垃圾焚烧厂周边土壤-蔬菜中PCBs和重金属的生物可给性及人体健康风险评估

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随着我国城市化进程不断加快,城市垃圾处理已成为不容忽视的问题,垃圾焚烧技术正逐步为越来越多的城市所采用。然而,在垃圾焚烧过程中,随着烟气及灰分所排放的金属尘粒、二恶英、PCBs等有害物质,对周边环境及居民造成危害。  本研究以土壤-蔬菜对象,采集了土壤、蔬菜根、茎叶和降尘样品,对样品中PCBs和重金属(Cd、Pb、Cr、Cu、Ni)的含量分布及富集特性进行了分析,同时研究了污染物的生物有效性,并以此为基础进行人体健康风险评估。本研究主要结论有:  1、焚烧站周边的根围土壤样品(Site A)中多氯联苯的含量(39.32 ng/g)显著高于(p<0.05)对照样中(Site B)的含量(17.02 ng/g)。在两个采样地的根际土壤中,PCB126和PCB123的含量较高。有可能是由于根际周围土壤中自然发生溶解的有机物可以作为PCBs的运输载体,从而导致PCBs的迁移和转化。单因素的方法分析检验结果表明,5种蔬菜中的多氯联苯的含量无显著差异(p>0.05)。两个地区中苦麦菜的PCBs含量最高,其次是生菜和空心菜,最低的是芥菜。苦麦菜叶表皮的蜡状物质可能在吸收过程中发挥了重要的作用。主成分分析(PCA)结果显示,蔬菜样本中的PCB的含量与降尘样本成簇分布;此外,蔬菜样本和降尘样本显示相似的PCB的谱图。这些结果表明,蔬菜茎叶中的PCB可能来自于大气。结果有待进一步的研究和调查。  2、本研究中,两个采样地的土壤中重金属Cr的含量均超过国家标准限值。垃圾焚烧站附近的土壤和蔬菜中重金属的含量均远高于华南植物园中重金属的含量(p<0.05)。Cd研究结果表明,蔬菜茎叶中重金属的含量可能不是直接来自根和土壤的吸收和转移,而是来自蔬菜地上部分的另一种积累途径。两个采样地中重金属含量最高的蔬菜为油麦菜和生菜。  3、土壤中重金属生物可给性的含量分布表现为:胃阶段的生物可给性>小肠阶段的生物可给性(Cu除外)(p<0.05)。土壤中重金属的生物可给性远远小于100%,表明土壤中的重金属有很大一部分不能够被人体的胃肠消化液溶解和吸收。蔬菜中重金属的生物可给性与土壤的情况类似,也是胃阶段的生物可给性>小肠阶段的生物可给性(p<0.05)。  4、蔬菜PCB的风险评估结果显示,采样地A中蔬菜的健康风险值高于采样地B中的风险值,采样地B中的三种蔬菜的致癌风险均没有超过标准限值。两个采样地中大多数蔬菜的HQ值小于基准值1,但是采样地A中苦麦菜(HQ=1.05)和生菜(HQ=1.01)的HQ>1。结果表明蔬菜中PCB对人体的健康风险评估不容忽视。蔬菜中重金属的风险评估显示,5种重金属的总风险值为15.99,重金属的健康风险值Pb(10.11)>Cd(2.99)>Cr(1.69)>Ni(0.75)>Cu(0.45)。结果表明,重金属Cu和Ni的健康风险相对较小。而重金属Pb对人体的健康风险较其它重金属高。摄入同样量的蔬菜(100g),重金属导致的健康风险值从高到低分别是生菜,空心菜,芥菜,油麦菜和苦麦菜。  5、土壤重金属的风险评估显示,经口摄入途径风险>皮肤接触途径风险>吸入途径风险,在相同的摄入途径下,儿童的风险值高于成人的风险评估值。在三种不同的暴露途径中,重金属Cd和Pb的风险值较高,重金属Cu和Ni的风险值相对较低。儿童的致癌风险值高于成人。重金属对人体的致癌风险评估已经不容忽视。
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