【摘要】：以湖南省中部某廢棄化工廠區(qū)和沙場堆場區(qū)對研究對象,通過布點(diǎn)和采集土壤樣品,測定重金屬(Cd、As、Cr、Ni和Hg)含量,結(jié)合空氣動力學(xué)氣固兩相理論,重點(diǎn)對露天污染場地建立堆場PM10濃度預(yù)測模型,并納入暴露評估模型和健康風(fēng)險(xiǎn)評估模型,研究靜態(tài)揚(yáng)塵對暴露評估和健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的影響。因此,本文為廠區(qū)和沙場堆場區(qū)及周邊地區(qū)土壤污染預(yù)防、防治以及治理提供理論基礎(chǔ),為健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供一種簡便且符合實(shí)際情況的參數(shù)確定方法。得出了以下幾個(gè)主要結(jié)論:(1)污染場地表層土壤中重金屬含量及垂直分布特征:5種重金屬的平均含量除Cr和Ni,其余3種均超出國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)和湖南省土壤背景值。As的含量最高,Cd的含量次之,樣品超標(biāo)率在58.54%以上,Cd、As和Hg的全距及變異系數(shù)均比較大。廠區(qū)土壤中Cr、As、Hg的含量基本上高于同一深度沙場堆場區(qū)的含量,在0~2.0 m深度,沙場堆場區(qū)和廠區(qū)土壤中多數(shù)重金屬(除了Ni)的垂直分布表現(xiàn)出從表層向下降低的趨勢,而有些重金屬沿垂直方向增加或含量變化不大。(2)近地面的PM10濃度受氣象因素(如風(fēng)向、風(fēng)速)影響較大,夏季受S、SSE、SSW風(fēng)影響,且平均風(fēng)速最大,廠區(qū)北方居住區(qū)和商業(yè)區(qū)PM10濃度最大達(dá)到0.30 mg/m3,全年受NW和NNW風(fēng)的影響,旅游區(qū)PM10濃度超過0.15 mg/m3。PM10濃度在廠區(qū)和沙場堆場區(qū)及其附近較大,且隨著擴(kuò)散面積的增大而迅速降低。(3)基于人體特征、時(shí)間—活動行為和攝入率的呼吸途徑暴露評估結(jié)果表明:每日暴露量(ADI)與PM10濃度呈正比,與擴(kuò)散面積呈反比,在污染源區(qū)域內(nèi)及附近暴露人群的每日暴露量都迅速增大,人群易受到污染物的危害。由于理特性、行為方式、生活規(guī)律等方面的原因,兒童的暴露劑量高于成年人,使得兒童更容易受到污染物的危害。(4)重金屬的單項(xiàng)非致癌危害商(HQ)、總危害指數(shù)(HI)和終生超額致癌風(fēng)險(xiǎn)(R)與PM10濃度呈線性增加趨勢。污染源區(qū)內(nèi)及附近受風(fēng)力、風(fēng)速等的影響,PM10濃度高,對暴露人群健康威脅最大。Cd和As存在非致癌風(fēng)險(xiǎn),這兩者對總危害指數(shù)(HI)的貢獻(xiàn)率較大,分別達(dá)到56.73%和37.78%以上。當(dāng)PM10濃度超過0.125 mg/m3時(shí),HQ(Cd)1;當(dāng)PM10濃度超過0.175 mg/m3時(shí),HQ(As)1。Cd、Cr、As具有致癌風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)PM10濃度0.050 mg/m3時(shí),3種重金屬的R10-6,且致癌風(fēng)險(xiǎn)水平AsCrCd。兒童的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)都高于成年人。Ni對成年人致癌風(fēng)險(xiǎn)水平較低,而對于兒童,當(dāng)PM10達(dá)到0.400 mg/m3時(shí),R(Ni)超過風(fēng)險(xiǎn)閾值,具有致癌風(fēng)險(xiǎn)。(5)兩類暴露人群的Cd、As、Cr、Ni、Hg的HQ和R的概率分布十分接近,Cd和As的HQ在安全閾值內(nèi)的概率分別為69%和61%,其余3種重金屬概率分布100%都在風(fēng)險(xiǎn)閾值之內(nèi)。4種無閾重金屬致癌風(fēng)險(xiǎn)值都有超過閾值(10-6)的概率分布,可靠程度分別達(dá)到53%、84%、96%、4%。重金屬濃度和PM10濃度是影響Cd、As、Cr、Ni和Hg通過呼吸途徑進(jìn)入人體單位體重的日均暴露劑量、非致癌風(fēng)險(xiǎn)水平和終生致癌風(fēng)險(xiǎn)水平大小的主要因素。因此,為了防止該區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生,因?qū)ξ廴驹磪^(qū)的土壤中重金屬進(jìn)行控制和修復(fù)。(6)在風(fēng)險(xiǎn)表征結(jié)果基礎(chǔ)上,通過反演計(jì)算得出污染場地土壤重金屬Cd、Cr、As和N i的風(fēng)險(xiǎn)控制值分別為2.13 mg/kg、0.046 mg/kg、0.89 mg/kg和10.15mg/kg。
[Abstract]:The contents of heavy metals (Cd, As, Cr, Ni and Hg) were determined by distributing and collecting soil samples in a waste chemical plant area and a sand yard area in the central part of Hunan Province, and the two-phase theory of aerodynamics and gas-solid was combined. The model of PM10 concentration of storage yard is set up for open-air pollution site, and the model of exposure assessment and health risk assessment are included to study the effect of static dust on exposure assessment and health risk assessment. Therefore, this paper provides the theoretical basis for the prevention, treatment and treatment of the soil pollution in the plant area and the area of the sand yard and the surrounding area, and provides a simple and practical parameter determination method for the health risk evaluation. The main conclusions are as follows: (1) The heavy metal content and vertical distribution in the surface soil of the contaminated site: the average content of the five heavy metals is the same as that of Cr and Ni, and the remaining 3 species are in excess of the national soil environmental quality secondary standard (GB15618-1995) and the soil background value of Hunan Province. As the content of As is the highest, the content of Cd is the second, the overproof rate of the sample is over 58. 54%, and the full-distance and coefficient of variation of Cd, As and Hg are all larger. The content of Cr, As and Hg in the soil of the plant area is higher than that of the same depth sand yard area, and the vertical distribution of most heavy metals (in addition to Ni) in the soil of the sand yard and the plant area shows a downward downward trend from the surface layer. while some heavy metals increase in the vertical direction or the content change is not large. (2) The PM10 concentration of the near ground is affected by the meteorological factors (such as wind direction and wind speed), and is affected by the S, SSE and SSW wind in the summer, and the average wind speed is the largest. The concentration of PM10 in the northern and commercial areas of the plant is at the maximum of 0.30mg/ m3, and the whole year is affected by the NW and NNW wind. The concentration of PM10 in the tourist area is more than 0. 15 mg/ m3. The concentration of PM10 is larger in the plant area and the area of the sand yard and its vicinity, and the concentration of PM10 decreases rapidly with the increase of the diffusion area. (3) The results showed that the daily exposure (ADI) was proportional to the concentration of PM10, inversely proportional to the diffusion area, and the daily exposure to the exposed population in the area of the pollution source and the nearby exposed population increased rapidly. The population is vulnerable to contaminants. The exposure dose of the child is higher than that of the adult, which makes the child more vulnerable to the contaminants due to the reasons of the physical characteristics, the behavior pattern, the life rule, and the like. (4) The single non-carcinogenic hazard quotient (HQ), the total hazard index (HI) and the life-long excess carcinogenic risk (R) of heavy metals are linearly increasing with the concentration of PM10. The concentration of PM10 is high, and the health threat to exposed population is the most. The non-carcinogenic risk of Cd and As, the contribution rate of the two to the total hazard index (HI) was 56. 73% and 37. 78%, respectively. When the concentration of PM10 exceeds 0.125 mg/ m3, HQ (Cd) 1; when the concentration of PM10 exceeds 0.175 mg/ m3, HQ (As) 1. Cd, Cr, As has a carcinogenic risk, and when the concentration of PM10 is 0.050 mg/ m3, R10-6 of three heavy metals and the level of cancer risk AsCrCd. The non-carcinogenic and carcinogenic risk of children is higher than that of adults. Ni has a low level of cancer risk for adults, and for children, when PM10 reaches 0.400 mg/ m3, R (Ni) exceeds the risk threshold and has an oncogenic risk. (5) The probability distribution of HQ and R of Cd, As, Cr, Ni and Hg in two types of exposed population is very close, and the probability of the HQ of Cd and As in the safety threshold is 69% and 61%, respectively. The probability distribution and reliability of the four non-threshold heavy metal carcinogenic risk values were respectively 53%, 84%, 96% and 4%, respectively. The concentration of heavy metals and the concentration of PM10 are the main factors that affect the daily exposure dose, non-carcinogenic risk level and the level of life-long oncogenic risk of Cd, As, Cr, Ni and Hg in the body weight of human body through the breathing path. Therefore, in order to prevent the occurrence of the regional risk accident, the heavy metal in the soil of the pollution source area is controlled and repaired. (6) The risk control values of the heavy metal Cd, Cr, As and Ni in the contaminated site were 2.13 mg/ kg, 0.046 mg/ kg, 0.89 mg/ kg and 10. 15mg/ kg, respectively, on the basis of the risk characterization results.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X823;X513

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本文編號：2389600