發(fā)布時間：2020-06-26 18:01

【摘要】：人類活動會導(dǎo)致水、土壤和空氣等方面的環(huán)境問題。當(dāng)前環(huán)境問題正同時困擾著發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家。在各類環(huán)境問題中,空氣污染被認(rèn)為是導(dǎo)致現(xiàn)代社會健康問題的重要原因之一,因而被歸類為五大環(huán)境污染之一。在多種導(dǎo)致空氣污染的污染物中,灰塵是當(dāng)前最為關(guān)注的污染物。它的產(chǎn)生是存在于多種材料加工過程中,如對礦物、巖石和金屬材料的破碎與研磨,爆破,建筑,拆毀,釋放的固體顆粒。由于吸收了大量潛在毒性元素,炭黑以及納米顆粒,人類聚居地環(huán)境中的大氣灰塵顆粒將會導(dǎo)致一系列的環(huán)境問題。本次研究收集了四種不同的灰塵顆粒物442個,其中包括道路灰塵樣品(162個),室內(nèi)空調(diào)濾網(wǎng)灰塵樣品(110個),居民頭發(fā)樣品(85個)和居民指甲樣品(85個)。通過運(yùn)用多種技術(shù)手段(ICP-MS,SEM/TEM/EDS/SAED,XRD,TOR,EDS,XPS,BET,Elemental analyzer and particle size analyzer)分析了灰塵樣品的物質(zhì)組成和20種潛在有毒元素,研究了物質(zhì)組成特征和元素的污染程度,表征了炭黑與納米級灰塵顆粒的形態(tài),并對其可能導(dǎo)致的健康風(fēng)險做出了評價。針對頭發(fā)和指甲樣品,我們采用了 ICP-MS分析了其中的元素組成,并對其進(jìn)行了健康風(fēng)險評價。通過研究發(fā)現(xiàn),研究區(qū)道路灰塵樣品中絕大多數(shù)元素的平均含量要高于城市工業(yè)區(qū)。而在城市中心區(qū)的灰塵樣品中,As,Sn,Cu和Pb的含量分別2.05,1.67,1.47和5.99倍高于城市工業(yè)區(qū)。地球化學(xué)累計指數(shù)(Igeo)顯示,Pb,As和Ga在城市工業(yè)區(qū)的灰塵中呈現(xiàn)中度-重度污染。而在城市中心區(qū)中,Cu,Zn,Sb和Ga顯示中度-重度污染。對空調(diào)濾網(wǎng)灰塵樣品的分析表明Al,As,Cd,Cu,Li,Pb,Sb,Se,Sn,Ti,V和Zn均超過環(huán)境背景值,其中重金屬Pb,As,Sn,Sb,Cd被劃分為Igeo四類污染。本次研究得到炭黑顆粒的背景濃度為126 mg g-1。炭黑顆粒物與潛在有毒元素總量間存在顯著正相關(guān)(R2= 0.79)。炭黑顆粒的粒徑分布及隨高度的變化而呈現(xiàn)出差異:絕大多數(shù)顆粒粒徑大于100μm地,并隨著距離地面高度增加而顯著降低。此外,灰塵與炭黑顆粒的粒徑都顯示其與潛在有毒元素含量存在顯著負(fù)相關(guān)。XPS測試表明上述灰塵與炭黑顆粒中最主要的成分為Ti02,Ti-O-N,As2O3,Fe+3,Fe+2,Al-OH 和 Al2O3,而SEM/TEM-EDX的掃描分析則表明As,Pb,Si和Fe則是納米級顆粒物中的主要金屬污成分。對居民頭發(fā)和指甲的元素成分分析表明,樣品中潛在有毒元素含量由高到低依次排列分別是ZnMgFeCrAlSnSrTiCuAsCd 和 MgZnFeCrA1SnTiCuSrAsCd。總體上,潛在有毒元素在女性身體中的含量水平高于男性。對于絕大多數(shù)樣品中潛在有毒元素的含量超過規(guī)定的人體最大耐受量。對上述樣品中有毒元素的非致癌物健康風(fēng)險評價則表明,本次研究的20種潛在有毒元素對城市中心,郊區(qū)及工業(yè)區(qū)的健康影響較小,致病風(fēng)險低。除Cr外(HI=1.06E+00),其它元素的相關(guān)暴露途徑(呼吸,食入與皮膚接觸)的HI與HQ指數(shù)均1。同時,上述潛在有毒元素則發(fā)現(xiàn)其對于兒童的治病性要高于成人。不同暴露途徑的健康風(fēng)險排序依次為HQingHQdermalHQinh。有毒元素As,Co,Cr,Ni和Pb在研究區(qū)無致癌風(fēng)險。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X513


本文編號：2730688