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铅污染的健康危害已经引起人们日益严重的关注,儿童是铅危害的敏感人群,铅污染会对儿童的多种系统造成不可逆的伤害,因此在涉铅项目的环境风险评价中开展健康风险评估十分重要。IEUBK(IntegratedExposureUptakeBiokineticModelforLeadinChildren)模型是美国环保署开发并推荐使用的儿童铅暴露吸收生物动力学模型,综合评估通过空气、饮用水、食物、尘/土、母婴的多途径铅暴露的儿童健康风险。目前我国尚未研发出类似的评估模型。由于我国与美国之间存在极大的地域差异,导致儿童生理和行为有很大的不同,如果采用美国模型中默认的儿童行为模式参数,可能会产生不容忽视的误差。
为在我国合理应用IEUBK模型,本研究在我国西南地区开展了儿童行为模式调查,对模型的暴露参数进行了敏感性分析、本地化和验证,并在一涉铅项目上检验了本地化模型的适用性。主要研究结果如下:
1)儿童行为模式。根据IEUBK模型的结构,采用问卷的方式,调查获得了西南地区云南省3~7岁儿童的室外活动时间、饮食量和饮食种类等儿童行为模式参数。结果表明,调查地区3~4、4~5、5~6、6~7岁儿童的每日室外活动时间均低于对应年龄的美国儿童,其中3~4岁、4~5岁的相当于美国儿童的95%和98%,而5~6岁和6~7岁的近相当于80%和61%。各年龄段儿童的日饮水量平均值均高于对应年龄的美国儿童,其中3~6岁的高出71%~109%。我国儿童的主食摄入比例显著高于美国儿童,食物(主食、蔬菜、水果、肉类)摄入量则是6~7岁儿童明显低于美国儿童,低14%~62%,因此直接引用美国的儿童行为模式参数会造成系统性误差。调查还发现调查地区各年龄段儿童的行为模式参数存在较大的地区及个体间差异,其中日饮水量的变异系数在0.56~0.66之间,室外活动时间的变异系数在0.40~0.79之间,食物摄入量的变异系数在0.31~0.76之间;因此在针对特定项目开展健康影响评价时,建议使用该地区的儿童行为模式参数,或开展实地调查。
2)IEUBK模型敏感性分析、本地化与验证。针对模型的暴露参数进行的敏感性分析显示,血铅含量对尘/土总摄入量的敏感明显高于空气、饮用水和食物摄入量,对尘/土中铅浓度的敏感性明显高于空气、饮用水和食物中的铅浓度,表明尘/土铅暴露对儿童血铅含量变化的影响最大。
在云南省某铅锌矿厂周围污染区及远离污染区的对照地区,根据在云南全省及试点地区的儿童行为模式问卷调查结果、环境介质中铅的含量以及儿童血铅浓度实测值,对IEUBK模型中的土壤/灰尘铅摄入量、食物铅摄入量、饮水铅摄入量和空气铅摄入量等参数进行了本地化和模型验证;并且采用均方根误差(RMSE)、相对平均偏差(RMD)和模型效率(EF)三种指标评价了模型验证的效果。本地化后的模型对中度和轻度污染区以及对照区儿童血铅浓度平均值的预测结果与实测值接近,相对偏差低于2.5%;以10μg·dL-1为儿童血铅超标标准值,本地化后的模型模拟显示重度、中度、轻度污染区和对照区儿童血铅超标率分别为98.98%、97.36%、88.39%和14.94%,与血铅实测结果94.74%、92.86%、82.14%、7.69%相比均略高;三种指标均显示对照区和轻度污染区比中度和重度污染区的模拟效果好。采用默认值的模型模拟的各区域儿童血铅浓度大大低于本地化模型的模拟值。
3)模型本地化效果的检验。以上述儿童行为模式参数为基础,通过实地调查广西省某新建铅冶炼厂周边的环境铅浓度值,比较了本地化与美国默认参数的IEUBK模型预测项目投产后不同年限周边儿童血铅水平及分布。采用本地化后的IEUBK模型预测结果显示,项目投产前和投产后的第5年、第10年和第20年的儿童血铅几何平均浓度分别是7.17μg·dL-1、7.56μg·dL-1、7.80μg·dL-1和8.01μg·dL-1,直接引用基于美国的模型默认参数的预测结果分别为2.98μg·dL-1、3.13μg·dL-1、3.22μg·dL-1和3.31μg·dL-1,偏低58.44%~58.72%。