中国农村室内灰尘铅污染特征及其健康风险研究

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铅是一种对人体有毒的重金属元素,铅中毒对全身各系统和器官均产生危害,尤其是神经系统、造血系统、循环系统和消化系统。我国城市土壤和大气中铅污染比较普遍,局部区域污染严重,对城市居民的身体健康特别是儿童的生长发育产生了不良影响。已有的研究结果表明,我国儿童铅污染水平较高,儿童血铅平均值为92.9μg/L,接近WHO公布的100μg/L的警戒值,33.8%的儿童血铅平均水平超过100μg/L,远高于目前美国儿童36μg/L的平均血铅水平。   砷在人体内的平均浓度为0.2-0.3mg/kg,较高的砷浓度,会引发代谢紊乱,形成多发性神经炎、癌症甚至死亡等。锑在人体内的平均含量约为0.1mg/kg,较高的锑浓度,会干扰体内蛋白质及糖的代谢,损害肝脏、心脏及神经系统,已有的研究表明,我国的锑污染态势十分严峻。   因此,铅、砷、锑对人体尤其是对儿童的危害应予以足够的重视,对土壤中铅、砷、锑的研究无论是在土壤科学还是环境科学中均具有重要意义。   本研究采集了中国8个省农村室内灰尘样品,对灰尘中铅的含量水平、来源、赋存形态和生物有效性进行了研究,并对其污染现状和健康风险进行评价。   取得的研究成果主要如下:   一、我国农村室内灰尘平均铅含量为211mg/kg,最高铅含量2510mg/kg,最低铅含量18mg/kg,中值101mg/kg,约为全国土壤背景值的8.12、96.54、0.69、3.88倍。所选研究区各省灰尘铅含量的均值存在较大的差异,且各省分布差异很大,最高与最低铅含量差3.08-20.69倍。   二、中国农村室内灰尘平均砷含量11.79mg/kg,最高砷含量90.68mg/kg,约为背景值的1.05、8.10倍,最低砷含量低于检测限,且各省分布差异很大,最高与最低砷含量差1.52-90.68倍;室内灰尘平均锑含量4.33mg/kg,最高锑含量231.87mg/kg,约为背景值的3.58、191.63倍,最低锑含量低于检测限,且各省分布差异很大,最高与最低锑含量差1.74-231.87倍。   三、中国农村室内灰尘重金属的相关分析和主成分分析表明:灰尘中重金属的污染大致包括代表As-(Sb)-Cd污染组合的的化肥、农药、燃煤的使用;代表Pb-Sb污染来源组合的汽油、合金制品、油漆等装修涂料的使用;另外还有代表Zn污染的其余污染来源。   四、中国农村室内灰尘中铅的赋存形态分析的结果表明:铅的各赋存形态分布为铁锰氧化物结合态(41.06%)>残渣态(19.42%)>有机质结合态(16.60%)>碳酸盐结合态(15.85%)>可交换态(7.08%)。   五、中国农村室内灰尘中铅的生物有效性的分析结果表明:1,在评价灰尘中铅的生物有效性时,使用前两种形态(可交换态和碳酸盐结合态)和非残渣态两者所得评价结论基本一致,两者具有统计相关性。2、各省份农村灰尘中铅的人体有效态含量分别为湖北123.96mg/kg、湖南40.15mg/kg、福建35.08mg/kg、陕西28.97mg/kg、青海58.78mg/kg、云南69.57mg/kg、内蒙44.20mg/kg,全国平均水平为50.96mg/kg,其含量仅为全国总铅平均水平(116.9mg/kg)的43.56%。3、灰尘中铅的生物可给性不仅与胃酸的酸度有关,而且与灰尘中铅的化学形态有关。   六、中国农村室内灰尘铅的风险评价结果表明:US·EPA健康风险评价模型从全国平均水平来看本次研究风险因子为0.32,小于风险阀值,说明农村儿童通过手口途径摄入的灰尘铅其中不足以对人体长期健康构成危害,但地积累指数和潜在生态危害指数法表明各省的铅污染态势已不容忽视,部分省市的污染等级已很严重,需要对铅污染加以足够的重视。
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