在开展健康风险评估时尽量使用我国居民的人体参数值.此外,不同的暴露情景和季节,人体暴露的皮肤面积也不同,可根据具体情况确定暴露的皮肤表面积.     

基于坐标变换和蒙特卡罗模拟的安全距离研究

以高斯烟团模型为基础,引入坐标变换思想,建立了适用于变风场的大气污染扩散模型,并结合蒙特卡罗模拟初步构建了更为合理的安全距离确定方法,一定程度上解决了参数不确定性所导致的预测结果偏差。以大连市松木岛化工园区为例,得到不同方向上污染物的危害距离,得出相应的风险评价结论。     

室内模拟陈垃圾的力学特性

研究陈垃圾的力学特性对垃圾填埋场开发再利用具有重要的指导意义.在室内生物降解试验的基础上,分析了陈垃圾物理组成特性,提出用模拟料来研究陈垃圾的力学特性.通过静三轴试验,研究了不同降解程度陈垃圾的力学性质,采用变形模量、黏聚力及内摩擦角作为评价模拟料对陈垃圾模拟准确性指标.结果表明,随着降解程度的增加,可降解有机物质量的减少,垃圾中塑料等难降解有机物和主要无机物成分的相对含量稍有增加,可降解有机物质量损失与降解程度之间的关系可用双曲线来描述.降解程度0和39.5%的陈垃圾及模拟料的应力-应变关系曲线,均符合应变硬化规律.模拟料可以较好地模拟陈垃圾的力学特性.     

沈阳市大型商场室内环境污染物监测

研究沈阳市大型商场室内环境安全系统特征,拟建立一整套系统、完整的调查、评价与管理体制,为室内环境安全评价提供具有指导意义的技术和方法.沈阳市5家大型商场室内空气污染物监测结果表明,18项指标合格率为72.2%,其中放射性指标达标率100%,物理性指标达标率达98.5%,生物性指标达标率90.9%,化学性指标达标率90.4%,其中氨气、甲醛和总挥发性有机物超标次数较多.沈阳市大型商场室内的环境安全状况不容乐观,污染现象较普遍,所涉及的人群数量极大,污染来源众多,污染原因复杂,环境安全研究势在必行.     

胶合板VOC释放率测量及其对室内环境影响评价

以胶合板为研究对象,采用1m3气候箱模拟室内环境,利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS),研究胶合板挥发性有机化合物(VOC)的释放规律.同时,对胶合板VOC释放量进行定量分析,依据《室内环境质量评价标准》对该胶合板被利用到室内环境可能造成的污染进行评价.结果表明,在释放初期,各类化合物及TVOC质量浓度较大,后逐渐下降,在第14 d基本稳定,其中以芳香烃类化合物和烷烃类化合物的质量浓度下降最为迅速,第28 d胶合板VOC释放量为稳定值,被用于定量分析胶合板VOC的释放水平.单独使用该胶合板的室内空气质量满足室内空气品质等级的一级标准.同时确定了单位体积空间的室内环境中该胶合板可利用的暴露面积为6m2.     

基于累积接尘量的尘肺病风险评估方法

为了降低不同接尘经历劳动者的尘肺病风险,提出一种尘肺病风险评估方法.先进行粉尘种类识别、工作场所粉尘接触评估、劳动者累积接尘量评估,并确定粉尘与尘肺病风险的剂量-反应关系,进而将劳动者累积患病率的现值和增量值作为尘肺病风险评估指标,评估劳动者当前尘肺病风险、继续接尘后尘肺病风险、尘肺病风险增量、尘肺病风险增长率;最后以...     

室内氢气泄漏扩散的数值模拟

氢能是有发展前景的新型能源之一,氢气的安全储存是氢能应用必须解决的问题。本文建立了基于大容量金属储氢装置的室内氢气泄漏扩散模型,利用计算流体力学软件FLUENT,对室内储氢罐的泄漏扩散过程进行数值模拟,得到了氢气泄漏扩散的速度分布、浓度分布。分析数值模拟结果,得出在该模拟条件下,氢气泄漏时的流动状态为射流湍流;泄漏后上浮扩散,空间密闭时积累于室顶;通风条件下大部分区域的氢气浓度仍然高于安全限值。通过数值模拟,总结出氢气在室内环境下的泄漏扩散规律,可为氢气泄漏事故的处理消防安全设置提供依据。     

现代竹结构房屋室内空气品质的实测与研究

首次对湖南大学现代竹木及组合结构研究所肖岩教授课题组研发的一栋现代竹结构房屋室内空气品质在竹材板裸露的最不利状况下进行了实测.利用甲醛分析仪检测和大气采样仪采样及气相色谱仪分析,可以判断常见的有害物质有无并测得浓度.结果表明,这种建筑在竹板材裸露而没有粘贴防火石膏板材的条件下,室内空气中含有微量的污染物质,而且根据房间的大小和通风状况有显著性差异.但即使在竹胶合板材裸露而没有内装修的条件下,各种有机污染物质的浓度都很低,完全满足国家相关空气质量标准的要求.     

蒙特卡洛模拟方法在苯致癌风险评价中的应用

在将PBPK模型与剂量-反应的多阶模型相结合用于苯职业暴露的致癌风险评价研究的基础上,首先利用Euler数值解法,借助Excel电子表格对模型进行求解;然后针对风险评价中存在的不确定性,采用Crystal ball软件的蒙特卡洛模拟方法对致癌风险进行概率分布规律研究;通过实地收集数据,使用该方法对某涂料生产项目进行苯暴露致癌风险定量分析.理论分析和实地验证表明,该方法计算出的风险值符合实际发病情况.该方法可以定量评估对人体有害的职业暴露危险源,提供工人致癌风险的概率数据.     

工业区土壤和农产品镉污染状况及暴露评估

以某铅锌冶炼厂周边为研究区域,网格法采集30个表层(0～10 cm)土壤样品,对应采集46个粮食样品和69个蔬菜样品,用ICP-MS测定镉质量比。运用普通克里格法(Ordinary Krigging)预测研究区域内土壤镉质量比的空间分布,结合单因子污染指数评价土壤的镉污染级别。通过分析粮食和蔬菜的镉质量比,评估其食用安全性以及受调查居民镉的膳食暴露风险。结果表明:1)距离铅锌冶炼厂1 000m范围,或东南侧(下风向)3 000 m内土壤中镉质量比大于0.65mg.kg-1;2)研究区域土壤中镉单因子污染指数超过了警戒线(P≥1.0),个别区域受到严重污染(P=4.7);3)土壤与小麦籽粒镉质量比存在极显著正相关关系(r=0.889,p<0.01),粮食样品镉质量比超过限量标准(GB 2762—2005)的占52.2%,蔬菜样品为8.7%;4)仅以粮食和蔬菜摄入估计的THQ=0.79,对于普通人群来说,小麦、蔬菜和大豆摄入对每日镉摄入量的贡献率分别为85.1%、12.9%和2.0%。研究区域土壤2/3以上面积受到镉污染,土壤可能是小麦籽粒镉的来源之一。当地受调查人群若长期食用该地区种植的农产品,镉的膳食暴露风险在可接受的范围内,其中,小麦对镉摄入贡献最大。     

LPG沸腾液体扩展蒸气爆炸火球热辐射概率风险评估

分析了火球热辐射的特点,针对LPG沸腾液体扩展蒸气爆炸火球造成的热辐射危害存在不确定性,建立了爆炸火球热辐射风险评估模型,提出了一种基于Monte-Carlo模拟的不确定性处理方法,引入实例计算了LPG沸腾液体扩展蒸气爆炸火球伤害范围、事故风险概率曲线方程和累计概率曲线方程,对于定量评估火球热辐射风险具有重要意义.     

汤浦水库总磷环境容量的计算及不确定性分析

为定量控制湖库磷污染,基于狄龙模型对汤浦水库水环境容量进行了计算,应用蒙特卡洛方法分析了水库总磷(TP)环境容量的不确定性和模型参数的灵敏度.结果表明,水力冲刷系数是水库TP环境容量计算模型最敏感的输人参数,通过减小年入库水量的统计误差与水位的测量误差可以最大限度地减少计算模型的不确定性;与90％置信度水平下TP环境容量相比,常用的以死库容为设计水文条件计算的TP环境容量,由于不考虑水库水文条件的变化,无法估计水库纳污量的变化.不确定分析方法为水库TP环境容量的计算提供了针对特定时间的水文设计条件,从而为不同水文年执行水环境污染物总量控制提供理论参考.