针对中国东南部一个矿区土壤中重金属（类金属）对人类健康影响的评估模型进行了改进

《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Improved model for human health risk assessment of soil heavy metal(loid)s in a mining area of southeastern China

土壤重金属污染健康风险研究中，八个重金属的污染水平评估显示Pb、Cd、As、Hg、Cu、Zn均值超标，其中Hg变异系数最高。通过二维蒙特卡洛模拟发现儿童癌症风险最高（因As摄入），女性非癌风险最高（因皮肤接触AF超标），建议控制儿童摄入量<104.189 mg·kg?1·d?1和女性AF<2.135 mg·cm?2·d?1。

　　在矿区内土壤中的重金属（loid）污染对人类健康构成潜在威胁，这已成为环境科学领域的重要研究课题。近年来，随着采矿活动的增加，重金属污染问题愈发严重，其对生态和人体健康的危害也引起了广泛关注。因此，评估这些重金属对健康的影响并提出有效的控制策略，对于保障公众健康和生态环境安全至关重要。本研究通过结合健康风险评估（HRA）模型与蒙特卡洛模拟（MCS），对矿区内土壤中的八种重金属污染情况进行了全面分析，并揭示了不同人群面临的风险差异。

土壤中的重金属污染主要来源于人类活动，如采矿、冶炼和工业排放等。这些活动不仅改变了土壤的化学组成，还可能通过多种途径进入人体，例如直接摄入、皮肤接触和吸入。重金属的累积性和持久性使得其对生态系统和人体健康的长期影响不容忽视。在矿区内，由于污染源的分布不均和污染过程的复杂性，土壤中的重金属污染呈现出显著的空间异质性。这种空间异质性可能进一步加剧不同人群暴露于重金属的风险差异，从而对健康风险评估提出更高的要求。

研究发现，矿区内土壤中铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）、汞（Hg）、铜（Cu）和锌（Zn）的平均浓度均超过了中国土壤背景值。其中，汞（Hg）的变异系数最高，表明其在空间分布上表现出强烈的不均匀性，这很可能是由于人为污染输入造成的。污染因子（Cf）分析进一步明确了各重金属的污染程度，结果显示砷、汞、铜和锌属于中度污染物，而镉、铅和汞则被识别为需要优先进行土壤修复的重点污染物。这表明，虽然部分重金属的污染程度较低，但它们对健康的潜在威胁不容忽视，特别是在长期暴露和多途径摄入的情况下。

健康风险评估结果显示，儿童面临最高的致癌风险，主要归因于砷的摄入。相比之下，成年女性的非致癌风险较高，主要是由于皮肤接触污染土壤所导致。这一发现强调了不同人群对重金属暴露的敏感性差异，尤其是在儿童群体中，由于其生理特征和行为习惯，如频繁的土壤接触和吮指行为，使得他们更容易受到污染的影响。因此，针对儿童的健康风险控制措施尤为重要，如减少土壤摄入量、改善个人卫生习惯等。

为了更准确地评估健康风险，本研究采用了二维蒙特卡洛模拟（2-D MCS）。这种方法能够同时考虑参数的不确定性和个体间的差异性，从而提供更为全面和精确的风险评估结果。研究结果显示，二维蒙特卡洛模拟能够有效纠正传统一维模拟（1-D MCS）的偏差，并在暴露参数不足的情况下提供更可靠的分析基础。此外，二维模拟还能够通过计算风险值的5%分位数和95%分位数，为风险管理者提供关键的参考数据，以便在实际决策中更好地平衡健康风险与经济成本。

通过对暴露参数的敏感性分析，研究进一步确定了对健康风险影响最大的参数。例如，儿童的土壤摄入率（R_ingest）和成年女性的皮肤附着因子（AF）被识别为最重要的风险参数。这表明，针对这些关键参数的控制措施可以显著降低健康风险。例如，儿童的土壤摄入率应控制在104.189毫克/天以下，而成年女性的皮肤附着因子不应超过2.135毫克/（平方厘米·天）。这些结果为制定针对不同人群的健康风险控制策略提供了科学依据。

研究还指出，传统的健康风险评估模型往往依赖于确定性参数和点估计方法，难以准确反映污染物浓度和暴露因素的不确定性。而二维蒙特卡洛模拟通过内层和外层循环的嵌套结构，能够更精确地捕捉这些不确定性，并区分其对风险评估结果的具体影响。这种方法不仅提高了评估的可靠性，还为风险管理者提供了更细致的分析工具，以制定更具针对性的土壤修复和健康保护措施。

此外，研究强调了对污染源的控制和对暴露途径的管理在降低健康风险中的关键作用。例如，通过改善采矿工艺、加强废弃物处理和减少污染扩散，可以有效降低土壤中重金属的浓度。同时，对居民的健康教育和行为引导，如减少儿童的土壤接触、加强个人卫生管理等，也是降低健康风险的重要手段。这些措施不仅有助于保护易感人群，还能减少整个矿区对环境的长期影响。

研究还讨论了健康风险评估方法在不同环境中的适用性。虽然本研究主要聚焦于矿区土壤，但其方法同样适用于其他污染环境，如农业用地、工业区和城市土壤。在这些环境中，重金属污染同样可能通过多种途径影响人类健康，因此，针对不同区域的健康风险评估和管理策略应具有一定的通用性，同时也要考虑各区域的特殊性。例如，在农业用地中，土壤中的重金属可能通过农作物进入人体，而在工业区，空气污染可能是主要的暴露途径。

本研究的局限性也值得关注。首先，目前的健康风险评估基于单次采样调查，未能全面反映重金属污染随时间变化的动态特性。由于矿区污染通常具有长期性和波动性，因此需要持续的监测和风险追踪。其次，尽管研究已经识别出关键的污染因子和暴露参数，但其对多种重金属之间的协同或拮抗效应尚未深入探讨。在实际环境中，重金属往往共同存在，它们的相互作用可能显著影响健康风险，因此，未来的研究应进一步考虑这些复杂因素，以提高风险评估的准确性和科学性。

综上所述，本研究通过结合健康风险评估模型和二维蒙特卡洛模拟，为矿区土壤重金属污染的健康风险评估提供了新的视角和方法。研究不仅揭示了不同人群面临的风险差异，还确定了关键的暴露参数和控制措施。这些结果对于制定科学合理的土壤修复策略和健康风险防控措施具有重要意义，特别是在矿区等污染较为严重的地区。通过加强污染源管理、优化暴露途径和提高风险评估的精度，可以有效降低重金属对人类健康的潜在威胁，从而实现对生态环境和公共健康的双重保护。