垃圾焚烧厂周围土壤重金属污染源解析及人体健康风险评价

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随着垃圾焚烧处理量的增加,垃圾焚烧厂造成的周围环境重金属污染受到广泛关注。本文以华北某垃圾焚烧厂为研究对象,测定其周围土壤和蔬菜样本的重金属Cd、Cr、As、Hg、Pb、Cu、Zn和Ni的含量。采用单因子指数、内梅罗综合污染指数、富集因子和潜在生态危害指数法综合评价了周围土壤的重金属污染程度,结合土壤重金属的空间分布特征,并利用相关性分析、主成分分析和APCS-MLR受体模型对垃圾焚烧厂周围土壤重金属进行来源解析,最后结合用地类型差异,对周围不同人群的健康风险进行评估。结果表明:(1)垃圾焚烧厂周围土壤重金属Pb、Cu、Zn、Cd、Hg和As的平均含量超出土壤背景值,存在重金属污染现象。受焚烧厂烟气排放影响,周围农田蔬菜Zn和As的含量显著高于市场在售蔬菜。(2)以土壤背景值为参考值时,单因子指数表明焚烧厂周围土壤Cu、Pb、Zn和Hg含量属轻度污染水平,As和Cd含量属重度污染水平。内梅罗综合污染指数显示研究区域土壤整体呈重度污染水平。受Cd和Hg的主要影响,研究区域土壤的生态危害水平较高。(3)垃圾焚烧厂对土壤重金属在不同距离上的分布具有明显影响,焚烧烟气重金属的主要沉降区域为周边1000m范围内。源解析结果表明土壤重金属的主要来源依次为垃圾焚烧厂排放、自然源、特定工业污染和燃煤排放。其中垃圾焚烧厂是土壤Pb、Cu、Zn、Cd和Hg的最主要来源。(4)垃圾焚烧厂周围的成年男性、女性和儿童的非致癌风险分别为1.50、1.68和1.92,致癌风险分别为9.40×10-3、1.02×10-2和3.10×10-3,均高出可接受水平,存在较高的非致癌风险和致癌风险。Pb和Ni分别是人体非致癌风险和致癌风险的主要毒害元素。垃圾焚烧厂是人体非致癌风险的主要来源,平均贡献率为36.99%,同时其造成的成年男性、女性及儿童的致癌风险为4.23×10-4、4.57×10-4和1.41×10-4,均高于可接受水平,垃圾焚烧厂对人体健康具有明显影响。研究结果还显示自然源是人体健康风险的另一重要来源,不同功能区内的人体健康风险水平差异显著,农业用地、居民区和学校的人体健康风险贡献率较高。将用地类型差异与健康风险评价模型结合具有可行性,适于垃圾焚烧厂周围等污染区域的健康风险评估。本文研究结果为垃圾焚烧厂选址建设、风险防控提供数据基础与理论支撑,对焚烧厂周围土壤环境治理具有一定的指导意义。
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