新密市砖瓦行业污染物排放对空气质量的影响及生态、健康风险评估

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近年来,我国大气污染问题频发,引起了政府和公众的广泛关注。新密市砖瓦行业污染物排放量较高,因此有必要了解整个行业污染物排放对环境和居民健康的影响。本文对新密市砖瓦行业实地采样和走访调研,在2018年全国第二次污染源普查数据依据的基础上,建立了新密市砖瓦行业污染源排放清单。由新密市污染源监测数据,对其2018年的空气质量进行了评估,同时,采用CALPUFF模型预测了砖瓦行业排放的SO2、NOX、PM2.5对环境的影响,然后通过实测数据对模拟结果进行了验证。用波长色散X射线荧光光谱法分析了PM2.5中的元素组分;由富集因子和地累积指数分析了元素的富集程度和污染等级;用生态风险指数法和美国环保署的健康风险评价法分别对Cr、Cd、Cu、Zn、Ni、Pb、As等元素的潜在生态风险、居民健康风险进行了评估。主要结论如下:(1)通过对新密市2018年SO2、NOX和PM2.5质量浓度的评价,了解到新密市SO2的污染较轻,NOX的质量浓度在个别月份(1月份和12月份)存在一定的超标情况,PM2.5的污染状况在冬季最为严重。(2)通过CALPUFF模型模拟,得到污染物在不同季节的浓度预测值和它们在该研究区域内的时空分布情况;新密市房管所监测站的现状监测值与浓度模拟值对比得出SO2、NOX和PM2.5的贡献比例分别为6.58%、5.38%和1.42%;CALMET模拟值于地面观测数据较为相似,监测数据和模拟数据的拟合曲线的相关系数接近70%,模拟效果较好。(3)将PM2.5的预测浓度和砖瓦行业的元素占比相乘得出排放到环境中的元素浓度,结果表明Cl排放到环境中的浓度在非金属元素中最高,Si在地壳元素中浓度最高,Pb在痕量金属中浓度最高。(4)通过富集因子和地累积指数分析,表明Cd、Pb和Sb更易在大气环境中富集且Cd和Pb处于极强污染等级,Sb处于强污染等级,Zn和Cu分别处于较强和轻度污染等级。(5)通过潜在生态危害指数分析,表明Cd元素的单因子潜在生态危害指数最大Pb次之,两者的生态风险等级分别为极强和轻微。其他几种金属元素的单因子生态风险可以忽略不计。该研究区域内砖瓦行业排放的金属元素造成的多因子综合生态危害指数为1511.76,大于520,生态风险等级为极强。(6)通过USEPA的健康风险评价法评估砖瓦行业排放的元素对人体的危害,结果显示Cr对人群的最大致癌风险处于轻微等级,Cd仅对儿童具有轻微的致癌风险,对成年人则不致癌,其余金属元素不具有致癌的风险。砖瓦行业排放到环境中的金属元素对不同人群的非致癌风险可以忽略不计。
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