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随着工业的发展,人工合成的有机物越来越多,而且以每年数千种的速度递增,有毒有机污染物已成为对全球生态和人体健康威胁最为严重的物质之一。开展典型有机污染物的环境健康风险评价,将有利于充分了解其污染状况和对人体健康的危害,提高饮用水、空气以及土壤的环境安全性。
针对目前我国环境介质中有机污染物的系统监测方法较为欠缺、它们在环境中的污染分布状况及来源不甚明了、对人体的健康风险评价研究较少等问题,本论文研究了水、土壤、空气、作物等环境介质中挥发性有机物(VOCs)、有机氯(OCPs)、多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的系统监测方法以及相应的质量保证/质量控制措施;选择长江南京段主干断面和入江支流、溧水基本农田土壤和重点场地土壤、溧水空气、溧水农作物等作为南京地区的典型环境,探讨了各环境介质中的污染现状、分布规律,初步分析了污染物来源;并结合南京市人口群体特征,对南京地区多环境介质中有机污染物的人体健康风险开展了评价研究。获得的主要研究结果如下:
1.建立了多环境介质中痕量有机污染物的系统分析方法和质量保证/质量控制体系。结合国际先进方法和本地实际,建立了实用性强的环境多介质(水质、土壤、空气、空气颗粒物、作物等)多组分(挥发性有机物VOCs54种、有机氯农药OCPs9种、多氯联苯PCBs20种、多环芳烃PAHs16种)系统分析方法,实现了一次样品前处理、多组分同时测定,并完善了布点、采样、分析等全过程的质量保证/质量控制方法。所建立的方法使得污染物的测定高效率化,精密度高、准确度好,灵敏度高。
2.研究了南京典型地区水、土壤、空气、农作物等多环境介质中有机物污染现状,探讨了污染物的环境来源。对3个长江南京段主干断面、3条入江支流、溧水4块基本农田和4块重点场地、溧水9个空气点以及4种作物进行了VOCs,OCPs,PAHs以及PCBs的现状调查及来源追踪研究,结果表明,南京地区各环境介质中的污染物处于低污染水平,但长江栖霞断面北岸的苯并(a)芘、长沟东支支流中四氯化碳超过我国地表水环境质量标准,溧水部分土壤中的六六六、多环芳烃总量超过“背景值”,空气中的二氯乙烯、苯、四氯化碳在多数测点的浓度已高于美国空气毒物本底的估计浓度。与20多年前相比,长江中的OCPs消减显著。长江主干断面中,有机污染物既有来自上游省境外的输入,也有南京境内自身的贡献,PAHs主要来源于煤炭燃烧:溧水土壤及空气颗粒物中的PAHs主要来源于石油、煤型燃料的不完全燃烧;溧水空气受机动车废气排放的影响不显著,苯系物以远距离传输而来为主;土壤污染、大气沉降等均会对作物产生影响。
3.评价了南京多环境介质中有机污染物的健康风险。采用美国环保局(USEPA)推荐的评价模型,对各环境介质中经口摄入、呼吸吸入与皮肤接触三种暴露方式下的人体VOCs、OCPs、PAHs、PCBs暴露量进行了估算,并分致癌物和非致癌物两种污染物类别、成人和儿童两种人群特征,对污染物进行了健康风险评价。在饮水、土壤和空气环境下,人体对有机污染物的暴露分别以经口摄入、皮肤接触和经口吸入途径为主。污染物对儿童健康的危害高于成人,致癌类有机污染物对人体健康产生的风险危害远大于非致癌物质。各种环境介质中、不同暴露途径下,以苯并[a]芘、二苯并[a,h]葸和苯的致癌性风险以及芴、萘、氯仿、四氯化碳和p,p’-DDT的非致癌物风险相对较高。在致癌类有机污染物中,PAHs的致癌风险最高,长江主干断面水中PAHs通过饮水摄入途径的健康风险达到了10-4/a级别,通过土壤皮肤接触途径和空气吸入途径的健康风险也都达到了10-6/a级别,超过了一些组织和学者推荐的最大可接受风险水平以及美国EPA规定的社会人群可接受风险值,表明在水、土、气等环境背景下,PAHs对人群健康构成了潜在的危害,人群生境中的PAHs类化学物质应作为风险决策管理的重点对象。