（自然地理学专业论文）白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价.pdf

摘要 健康风险评价是表征环境污染物对人体健康危害程度( 或致死) 的一种风险评价方 法。本论文选择环境污染问题比较突出的白银市白银区为调查区域，通过对重金属污染 的回顾分析和实地调查，总结了白银区重金属污染的一般规律及特点，估算了该区居民 在重金属暴露下的健康风险，为区域环境和企业管理提供了理论依据和治理方向。研究 表明： 1 白银区的重金属污染以c d 、p b 、c u 、z n 为主，其中，土壤的重金属污染以东大 沟污灌区最为严重；污灌区作物重金属含量普遍超标，尤其是蔬菜的超标情况更为突出。 本次市场食品的抽样调查中未见明显的重金属污染现象，平均值除c d 外均低于国家食 品卫生标准；白银区居民饮用水源重金属含量均低于国家标准；大气重金属与其他地区 相比较，污染严重。 2 人体重金属暴露量以体铅为例，对7 2 个儿童尿铅测定中得出：该区儿童尿铅的 平均值为o 2 3 11 1m o l l ，标准差为0 t 5 2 1 tm o l l ；男性均值0 2 4 21 1m o l l ，女性均值 0 2 2 2 u m o l l ，男性 女性。按照尿铅0 3 9 u m o l l 的国家标准，共有8 人超出该标 准，超标率为1 1 1 。 3 白银区人体健康状况为；( 1 ) 白银区重金属污染下的居民已经有6 3 4 表现出了 与重金属污染有关的症状，以慢性中毒症状为主，有过慢性中毒症状的人群占总调查人 群的5 6 6 ，睡眠障碍、记忆力减退、头疼、头昏表现明显i 有6 9 的人群有可能有 过重金属急性中毒症状，与铅中毒有关的腹部阵痛症状表现的人数较多，有慢性肾炎、 急性肾炎和肾萎缩的人数较少；其余人群未见明显的重金属中毒症状；( 2 ) 女性在慢性 和急性中毒症状的总体表现更为明显；慢性症状的发病率女性大于男性，急性症状男女 差别不是很大；在相同环境当中女性免疫系统受损害的的可能性及程度要高于男性；( 3 ) 不同工作环境人群健康的表现当中，事业人员以神经衰弱综合症为主，肌肉酸痛，四肢 和关节疼等症状是自银区事业人员重金属中毒的典型症状；工人急性中毒症状严重；( 4 ) 白银区儿童智商与尿铅呈弱的正相关，反应时闻与屎铅无相关性；综合平衡能力与尿铅 有关：尿铅含量较大的儿童综合平衡能力较小。 4 白银重区金属污染下人体健康的风险表现为以下规律：饮水途径 食入途径 吸 入途；以三种暴露途径计算出白银区居民在重金属致癌物c d ( 饮水途径中有c r ”和a s ) 及非致癌物p b 、c u 、z n ( 饮水途径中有h g ) 污染下的个人健康总风险为2 3 7 1 0 1 年， 超过i c r p 规定的最大可接受风险3 5 倍，而在污灌区该风险可能还要提高近3 倍。 根据本区的重金属污染现状及特点，本文提出了相应的改善对策。 关键词：白银区重金属污染暴鼹量人体健康风险改善对策 a b s t r a c t h e a l t hr i s ka s s e s s m e n ti so n ek i n do fm e t h o dw h i c hi s u s e di nc a c u l a t i n ga n d e x p r e s s i n gt h ei n d i v i d u a l h e a l t hh a z a r dr e s u l t i n gf r o me n v i r o n m e n tp o l l u t i o n - t h e a u t h o rs e l e c t e db a i y i nd i s t r i c ta st h er e s e a r c ha r e ab e c a u s eo fi t ss e r i o u sp o l l u t i o n ， a n a l y z e dt h e c h a r a c t e r i s t i c so fh e a v ym e t a l sa n de s t i m a t e dt h el e v e lo fh e a l t hr i s ki n o r d e rt oo f f e rp o w e r f u ls c i e n t i f i ce v i d e n c ef o re n v i r o n m e n tm a n a g e m e n t 。t h r o u g h r e t r o s p e c t i v ea n a l y s i sa n d f i e l di n v e s t i g a t i o no fh e a v ym e n t a lp o l l u t i o n 。t h eg e n e r a l o r d e r l i n e s sa n dc h a r a c t e r i s t i c sw e r ec o n c l u d e di nt h ef o l l o w i n gm a n n e r ： 1 i nt h i sd i s t r i c t 。t h ep o l l u t i o no fh e a v ym e n t a l sc d ，p b ，c u ，z na r ee v i d e n t ， e s p e c i a l l y i nw a s t e w a t e ri r r i g a t i o na r e a s t h el e v e lo fh e a v ym e t a l si nr a n d o m s a m p l e so ff o o dw a sb e l o wc h i n e s ec r i t e r i o ne x c e p t c di n v e g e t a b l e i nt h i s i n v e s t i g a t i o n 2 t h ea v e r a g en u m e r i c a lv a l u eo fl e a di n c h i l d r e n su r i n ei nt h i sa r e ai s 0 2 3 1 0 1 5 2 m o l lt h e r ea r e8c h i l d r e nw i t hl e a dl e v e l si nt h e i ru r i n eb e y o n dt h e n a t i o n a ls t a n d a r d t h er a t i oo f s u p e r s c a l eb e i n g1 1 1 3 t h eh e a l t hc h a r a c t e d s t i c so fr e s i d e n t si nt h i sa r e aa r ea s f o l l o w s ：( 1 ) 6 3 4 o f t h ep o p u l a t i o ni nt h i sa r e as h o w st h ep r o b a b l et o x i c o s i ss y m p t o m sd u et oh e a v y m e t a l s ，e s p e c i a l l yi n c h r o n i cs y m p t o m ss u c ha sn e u r a s t h e n i ci n c l u d i n gi n s o m n i a ， h e a d a c h ea n dd i z z i n e s s t h ec h r o n i cs y m p t o m sa r e5 6 6 o ft h o s ea f f e c t e d t h e a c u t es y m p t o ms h o w s n e p h r i t i sa n dg a s t r i c i c i s m ，t h er a t i oo fw h i c hi sa b o u t6 9 ：( 2 ) t h ef e m a l es y m p t o m sa r em o r eo b v i o u st h a nt h em a l e s i nt h es a m ee n v i r o n m e n t ， f e m a l ea b i l i t yo fi m m u n i t yi sm o r e l i k e l yt ob eh a r m e db yh e a v ym e t a l s ；( 3 ) d i f f e r e n t c a r e e r sc o n t a c td i f f e r e n te n v i r o n m e n t s f r o mt h ea n a l y s i so fi d i o g r a p h i ci n s t a n c e si n b a m nd i s t r i c t , w o r k e r sh a v em o r ep r o b a b i l i t yo fc o n t a c t i n gt h et h i c k e rh e a v ym e n t a l t h e a n a l y s i s o fr e s i d e n t i a lh e a l t hi nd i f f e r e n tc a r e e rp o p u l a t i o n ss h o wt h a tp e o p l ew h o e n g a g ei n b r a i n w o r kh a v es i g n i f i c a n t s y m p t o m si n t h en e r v e s y s t e m ，w h i l et h e i n c i d e n c eo fa c u t eg a s t r i c i s ma n d e p h r i t i so fw o r k e r s i sh i g h e rt h a nc i v i ls e r v a n t s i t c a nb ec o n c l u d e dt h a tw o r k e r sh a v eb e e na ts e r i o u s p o l l u t i o nr i s ko fh e a v ym e t a l sa n d t h a tt h e i rh e a l t hr i s k sa r eb i g g e r ；( 4 ) c h i l d r e n si qh a ss o m em i n u s c o r r e l a t i o nw i t ht h e b o d yl e a d ( s c a l e db yu r i n el e a d ) ，t h ea b i l i t yo ff e e d b a c kh a sn oc o r r e l a t i o nw i t hu r i n e l e a d t h ec a p a b i l i t yo fb e h a v i o rh a sf o l l o w i n gc o r r e l a t i o n ：t h ec a p a b i l i t yo fb e h a v i o r d e c r e a s e sw i t ht h ei n c r e a s eo fu n n el e a d t h i c k n e s s 1 i 4 t h r o u g ht h ei n v e s t i g a t i o no fh e a v ym e t a l s p o l l u t i o na n da n a l y s i so fr e s i d e n t s h e a l t hi nb a i y i nd i s t r i c t t h ed s ko fi n d i v i d u a lh e a l t hi nt h i sd i s t r i c tw a sc a l c u l a t e db y t w oe x p o s u r em o d e si n c l u d i n gi n t a k ea n db r e a t h i n t a k ec a nb ed i s t i n g u i s h e db y d r i n k i n ga n de a t i n g s o ，t h ec h a r a c t e r i s t i co fm a g n i t u d eo fh e a l t hd s ki sd r i n k i n g e a t i n g b r e a t h i n g t h eg e n e r a lr i s ko fi n d i v i d u a lh e a l t hi s2 3 7 x 10 4 a w h i c hi s4 5 t i m e so ft h em a x i m a la c c e p t a b l er i s ks t i p u l a t e db yi c rp w h u et h i sr i s km a yi n c r e a s e 2t i m e si nt h ew a s t w a t e r i r r i g a t i v ea r e a a c c o r d i n g t ot h e p o l l u t i o n s t a t ea n d c h a r a c t e r i s t i c s ，t h ec o r r e s p o n d i n g c o u n t e r m e a s u r e sa r ea d v a n c e d w em u s tn o to n l yc a r r yo u tt h ec h e m i c a l ，p h y s i c a l a n d b i o l o g i c a lr e s t o r a t i o n sf o rt h ep o l l u t i o ns o i l ，b u ta l s oi m p r o v e t h ee l i g i b l er a t i of o r r e d u c i n gt h eh e a v ym e t a l s t h i c k n e s si nt h es e w a g e f u r t h e r m o r e ，t h ev i r e s c e n c e m e a s u r ec a nb eu s e dt od e p u r a t ea i r k e yw o r d s ：b a i y i nd i e t d c t ；h e a v ym e t a l s ；e x p o s u r ed o s e ；h e a l t hr i s k ；c o u n t e r m e a s u r e s i l l 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北师范 大学或其他教育机构的学位或证书丽使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 日期：确g 、冬 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：渔玉导师签名：匡翅兰日期：型：皇 温飞：白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 1 引言 i 1 健康风险评价背景 人类从事物质生产和其它各种活动的时候，不可避免地要产生各种废物，这些废物 如果不经过适当地无害化处理和资源化利用，或是处理处置方法不适当，流失或排放到 环境中，就会对环境造成影响或破坏。在当代世界的范围内，重大的环境问题频频发生。 新旧公害事件不断出现，酸雨、臭氧层破坏、二氧化碳含量增加等环境污染遍及全球， 继而严重破坏生态环境，威胁到人类健康和生存，已引起各国普遍关注。 在影响人体健康的诸多因素中，化学污染物占首位，环境中化学物质种类繁多，成 分复杂。据美国登记的化学物质已达7 0 0 多万种，每年又有4 0 万种新化学物质出现， 约有1 0 0 0 种新化学物质投放市场，常用的化学物质达7 万种，另有约4 万种化学物质 在商品中销售，每年约有5 0 0 1 0 0 0 种新化学物质投入使用。这些化学物质通过大气、 水体、土壤、食物等途径进入人体，造成健康损害。现已证明，大约有几十种化学物质 能诱发人类癌症，几百种能在动物中诱发癌症，上千种能损害细胞中的d n a ，影响人 类种群的质量“，对人群产生健康危害，使长期生活在污染地区的人群死亡率升高等等。 我国是一个发展中国家，在经济发展过程中不仅会遇到工业发达国家的环境问题， 而且还会发生一些特有的环境事件。随着经济的持续发展，我国环境污染问题日益严重， 在此情况下，我国城镇居民主要死因、疾病已由过去的传染性疾病为主，转变为非传染 性疾病占主导地位。近年来脑血管疾病、恶性肿瘤和呼吸系统疾病的死亡率呈明显上升 的趋势，全国每年新发脑血管疾病病人1 5 0 万人，死亡1 0 0 万，恶性肿瘤病人1 6 0 万人， 死亡1 3 0 万。已有研究”表明：人类9 0 的癌症系化学致癌物引起，环境污染已成为影 响人类健康和死亡的四大主要因素之一。 在化学物质生产使用已十分广泛的今天，为了预知和估算有害因子的不良影响，一 般采取风险评价的办法，对某一有害因子或多种有害因子进行风险评价。风险的大小通 常用不良影响发生的机率，即在一定期间内有可能受有害因子影响的个体数与暴露于某 有害因子的个体总数之预期比例来表示。对有害因子的不良影响发生的机率进行评价的 过程称为风险评价。健康风险评价可以在已知暴露条件下，估计污染可能产生的健康效 应类型的特征，估计这些健康效应发生的概率( 风险度) ，估计具有这些健康效应的人数， 在空气、水、食品中某种有毒物质可接受浓度的建议值。近些年来最活跃、最引人注目 的是有毒化学品的风险评价。1 9 9 1 年1 1 月，由1 0 4 个国家草签了有毒化学品伦敦准则 和p i c 程序，要求建立有毒化学品的风险评价和政府问的风险管理机制。1 9 9 2 年巴西 温飞：白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 环发大会把有毒化学晶列为二十一世纪七大全球环境问题之一。目前国内正在积极发展 风险评价技术，为我国与化学品管理部门提供必要的技术支持，并且子近年成立了风险 评价专业委员会。有害因子危及的对象可以是人，也可以是生态系统，故风险评价又有健 康风险评价和生态环境风险评价之分。人体健康侧重于生命个体的风险，这是与生态风 险评价侧重于种群和生态系统的风险的不同之处。另一方面，也可以说人体健康风险评 价是生物个体水平的生态风险评价。为了便于进行健康风险评价，常把有害化合物分成 致癌或非致癌两大类。非致癌物一般以阈值机制发生作用，如对系统影响的表现通常需 要暴露或剂量达到一个阈值水平，系统毒性通常被认为有一个可确认的暴露阈值，在此 阈值下，观察不到不利影响。对于致癌物来说，不能应用闽值规则，因为不存在阈值， 当然在一些致癌物中，也有证据表明“1 需要达到一定的数值才会产生致癌影响。 1 2 健康风险评价的研究进展 在环境保护、轻化工产品、农药、医学管理、食品监督及职业安全等领域进行健康 风险评价有着极重要的意义。据统计，目前常用的化学物质约1 0 0 0 多种，因此控制化 学品的污染，保障人的健康已成为十分追切的问题，健康风险评价是有效控制化学品风 险的技术依据。 人类很早就认识到环境受到污染后可能影响至0 健康，但真正开始注意到有害因素与 健康效应之间的关系是在1 6 世纪至1 8 世纪，这一时期概率论也得到了一定的发展，可 以说初步奠定了现代环境健康风险评价的基础。1 9 世纪3 0 年代，人们认识到污染物的 毒性和暴露程度与人群的健康效应有密切的关系，并据此提出可接受浓度的概念，开始 制定作业环境的容许浓度。第二次世界大战结束后，石油、化工工业发展迅猛，环境化 学物质污染及其健康危害的问题e l 益突出。1 9 世纪5 0 年代，健康风险评价的安全系数 法首次提出，即用动物实验求得未观察到效应的剂量水平( n o e l ) 或未观察到有害效 应的剂量水平( n o a e l ) ，将这个值除以安全系数( s a f e t y f a c t o r s ) ，估计人的可接受摄 入量。1 9 世纪6 0 年代以后，关于致癌物有无阈值以及致癌物的危险评定方法成为研究 者们关注的课题，一些学者提出实际安全剂量( v s d s ) 来估计致癌物的实际危险度n 0 1 。 1 9 7 6 年美国国家环保局( u s e p a ) 首先公布了可疑致癌物的风险评价准则，提出了有毒 化学品的致癌风险评价方法，这个方法为很多环境立法机构所接受，同时也引起了学术 界更广泛深入的研究和讨论，使风险评价的方法日渐普遍和成熟o ”“1 。但由于没有规范 化程序，不同研究室常采用不同的评价方法。1 9 8 3 年，美国国家科学院( n a s ) 编制了有 关风险评价的研究报告，提出了风险评价的危害鉴定、暴露评价、热量反应关系评定和 2 温飞：白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 危险特征分析四步模式，对一些技术术语作出了明确规定。这个模式得到了世界学术界 的普遍认可。在此基础上，美国环保局对致畸物、生殖毒物、混合化学物质等有毒物质 的风险评价相继问世。目前，风险评价方法己被法国、荷兰、日本、中国等许多国家和 一些国际组织如经济发展与合作组织( o e c d ) 、欧洲经济共同体( e e c ) 等所采用，已经广 泛应用于致癌物的健康风险评价，而且非致癌物的健康风险评价目前也基本遵循这样的 评价步骤。由于健康风险评价是从癌风险评价开始的，因而癌风险评价是研究最多、程 序相对成熟的风险评价方法。此外，致诱变性、生殖毒性、发育毒性、神经毒性等风险 评价程序也相继建立“”1 。我国的环境健康风险评价工作实际上是在解放以后才得以起 步。最初是借鉴前苏联的经验，制定了一系列的环境卫生标准：2 0 世纪8 0 年也开始了 对事故风险的重视与研究工作，国家环保局于1 9 9 0 年出版了“环境风险管理”，要求对 重大环境污染事故隐患进行环境风险评价。9 0 年代在我国的重大项目的环境影响报告书 中也普遍开展了环境风险的评价，尤其是世界银行和亚洲开发银行贷款项目的环境影响 报告书中必须包含有环境风险评价的章节。近年来，一些学者实际应用健康风险评价方 法对严重危害人体健康的环境化学物质的风险进行了定量评估，研究范围也逐步扩大。 一般都是针对具体地区的环境污染的风险评价比较多，而针对致癌或非致癌化学品来进 行健康风险估算相对较少。有代表性的如胡二邦嘲等人开展了非核设施排放放的气载污 染物的健康危害风险预测及某核动力研究设计院废水捧放健康风险评价；林道辉，朱利 中“”等人分析了中国东部沿海某镇小冶炼地区多介质环境中致癌物p a _ 1 - h 的浓度水平并 进行了风险估算等。 我国对重金属污染方面已进行了比较详细的研究，尤其是对比较常见的c d 、p b 、 c u 、珏等，确定了其在植物一土壤系统的中的累积援律为根 茎 叶 果实，得出了其对 植物毒性效应的一般规律“”删，认为根作为屏障阻碍了重金属向上的迁移。重金属的超 量积累植物对污染地区的土壤恢复方面的研究m 嘲也取得了一定的进展，但重金属污染 物的健康风险评价较少。陈同斌、郑袁明1 等在国内率先开展省级单元的大规模区域土 壤环境质量评价与污染风险研究；丁爱芳“”等人对南京城郊的重金属含量进行了分析和 健康风险评价；胡宁静m 1 等人对江西贵溪冶炼厂的重金属污染物进行了生态风险评价 等，部分还为政府有关部门的决策提供了可靠的科学依据。目前我国的现代环境健康风 险评价还处于引进、消化和普及阶段，实际应用还有待于进一步发展。 白银市是一个以铜为主的多金属矿区，已形成了一个以有色金属冶炼和化工为主的 工业区，是我国重要的有色金属冶炼与加工工业基地之一，城区工厂多而且分布也比较 集中，废水和废气的排放量大。甘肃省环保局在7 0 年代末8 0 年代初对白银地区土壤、 作物中的重金属进行了全面的调研，研究结果指出，该地区重金属c d 、p b 、c u 、z n 的 3 温飞：白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 污染比较突出m 圳；9 0 年代白银市环保局立项对白银区的土壤和作物的重金属污染规律 作了全面的研究，相继发表了许多论文“蜘，得出了相似的结论。生活在该城市中的人 群是否受到重金属污染、对人体健康的危害有多大等健康风险评价未见报道。因此，本 论文着重探讨白银区重金属污染下人体健康的风险评价。 1 3 本次研究中健康风险评价范围的确定 金属元素是周期表中由硼至砹连线左侧除氢之外所有元素的总称，重金属是指比重 在4 0 以上约6 0 种金属元素或比重在5 0 以上的4 5 种金属元素。重金属污染问题一直 受到人们的关注，各种重金属元素在人体体内的正常含量均小于人体体重的o 0 1 ，属 于微量元素。有的微量元素是人和动物生长发育必需的，如铜、锌、钒等，有的是非登 需的，可能的污染元素如汞、铅、镉等。生命起源于自然界，又永不停息地将自然界的 非生命物质转化成生命物质成为自身的组成部分，在对环境的不断适应中推动着生物演 化的历程。因此，生物和环境是统一的，生物体的物质组成( 如生物体中的元素) 和环 境的物质组成( 如环境中的元素) 也是统一的。人体通过新陈代谢作用和周围环境不断 进行物质和能量交换，不断将环境中的无机物转化成生命物质成为自身的一部分，又将 自身的生命物质逐渐衰退老化分解为无机物还给周围环境。从而重复着生命起源和演化 的历史过程。这些论述表明：在生物演化过程中环境元素丰度是控制生物元素丰度的 重要因素；各生物元素在体内的绝对含量及相对比值是生物演化过程中形成的，只容 许在一定范围内变化，只有如此才能维持人体的健康； 环境元素与生物元素不断交流 以保持动态平衡关系，生物体为这种内外元素的交流提供了通畅的途径。这就为环境重 金属污染损害人体健康的病因学提供了重要的科学理论。当环境污染使局部地区的重金 属元素( 包括必需元素) 浓度过高时，当地居民与环境之间的元素交换即会出现不平衡 现象，即人体从环境中摄入的某些金属元素的量超过了人体所适应的变动范围，体内不 同元素之间的固有比例破坏了，这时就对人体健康产生危害，引起疾病，发生金属中毒， 甚至死亡。因此本次重金属污染评价范围包括：白银区土壤、作物当中选择超标的c d 、 p b 、c u 、z n 等4 种重金属，大气评价范围根据我们本次测定的结果也是以c d 、p b 、c u 、 z n 等4 种重金属为主，水体重金属以白银市环保局常规监测的c d 、c ，、a s 、p b 、c u 、 z n 、h 9 7 种重金属作为评价范围。人体暴露量的测定因受到人力物力财力等诸多方面的 限制，一般暴露人群选择儿童体铅作为检测指标，高暴露人群( 工人) 参照已有的调查 资料；人体健康效应的评价范围主要以城区居民、儿童为主；健康风险评价当中的人群 范围包括了污灌区和城区居民的健康状况评价。 4 温飞；白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 2 调查区概况及研究方法 2 1 调查区概况 2 1 i 地理概况 白银市是中华人民共和国建立以后随着矿产资源的开发利用而建立的新兴工业城 市，1 9 5 8 年设立市级建置，1 9 6 3 年撤销，1 9 8 5 年8 月1 日经国务院批准恢复建市。白 银市地处黄土高原和腾格里沙漠过渡地带，海拔1 2 7 5 3 3 2 i m ，大部分地方1 4 0 0 2 0 0 0 m 。 年降水量1i 0 3 5 2 m ，年蒸发量2 1 0 l r m ，气候干燥，气温同较差大，光照充足，气候类 型属河东半干旱向河西干旱的过渡带。黄河流经全市2 1 4 k m ，域面积1 4 7 万k m 2 ，白银 市全年日照时数2 5 0 0 2 7 0 0 h ，自东南向西北增多，比甘肃省内河东各地偏多，而比河 西地区略偏少。景泰、白银、靖远、平川等县区在2 6 0 0 h 以上，会宁县在2 5 0 0 2 6 0 0 h 之间。全市年太阳辐射达5 7 0 0 6 2 0 0 m j t 舻，除会宁南部外( 约5 7 0 0 m j m 2 ) ，其余各县 区均在6 0 0 0m j m 2 左右。夏作物生长期( 4 7 月) 太阳总辐射量2 5 0 0 2 7 0 0m j m 2 ，秋 作物生长期( 5 9 月) 太阳总辐射量2 9 0 0 3 2 0 0m j m 2 。多数作物生长活跃期( 日平均气 温1 0 ) 的太阳总辐射量2 9 0 0 3 8 0 0l 玎2 ，光能资源丰富。 该地区年平均气温5 l o ，大部分地区7 9 c ，大体分布呈北高南低。全年风向以 偏北风为主( 图1 ) 。白银市年降水量1i o 曼强彻，7 0 的降水集中在6 9 月，降水量 年际变率大，平均相对变率2 0 ，最少年降水量只有正常年的一半“” j- 乙n 一- 亡- s 图1 白银区风玫瑰图( 据2 0 0 4 年气象资料绘制) 白银市现辖白银、平川两区，会宁、靖远、景泰三县，全市共有6 4 个乡，1 8 个镇， 7 个街道办事处。辖区土地面积2 1 2 万k 群，其中市区3 4 7 8k m 2 ，全市总人口1 7 4 8 5 万人，其中城镇人口4 9 9 9 万人，非农业人口3 9 2 2 万人，人口规模居全省第九位m 。 5 望! ! 皂堡垦重垒曼曼銎王竺壁壁垦堕塑塑生塑竺 白银区是市辖区，现辖三乡、二镇、五街道，4 5 个行政村，3 1 个居民委员会，全区总 面积1 3 7 2k m 2 。白银区人口以非农业人口为主，2 0 0 3 年末统计总人口为2 7 8 8 万人，其 中农业入口7 9 4 万人，非农业人口1 9 9 4 ，分别占全区总人口数的2 8 5 和7 2 5 。 该区属大陆性气候，年均气温7 9 ，降水量2 0 0 毫米，四季分明，日照充足，夏无酷 暑，冬无严寒。 2 1 2 调查区环境污染概况 白银是一座新兴的工业城市，环境质量问题主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 工业三废污染 白银市工业三废的排放总体呈逐年上升的趋势。废气：2 0 0 3 年废气排放总量为 5 9 2 1 1 1 6 万标立方米，工业废气的排放量和净化量以白银区和平川区最大，两区合计总 量分别占全市总量的9 4 8 和9 5 6 ；工业燃烧废气排放量为4 4 3 1 0 5 1 万标立方米， 工业烟尘排放量为1 2 7 4 0 6 4 吨，排放行业主要是建材及非金属矿物制品业、电力和有 色金属冶炼业。生活及其他s o 。排放薰为2 6 8 2 吨，生活及其他烟尘排放量为3 8 9 0 吨。 废水：2 0 0 3 年白银市工业用水总量为1 2 1 6 0 7 7 9 万吨，其中新鲜用水量为6 2 2 9 6 0 万吨，工业重复用水率9 4 4 。工业废水排放量为1 8 2 5 7 5 万吨，排放达标水量为 1 2 2 9 2 5 万吨，达标率为6 7 3 3 ，余均直接排入黄河，对黄河造成较为严重的污染， 排放大户主要是有色金属冶炼行业和电力行业，排放废水分别占全市废水排放量的5 5 5 和2 7 6 ，化工行业废水排放量占到全市排放量的1 0 3 ，排放区域主要集中在白 银区、平川区和靖远县，其排放量占到全市排放总量的9 9 6 。白银市工业废水中的 主要污染物及指标有9 种，分别是化学需氧盘、石油类、砷、铅、六价铬、汞、挥发酚 和氨氮。由于大量的工业废水未经彻底处理便排入黄河，造成黄河白银段重金属严重超 标“。废渣：白银市工业固体废物的来源重要是白银公司的尾矿、冶炼废渣、靖远 电厂的粉煤灰、靖远矿务局的煤矸石和银光公司的化工废渣等。2 0 0 3 年白银市工业固体 废物产生量尾2 9 9 6 5 万吨，其中危险废物产生量为6 0 1 5 1 吨，比2 0 0 2 年增加了4 5 6 。工业固体废弃物排放量为0 3 6 万吨，储存量为2 3 4 7 2 万吨。 ( 2 ) 大气污染 根据多年的研究成果，白银市城区大气主要呈煤烟型污染，根据白银市环保局2 0 0 3 年的监测资料s 0 2 的日平均值为0 1 9 5 g 一，超过三级标准0 9 5 倍，超过二级标准2 ，2 5 倍a 三类区的s o z 年日均值0 3 2 8 m g m 3 ，超过三级标准2 。2 8 倍。二类区的s o 。年日均值 为0 1 5 6m g m 3 ，超过三级标准0 5 6 倍，超过二级标准1 6 倍。在白银区城区，二类区 6 温飞：白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 3 个测点中代表城市南部区域的测点污染最重，超标1 8 2 倍，代表市北部区域的测点超 标1 7 7 倍酬，均未达到国家环境空气质量功能区标准。n o 。的日平均值均为0 0 2 8 m g 一。 市区大气4 个测点的n o 。浓度均达到国家环境质量功能区二级标准，中心区域的n o ：浓度 较重，边缘地区较轻，这与城市中心区域车流量多有关。总悬浮颗粒物年i 了均值为0 4 6 9 m g m 3 ，超过三级标准0 5 6 倍。三类区的总悬浮颗粒物年日均值为0 5 5 1m g m 3 ，二类区 为0 1 1 5m g m 3 ，分别超过国家三级标准0 8 4 倍和0 4 8 倍，市区4 个测点的年臼均浓 度没有一个达到环境空气质量三级标准，全市区有6 5 4 的天数总悬浮颗粒物超标，三 类区有5 2 o 的天数超标，二类区有6 9 9 的天数超标。日平均值没有一个达到国家 环境空气质量功能区三级标准。很明显，总悬浮颗粒物已成为白银市环境空气中的主要 污染物，而且有东部污染重于西部的特征。三项污染的污染指标综合评价白银区环境质 量的现状，4 个测点全部超过国家三级标准。此外，因受到能源结构和气侯条件的影响， 白银区空气环境质量具有明显的月变化规律，在采暖期期内，燃煤增加，s 0 2 、n 鸥、总 悬浮颗粒物浓度上升，季节变化规律明显。 ( 3 ) 水体污染 过境的黄河水基本是区域工农业生产和生活用水的唯一来源“”。黄河白银段的水质 常规监测有以下指标：水温、p h 、电导率、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、 氨氮、石油类、挥发酚、汞、铅、化学耗氧量、总氮、硒、硫化物、氰化物、砷、六价 格、镉、铜、锌、氟化物、粪大肠菌群等。以上各项污染物的沿程浓度( 空间变化) 情 况显示氨氮、总磷、铅和粪大肠菌群等是黄河白银段的特征污染物。2 0 0 3 年黄河白银段 年均值超标污染物有粪大肠杆菌和总氮，趣标倍数分别是4 8 4 和1 5 3 倍。另外，黄河 白银段全年不同程度出现超标现象的污染物还有氨氮、总磷、铅、六价铬等，年均值分 别为0 5 5 、0 1 3 、0 0 1 6 和0 0 2 7 m g l ，虽未超标，但均比2 0 0 2 年有所上升。黄河白银 段不同水期( 时间变化) 水质监测及综合污染指标评价表明，2 0 0 3 年枯、丰、平三个水 期均为轻污染，其中枯水期最严重。城市集中式生活饮用水水源地水质状况为：白银公 司二水源水质达标率为9 2 3 ；动力公司水源水质达标率为9 2 6 。各水域区域水质均 达到了相应功能区的标准。主要污染指标为粪大肠杆菌、总氮和氨氮，超标率分别为1 0 0 、1 0 0 和1 2 5 。 ( 4 ) 声环境质量 白银全市声环境的主要噪声源是生活噪声和交通噪声。声源构成情况为：社会生活 噪声源5 7 ，交通噪声源1 5 ，施工噪声源3 ，其他噪声2 5 。全市区区域环境噪 声平均等效声级为5 2 2 d b ，要好于一类标准。城市道路交通噪声等效声级年平均值为 6 9 4 d b ，末超过国家规定的标准7 0 d b ，属于轻度污染。 7 温飞：白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 ( 5 ) 其他污染 白银市环保局的常规环境质量监测未列入土壤和作物的监测，根据已有的研究结果 只作了重金属含量的测定，在本论文第三部分将详细介绍。 2 2 研究方法 2 2 1 风险评价中样品的采集与检测 在进行与风险评价相关资料收集的基础上，需要采集以下数据：生活饮用水中重金 属浓度、市区人群食用的食物中重金属含量及大气重金属含量； 2 2 。1 1 生活饮用水中重金属含量的调查 以白银市环保局生活饮用水2 0 0 4 年的检测数据为依据。 2 2 1 2 大气重金属采样 本次对白银区设置三个测点，分别编号1 号测点、2 号测点和3 号测点( 参考白银 市环保局测点布点图) ，测定三天，每天两次，分别是早上l o 点和下午4 点，三个点同 时测枣。采样仪罨为江苏徽粤亍馋努仪表厂的d f c 一3 b t 型粉尘采样器，流量2 4 3 0 l m i n ，采样时间1 0 分钟。采样点的布设见图2 。 2 2 1 3 食物采样 选取白银区两个较大的市场( 图3 ) ，随机选取居民日常食用的粮食( 米和面) 4 份、 肉两份及常见的蔬菜l o 种2 0 份，共计样品数2 6 个( 样品编号见表1 ) 。 表1 按食品采样地点的划分及相应编号 垒曼垒整鏊鱼旦墅坌型坌 壹堑! 主登墨堕曼堕堑! 宝登曼塑呈 土豆 茎叶类1 - 12 - 1 白菜茎叶类1 - 2 2 - 2 青椒果实类卜3 2 3 番瓜果实类卜4 2 4 西红柿果实类卜5 2 - 5 茄子果实类卜6 2 - 6 黄瓜 果实类卜72 7 芹菜茎叶类卜8 2 8 油菜茎叶类卜9 2 - 9 菠菜茎叶类卜l o 2 一l o 肉 卜1 12 一1 1 面粉卜1 2 2 一1 2 - - 4 v _ - _ _ - _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ - - i _ _ - _ _ - _ - - _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - i l _ - _ _ _ 一 8 温飞：白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 其中，将蔬菜按照食用部分不同可分为根类、果类和茎叶类，具体划分见表1 。由 于本次取样未取到根类蔬菜，故只划分两类：果类蔬菜：5 种共有样品1 0 份；茎叶 类蔬菜：5 种，样品共l o 份。 图2 白银区大气监测点及主要大气污染源分布示意图 2 2 1 4 儿童体铅水平检测 t 儿童体铅水平的检测指标选择尿铅。对尿铅的调查主要针对学龄j l 童( 年龄在6 1 5 岁之间) ，选择白银区4 个学校( 包括两所小学与两所中学) ，学校自的盎取按照白银区 常年风向( 见图1 ) ，大致分布为：上风向、下风向各一所小学和中学( 图3 ) ，按照不 同的年龄组成，随机抽取学生共1 0 0 名，统一取学生的晨尿，于当天检测。 2 2 2 重金属污染与居民健康关系调查 参照毒理学原理和流行病学瓯州的调查方法，设计白银区居民健康问卷( 见附表1 ) 并发放给不同街区( 图3 ) 的居民填写，收回后统计可能由重金属污染而引起的相关病 症。 9 温飞：白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 2 2 3 重金属污染与行为能力调查 根据心理学测验方法，对与尿样对应的儿童作智力量测验( 吴天敏：中国比内测验 简编，北京大学出版社) 和行为测试，行为测试包括测量闭眼单脚站立的时间( 综合 平衡能力) 和测量手抓落尺的动作反应时间( 反映儿童神经系统机能反应速度的能力) 。 采样与调查时间：2 0 0 4 年9 月2 0 0 5 年3 月 2 3 室内分析 图3白银区及本次调查地点分布的模式图 1 食物的前处理参照参考文献嘲，用硫酸、硝酸、高氯酸三酸湿法消解，重金属测定 采用火焰原子吸收法，用s o l l rm 5 大型原子吸收分光光度计测定含量； 大气重 金属测定用火焰原子吸收法测定，仪器为美国p e 公司的m d 3 0 3 0 b 型原予吸收分光光 度计( 研究内容及重金属测定方法方法见图4 和图5 ) ；儿童尿铅含量委托医疗机构 检测用极谱仪法检测。 2 本论文涉及数据3 0 0 0 左右，数据统计及分析由s p s s l l 。5f o rw i n d o w s 数据包分析 完成。 1 0 温飞：白锻区重金属污染下人体健康风险的初步评价 图4 数据采集、检测及风险评价流程 温飞：白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价 重金属测定方法 蔬菜肉粮食大气 预处理 1r1r r 将新鲜样品用匀浆机打去杂物， 成匀浆。磨碎 上上 。 l消解 + ，r - 称取适量样品于三角瓶中，加适 称取适量样品滤膜于烧杯中，加 量混合酸，加盖浸泡过夜，在电适量混合酸充分润湿、浸泡，然 炉上消解，直至冒白烟，消化液 后在电热板上加热微沸。冷却后 呈无色透明或略带黄色。然后用加氢氟酸，加热，使其挥发殆尽， 纯水少量多次洗入具塞试管中，再加硝酸，完全反应后用1 硝 定容待测。 酸溶液少量多次容洗入容量瓶， 定容待测。 原子吸收分光光度计的工作条件 1r 1r 重l 啪， 素 t)( 狭缝r i m ) 髦m 髫a c d2 2 8 8 0 7 2 p b 2 2 0 30 7 8 c