【摘 要】
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镉污染矿区处于停产或修复期时,区域内多种环境介质中的重金属也会对周边人群造成潜在危害。本研究针对某镉污染修复期矿区,对矿区内多种环境介质样品进行实地采集,通过ICP-MS测定了多种环境介质(大气PM2.5、降尘、大米、水)中重金属(Cd、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Sb、Ba、Pb)的浓度,分析多介质中重金属的分布特征,并对大气PM2.5(参照点为南昌大学前湖校区)、降尘样品中重
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镉污染矿区处于停产或修复期时,区域内多种环境介质中的重金属也会对周边人群造成潜在危害。本研究针对某镉污染修复期矿区,对矿区内多种环境介质样品进行实地采集,通过ICP-MS测定了多种环境介质(大气PM2.5、降尘、大米、水)中重金属(Cd、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Sb、Ba、Pb)的浓度,分析多介质中重金属的分布特征,并对大气PM2.5(参照点为南昌大学前湖校区)、降尘样品中重金属的生物有效性进行评价,还测量并分析了降尘的粒度分布,同时基于多介质中重金属的浓度特征,定量计算多介质、多途径、多种重金属暴露下当地不同人群的健康风险。主要结论如下:一、PM2.5中重金属的分布特征(1)矿区与参照点大气PM2.5中重金属的平均浓度除As外均未超标,As的平均浓度分别为10.83ng/m~3、8.01ng/m~3均高于《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中规定的6ng/m~3。(2)矿区大气PM2.5中Cd、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Sb、Ba、Pb主要分布在F1(弱酸提取态)中,V、As主要分布在F2(可还原态)中,Cd、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Sb、Pb风险评价指数>50%,具有极高风险,其中Cd的生物有效性最大,说明Cd比其它重金属更易迁移转化,对环境的危害大。二、降尘中重金属的分布与粒度(1)矿区降尘中重金属的分布与江西省土壤背景值相比,除Mn、V、Co外其余重金属均受到一定程度的污染;与中国土壤背景值相比,除Mn、Ba、Cr、V、Ni、Co外其余重金属均受到一定程度的污染,其中Cd污染最为严重。(2)矿区降尘中Cd、Mn、Cu、Zn主要分布在F1(弱酸提取态),V、Cr、Co、Ni、As、Sb、Ba、Pb主要分布在F4(残渣态),Cd、Zn、Mn风险评价指数>50%,其中Cd的生物有效性最大,说明Cd比其它重金属更易迁移转化,对环境的危害大。(3)矿区降尘粒度主要分布在0~2.5μm,占比范围为60.87~78.48%,10μm以上的颗粒物较少,降尘粒度总体分布相同,粒度明显偏小;不同距离下室内降尘、大气降尘粒度特征分布范围相似,粒度主要分布在0~2.5μm;同距离下降尘粒度特征分布范围相似,粒度主要分布在0~2.5μm。三、大米及饮用水样中重金属的分布特征(1)矿区大米中12种重金属(Cd、Pb、As、Cr、Mn、Cu、Zn、V、Co、Ni、Sb、Ba)浓度处于0~15.846mg·kg-1范围之间,与《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB2762-2017)限值对比,大米样品均符合标准值;饮用水样中12种重金属浓度处于0~220.157μg·L-1范围之间与《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)限值对比,矿区饮用水样(井水、自来水)均符合标准值;通过超标率分析,矿区大米与水样重金属浓度均未出现超标现象。(2)矿区大米中Cd、Cr含量处于中高水平,其它元素处于中等偏低水平,其中Cd含量高于苏州市、北京超市、宁夏等地区,但低于广东省清远市电子垃圾厂、广西省某矿区,可能与采样区位于矿区周围有关,大米样品受到一定重金属污染。四、研究区域人群重金属暴露的健康风险评价(1)矿区人群12种重金属的总非致癌风险大小为:Mn>As>Cr>Cd>Co>Sb>Cu>Zn>Pb>V>Ba>Ni,不同人群总非致癌重金属风险排序呈一致性,儿童>成年女性>成年男性,其中Mn、As、Cr的总非致癌风险HQ值>1。经口摄入非致癌贡献率最高,除Mn、Ba、As、Cr、Ni外,其余重金属总非致癌暴露贡献率均表现为:经口摄入>皮肤接触>呼吸吸入。(2)矿区人群5种致癌重金属的总致癌风险大小为:As>Cd>Cr>Co>Ni,不同人群总致癌重金属风险排序呈一致性,儿童<成年男性<成年女性,经口摄入致癌贡献率最高,5种致癌重金属除Cr、Ni外其他重金属总致癌暴露贡献率均表现为:经口摄入>皮肤接触>呼吸吸入,其中As的总致癌暴露量大于10-4处于高致癌风险水平;Cd的总致癌暴露量对儿童处于临界值10-4为中风险,对于成年男性与女性为高致癌风险;人群Cr的总致癌暴露量处于临界值10-4处于中等致癌风险水平。
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