作者:田贺忠等 来源:《环境科学与技术》 发布时间:2021/9/24 9:10:49
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部分大气痕量元素致癌风险仍超阈值

 

近日,北京师范大学环境学院大气环境研究中心主任田贺忠教授团队在《环境科学与技术》发表论文,通过全国尺度的大气排放清单、修正的空气质量模式模拟和暴露风险评价模型,系统研究并揭示了我国11种大气有害痕量元素的排放变化、暴露浓度水平及相关健康风险。

首次进行系统评估

大气中有害痕量元素虽然占比较少,但由于其毒性、累积性等原因,长期暴露在较高浓度有害痕量元素环境中,会对人体呼吸系统、心血管系统产生负面影响。

目前,国际癌症研究机构(IARC)已将有害痕量元素砷(As)、镍(Ni)、镉(Cd)、六价铬(Cr)、铅(Pb)、钴(Co)、锑(Sb)及其化合物认定为致癌物质。

健康风险评估需要较为精准的暴露浓度,目前,利用化学传输模型获取大气污染物的高分辨率暴露浓度,是暴露与健康风险研究领域较成熟且有效的研究手段。然而,传统的化学传输模型无法同时模拟11种有害痕量元素,且受限于有害痕量元素大气环境浓度的观测数据,此前我国大气中有害痕量元素的暴露水平及相关健康风险尚不清楚。

“我们通过对传统的多尺度空气质量模式(CMAQ)化学传输模型进行修正,获取了大气有害痕量元素的高分辨率暴露浓度,首次揭示了11种大气有害痕量元素的暴露浓度水平及空间分布特征,并进一步系统评估了公众健康风险。”田贺忠对《中国科学报》说。

“制定这样一个排放清单需要在数据收集、处理和计算方面付出大量努力……”该论文评审人认为,“这些信息在评估健康风险和做出决策时非常有用。”

致癌风险值仍超阈值

研究发现,从2012年到2015年,我国11种有害痕量元素排放量从79231吨降至63024吨,降低了约20%。燃煤源的减排量占据主导地位,占有害痕量元素总减排量的80%以上。

“工业燃煤部门、电力燃煤部门、其他燃煤部门和生活燃煤有害痕量元素的排放量分别占总减排量的69.8%、10.7%、10.0%和1.1%。” 该论文第一作者、北京师范大学环境学院博士研究生刘姝涵对《中国科学报》说。

该研究还发现,全国11种有害痕量元素的年均模拟浓度具有明显且类似的空间分布特征。2015年,高浓度区域主要集中在中国东部、中部和西南部部分地区,如山东、河北、河南、陕西、江苏、四川等省份。

根据GB3095-2012和欧盟的推荐标准限值,2015年中国约有55% ~70%的区域网格六价铬浓度高于国家空气质量标准;中国东部地区约15%的区域网格砷浓度高于国家空气质量标准;上海地区网格镍浓度略高于国家空气质量标准。

“从2012年至2015年,全国有害痕量元素致癌风险值有所下降。”刘姝涵说,“尽管如此,2015年,仍有多个地区致癌风险值超过阈值,主要包括华北、华东、华中和华南部分地区。而且,由于人口向东部地区流动,使得受有害痕量元素影响的人口数反而有所增加。”

田贺忠表示,燃煤源排放量的降低,表明中国实施的一系列大气污染控制措施起到了明显的效果。但由于我国煤炭消耗量大,截至2015年,燃煤源仍然是中国大气有害痕量元素的主要排放源。

“因此,未来仍然需要加大对工业和居民燃煤源排放的管控力度。”田贺忠说,“有色金属冶炼行业、刹车片和轮胎磨损等非燃煤源排放的有害痕量元素占比也较大,在未来的大气污染控制政策的制定当中,这类污染源也应当受到更多关注。”

生活垃圾焚烧应引起重视

值得注意的是,城市生活垃圾焚烧源排放的有害痕量元素虽然占比较小,但是从2012年至2015年,其有害痕量元素排放量在全国各地区增加了30%~50%。

“随着中国对城市垃圾资源回收和可再生能源的大力推广,未来生活垃圾焚烧量可能会呈现持续增长的趋势。”田贺忠说,”因此,生活垃圾焚烧源排放的有害痕量元素也应当引起足够的重视。”

值得注意的是,通过健康风险研究发现,镉元素在大气中质量浓度均在国家空气质量标准范围内,但其致癌风险仍超过风险阈值,对人体健康的危害不容忽视。

田贺忠表示,鉴于有害痕量元素的毒性、累积性及致癌性,从进一步加强人群健康保护的角度,我国应在未来的国家政策及法律法规中,增加其他有害痕量元素的浓度限值,尤其是对钴和锑等具有致癌风险的元素,并对国家空气质量标准中现有的痕量元素大气浓度加大监管力度。

“未来在制定相关大气污染控制政策时,不仅要考虑各有害痕量元素的排放水平和浓度水平,还应综合考虑各有害痕量元素的健康风险评估结果,这将会有助于决策者形成更为有效的管理控制措施。”田贺忠说。(来源:中国科学报 张双虎)

相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acs.est.1c01775

 
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