长三角典型城市工业区和市区PM2.5中重金属的污染特征及健康风险研究

摘要

大气PM2.5污染是国际普遍关注、我国尤为突出的环境问题，其所含的对生态环境和人体健康都有害的重金属成分也成为研究重点。本文以长三角典型城市南京为例，通过多点长期监测采样分析研究了PM2.5的时空分布规律以及PM2.5中重金属的浓度分布、来源解析、健康风险等污染特征。2015年在南京市市区、工业区同步进行了为期1年的PM2.5滤膜采样，采用重量法、酸消解法分别获得各站点空气中PM2.5日均浓度和PM2.5中As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb等重金属元素浓度，运用富集因子法、主成分分析法和Pb同位素法对其来源进行了解析，并分析了气象因素等影响，最后采用模拟肺液生物有效性评价和人体健康风险评估模型对其潜在风险进行了评估。主要结果如下: (1)南京市PM2.5污染程度较高，时空分布特征明显。大部分采样期内PM2.5日均浓度超过国家空气质量二级标准(75μg/m3)，冬春季污染高于夏秋，年均浓度工业区污染重于市区;统计分析表明PM2.5受降水和气温影响。 (2)南京市PM2.5中重金属浓度也呈典型的时空分布，As污染较为突出。工业区大部分重金属浓度高于市区，污染更重，Ni、Cu、Cr在夏秋高于冬春季，其他元素冬春较高;市区大多数重金属冬春季高于夏秋。 (3)南京市PM2.5中Cd、Pb、As富集较高，人为污染严重，PM2.5中重金属主要来源有燃煤排放、工业活动排放、机动车尾气排放和土壤源等。市区主要人为污染源是燃煤和机动车尾气排放，As可能来自燃煤，Pb和Cd主要源于机动车尾气;工业区为工业活动排放和燃煤及机动车尾气，Pb、Cd、Ni、Cr主要为工业活动排放，As可能来自燃煤。 (4)南京市PM2.5中重金属的人体有效性(％)顺序为As＞Cr＞Co＞Cd＞Ni＞Mn＞Pb＞Cu，大多市区高于工业区。上述重金属对成年男性、成年女性和儿童没有造成非致癌健康风险;来源于燃煤排放和工业区金属冶炼等活动的致癌元素As和Cr致癌健康风险值高于人群可接受风险值，应该引起重视。 总之，南京市PM2.5污染较为突出，PM2.5及其重金属浓度都表现出时空分布规律，且市区与工业区来源不同，潜在人体健康风险也有区别，其中燃煤排放特别是工业区金属冶炼等工业活动造成的污染需要重点关注。大气颗粒物污染的健康风险评估有必要考虑其重金属成分和人体有效性及其时空差异。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 研究背景

1．2 国内外研究进展

1．3 科学问题

1．4 研究目的与意义

1．5 研究内容及技术路线

第二章 材料与方法

2．1 研究区域概况

2．2 样品采集

2．3 研究方法

2．4 数据处理

第三章 南京市PM2．5 浓度时空分布特征及其影响因素

3．1 南京市PM2．5 污染水平

3．2 南京市PM2．5 污染特征

3．3 南京市PM2．5 污染的气象要素影响

3．4 本章小结

第四章 南京市PM2．5 中重金属的污染特征及来源解析

4．1 南京市PM2．5 重金属的浓度水平

4．2 PM2．5 中重金属时空分布特征

4．3 南京市PM2．5 中重金属来源解析

4．4 本章小结

第五章 南京市PM2．5 中重金属的人体健康风险评估

5．1 PM2．5 中重金属的人体有效性评价

5．2 南京市PM2．5 中重金属的人体健康风险评估

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 本文创新点

6．3 研究的不足与展望

参考文献

作者简介

致谢