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在工业污染影响下,室内尘埃中的潜在有毒元素(PTEs)对人体健康存在威胁。研究人员针对印度杜尔加布尔市展开研究,测定 PTEs 浓度、来源等。结果显示虽部分元素浓度高,但健康风险低。该研究为防控室内污染提供依据。
在日常生活中,人们大部分时间都在室内度过,然而室内环境并非绝对安全。室内尘埃中常常隐藏着潜在有毒元素(Potentially Toxic Elements,PTEs),这些元素就像隐匿的 “健康杀手”,悄无声息地威胁着人们的身体健康。以往的研究大多仅关注室内尘埃中 PTEs 的浓度及来源,却忽视了其对健康的潜在风险评估。这就好比只看到了敌人的身影,却没意识到敌人的攻击手段和危害程度。为了填补这一研究空白,深入了解室内尘埃中 PTEs 对人体健康的影响,来自印度的研究人员针对印度西孟加拉邦最大的工业城市之一 —— 杜尔加布尔(Durgapur)展开了一项全面而深入的研究。该研究成果发表在《Environmental Pollution and Management》上,为我们揭开了室内尘埃中 PTEs 的神秘面纱,让我们对其有了更清晰的认识。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是样本采集,他们在杜尔加布尔的 15 个居民区选取了 80 多户家庭,在一年的三个季节里进行室内尘埃样本采集,以确保数据的全面性和代表性。然后,利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对样本中的 PTEs 进行分析,精确测定其浓度。此外,还通过主成分分析(PCA)来确定 PTEs 的潜在来源,并借助蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation)评估健康风险。
研究结果部分:
- Pseudo total PTEs content:研究测定了杜尔加布尔室内尘埃中 8 种 PTEs(Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb 和 Zn)的伪总浓度。结果显示,Fe 的平均含量最高(50331 ± 9017 mg/kg-1),不同元素在不同区域的浓度存在差异。例如,Cd 在市中心附近居民区浓度最高,受交通和工业影响;Cr、Fe 等元素在受钢铁、水泥等产业影响的区域浓度较高。与其他地区相比,杜尔加布尔的 Cr、Ni、Fe 和 Mn 含量呈现出不同的特点,这与当地的产业结构密切相关。
- Seasonal variation of PTEs concentration:通过研究发现,PTEs 浓度在不同季节存在显著差异,冬季最高,夏季次之,雨季最低。如 Cd、Cr、Cu 等元素在冬季的浓度明显高于雨季,这主要是因为冬季的气象条件不利于污染物扩散,而雨季的降水则起到了清洗空气和减少尘埃的作用。
- Morphology:对尘埃颗粒的形态学分析表明,室内尘埃颗粒形态多样,包括不规则形状、微聚集体、生物成因颗粒等。这些不同形态的颗粒反映了其复杂的来源,可能来自室内活动、交通排放、生物活动等多个方面。
- Mineral composition:X 射线衍射分析显示,室内尘埃中存在多种矿物质,如方解石、石膏、赤铁矿等。这些矿物质的存在进一步证实了尘埃来源的多样性,同时也为确定 PTEs 的来源提供了线索。
- Geo-accumulation index(Igeo):计算地累积指数发现,Cd 在部分地区污染严重,Cr、Cu、Mn、Pb 和 Zn 在不同区域存在不同程度的污染。这表明人类活动对室内尘埃中 PTEs 的污染程度有着重要影响。
- Source identification:PCA 分析结合 XRD 结果,揭示了 PTEs 的两个主要来源:钢铁工业(Cr、Fe、Mn 和 Ni)和车辆排放(Cd、Cu、Pb 和 Zn)。这为针对性地采取污染防控措施提供了重要依据。
- Bioaccessibility:PTEs 的生物可及性在 6.5% - 62.1% 之间,不同元素的生物可及性顺序为 Zn > Cu > Cd > Pb > Ni > Cr > Mn > Fe。且生物可及性存在季节变化,如 Cr、Fe、Ni 和 Zn 在雨季生物可及性较高,而 Cu 和 Mn 在夏季较高,Cd 和 Pb 在冬季较高。这意味着不同季节人体对 PTEs 的吸收能力有所不同。
- Human health risk assessment:通过对儿童和成人的健康风险评估发现,基于总 PTEs 和生物可利用部分的评估结果均显示,所有元素的危害指数(HI)均小于 1,表明不存在显著的暴露风险。但儿童相对成人更易受到影响,且概率风险评估方法比经验模型更保守。这提示我们在关注室内污染对健康影响时,要特别重视儿童这一弱势群体。
研究结论和讨论部分:该研究全面评估了杜尔加布尔室内尘埃中 PTEs 的污染状况、来源、生物可及性及健康风险。研究结果表明,尽管部分元素在室内尘埃中的含量较高,但由于其生物可及性和健康风险较低,整体上不存在潜在的暴露风险。然而,考虑到儿童的敏感性,仍需采取措施降低室内尘埃中 PTEs 的浓度。例如,改善室内通风条件,加强城市绿化建设,提高公众对室内污染危害的认识等。这不仅有助于保护居民的身体健康,特别是儿童的健康成长,也为其他工业城市开展类似研究提供了重要的参考和借鉴,对推动环境健康领域的发展具有重要意义。