大气颗粒物及降尘中重金属的分布特征与人体健康风险评价

为了解PM_(2.5)、PM_(10)和降尘中Cu、Mn、Pb、Ti、V、Cd、Cr、Co、Mo、Ni等10种重金属元素的分布特征及人体健康风险,利用大流量颗粒物采样器采集了北京城区某地四季大气中PM_(2.5)、PM_(10)及降尘样品,用ICP-MS测定了上述10种金属元素的质量浓度.结果表明,PM_(2.5)和PM_(10)的年均质量浓度分别为153.40μg·m~(-3)和232.93μg·m~(-3),超出GB 3095-2012中二类环境功能区标准限值的5倍和3倍;PM_(2.5)/PM_(10)的均值为0.74,表明大气颗粒物中以粒径小于2.5μm的颗粒为主;后向轨迹分析结果表明外源颗粒物的来向随季节变化而改变,冬、春、夏、秋季主要来向为西北、北-东北、东南、东南-西北.PM_(2.5)和PM_(10)中10种元素的年均质量浓度从高到低依次为TiMnPbCuCrNiVCdMoCo,其中Ti、Mn、Pb、Cu和Cr这5种元素占10种目标元素总质量浓度的91.93%和92.49%.除PM_(10)中Cd年均质量浓度(6.53 ng·m~(-3))高于GB 3095-2012限定值(5.00 ng·m~(-3))外,其他元素的质量浓度均不超标.降尘中各元素的含量由高到低依次为TiMnPbCuNiCrVCoMoCd,Ti(2561.48μg·g~(-1))占所有元素的质量分数为72.57%,地累积指数(Igeo)结果表明,Cd(4.03)属重度污染,Pb(2.49)介于中度污染和重度污染之间,Cu(1.33)属中度污染,Ni(0.43)属轻微污染.重金属的致癌健康风险(10-4)和非致癌健康风险(1),均处于较低水平,短期内不会对人体健康造成威胁,但不能忽视长期处于此环境所带来的健康危害.     

兰州市采暖期和非采暖期大气降尘重金属的分布特征及来源

在兰州市设置6个采样点,于2010年4月至2018年3月每月采集大气降尘样品,测定其中的重金属(Fe、 Mn、 Zn、 Pb、 Cr、 Cu、 Ni和Cd)含量,探究重金属的时空变化规律,并综合运用偏相关分析、富集因子法和主成分分析法判别大气降尘中重金属的来源.结果表明,兰州市大气降尘中重金属的平均含量依次为:Fe>Mn>Zn>Pb>Cr>Cu>Ni>Cd,其中Cd、 Zn和Pb都存在一定的污染.从时间角度来看,除地壳元素Fe和Mn外,其他元素的含量大都表现为采暖期>非采暖期,其中2011年和2013年中各元素在非采暖期和采暖期的含量差异较大.从空间角度来看,各区域的非采暖期和采暖期存在一定的差异,但除Zn和Cd外,其他元素在各区域之间的差异不大.源解析结果表明,兰州市大气降尘重金属在非采暖期主要来源于工业源,其次是交通源和扬尘源;在采暖期主要来源于燃煤、交通和工业活动,其次是二次扬尘和自然源.     

唐山市大气降尘重金属污染特征与健康风险评价

唐山作为重工业城市,其大气污染状况极易对当地及京津冀地区生态环境造成影响。设置23个采样点采集唐山大气降尘。结果表明:降尘中As、Cd、Pb、Cr、Ni、Cu和Zn的平均含量分别为12.89,1.90,158.06,88.00,33.13,65.67,933.65 mg/kg。其中Pb、Ni和Cr高值区主要分布在唐山主城区北部、中部和东南区域,As主要分布在北部和东南区域,Cd主要分布在西北部和中部区域,Zn主要分布在东北部区域,Cu高值区分布则较为分散。富集因子分析显示:As、Cr和Ni为轻度富集,Cu为中度富集,Pb为较高富集,Cd和Zn为严重富集。地积累指数评价结果表明:Ni、Cr和As元素污染程度为无污染到中度污染,Cu为中度污染,Pb为中度污染到强污染,Cd和Zn为强污染。对于儿童群体和成人群体,大气降尘中重金属元素的非致癌总风险(HI)顺序分别为Pb>As>Cr>Zn>Cd>Ni>Cu和 Pb>As>Cr>Cd>Zn>Ni>Cu;3种暴露途径均表现为手-口摄食途径风险最高,呼吸途径风险居中,皮肤接触途径风险最低。其中,儿童群体非致癌总风险(HI)为1.63,易对儿童身体健康造成危害;成人群体HI为0.223,表明其对成人健康影响较小。对Ni、Cr、As和Cd元素致癌风险进行计算,其值均在10-9~10-7,表明这4种元素通过呼吸途径不具有致癌风险。源解析结果表明,研究区Cr、Pb、Cu、Cd和Ni可能为交通和土壤的混合源,Zn可能主要来自工业源,As可能主要来自土壤和工业的混合源。     

新疆阿拉尔垦区大气降尘中重金属时空分布特征

连续12个月对新疆阿拉尔垦区9个样点的3个不同高度处所采集的大气降尘中的重金属含量进行分析,结果表明:所测大气降尘中的5种重金属元素以铁的含量最高,铬的含量最低,其中铜、铁、锰及锌的含量均在4月份达到最大值,并且与降尘量之间有较好的线性关系。在不同的空间范围内,大气降尘中的重金属含量存在显著差异,其中铜、铁、锰的含量均随着高度的上升而呈现递增的趋势;铬的含量随高度的递增呈现递减趋势。     

黄石市大气降尘中重金属污染特征与评价

利用X射线荧光光谱法分析了黄石城区2012年5月大气降尘重金属(Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Pb)含量。结果表明:降尘中Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Pb元素的浓度均值分别为480.08mg/kg、814.87mg/kg、15.76mg/kg、649.07mg/kg、7622.20mg/kg、360.27mg/kg;地积累指数、富集因子、潜在生态风险系数均指示Mn和Co基本无污染,Zn、Cu污染最为严重;其中Zn、Cr的污染规律为工业区商业区文教区,Cu与Pb则以文教区污染最为严重;健康风险评价指出Cr、Co无致癌风险,Pb对人体的健康危害最大,尤其是对儿童。     

陕西西部某工业园区采暖期大气降尘重金属特征

为了解陕西省某工业园区采暖期大气降尘重金属元素特征,于2012年11月20日至2013年3月20日,通过被动采样的方式,采集该区域采暖期的大气降尘样品,利用火焰原子吸收分光光度法测定其中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr和Fe的含量,并分别计算各元素采暖期的日沉降通量和富集因子.结果表明:研究区采暖期大气降尘量普遍较高,并且受园区人为污染源和道路扬尘影响明显;大气降尘中重金属含量分布不均,位于园区内部点位的重金属含量明显大于上风向点位和对照点;各元素之间也有很大的差异,其中,Fe的含量远高于其他6种元素,Pb、Zn含量次之,Cu、Cd、Ni、Cr的含量较小;从采暖期日沉降通量来看,Fe、Zn、Pb的沉降通量较大,Cu、Cr、Ni、Cd的沉降通量较小.而根据富集因子分析结果可知,Zn、Pb、Cu、Cd主要来自人为源,Fe、Cr、Ni与当地的自然地质背景有关.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品,分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明,研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49,1.21,0.96,0.243mg/（m²·月）,以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值,但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%）,Pb的沉降通量最高,Cd最低,相较于国内其他工业城市,Cr、Cu的沉降通量偏高,Cd偏低.时间上,第三季度,5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr;第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上,As介于轻度和偏中度污染,Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险,降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品,分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明,研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49,1.21,0.96,0.243mg/（m²·月）,以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值,但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%）,Pb的沉降通量最高,Cd最低,相较于国内其他工业城市,Cr、Cu的沉降通量偏高,Cd偏低.时间上,第三季度,5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr;第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上,As介于轻度和偏中度污染,Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险,降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

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.     

南京市大气降尘重金属污染水平及风险评价

为探究城市不同功能区大气降尘重金属的污染水平及其风险,在南京市典型工业区、交通区、居住区和高教区这4个区域设置20个采样点,采集大气降尘,并分析其中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Sr、Ti、V、Zn的含量,采用潜在生态危害指数和美国EPA健康风险评价模型对重金属的风险进行评价,采用富集因子、相关性分析和主成分分析对金属元素进行源解析.结果显示,As、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Pb、Zn在工业区含量最高,而Ba、Ni、Ti、V在交通区含量最高.工业区的综合潜在生态风险指数最高,高教区最低,元素Cr的生态风险最高,达中等生态危害.健康风险评价中各金属元素均不具有非致癌风险及致癌风险.源解析结果表明,研究区域大气降尘重金属主要来自交通、工业活动、燃煤、自然源及生活源等.     

不同类型施工降尘中重金属污染特征及健康风险评价

为了解北京市建筑施工降尘中重金属的污染特征及存在的健康风险,分别选择建筑物拆迁及主体建设两个研究区,共收集大气降尘样品25份,使用微波消解-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测试了样品中8种重金属的质量分数.结果表明:Zn、Mn、Cu、Pb、Cr、Ni、Cd在建筑物拆迁降尘中的平均含量高于建筑主体建设降尘.建筑物拆...     

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。     

淮南市不同功能区叶面尘和地表灰尘中重金属分布特征、来源及健康风险评价

以淮南市叶面尘及对应地表灰尘为研究对象,采集了6个不同功能区的石楠叶面尘和相应地表灰尘,研究了Cr、Cu、Zn、Pb、As、Ni、V的分布特征及其来源,并采用美国EPA人体暴露风险评价模型,对不同功能区、不同暴露途径的儿童重金属致癌和非致癌健康风险进行评估.结果表明:淮南市叶面尘中重金属含量显著高于地表灰尘,叶面尘主要污染元素为Zn、Pb、Cu、As、Ni,地表灰尘中主要污染元素为Cu、Zn、Pb.不同功能区重金属来源存在差异,商业交通区、经济开发区和煤炭运输区,交通排放是其主要来源,文教区、公园绿地、居住区来源较为复杂,除来自于交通排放,还可能来自于工业排放、燃煤燃烧、炊事活动和公共设施的磨损.叶面尘和地表灰尘中Ni、As、Cr的致癌风险均小于安全阈值,地表灰尘中非致癌总风险为0.58,叶面尘为1.36,超出了安全阈值1.0,已经对儿童健康构成危害,手-口摄入是主要暴露途径;各功能区叶面尘重金属非致癌风险除煤炭运输区外,均大于1.0,排序为:文教区公园绿地居住区经济开发区商业交通区煤炭运输区,地表灰尘均小于1.0,排序为:公园绿地经济开发区文教区商业交通区煤炭运输区居住区.叶面尘中重金属的非致癌风险排序为:AsPbCrVNiCuZn,地表灰尘为:AsCrPbVCuNiZn.     

新疆准东煤田降尘重金属污染及健康风险评价

为研究准东煤田大气降尘重金属的污染状况及潜在健康风险,选取52个覆盖全区的样点采集大气降尘,并测试分析样品中Zn、Cu、Cr、Pb、Hg和As共6种重金属元素含量.结合地累积指数(I_geo)进行污染研究,使用EPA人体暴露风险评价.结果表明,研究区大气降尘重金属浓度具有明显差异,Zn > Cr > Cu > As > Pb > Hg.Hg、Cu和As的变异系数为381.91%、99.94%和97.82%,受人类活动影响较大; 6种重金属间的相关性较复杂,Zn-Cu-Cr较Hg-As-Pb的相关性更强.地累积指数评价表明,重金属Zn、Cr的污染较严重,Zn处于极强度污染,Hg可视为无污染,Cu、Pb、As处于轻度-中度污染.研究区致癌风险暴露量与非致癌风险暴露量差异不大.非致癌风险商均小于1, HQ_Cr > HQ_As > HQ_Zn > HQ_Pb > HQ_Cu > HQ_Hg,总非致癌风险指数0.258,研究区6种重金属健康风险较小.致癌风险CR_As > CR_Cr > CR_Pb,Pb无致癌风险.其中As的致癌风险值占总致癌风险(TCR)的93.85%,是最主要的致癌因子.TCR均值为1.95E-05,处于人体可耐受的致癌风险范围.     

北京市铺装道路降尘污染特征及来源

为研究北京市道路降尘在不同季节的污染特征及来源,选取北京市4条典型道路得到64个采样点的道路尘样品,采集的道路尘样品经过预处理得到75 μm以下的颗粒物,经过再悬浮及实验室分析得到PM_2.5的粒径分布和化学成分谱.结果表明:不同采样高度及不同道路类型的颗粒物粒径大体分布规律一致,颗粒物质量频率存在三个峰值,分别为0.75 μm（微粒径）、2.50 μm（小粒径）、4.50 μm（大粒径）;各季节的降尘颗粒物的化学组分中质量分数最大的是元素,主要元素（含量>1%）季节变化为冬季>春季>秋季>夏季,元素富集因子法得到污染元素为Cr、Cd、Sn、Cu、Zn、Pb、As,双重元素为Bi、Ti、Ni、W、Mg、Ca、TI、Mo、V、Fe、Zr、Ba,其余16种为非富集元素;颗粒物中离子质量分数在夏季最大为9.31%,春季、秋季、冬季的离子质量分数相差不大,其中Ca2+、NO₃-、Cl-、SO₄2-占总离子质量的80%左右;碳素中w（OC）和w（EC）的季节变化均为夏季>秋季>春季>冬季,OC/EC[w（OC）/w（EC）]的季节变化规律为冬季>春季>秋季>夏季.不同季节w（OC）和w（EC）的相关性大小为夏季>秋季>春季>冬季.对PM_2.5中化学组分来源分析表明,污染元素受机动车和建筑尘影响较大,与机动车尾气相比,机动车磨损造成的污染也不容小视;燃煤影响一直存在,但供暖期污染有所改善.机动车尾气、建筑尘及土壤尘对离子均有贡献,在夏季土壤尘、建筑尘、二次反应的综合影响较大,春季土壤尘影响更为突出.碳在夏秋季节受汽车尾气和建筑尘的影响较大,夏季二次反应影响不大;冬季除气象因素外,燃煤和生物质燃烧也不可忽视;春季土壤尘影响较为突出.      

华东地区某水源水中13种磺胺类抗生素的分布特征及人体健康风险评价

饮用水源水中残留微量抗生素对人体健康的潜在威胁日益引起广泛关注.采用固相萃取、高效液相串联质谱方法分析了13种磺胺类抗生素在华东地区某水源水中的分布特征.结果表明,13种磺胺类抗生素在水源水中均有不同程度检出,总浓度为10.5~238.5 ng·L~(-1).其中磺胺甲唑(SMX)和磺胺(SAM)的检出频率为100%,检出浓度分别高达107.0 ng·L~(-1)和43.1 ng·L~(-1).水源地入水口磺胺类抗生素污染水平高于出水口,SMX在水源地不同位置浓度变化不明显.磺胺类抗生素呈现季节变化特征,冬季和春季浓度为110.8~117.9 ng·L~(-1),是夏、秋季浓度的3.6~3.8倍.基于风险熵的方法评价水源水中残留的磺胺类抗生素对不同年龄段人群的健康风险,结果显示磺胺类抗生素风险值均远小于1,甲氧苄啶(TMP)对0~3个月的婴儿健康风险最大(0.001).该水源水中磺胺类抗生素对人体健康尚不构成直接威胁,但长期和综合风险值得关注.     

长春市城区近地表灰尘重金属健康风险评价

为评价长春市城区近地表灰尘中重属污染特征及其健康风险,采用网格化均匀布点系统采集了232件长春市城区近地表(约1.5m)灰尘样品,分别采用X荧光光谱法(XRF)、原子荧光光度法(AFS)和石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)测定了近地表灰尘中Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd含量.结果表明:城市近地表灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn的平均含量分别为23.26、0.62、94.53、68.41、0.24、93.63和416.71mg/kg,且其变化范围较大,同时均显著高于研究区表层土壤重金属含量,已受到一定程度重金属污染.健康风险评价结果表明,儿童暴露剂量均明显高于成年人暴露剂量,是成人暴露剂量的7.3倍(As为7.9倍),经消化道摄入暴露是人体城市灰尘重金属暴露的最主要途径,其次是皮肤接触暴露;从各元素的健康风险指数(HI)来看,As的健康风险最高,其次依次为Cr、Pb、Cu、Zn、Cd和Hg;非致癌总风险指数平均值分别为1.11(儿童)和0.14(成人),表明长春市城区近地表灰尘金属污染已对儿童造成了潜在的健康风险,As对总风险的贡献最大.叠加后的致癌总风险指数平均值为6.35×10-5,超过了EPA的建议值,As污染是主要风险因素,但长春市城区近地表灰尘由重金属引起的致癌风险总体上尚可接受,不会对当地居民的身体健康产生较大危害,但应加强防范.     

典型生态脆弱区水库周边大气降尘重金属风险评价及APCS-MLR模型溯源

为评估生态脆弱区大气中重金属的健康风险状况及污染来源,以锡林郭勒盟大河口水库周边为研究区,2021~2022年对布设的12个大气降尘监测点进行为期1a的采集工作,共收集到样品144份,测定Cr、Ni、Pb、Cu、Zn、Mn、As和Cd共8种重金属的含量,运用潜在生态指数（E_rⁱ）和健康风险评价模型评估大气中重金属对生态安全和人体健康的风险水平,利用富集因子分析法,主成分分析法及绝对主成分-多元线性回归（APCS-MLR）受体模型定性与定量地解析研究区大气重金属污染来源.结果表明：①研究区全年大气降尘重金属综合潜在生态风险均值属于强生态风险,各重金属元素中仅Cd元素处于极高风险程度,其余均为轻微风险.②健康风险评价结果表明,手口途径和皮肤接触途径摄入是引起非致癌风险和致癌风险的主要暴露途径,儿童在个别月份存在非致癌风险与可接受的致癌风险,其中As元素是非致癌风险与致癌风险的主要贡献来源.③通过富集因子分析、主成分分析和APCS-MLR受体模型计算表明：风沙扬尘源占比最大,为37.82%,煤炭燃烧与交通源对Cu、Cd、Pb和Zn的贡献率分别为：73.01%、40.22%、70.31%和32.82%;采矿活动对As贡献率为42.59%;工业源对Cd元素的贡献率为22.01%;人类其他活动源对Cd、As、Pb和Zn的贡献分别为：21.12%、34.40%、23.04%和32.15%.