南京市主要大气污染物健康风险评价_赵修齐治蓁.pdf

南京市主要大气污染物健康风险评价赵修齐治蓁 彭 欣 吴子伯 曹炜琦 崔云霞（南京师范大学环境学院，南京）摘 要：通过收集分析南京市 年到 各年内的 及 的日均浓度，并采用美国环保署推荐的非致癌物健康风险评价模型对两种大气污染物进行健康风险评价，研究结果表明：（）南京市 年到 年 与 的人群健康风险值均低于国际社会推荐的最大可接受水平，且呈现逐年下降趋势；（）与 两种大气污染物对儿童健康风险的影响要大于对老年人的影响，且对人群健康风险影响存在一定的性别差异；（）男性人群的健康风险值随着年龄增长呈现一定波动起伏，而女性健康风险的影响随着年龄增长逐渐下降；（）对人群健康风险的影响在冬季最高，夏季最低，而 对人群健康风险影响在四季内变化较小，总体上春季最高，夏季最低。此项研究成果为南京市大气污染暴露水平提供了一定参考，对今后评判不同环境介质中污染物及不同暴露方式的人群健康风险评价进而推动南京市大气污染防治攻坚战具有重要意义。关键词：大气污染物；健康风险；南京市；非致癌风险中图分类号：文献标志码：，（，）：，：（），（），（），（），：；收稿日期：；修回作者简介：赵修齐治蓁（），男，硕士研究生，研究方向：环境规划与管理。：通讯作者：崔云霞，女，研究员级高工，硕士生导师，研究方向：环境规划与管理，生态环境整治，环境影响评价。：年第 期环 保 科 技 健康风险评价将特定时空下人群体质健康与环境污染问题建立联系，以风险度作为评价指标，定量描述人群持续暴露在受污染环境中所受危害的风险，并将结果用风险指数进行表示。自十九世纪以来随着全球工业化的发展，空气污染问题日渐加剧并已逐步成为核心的环境污染问题，包括中国在内的很多国家虽已采取一定的大气污染防治措施，但因为产业结构以及能源结构调整的滞后性，大气环境污染问题依然广泛存在。人群长久生活在空气污染的环境当中不仅会造成呼吸道感染，更会增加心血管类疾病发生的概率，人体健康遭受严重危害。年 月世卫组织发布新的信息估计，年约有 万 岁以下者死于室外空气污染。长三角地区是我国产业极为密集、经济高速发展地区之一，也是我国区域复合型大气污染较为突出的地区之一。江苏省省会南京市是长三角地区的核心城市，也是国家重要综合性工业生产基地和先进制造业基地。南京市第二产业中重工业占比较大，工业生产中也以煤炭作为主要能源，年南京市工业生产消费原煤含量已达到 万吨，、也主要来源于工业生产与机动车尾气的排放。随着南京经济的高速发展，南京本地机动车驾驶量、工业耗煤量、工业废气排放量也在不断增加，该地区的大气污染状况也逐渐引起广泛关注。本文以南京市为研究对象，选取 五年内的 和 年日均浓度监测数据，针对不同年龄段、不同体质量的男性与女性根据暴露量及暴露时间分别进行健康风险评价。其结果将为南京市大气污染防控及治理提供一定的研究基础，也为日后将健康风险纳入环境影响评价的范畴提供一定参考。资料与方法 数据来源本研究选取的大气污染物浓度数据均来自于江苏省环境数据公众服务平台对外发布的实时空气质量日报数据。所选大气污染物为 和，分别选取 年 月 日到 年 月 日的一共 个日均浓度数据，并使用 及 对数据结果进行分析和处理。研究方法世界卫生组织（）和国际癌症研究机构（）将污染物分为基因毒物质（包括致癌物质和放射性物质）和躯体毒物质（非致癌物质），评价两种物质的风险度时需分别采用不同的健康风险评价模型，本研究选取的污染物 和 均为非致癌污染物，故采用美国环保署推荐的非致癌物健康风险评价模型，根据南京市 年到 年的和 污染物的年日均浓度数据以及各年的季均浓度数据，针对不同年龄段的男女性在不同年份与季节进行健康风险评价。基于非致癌物质的健康风险评价模型暴露于非致癌物质中所引起的人体健康危害风险可用公式（）进行计算：（）（）（）式中：为非致癌性污染物 经暴露途径 所引起的健康风险（年）；为非致癌性物质的日均暴露剂量（）；为参考剂量（）；为与参考剂量相对应的可接受危险水平；为人均寿命（年）。暴露剂量的计算暴露参数是影响摄入量 一个十分关键的因素，人体暴露于环境介质中时，污染物进入人体大致分为三种不同的途径：经呼吸道摄入，经口（消化道）摄入以及经皮肤摄入。不同的摄入方式涉及不同的暴露参数，本文选取的污染物 与 主要是经呼吸道被摄入人体，因此采用呼吸暴露参数确定摄入量，如公式（）：（）（）（）式中 为躯体性毒物质经呼吸道摄入人体内日均暴露剂量（），为该污染物在环境介质中的质量浓度（），为呼吸速率（），为人体质量（），为平均暴露时间（），为暴露持续时间（）。暴露参数的选择我国与西方国家在人群体质上如男女性的呼吸速率与平均体重均存在一定差异，因此本研究在借鉴美国环保署（）已发布的一系列暴露参数后对一些暴露参数数据进行了一定修改，并参照我国已发布的人群暴露参数手册与国民体质健康监测报告确定了如下表 的经呼吸途径的暴露参数。本研究在计算出大气污染物二氧化硫与二氧化氮的风险值后需要一个统一的标准来衡量，因为瑞典环境保护局与荷兰建设和环境部两国机构在判定大气污染健康风险标准上较为严格，所以我国一般采取前两者所定的最大可接受水平 ，参照美国 发布的非致癌污染物暴露参考剂量，年第 期环 保 科 技 的 为 （），的 为.（）。表 经呼吸道摄入污染物的暴露参数选择年龄 岁性别 （）（非致癌）男 女 男 女 男 女 男 女 结果与讨论 年南京市大气污染物浓度年际变化特征将每年收集到的 及 的各 个日均浓度数据计算平均值，得到各个污染物的年日均浓度数据，由表 可知从 年到 年，与的年日均浓度变化趋势相近，除开 年两者年日均浓度有较小的上升，其他几年间 与 的年日均浓度均有较为明显的下降趋势。年间的年日均浓度均出现一个较大程度的下降，猜测这可能与南京市在 年开展大气污染防治行动计划，全市调整产业布局，大力发展清洁能源，严格限制“两高”项目并在 年全面实现工业企业退城入园取得重大成效有关。在 年后两种大气污染物浓度又有一定程度的下降，同比下降，同比下降 ，猜想这可能与新冠疫情爆发、部分企业停工停产、限制交通出行有较大的关系。表 年南京市主要大气污染物年日均浓度单位：年份 五年均值 国家一级标准国家二级标准 五年间，的年日均浓度均达到了国家一级标准。而在 年间，的年日均浓度均超出了国家一级标准，年显示 的年日均浓度超标 倍。在 与 两年，的年日均浓度相较前几年逐渐降低，均达到了国家一级标准，五年内，与 浓度的年均值分别为.与 ，两者也均在国家一级标准之内。年南京市大气污染物浓度季节变化特征将各年 及 的日均浓度数据从、月份开始每三月进行收集整合，计算平均值得到春、夏、秋、冬四个季节的大气污染物季均浓度（表），由结果可见，从 年到 年，的浓度从春季到冬季变化趋势较大，其在冬季平均浓度大约为夏季平均浓度的 倍。的浓度在四季内变化幅度较小，最高浓度一般集中在春、冬季，最低浓度也主要集中于夏季。两种大气污染物浓度均在冬季最高，夏季最低，这可能是与夏季空气对流性强、降雨量大、易于污染物扩散有关。而在冬季，南京市一部分工业企业燃煤供暖的强度加大，致使 的排放量有一定程度上升，的浓度在四季内变化较小，这更加证实了南京市淘汰落后产能实行清洁生产效果显著，尤其是企业脱硫技术的精进致使 的排放比越来越小。浓度数据的离散程度要远大于，这可能表明南京市 主要是来源于机动车尾气的排放，冬季南京市区普遍车流量较大且行驶速度慢，致使 的排放升高。表 年主要大气污染物季均浓度单位：污染物年份季节春夏秋冬 目标大气污染物的健康风险评价将上述呼吸暴露参数及 年到 年 与 的年日均浓度代入非致癌物的健康风险评价模型，最终得到两种大气污染物基于不同性别、不同年龄段的健康风险值，见表。由表 可知五年内 的人群健康风险值在 到 年第 期环 保 科 技 之间变动，的人群健康风险值在 到 之间变动，在同一年 对人群的健康风险均要显著高于 对同一人群的健康风险，这主要是因为五年间 的年日均浓度要大于，南京市在五年间实行减排措施，淘汰落后产能，很大程度上削减了重工业燃硫排放，而 主要来源于机动车尾气排放，虽然一部分新能源汽车在南京市已开始运行，但如今燃油汽车仍占有主要市场。两种大气污染物的非致癌健康风险均小于瑞典环境保护局与荷兰建设和环境部推荐的 ，说明南京市从 年到 年这五年间 与 对人群的健康风险影响并不显著，均处于一个较低的状态。表 年南京市健康风险变化单位：污染物年龄性别年份 男 女 男 女 男 女 男 女 男 女 男 女 男 女 男 女 对不同年龄段的男、女性群体健康风险影响从表 中 对人群健康风险的影响可见，从 年到 年，在 岁以及 岁的群体中，对男性健康风险的影响要大于对女性的影响。而在 岁以及 岁的群体中，对女性健康风险的影响要大于男性。这是因为在小于 岁与 岁的群体中，男性的呼吸速率要大于女性，男女性平均体重上的差异影响对两者暴露摄入量的影响较小。而在 岁和 岁的群体中，男性与女性呼吸速率相近，而女性的平均体重要小于男性，这导致女性的暴露摄入量要大于男性的摄入量。将五年间 年平均浓度代入健康风险模型计算，结果见图。图 五年间 年均健康风险的数据显示，对儿童的健康风险影响最大，对老年人的影响最小。对 岁的男孩年均健康风险影响为 ，对 岁的老年男性年均健康风险影响为 ，男童的年均健康风险大约为老年男性的 倍，女童的年均健康风险大约为老年女性的 倍。从 年到 年，总体上 对人群的健康风险影响随着年份增长呈现下降趋势，仅在 到 年人群的健康风险出现略微的上升。在同一年，污染物 对男性的健康风险随着年龄增长有先降后升再降的趋势，其中 岁的成年男性健康风险均要高于 岁的青少年。而 在同一年对女性的健康风险随着年龄增长会逐渐下降，两者呈现反增长的关系，见图。图 年间 年均健康风险图 年南京市 健康风险值变化 对不同年龄段的男、女性群体健康风险影响由表 可见，五年内 对男性的健康风险影响在 到 之间变动。对女性的健康风险在 到 变动。两者也均远小于瑞典环境保护局与荷兰建设和环境部所推荐的最大可接受水平 ，与 对不同年龄段的男女群体健康风险影响规律类似，对 岁以及 岁的男性群体的健康风险值要大于同年龄段的女性群体健康风险值。而在 岁及 岁的群体中，女性的健康风险值要高于男性。将五年间 年平均浓度代入健康风险模型 年第 期环 保 科 技 计算，结果见图，由图 五年间 的年均健康风险可见，岁的男童群体五年内 的年均健康风险值为 ，而 岁的老年男性年均健康风险值为 ，前者大约是后者的 倍；岁的女童年均健康风险值大约是老年女性年均健康风险值的 倍，这与 对人群健康风险的影响规律几近相同。根据图 显示，五年间 对不同年龄段男女性群体健康风险影响变化的波幅整体上要小于。在同一年间，除开 岁男性群体的健康风险值要略微大于 岁男性群体的健康风险值，其他男性的健康风险值随着年岁增长主要呈现下降趋势。而女性随着年岁增长，其健康风险值逐渐下降。图 年间 年均健康风险图 年南京市 健康风险值变化 不同季节大气污染物健康风险评价变化特征将表 中整理所得的南京市 年与 的春夏秋冬四季的日均浓度分别取平均值后得到的年季均浓度代入健康风险评价模型得到如表 的结果。由表 可知，对不同年龄段的男女性群体的健康风险值在四季内变化幅度较小，其健康风险值依次表现为春季 冬季 秋季夏季，在 岁的群体中，男性与女性分别在秋季和夏季的健康风险值几近相同。对不同年龄段的男女性群体的健康风险值均在冬季最高，夏季最低，其健康风险值从大到小依次为冬季 秋季 春季 夏季，其中在春季与秋季，同一年龄段且同一性别的群体健康风险值极为接近。冬季男性的健康风险值在 到 变动，而夏季的男性健康风险值在 到 变动。在同一年内，男性在冬季的健康风险值大约是夏季健康风险值的 倍。与 类似，均在冬季左右对人群有较高的健康风险值，这是因为冬季雨期较短，空气干燥容易形成逆温层阻碍大气污染物的流通，而且在冬季，南京市一部分工业企业燃煤供暖的强度加大，致使大气污染物浓度有一定程度上升，而 的健康风险值在