电子废弃物拆解地PM10中多氯联苯、镉和铜含量调查及人体健康风险评估

摘要：为研究某电子垃圾拆解地大气中PM10及其典型污染物含量以及对人体健康的危害，采用主动式大气颗粒物采样器采集大气样品，分析ρ（PM10）及其所携带的ρ（PCBs），ρ（Cd）和ρ（Cu），利用美国环境保护署（US EPA）人体健康风险评估模型，评估PM10携带的污染物对研究区居住用地及工商业用地方式下人体的致癌及非致癌风险，分析模型参数对风险评估结果的敏感性。结果表明：在采样期间研究区ρ（PM10）日均值为0.05～0.32mg／m3，14个样本均超过我国《大气环境质量标准》（GB3095-82）ρ（PM10）一级日均标准值（0.05mg／m3）；大气PM10中的ρ（PCBs）为8971.5～17197.6pg／m3，高于国内外其他地区；ρ（Cd）和ρ（Cu）分别为2.7～18.3和127.8～12.810ng／m3；ρ（PCBs），ρ（Cd）和ρ（Cu）最高值出现位置均为附近新近出现焚烧行为的YLY（玉露杨）采样点。健康风险评估结果表明，居住用地方式下PM10中污染物引起的致癌风险超过可接受风险（10-6），绝大部分由Cd引起；参数敏感性分析表明，污染物特征、成人个体及行为参数对致癌风险影响最大，儿童行为及污染物特征参数对非致癌风险影响最大；在进行健康风险评估时，参数须尽量通过实地调查获得，以降低评估结果的不确定性。
关键词：电子垃圾；可吸入颗粒物（PM10）；多氯联苯（PCBs）；镉（Cd）；铜（Cu）；人体健康风险评估
浙江台州地区是我国典型的电子垃圾拆解地之一，其拆解业已有20a的历史，在拆解和回收过程中采用焚烧、酸洗等粗放型的处理方式导致大量的污染物进入环境。调查表明，该地区的土壤、水体、空气和食物均存在严重的多重有机（PAHs，PCBs和PCDD／Fs）及无机（Cd，Cu，Zn，Hg和As等）污染[126]。卜元卿[2]对该地区土壤和水稻的污染情况进行的评估表明，PCBs，Cd和Cu是检出率最高且污染指数最高的污染物。李英明等[1]采用PUF被动式采样器及大流量大气颗粒物采样器对该地区大气中ρ（PCBs）的研究表明，其大气中的ρ（PCBs）显著高于国内外其他地区。针对大气中的PM10，我国不少学者开展了调查研究。李春雷等[7]对深圳市大气中气相和颗粒相中ρ（PCBs）与分配进行了调查研究；隋珂珂等[8]研究了常规气象因素与北京市PM10持续污染之间的关系；孙杰等[9]采用Matlab小波分析工具，分析了北京市PM10年变化特征及突变特性。然而，对于浙江省台州市，之前在该地区进行的大气污染调查研究大多针对空气中气相及颗粒相中的有机污染物，对更容易进入呼吸系统而被人体所吸收的可吸入颗粒物（PM10）中有机及无机污染物含量的研究则相对较少。
可吸入颗粒物（PM10）是指空气动力学直径小于10μm的大气悬浮颗粒物，其来源复杂多样，地面扬尘和燃烧产生的飞灰及凝结颗粒物是其主要的来源之一[10]。在浙江台州地区近20a的拆解历史中，存在长时间持续的焚烧活动，向大气中排放了大量的颗粒物；拆解活动导致土壤污染，受污染土壤产生的大量扬尘也是空气中颗粒物的主要来源。PM10粒径小、比表面积大，对人体的危害不仅表现在其物理形态微小所引起的危害，更重要的是PM10携带有毒有害物质的能力更大[11]。由于PM10颗粒微小，进入人体后更容易黏附或沉积于呼吸系统，其所携带的有毒有害物质容易进入人体循环系统，对人体造成危害。笔者以浙江台州地区拆解比较集中的某镇为研究区，于2009年7月10-26日，采用便携式大气颗粒物采样器，对大气中的可吸入颗粒物（PM10）进行连续采样，分析该地区的ρ（PM10）及PM10中所携带的ρ（PCBs），ρ（Cd）和ρ（Cu），利用美国环境保护署（US EPA）人体健康风险评估模型，对研究区居住用地及工商业用地方式下人体经呼吸吸入PM10所引起的健康风险进行评估，以期对该地区大气PM10及其污染物含量水平以及对人体健康的危害有所认识。
1材料与方法
1.1样品采集
选择浙江省台州市电子垃圾拆解区某镇为可吸入颗粒物采集区（见图1）。采用美国Air Metrics公司Mini Vol（PM2.5，PM10和TSP）便携式小流量采样器采集PM10样品，采样点在采集区呈三角形布设，3个采样点分别以MP，CD和YLY表示，位于野外农田中；在采集区的上风向设置一个采样点（LQ），位于市区。采样点的布设均远离主要道路，距离地面高于3m，周围无明显的人为活动或遮蔽物。采样时间为2009年7月10-26日，选用PM10切割头，每次连续采样24h，采样流速为5L／min，采样时记录采样器流量及采样时间（精确到min），下雨天不进行采样。选用2种类型的滤膜，石英滤膜用于颗粒物质量及有机成分PCBs分析，特氟隆膜用于颗粒物质量及重金属Cd和Cu的分析。滤膜在使用前烘干至恒质量并记录；采样后小心取下滤膜，使采样面向上，放入标记好的带盖培养皿中，避光保存带回实验室分析。