煤炭開采和燃燒等活動使城市存在一定程度的重金屬污染。重金屬在土壤、大氣、蔬菜和糧食作物中累積,經(jīng)多種暴露途徑進入人體,當超過人體耐受閾值時會對健康產(chǎn)生嚴重危害。因此,開展煤炭型城市土壤、大氣、蔬菜和糧食作物中重金屬污染程度和來源的研究,能為重金屬污染綜合防治提供理論依據(jù)。另外,開展重金屬暴露對人群的健康風險評價,對保護城市土壤環(huán)境安全和居民健康有重要的指導價值。首先,本研究在研究區(qū)6078個采樣點采集表層土壤,分析12種重金屬的污染程度:除Mn外,其余金屬的平均濃度均高于當?shù)氐谋尘爸?Zn、Cu、Cd、Hg、Pb和As的濃度分別有1.46%、0.14%、37.96%、1.02%、0.6%和6.73%超過其對應的國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準值。單因素方差分析表明,農(nóng)田和建設(shè)用地中Zn、Cu和Cd的含量顯著高于林地,農(nóng)田和林地中Hg、Pb、Mo和V的含量遠低于建設(shè)用地,而不同土地利用方式不會引起土壤中As、Sb、Cr、Fe和Mn含量的顯著差異。運用GIS空間分析、斯皮爾曼相關(guān)分析和PMF模型對重金屬進行源解析:Zn、Cu和Cd主要來源于農(nóng)業(yè)施肥和工業(yè)活動,Pb、Sb、Hg和As主要來源于汽車尾氣排放和與煤炭燃燒相關(guān)的工業(yè)活動,煤礦開采、化工生產(chǎn)和金屬冶煉是造成Hg、Cd、Mo和V污染的主要原因,土壤中Mn、Cr和Fe的含量受自然地質(zhì)背景的影響。自然源、大氣沉降源、工業(yè)源和農(nóng)業(yè)源的貢獻率分別為 33.6%、26.05%、23.44%和 16.91%。其次,在研究區(qū)共布設(shè)17個大氣沉降采集點,并測定Hg和Cd的濃度。結(jié)果顯示大氣Hg和Cd沉降通量具有明顯的空間變化特征,工業(yè)區(qū)顯著高于農(nóng)田和林地。曲線回歸分析表明,大氣Hg沉降通量與其周圍表層土壤Hg含量呈正相關(guān)性(R2=0.86359,P0.001);當去除農(nóng)田中的采樣點時大氣Cd沉降通量與其周圍表層土壤Cd含量呈正相關(guān)性(R2=0.82458,P0.001),若包含這三個農(nóng)田采樣點,兩者則不具有相關(guān)性(R2=2039,P=0.05)。大氣沉降對表層土壤Hg和Cd累積增量的預測結(jié)果表明:表層土壤Hg和Cd的累積增量在未來30年內(nèi)快速增加,30年后將幾乎不再變化。人類活動排放到大氣中的Hg和Cd在未來30年內(nèi)幾乎完全沉降到周圍表層土壤中。最后,本研究在農(nóng)田區(qū)共采集197個蔬菜和糧食作物以及對應的土壤樣品,分析5種重金屬的富集能力。結(jié)果顯示葉類蔬菜中重金屬的含量明顯高于糧食作物,蔬菜對Cd的富集能力最強。攝食蔬菜和糧食作物中重金屬對居民的非致癌風險評價結(jié)果表明:攝食蔬菜特別是葉類蔬菜對人群的非致癌危害要遠高于攝食糧食作物,非致癌風險主要來源于As和Cd。經(jīng)口直接攝入農(nóng)田土壤重金屬對居民的非致癌風險評價結(jié)果表明:無論是其中一種重金屬還是5種重金屬同時被考慮時,研究區(qū)農(nóng)田土壤重金屬暴露對成人和兒童的非致癌危害都很小;各重金屬對兒童的非致癌危害顯著高于成人,特別是Pb和As。經(jīng)口直接攝入農(nóng)田土壤重金屬對人群的致癌風險評價結(jié)果表明:對于成人,潛在致癌風險的順序為CrAsCd,產(chǎn)生致癌風險的可能性較小。但對于兒童,當同時考慮3種重金屬時,會對兒童產(chǎn)生一定的潛在致癌危害,主要貢獻源是As和Cr。
【學位單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X53;X820.4
【部分圖文】：

健康風險評價依據(jù)現(xiàn)有的資料和數(shù)據(jù)，以風險度為評價指標，當人群暴露于有害因??子下，運用數(shù)學模型定量評估有害因子對人體產(chǎn)生不良健康的風險［５３］。根據(jù)１９８３年美??國出版的《聯(lián)邦政府的風險評價：管理程序》，健康風險評價包括四個步驟（見圖１．２）。??危害識別??識別化學物質(zhì)對人體謎康的危害??物理化學資料??人沐流抒禍學資料??動物實驗資料??劑革－反應評估?｜?暴露評價??不同貉ｎ劑諢水平下危害效應的發(fā)生餡況?不同悄況下過去暴露鞀將來暴露情況??收集人群砑究洩功竊女驗的資料?受體人群的鉍荔餐數(shù)??逑立剤皆－效應關(guān)系?擇露途柃??功換實驗數(shù)據(jù)向人外掁?污資物在環(huán)境介遛中的相．關(guān)參數(shù)??鳳險表征??策化確定有害結(jié)果發(fā)生的概率??鉻銥人群產(chǎn)生鏈康危滿的強度??鏡化可接受恧險水平??評［Ａ■結(jié)柒的不確定性??圖１．２健康風險評價步驟??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｔｅｐｓ?ｏｆ?ｈｕｍａｎ?ｈｅａｌｔｈ?ｒｉｓｋ?ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ??７??

????｜源貢獻確定??圖１．１?ＰＭＦ模型源解析步驟??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｔｅｐｓ?ｏｆ?ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ?ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ?ｓｏｕｒｃｅｓ?ｗｉｔｈ?ＰＭＦ?ｍｏｄｅｌ??１．３．３重金屬的健康風險評價研究進展??健康風險評價依據(jù)現(xiàn)有的資料和數(shù)據(jù)，以風險度為評價指標，當人群暴露于有害因??子下，運用數(shù)學模型定量評估有害因子對人體產(chǎn)生不良健康的風險［５３］。根據(jù)１９８３年美??國出版的《聯(lián)邦政府的風險評價：管理程序》，健康風險評價包括四個步驟（見圖１．２）。??危害識別??識別化學物質(zhì)對人體謎康的危害??物理化學資料??人沐流抒禍學資料??動物實驗資料??劑革－反應評估?｜?暴露評價??不同貉ｎ劑諢水平下危害效應的發(fā)生餡況?不同悄況下過去暴露鞀將來暴露情況??收集人群砑究洩功竊女驗的資料?受體人群的鉍荔餐數(shù)??逑立剤皆－效應關(guān)系?擇露途柃??功換實驗數(shù)據(jù)向人外掁?污資物在環(huán)境介遛中的相．關(guān)參數(shù)??鳳險表征??策化確定有害結(jié)果發(fā)生的概率??鉻銥人群產(chǎn)生鏈康危滿的強度??鏡化可接受恧險水平??評［Ａ■結(jié)柒的不確定性??圖１．２健康風險評價步驟??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｔｅｐｓ?ｏｆ?ｈｕｍａｎ?ｈｅａｌｔｈ?ｒｉｓｋ?ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ??７??

４．３．４．３農(nóng)田土壤重金屬經(jīng)口攝入的致癌風險評價??根據(jù)式（４．１２）和（４．１３）得出經(jīng)口直接攝入農(nóng)田土壤中重金屬Ｃｄ、Ｃｒ和Ａｓ的潛??在致癌風險評價結(jié)果見圖４．５。Ｃｄ、Ｃｒ和Ａｓ對成人的Ｃ７？平均值分別是２．２５Ｅ－６、３．２９Ｅ－５??和１．４５Ｅ－５，潛在致癌危害的排序為Ｃｒ＞Ａｓ＞Ｃｄ。并且３種重金屬的Ｃｉ？值和７Ｃ７？值都小??于１?（Ｔ４，表明成人經(jīng)口直接攝入土壤中的Ｃｄ、Ｃｒ和Ａｓ元素產(chǎn)生致癌危害的可能性較小。??Ｃｄ、Ｃｒ和Ａｓ對兒童的Ｃ７？平均值分別是２．２５Ｅ－５、３．２８Ｅ－４和９．８４Ｅ－４，潛在致癌危害的??排序為Ａｓ＞Ｃｒ＞Ｃｄ。并且Ａｓ和Ｃｒ的Ｃ７？值都大于１ＣＴ４，表明Ａｓ和Ｃｒ?qū)和臐撛谥??癌危害較高。而Ｃｄ的Ｃ７？值都小于１０＇表明Ｃｄ對兒童的潛在致癌危害很小。當同時??考慮３種重金屬時，所有采樣點的７Ｔ７？值都大于ＵＴ４，表明經(jīng)口攝入土壤重金屬會對兒??童產(chǎn)生一定的潛在致癌危害，主要貢獻源是Ａｓ和Ｃｒ。??５２??
【參考文獻】

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本文編號：2856703