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小E研学丨恶臭污染对健康的影响风险评估

 大城小E 2024-02-07 发布于上海

本文改编自参考文献:陈刘雯,呼佳宁,李丹,张钢锋.上海某居民区恶臭污染溯源、臭氧生成潜势及健康风险评估[J/OL].北京工业大学学报,2023(12):1-16。

接上期介绍,小E团队利用受体模型法对某异味投诉敏感点进行源解析分析,最终得出敏感区域跟餐厨垃圾资源化企业的排气筒废气有着较为强烈的相关性,并且得出不同时间点的恶臭影响程度。

恶臭污染除了存在对大气环境的危害,还可能存在影响人体健康的风险,因此小E进一步分析厂界监测数据,旨在探讨恶臭污染对于厂界受体敏感区域的人群健康风险的影响情况。

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健康风险评价方法

健康风险是大气污染中不可忽视的问题,在恶臭污染投诉事件中投诉者除了关注恶臭源头问题,更担心长期阵发性恶臭污染对个体生命健康的影响。本研究根据美国环保署推荐方法评估吸入暴露产生的致癌风险和非致癌风险,暴露参数计算公式如下。

式中,ECi为物质i的暴露参数,ug/m3

Ci为物质i质量浓度,ug/m3

ET为暴露时间,取上海市城乡户外活动时间3.02 h/d(摘自文献);

EF为暴露频率,取365 d/a;

ED为持续暴露时间,取垃圾处理厂一般建设年限30 a;

AT为(非)致癌风险平均暴露时间,其中ATnc为非致癌平均暴露时间,取ED×365×24=262800h,ATca为致癌平均暴露时间,取70×365×24=613200h。

致癌风险指数(carcinogenic risk,CR)和非致癌风险指数(hazard quotient,HQ)计算公式如下。

式中,HQi为物质i的非致癌风险指数,无量纲;

ECi为物质i的暴露参数,ug/m3

Rfci为物质i的参考浓度指标,mg/m3

CRi为物质i的致癌风险指数,无量纲;

IURi为物质i吸入单位致癌风险,m3 /ug。

本研究参照EPA(非)致癌风险评价标准对恶臭物质的健康风险进行评估,当致癌风险指数CRi>1×10-4时,说明物质存在“确定风险”;当1×10-5<CRi≤1×10-4时,说明物质存在“大概率风险”;当1×10-6<CRi≤1×10-5时,说明物质存在“小概率风险”;当CRi≤1×10-6时,视为对人体带来的致癌风险可忽略不计。当HI>1时,说明污染物可能会对人体产生非致癌风险,需要重点关注;非致癌风险指数HI≤1时,说明污染物对人体产生的非致癌风险可忽略不计。

基于健康风险评价方法,本研究参考美国环保局综合风险信息系统(IRIS)和美国国家医学图书馆(PubChem)的最新数据,筛选得到8种对人体存在致癌风险的恶臭物质和33种存在非致癌风险的恶臭物质。同时将厂界敏感点恶臭物质的24小时连续监测数据等分为晨间(0:00~8:00,包括凌晨、早晨)、午间(8:00~16:00,包括上午、中午、下午)和晚间(16:00~24:00,包括傍晚、晚上)3个时段,每个时段8个小时,分别评估致癌和非致癌风险。

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非致癌健康风险

厂区边界敏感点各物种不同时段的非致癌风险指数如下图所示。各时段累积非致癌风险指数(HI)均超过非致癌风险可接受水平,说明各时段环境空气中的恶臭污染物均会人体产生非致癌风险,各时段累积非致癌风险指数均值排名为晨间(22.95)>晚间(18.72)>午间(13.33)。丙烯醛的HI值显著高于可接受水平,说明丙烯醛可能会对人体产生非致癌风险,是非致癌风险的关键因素,与甘浩研究结果“丙烯醛为典型化工园区非致癌风险中的主要贡献物种之一”相似。其余物种如磷化氢、丙烯酸、丙醛、乙醛、硫化氢等,虽然各时段HI均值较低,但最高值接近安全阈值,对于这些物种的排放监管也不可忽视。2-乙醇、丁酮、甲基异丁酮、甲苯等恶臭物质非致癌风险值较低,对人体产生的非致癌风险可忽略不计。

图1 敏感点恶臭物质非致癌风险指数

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致癌健康风险

厂区边界敏感点各物种不同时段的致癌风险指数如下图所示。各时段各污染物累计致癌风险指数(CR)介于1×10-6和1×10-5之间,说明各时段环境空气中的恶臭污染物均对人体存在小概率致癌风险,各时段累积致癌风险指数均值排名为晨间(2.83×10-6)>晚间(2.80×10-6)>午间(2.46×10-6)。甲醛致癌风险指数在3个时段内均超过1.0×10-6,且在16~24时风险较高,最高达5.06×10-5说明甲醛在敏感点环境空气中存在致癌风险,应对该物质进行重点监管,可知甲醛的健康风险问题不仅存在于室内装修等特殊场所,也可能存在于大气环境中,尤其在工业厂区附近。其他物质如1,3-丁二烯在0~8时存在最高致癌指数超过1,乙苯、乙醛虽然致癌风险指数小于1.0×10-6,但是最高值接近安全阈值,说明在特定的时段这些物质可能会对人体产生致癌风险,也应该加强管控。四氯乙烯、萘、苯等恶臭物质致癌风险值较低,对人体产生的致癌风险可忽略不计。本研究致癌/非致癌健康风险评估结论与方晶晶等研究中生活垃圾收运过程中涉及的主要致癌(乙醛、苯和甲醛)与非致癌风险化合物(丙烯醛和硫化氢)具有一定的一致性。

图2  敏感点恶臭物质致癌风险指数

综上所述,通过对恶臭物质进行致癌和非致癌健康风险评价可知,厂界敏感点各时段均存在致癌与非致癌风险,非致癌与致癌主要贡献物种分别为丙烯醛和甲醛,应作为餐厨垃圾处理厂的优先监控指标。各时段累积致癌风险指数和非致癌风险指数排名均为晨间>晚间>午间,磷化氢、丙烯酸、丙醛、乙醛、硫化氢等在特定时段可能存在非致癌风险。

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