广西某废弃铅锌矿周边环境重金属空间分布与居民暴露水平的关系研究

来源 :广西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:majk509
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目的:铅锌矿开采活动造成周边环境受重金属污染,居民可通过摄入当地环境中水源或食物而导致重金属暴露风险升高。然而,停止开采活动多年的铅锌矿,其对周边环境重金属的分布及居民暴露的蓄积水平仍未完全清楚。因此本研究目的为了解废弃型铅锌矿周边灌溉土壤、生活饮用水、大米中镉(Cadmium,Cd)、砷(Arsenic,As)、铅(Lead,Pb)、铬(Chromium,Cr)、铜(Copper,Cu)、锌(Zinc,Zn)含量的空间分布情况。分析环境介质中重金属的含量与废弃矿周边居民重金属内暴露水平之间的关系,为评价废弃铅锌矿周边环境重金属污染及促进人群健康提供科学依据。方法:此次研究选取广西某废弃铅锌矿所属乡镇为调查区域,采集区域内不同村落的灌溉土壤13份、生活饮用水13份、大米11份,招募自愿参加此次研究的当地常住居民为研究对象227名。问卷收集研究对象的一般人口学资料、吸烟、饮酒情况,采集研究对象清洁中段尿。使用电感耦合等离子质谱仪(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,ICP-MS)测量灌溉土壤、生活饮用水、大米与居民尿样中Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn含量。研究内容分为两部分,第一部分为铅锌矿周边环境重金属空间描述,分析方法为:(1)描述灌溉土壤、生活饮用水、大米Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn含量的范围、变异系数、超标率与单项污染指数;(2)对各环境介质中重金属间进行spearman相关分析;(3)利用经验贝叶斯插值法对环境样本的重金属含量进行插值分析并绘制插值图以描述六种重金属的空间分布情况。第二部分为居民重金属内外水平暴露关联性分析,分析内容为:(1)描述居民尿液重金属浓度的中位数、范围;(2)对居民尿液重金属浓度间进行spearman相关分析;(3)利用经验贝叶斯插值法对各村落居民尿液重金属浓度中位数进行插值分析并绘制插值图以描述居民重金属内暴露水平的空间分布情况;(4)以居民尿液重金属浓度做因变量,灌溉土壤重金属含量、生活饮用水重金属浓度、大米重金属含量、一般人口学特征、吸烟、饮酒情况为自变量,利用多重线性回归分析尿液重金属浓度的关联因素。结果:第一部分结果:(1)环境介质中各重金属含量统计特征:灌溉土壤中Cd、As、Zn含量超标率分别为92.3%、53.8%、76.9%,Cd、Pb、Zn单项污染指数均>1。生活饮用水中仅有Zn含量超标率为7.7%,其他重金属均无超标情况,单项污染指数均<1。大米中Cd、As含量超标率分别为45.5%、63.6%,Cd单项污染指数>1。(2)环境介质中各重金属含量相关性:灌溉土壤Cd、Pb、Zn含量间存在两两正相关(P<0.05),As与Cu、Cr含量间存在正相关(P<0.05)。生活饮用水Zn与Cd含量间存在正相关(P<0.05)。大米重金属含量间的相关关系均无统计学意义(P>0.05)。(3)环境介质重金属含量空间分布:灌溉土壤中Cd、Pb、Zn的含量以矿场附近区域为中心,高值向低值呈辐射状分布,灌溉土壤As、Cr含量在矿场附近村落较低,在较矿场较远的西方与东南方区域含量较高,其余重金属分布无明显空间趋势。生活饮用水中重金属含量无明显的空间分布趋势。矿场附近村落的大米Cd含量更高,数值随与矿场距离增加而衰减,其他重金属含量无明显的空间分布趋势。第二部分结果:(1)居民尿液重金属浓度统计特征:居民尿Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn浓度中位数分别为3.6μg/g肌酐、34.1μg/g肌酐、4.8μg/g肌酐、0.5μg/g肌酐、9.5μg/g肌酐、289.2μg/g肌酐。(2)居民尿液重金属浓度相关性:居民尿Cd、Cu、Pb浓度间两两正相关(P<0.05),尿Cd、As浓度间呈正相关(P<0.05),尿Cu、Cr浓度间呈正相关(P<0.05),尿Cu、Zn浓度间呈正相关(P<0.05)。(3)居民尿液重金属浓度空间分布;矿场附近村落的居民尿Cd浓度较其他村落更高,浓度随与矿场距离的增加而降低。而在矿场附近村落居民尿As、Cr浓度最低,浓度随距离增加而升高。其余重金属空间分布无明显规律。(4)居民内外暴露水平多重线性回归结果:居民尿液Cd浓度与灌溉土壤、生活饮用水、大米Cd含量呈正向关联(P<0.05),系数分别为1.08、65.37、2.62。居民尿Cd浓度与性别、年龄、受教育程度及吸烟情况有关(P<0.05),居民尿液As浓度与职业有关(P<0.05),居民尿Cu浓度与性别有关(P<0.05),尿Zn浓度与年龄、吸烟有关(P<0.05)。其他因素与尿液重金属浓度无关联。结论:1.各重金属的空间分布存在异同。灌溉土壤Cd、Pb、Zn含量与矿场距离有关,越远含量越低,As、Cr在矿场附近含量低而在较远的区域高;生活饮用水各重金属浓度无显著的空间分布规律;大米仅Cd含量与矿场距离有关,越远含量越低。2.尿液重金属空间分布存在异同。居民尿Cd、As、Cr浓度与矿场距离有关,距离越远居民尿Cd浓度越低,而尿As、Cr浓度越高。居民尿液Cd浓度分布与灌溉土壤、大米重金属含量的分布相似,其他环境重金属含量与居民尿液重金浓度无关。
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