保定市年采暖季中金属与类金属元素的健康风险(2)

[Conclusion]In Baoding during heating periods,the non-carcinogenic risks of Pb,Mn,and Hg and the carcinogenic risk of Ni are acceptable;metalloid As and metals Cr and Cd may pose potential carcinogenic risks;both carcinogenic and non-carcinogenic risks of the selected elements show a downward trend over time.

环境中金属与类金属具有不可降解性，其组分能够不断地迁移、转化和富集，大气中的金属与类金属大部分能够在气溶胶上富集［1］，尤其在细颗粒物（fine particulate matter，PM2.5）中富集能力更强，经呼吸道进入人体，导致人体出现功能性障碍和不可逆性损伤，且部分金属与类金属具有致癌或者潜在致癌作用。

健康风险评估近年来被广泛用于评价由空气、水、土壤等环境介质污染造成的人体健康风险，可以定量评估人体暴露于环境污染物中对健康产生的非致癌风险和致癌风险。

保定市位于河北省中部，地处京、津、石三角腹地，在全国重点监测的72 个大中城市中，大气污染排名居高不下，且采暖季PM2.5污染状况较非采暖季严重［2］。保定市有关大气污染的研究多集中于污染来源、污染特征及防治建议等方面［3-5］，鲜见采暖季PM2.5中金属与类金属的健康风险研究。

从2013年开始，保定市开展空气污染（雾霾）对人群健康影响监测，位于竞秀区的乐凯小学作为PM2.5成分监测点，监测PM2.5中金属与类金属等成中金属与类金属可通过呼吸道、消化道、皮肤接触等途径进入人体，其中经呼吸道为最常见途径。

因此，本研究运用美国环境保护署（ Protection Agency，US EPA）推荐的呼吸途径健康风险模型评估保定市2014—2018年5 个采暖季PM2.5中金属与类金属的健康风险，以揭示采暖季空气污染对人群的健康影响，为采取有效干预措施，保护公众健康提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样时间和地点

保定市乐凯小学位于国控环境空气质量监测站胶片厂监测范围内，与主要交通干道相距大约20 m，采样点设在教学楼4 层楼顶，周围避开了污染源、障碍物、交通道路等，仪器放置在采样亭内，进气口距离楼顶1.5 m，采用TH-150 型PM2.5中流量采样器和石英纤维滤膜采集PM2.5中金属与类金属，包括锑（Sb）、铝（Al）、砷（As）、铍（Be）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）、铅（Pb）、锰（Mn）、镍（Ni）、硒（Se）、铊（Tl），采样流速≥100 L·min-1。

采样时间为2014—2018年每年的11月15日到次年3月15日，共5 个采暖季，于各采暖季的每月10—16日采样，每日采样时间不少于20 h，共计145 d。

1.2 方法

1.2.1 样品测定（1）PM2.5质量浓度（后简称浓度）：根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，计算出PM2.5浓度。称量石英纤维滤膜上PM2.5质量前使用静电去除器去除滤膜静电，同一滤膜两次称量质量之差均不大于0.04 mg，满足恒重要求；以两次称量结果的平均值作为滤膜称重值，将称量后的滤膜放入滤膜保存盒中备用。（2）金属与类金属浓度：将石英纤维滤膜上PM2.5中的金属和类金属成分经超声浸提预处理后，经雾化由载气送入电感耦合等离子体质谱仪（inductively coupled plasma mass spectrometer，ICP-MS）炬焰中，经蒸发、解离、原子化、电离等过程，转化为带正电荷的正离子，经离子采集系统进入质谱仪，质谱仪根据质荷比进行分离。对于一定的质荷比，质谱积分面积与进入质谱仪中的离子数成正比。即样品中金属和类金属元素的浓度与质谱的积分面积成正比，通过测量质谱的峰面积来测定样品中12 种金属与类金属元素的浓度。Sb、Al、As、Be、Cd、Cr、Hg、Pb、Mn、Ni、Se、Tl 的检出限依次为0.02、1.80、0.10、0.02、0.005、0.42、0.02、0.05、0.43、0.40、0.05、0.02 ng·m-3。

1.2.2 健康风险评中的金属与类金属主要经呼吸系统进入人体，对人体造成了一定的健康危害。金属Pb、Hg、Mn 具有非致癌效应，类金属 As 与金属Cd、Cr、Ni 具有致癌效应［6］。应用US EPA 推荐的呼吸途径健康风险评估模型［7］，评价PM2.5中具有非致癌效应以及致癌效应的金属与类金属对6～17 岁儿童青少年、成年男性、成年女性产生的非致癌风险和致癌风险。

式（1）、（2）中：ADD—非致癌物质的日均暴露剂量（average daily dose），mg·（kg·d）-1。LADD—致癌物质的终生日均暴露剂量（life average daily dose），mg·（kg·d）-1。C—空气中污染物的浓度（concentration），mg·m-3；IR—呼吸量（inhalation rates），m3·d-1；EF—暴露频率（exposure frequency），d·年-1；ED—暴露持续时间（exposure duration），年；BW—体重（body weight），kg；AT—平均暴露时间（average contact time），d［8］。

文章来源：《金属功能材料》 网址: http://www.jsgncl.cn/qikandaodu/2021/0519/545.html