典型礦區(qū)周邊重金屬污染及居民健康風險評價——以湖南省蘇仙區(qū)為例.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著社會的不斷進步,全球人口的數(shù)量急劇增長,人類正以前所未有的規(guī)模和強度開發(fā)和利用各種資源,不可避免地帶來諸多環(huán)境問題,其中重金屬污染是最受人們關注的環(huán)境問題之一。有環(huán)境醫(yī)學研究的學者認為,人類呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)以及微量元素濃度異常等健康問題在空間上的分布與環(huán)境要素理化性質的改變不無關系。所以弄清礦區(qū)周邊重金屬污染與當?shù)鼐用窠】碉L險之間的關系,對今后區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境治理和居民疾病預防有著重要的理論價值和應用價值。
  本論

2、文主要對湖南省蘇仙區(qū)土地利用變化、重金屬污染現(xiàn)狀、居民健康風險以及重金屬污染與居民死亡率關系等相關問題進行研究,旨在通過對蘇仙區(qū)礦區(qū)周邊環(huán)境重金屬污染與居民健康風險評價相關性的研究,從而為今后預防重金屬污染及其對人體健康的影響奠定基礎。主要研究結果分述如下:
  1.金屬礦區(qū)與土地利用和人口分布變化的研究
  在經濟不斷發(fā)展的進程中,金屬采礦業(yè)、土地利用變化和人口分布之間形成了循環(huán)的正反饋關系。
  蘇仙區(qū)金屬采礦業(yè)發(fā)

3、展迅速,目前已形成集采礦、冶煉和金屬加工為一體的礦冶加工區(qū)布局。蘇仙區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)擁有的金屬礦區(qū)面積差異較大,但由于采礦業(yè)的持續(xù)發(fā)展,各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)也均在不同程度上受到影響,促進土地利用類型之間的轉入轉出。1990-2010年間蘇仙區(qū)和金屬礦區(qū)5km緩沖區(qū)內都表現(xiàn)出林地、草地和耕地減少,建設用地增加的趨勢,金屬礦區(qū)范圍內建設用地增加的趨勢更加明顯。在林地不斷減少的同時,耕地面積也開始大面積減少,這些現(xiàn)象都體現(xiàn)了金屬礦區(qū)與土地利用變化之間的密切聯(lián)系,

4、以及采礦業(yè)對于居住地和工業(yè)用地的吸引。
  金屬礦區(qū)緩沖區(qū)內,平均人口密度在1-3 km緩沖區(qū)范圍內,隨著緩沖距離的增加而增長;在3-10 km緩沖區(qū)范圍內,隨著緩沖距離的增加而下降。1990-2010年間人口大于2000人的行政村主要分布在蘇仙區(qū)中西部近城區(qū)、南部平原地區(qū)和北部平原地區(qū)。人口增長率較大的行政村多集中分布在蘇仙區(qū)北部平原地區(qū)、中西部市區(qū)附近,而南部B冶煉區(qū)附近地區(qū)和中部A采礦區(qū)附近1-3 km的緩沖區(qū)內,人口增加的

5、趨勢也十分明顯。
  2.研究區(qū)重金屬污染現(xiàn)狀及空間分布研究
  由于蘇仙區(qū)采礦歷史悠久,尤其是最近20年間采礦業(yè)發(fā)展十分迅速,使得在整個蘇仙區(qū)所采集的土壤、灰塵和作物樣品中,重金屬的含量處于一個較高的水平,特別是3個功能區(qū)中A、B、C區(qū)附近的樣品中As和Cd的濃度水平尤為突出,Pb的含量次之,同時重金屬的濃度水平隨著3個功能區(qū)緩沖區(qū)距離的增加呈現(xiàn)不斷減少的趨勢。在耕地土壤中As和Cd兩種重金屬濃度的最大值分別超過《土壤環(huán)境

6、質量標準》(GB15618-1995)Ⅱ級標準的10倍以上。說明蘇仙區(qū)3個功能區(qū)一定范圍內土壤受到As和Cd的污染相當嚴重,這可能與研究區(qū)的土壤pH值呈酸性(pH<6.5)有關;同時土壤中Pb的含量已經超過了《土壤質量環(huán)境標準》的Ⅱ級標準(300 mg/kg)。整體上蘇仙區(qū)3個功能區(qū)的污染風險等級處在一個較高的風險水平,從空間污染程度來看4種重金屬污染情況與3個功能區(qū)的距離成反比,蘇仙區(qū)中部山區(qū)的采礦區(qū)A,污染程度最高,而對照區(qū)D區(qū),污

7、染等級相對較低。其中灰塵重金屬的濃度水平和風險等級相比更為突出,說明在受到采礦業(yè)污染的同時,周邊其他工廠企業(yè)和汽車尾氣的排放對其也存在一定的影響。
  3.研究區(qū)居民重金屬健康風險評價研究
  通過危害鑒別、劑量-效應關系評價、暴露評價和風險表征的四步法建立了金屬礦區(qū)周邊居民健康風險評價模型,計算了居民不同攝入途徑的健康風險指數(shù),實現(xiàn)了對整個蘇仙區(qū)居民的健康風險定量評價,并分別計算了不同途徑和不同種類重金屬的貢獻度。重金屬暴

8、露接觸對人體的風險評價結果表明,通過飲食攝入、灰塵暴露進入人體的重金屬元素的非致癌風險的總THQs(靶標系數(shù))值,3個功能區(qū)中重金屬As、Pb、Cd的THQs遠遠大于1,這表明蘇仙區(qū)功能區(qū)內的居民通過飲食和灰塵攝入重金屬對其健康存在潛在風險。而對于致癌風險,鑒于國際上只有針對As和Cd通過呼吸攝入灰塵的參數(shù)標準,在本研究中通過呼吸攝入灰塵重金屬的致癌風險在10-8~10-7范圍,低于癌癥風險閾值范圍10-6~10-4,但其他途徑的致癌風

9、險尚不明確,故致癌風險仍然不能忽視。同時,所有數(shù)據(jù)均顯示兒童的風險指數(shù)要高于成人,故兒童所承受的健康風險還要更高。重金屬總非致癌風險大小為:Cd>Pb>As>Cu??臻g范圍上,健康風險大小為:A區(qū)>C區(qū)>B區(qū)>D區(qū)。
  4.研究區(qū)居民死亡率與金屬礦區(qū)的空間相關性研究
  蘇仙區(qū)主要存在3個高死亡率的熱點地區(qū),分布在A采礦區(qū)、B冶煉區(qū)和C加工區(qū)周邊。對蘇仙區(qū)礦區(qū)整體設立緩沖區(qū),發(fā)現(xiàn)隨著緩沖距離的不斷增加,死亡率偏高的村子數(shù)量

10、所占的百分比不斷減少。緩沖區(qū)2km范圍內,死亡率偏高的村子高度集中,這也正是重金屬濃度高的地區(qū);當緩沖區(qū)的距離設置為7km時,死亡率偏高的村子個數(shù)占緩沖區(qū)內村子個數(shù)的50%,重金屬濃度也隨之降低,此時緩沖區(qū)內的人口數(shù)量已經超過了蘇仙區(qū)農村人口的一半以上;緩沖區(qū)超過7km后,隨著距離增加死亡率偏高村子所占比例變化不明顯。每個污染區(qū)對死亡率的影響符合一定的指數(shù)模型,同時對居民死亡率范圍的影響與采礦區(qū)、冶煉和加工廠的規(guī)模和重金屬的種類存在一定

11、的關系。距離礦區(qū)越近,受到污染的可能性越大,從而使居民的健康風險大大提高。
  蘇仙區(qū)居民肺癌和肝癌2種腫瘤的死亡空間分布在3個功能區(qū)附近存在聚集性,并且男性居民的聚集性更加明顯。當緩沖區(qū)半徑較小時,由于距離采礦冶煉場區(qū)距離太近,居住在附近的居民數(shù)量稀少,居民患腫瘤死亡人數(shù)也較少。隨著緩沖區(qū)半徑的不斷擴大,緩沖區(qū)范圍內的居民數(shù)量不斷增加,同時居民腫瘤死亡人數(shù)也不斷上升。當緩沖區(qū)的距離設置為5km時,緩沖區(qū)范圍內男性居民肺癌死亡數(shù)、

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