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贵阳市城区灰尘、蔬菜中重金属含量特征及健康风险评价

贵阳市城区灰尘、蔬菜中重金属含量特征及健康风险评价

引用

作者：郁鑫杰贵州师范大学

学位级别：硕士

城市的发展伴随着许多环境问题,其中最受关注的是由重金属对城市环境造成的影响。而重金属最容易通过灰尘和蔬菜这两种介质,从呼吸吸入、手口摄入以及通过食物链进入人体,从而对人体健康造成危害。贵阳市作为我国西部经济发展最快的城... 详细信息

城市的发展伴随着许多环境问题,其中最受关注的是由重金属对城市环境造成的影响。而重金属最容易通过灰尘和蔬菜这两种介质,从呼吸吸入、手口摄入以及通过食物链进入人体,从而对人体健康造成危害。贵阳市作为我国西部经济发展最快的城市之一,其在发展过程中存在一定的污染情况,因此本文以灰尘、蔬菜中重金属作为研究对象,采用现今最为常用的体外模拟方法,从呼吸吸入和手口摄入两种途径对灰尘和蔬菜中重金属的生物可给性进行研究,并在此基础上对该城区人群进行健康风险评估。主要研究结果如下:(1)灰尘中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr这6种重金属元素的平均含量分别为165.41、64.41、966.61、1.92、133.26、164.86 mg·kg,分别是贵州省土壤背景值的5.16倍、1.82倍、9.71倍、2.92倍、3.41倍、4.99倍和1.72倍,说明各重金属在灰尘中存在不同程度的富集,从空间分布上,可以推断出这6种重金属大部分与交通运输以及工业建设有关,蔬菜中重金属元素含量均没有超过限定值,说明不存在明显的污染情况。(2)在模拟呼吸系统中,灰尘重金属生物可给性的相对大小顺序为Zn>Pb>Cu>Ni>Cd>Cr,据推测可能是与重金属赋存形态有关。在模拟消化系统中,各重金属在胃阶段生物可给性的相对大小顺序为Ni>Zn>Cd>Cu>Pb>Cr,在肠阶段生物可给性的相对大小顺序分别为Cu>Zn>Ni>Cd>Pb>Cr,大部分重金属在胃阶段的生物可给性高于肠阶段,而Cu在肠阶段的生物可给性高于胃阶段是由于Cu可以与胰蛋白酶和胆汁盐发生络合作用。(3)蔬菜中重金属在模拟胃肠阶段的生物可给性表现为Cu在叶菜类蔬菜的生物可给性最高,茎类蔬菜的生物可给性最低,Pb在瓜果类和茎类蔬菜中的生物可给性最高,叶菜类蔬菜的生物可给性最低,Zn的表现情况与Pb基本一致,Cd主要在部分叶菜类蔬菜的生物可给性较高,Ni在瓜果类和茎类蔬菜的生物可给性更高,而叶菜类蔬菜中的生物可给性较小,而Cr的表现情况与Ni基本一致。(4)灰尘中健康风险评价结果表明,儿童在呼吸吸入途径下的非致癌总风险为2.75×10,在手口摄入途径下的非致癌总风险为2.58×10,成人在呼吸吸入途径下的非致癌总风险为2.06×10,在手口途径下的非致癌总风险为1.31×10,儿童和成人在两种暴露途径的非致癌风险均未超过1,低于风险阈值,说明不具备非致癌风险;致癌风险结果表明,儿童和成人对Cd、Cr、Ni的致癌总风险值分别为6.38×10和8.71×10,与制定的致癌风险标准相比,儿童和成人的致癌风险均可以忽略不计,而蔬菜的健康风险评价结果表明各类蔬菜中的重金属不会对该城区人群产生健康风险。

关键词：灰尘重金属蔬菜重金属生物可给性健康风险评价

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上海市郊大气干、湿沉降对叶菜的污染效应及其健康风险评价

上海市郊大气干、湿沉降对叶菜的污染效应及其健康风险评价

引用

作者：周枭潇华东师范大学

学位级别：硕士

蔬菜中含有多种人体所必需的维生素、糖类、膳食纤维和矿物质等营养成分,在人们膳食中占有重要比例。近年来,食品中重金属超标事件频频发生,因重金属含量超标而引发的食品安全问题受到了广泛的社会关注。为此,2017年2月,国务院印发的《... 详细信息

蔬菜中含有多种人体所必需的维生素、糖类、膳食纤维和矿物质等营养成分,在人们膳食中占有重要比例。近年来,食品中重金属超标事件频频发生,因重金属含量超标而引发的食品安全问题受到了广泛的社会关注。为此,2017年2月,国务院印发的《"十三五"国家食品安全规划》,强调加强耕地重金属污染治理并明确要求严格实施从农田到餐桌的全链条监管。重金属作为一种无机污染物质,具有高富集、低迁移的特点,严重威胁自然生态环境安全和人类健康。在蔬菜的生长环境中,土壤、水和大气中的重金属污染,会妨碍蔬菜的正常生长发育,且环境中的重金属会在蔬菜体内积累,由食物链进入人体,威胁人体健康。上海市郊地区蔬菜生产基地和零散农田为上海居民供应了大量蔬菜,由于大气沉降、污水灌溉、土壤质量不达标等原因,这些蔬菜面临着严重的重金属污染风险,存在潜在安全隐患。本研究选取上海市郊为研究区域,以Cu、Zn、Pb、Cd、Hg和As六种重金属元素作为主要研究指标,通过大气颗粒物采样和蔬菜的无土栽培模拟实验相结合,系统分析大气沉降对蔬菜重金属的影响。并通过室内干、湿沉降模拟实验,系统地研究蔬菜叶片施用重金属对蔬菜根部及可食部分的贡献率,揭示重金属被蔬菜叶片吸收后,在蔬菜内部的迁移转化过程。分析研究区域大气颗粒物的含量水平,大气颗粒物PM2.5的重金属污染水平;评价施加于叶片不同浓度重金属后蔬菜根部与可食部分的污染水平,以期探索研究区大气沉降与蔬菜重金属污染对人体健康的综合影响。利用无土栽培技术模拟重金属减少根系吸收的影响,完善在自然状态下,蔬菜叶面对大气沉降重金属吸收的机理研究。主要得出以下结论:(1)闵行区PM2.5中重金属元素Cd、Cu、Pb、Zn、Hg和As的平均质量浓度分别为0.49、5.78、17.89、188、0.0104和2.62 ng m。不同重金属元素从大到小排序依次为Zn>Pb>Cu>As>Cd>Hg。健康风险模型计算出闵行区大气PM2.5中重金属经呼吸途径进入人体的年均超额危险度由高到低依次为As>Cd>Pb>Zn>Cu>Hg。对不同人群的危险度对成年男性最高,依次为成年女性和儿童的1.15和1.5倍。(2)大气暴露及室内模拟种植蔬菜实验表明,室内四种蔬菜可食部分中所有元素含量均在标准限值内,大气暴露四种蔬菜Zn、Cd、Cu和As的含量也均小于国家标准规定的蔬菜重金属污染限值。室内模拟蔬菜生长环境较好,重金属含量低,而室外大气暴露条件下蔬菜重金属含量部分超标,其中Pb和Hg超标率为100%。室外大气暴露环境下水培种植的蔬菜可食部分的重金属含量普遍高于室内模拟,表明大气沉降中的重金属对蔬菜具有显著的影响。水培蔬菜的根部六种重金属含量均比较低,属于安全范围。蔬菜可食部分的Cu、Zn、Pb和As与根部对应的重金属呈现出明显的相关性。(3)在干、湿沉降条件下,四种蔬菜叶片对根部重金属富集系数从大到小排序相同,依次为空心菜、油麦菜、青菜和白菜。干沉降对大部分蔬菜的可食部分和根部中的Cu、Cd和As污染效应更大;而Zn、Pb和Hg则相反。总体上,干、湿沉降对于六种重金属的干、湿沉降条件下蔬菜重金属浓度与空白组浓度的比值从到大小排列为As>Hg>Pb>Cu>Cd>Zn。干、湿沉降对蔬菜体内六种元素的贡献系数从大到小排序依次为:Hg>As>Cd>Pb>Cu>Zn。(4)蔬菜重金属污染评价结果表明,室外四种蔬菜中各重金属的单项污染指数按照从大到小的顺序排列依次为Hg>Pb>Zn>Cd>Cu>As。室外四种蔬菜综合污染水平从高到低排序为:油麦菜、青菜、空心菜和白菜。大气沉降对于蔬菜体内重金属有显著的污染效应。干、湿沉降实验中四种蔬菜中重金属的单项污染指数按照从大到小的顺序排列依次为Hg>Pb>Cd>Zn>As>Cu。四种蔬菜总体上综合污染指数从高到低排序为:油麦菜、青菜、空心菜和白菜。(5)蔬菜摄入健康风险评价结果表明,室外四种蔬菜的综合健康风险指数值TTHQ值从大到小依次为:青菜、空心菜、油麦菜和白菜。干、湿沉降后四种蔬菜中不同重金属单因子健康风险指数值THQ排序为:As>Hg>Cd>Pb>Zn>Cu。从不同的受众群体来看,食用蔬菜对成人和儿童均产生一定威胁,儿童摄入蔬菜重金属健康风险普遍大于成人。总的来看,干、湿沉降后四种蔬菜的TTHQ值从大到小依次为:油麦菜、青菜、空心菜和白菜。(6)研究区大气颗粒物PM2.5中重金属单纯通过呼吸进入人体,对人体产生的健康危险较小,而通过蔬菜累积大气干、湿沉降中的重金属后,由于Hg和As产生的健康威胁较大,导致蔬菜的摄入健康风险评价较高,均对人体健康产生一定威胁。

关键词：上海市郊大气沉降蔬菜重金属污染特征健康风险

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