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工业化和城市化是社会生产力发展的必然结果,对经济发展和人民生活水平提高有极大的推动作用。近年来,江苏省省会南京市进入快速工业化和城市化阶段,二三产业发展迅速,已经形成完整的工业体系。然而,快速工业化也带来了一系列城市生态环境问题,从而给城市人群健康带来较大风险。随着工业化和城市化的推进,这些风险将继续影响城市生态系统及其组分,尤其是人体健康。因此,当前急需且有必要加强对快速工业化带来的人体健康风险的研究。
本研究提出一种结合四级多介质逸度模型、多途径暴露模型、剂量-风险关系的风险评价方法。应用AnyLogic软件的系统动力学建模功能实现该方法。同时将该方法应用于南京市工业污染带来的人体健康风险研究,开展以下研究内容,得到以下结论:
(1)本研究选择工业污染物为风险源、城市人群为风险受体,将四级多介质逸度模型、多途径暴露模型、剂量-风险关系相结合,综合考虑风险源、风险迁移途径及风险受体暴露等多个环节,能够较好地评价工业污染带来的城市人体健康风险。
(2)多介质逸度模型模拟值和文献报道的实测值对比结果表明,该模型在污染物环境浓度预测方面较为可靠,适用于工业污染带来的风险评价研究。多介质逸度模型模拟结果表明,随着苯环数量增加,多环芳烃环境行为呈现一定规律的变化。在同样的环境条件下,以相同的速率排放时,3,4-苯并芘对多环芳烃总毒性的贡献较大。此外,3,4-苯并芘是南京市支柱产业之一的石化产业的特征污染物之一。综合以上,将3,4-苯并芘选为致癌多环芳烃物质的代表性物质。
(3)将多介质逸度模型与多途径暴露模型、剂量-风险关系结合,评价南京市2001年至2009年工业排放的3,4-苯并芘引起的致癌风险。结果显示,在各种暴露途径中,食物摄取、饮水、呼吸和皮肤接触带来的风险分别在10-6,10-10,10-7和10-10数量级水平上。总致癌风险在可接受范围内波动,表明对南京市居民而言,这部分风险处于可接受水平。对未来工业排放3,4-苯并芘的情景分析表明,即使维持在现有的污染物排放水平上,人体健康风险会缓慢增加。尽管风险处于可接受水平,但是长远来看不容忽视。
(4)引入空间分析工具,将本研究所提出的人体健康风险评价方法应用在更小的空间尺度上,提高风险评价结果的空间精度,从而实现风险的分区评价与管理。由此得到的评价结果可进一步应用于工业污染排放控制,如对现有和未来污染源的评价。
(5)风险评价中不确定性分析是重要的研究内容。选择蒙特卡洛模拟进行参数不确定性分析,结果表明本研究中的点估计评价方式可能高估风险水平。因此,概率分布评价方式的引入能提供更多与风险相关的信息,并服务于风险管理。对不同风向下的污染物浓度和风险的空间分布分析表明本地环境条件对污染物分布影响较大,加大了风险评价的复杂性和不确定性。
(6)基于以上分析,结合南京市特点,提出了优化产业结构和布局、提高污染物排放控制和环境监测能力、防范其它相关影响因素等建议。
(7)在本研究基础上,结合多介质逸度模型、多途径暴露模型和剂量-风险关系的风险评价方法可从多个方面得到进一步的研究,如探讨概率分布方式的评价方法,以及综合分析多风险源、多暴露途径和多受体的风险评价方法。