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云南昭通和贵州毕节地区是典型的“燃煤型”氟中毒区,近些年来国家通过改良炉灶和氟中毒健康教育来降低氟中毒患病率,有些病区氟斑牙患病率降低,有些病区患病率依然较高。本论文以昭通和毕节典型氟中毒村为主要研究区,详细调查氟斑牙患病率,系统采集新鲜粮食、蔬菜、土壤、黏土、基岩、饮用水、不同干燥类型的粮食、不同烘烤燃料以及其燃料灰渣,测定样品中氟砷等元素含量,从而探索氟中毒区粮食的污染来源、污染途径,最后在燃料中加入天然碳酸盐岩来烘烤粮食,有效降低烘烤粮食中氟砷等元素的污染。论文取得的主要成果如下: (1)氟中毒区拌煤黏土中F元素存在中度污染,土壤和拌煤黏土中Cd、Zn元素存在重度污染。氟中毒区饮用水中元素F、As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn均符合国家饮用水标准(GB5749-2006)和世界卫生组织推荐值WHO(2005)。 (2)氟中毒区新鲜玉米中Cd、Cr、Pb和新鲜辣椒中F、Cd、Cr、Pb存在一定的原生污染。六种不同粮食烘烤过程中,烘烤后玉米中F、As、Cd、Cr含量不同程度高于新鲜玉米和食品允许限值,同时,烘烤后辣椒中F、As、Cr、Cd、Pb含量不同程度高于新鲜辣椒和限值,不同燃料烘烤方式是粮食中F、As、Cd、Cr、Pb污染的主要污染途径。 (3)混煤、洗煤废渣、块煤、蜂窝煤、薪柴燃烧释放因子F、As、Cr、Cd、Pb不同程度地高于中国燃煤电厂释放因子。其中混煤和洗煤废渣燃烧过程中F、As、Cr、Cd、Pb的释放因子高于其它燃料的释放因子,燃料燃烧烘烤过程中高释放因子是造成粮食污染的主要原因。 (4)主粮的六种不同干燥方式下,F、Cd、Cr、Pb的日摄入量均高于可耐受最高摄入量,其中以混煤烘烤后粮食和洗煤废渣烘烤后粮食为主食时摄入量较高;主粮的六种不同干燥方式下,元素F、As、Cd、Pb存在一定的非致癌风险,As存在致癌风险,食用混煤烘烤后粮食和洗煤废渣烘烤后粮食对人体的非致癌风险和致癌风险相对较大。 (5)在洗煤废渣和混煤中加入天然固定剂碳酸盐岩可以有效降低氟砷等元素的释放因子。与洗煤废渣+敞炉燃烧释放因子相比,洗煤废渣+固定剂(7∶3)在敞炉中燃烧可以有效降低F、As、Cd、Cr、Pb、Zn的释放因子(70.87%-97.97%);与传统混煤+敞炉燃烧释放因子相比,粉煤+固定剂(7∶3)在敞炉中燃烧可以降低F、As的释放因子(78.96%-85.86%)。 (6)在洗煤废渣和粉煤中加入天然固定剂碳酸盐岩可以有效降低烘烤后粮食中氟砷等元素的含量。与洗煤废渣+敞炉烘烤后粮食相比,洗煤废渣+固定剂烘烤后玉米F、As、Cd、Co、Cr、Mn、Pb含量有所降低(10.71%-95.65%);烘烤后辣椒F、As、Co、Cr、Ni含量有所降低(39.78%-96.27%)。与混煤+敞炉烘烤后粮食相比,粉煤+固定剂烘烤后玉米F、As、Pb含量有所降低(62.46%-86.96%);烘烤后辣椒F、As、Cd、Co、Cr、Mn、Pb、Zn含量有所降低(8.92%-76.66%)。 (7)不同粮食烘烤方式综合风险排序为:洗煤废渣烘烤>混煤烘烤>降氟炉烘烤>洗煤废渣+固定剂>粉煤+固定剂>块煤烘烤>薪柴烘烤>自然晾晒。洗煤废渣和传统混煤烘烤粮食方式对当地村民的健康有较大的危害,天然碳酸盐岩作为固定剂加入粉煤和洗煤废渣,可以有效降低烘烤后粮食中F、As、Cd、Cr、Pb元素的综合风险。 (8)古胜村氟砷及重金属综合控制示范效果表明,与传统混煤烘烤后玉米相比,薪柴烘烤后玉米F、As、Cd、Pb含量有所降低(22.82%-81.23%)。