东北工业用地未校准优先污染物的改进AHP-CRITIC筛选方法及其环境健康风险研究

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Environment International 10.3

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  东北地区工业用地长期积累的未校准污染物对生态环境和人类健康构成严重威胁。为解决这一问题,研究人员采用改进的AHP-CRITIC方法,结合毒性、持久性和迁移性指标,从170种候选污染物中筛选出11种优先控制污染物,包括全氟辛酸(PFOA)和丙烯醛等。该研究为东北地区环境污染管理提供了科学依据,并为类似工业污染区域的防控策略制定提供了参考。

  

东北地区作为中国重要的老工业基地,长期工业活动导致大量未列入标准的污染物在环境中积累,对生态环境和人类健康构成严重威胁。这些污染物缺乏明确的环境质量标准和排放限值,使得科学评估其暴露和风险变得极具挑战性。东北地区独特的工业结构、气候条件和地理环境,使得污染物的分布、迁移和转化模式与其他地区存在显著差异。例如,东北地区漫长的寒冷冬季可能影响污染物的迁移和转化过程,使其在土壤和水体中的行为与其他地区不同。然而,目前关于未校准污染物的研究较少,现有筛选方法未充分考虑区域特征对指标选择的影响,因此在该地区的适用性有限。

为了解决这一问题,来自中国科学院生态环境研究中心的研究人员开展了一项系统研究,旨在构建适用于东北地区未校准污染物的优先筛选机制,并准确识别关键污染物。研究团队基于文献调研方法筛选出170种候选污染物,并采用改进的AHP(层次分析法)和CRITIC(指标间冲突性相关性)方法,结合毒性、持久性和迁移性指标,对这些污染物进行了综合评价。研究结果发表在《Environment International》上,为科学制定合理的管理策略、有效预防和控制环境污染、保障生态安全和公众健康提供了重要依据。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先通过文献调研方法筛选出549种未校准污染物,并根据"检测频率>3"的原则确定了170种候选污染物;然后构建了包含毒性、持久性和迁移性指标的层次分析模型;采用AHP方法计算主观权重,CRITIC方法计算客观权重,并将两者各占50%的比例进行综合权重计算;最后通过综合评价方法和聚类分析对污染物进行分类和排序。

研究结果显示,在170种未校准污染物中,筛选出11种高优先级污染物,包括4种全氟和多氟烷基化合物(PFAS)、3种苯及其衍生物、2种其他类型污染物、1种多环芳烃(PAHs)和1种有机氯化合物(OCs)。其中,全氟辛酸(PFOA)以382分的总分位居首位,其次是丙烯醛、全氟辛烷磺酸盐(PFOS)和苯乙烯等。这些物质在致癌性、生物累积性和环境持久性等方面表现出较高的风险。

在指标权重分析方面,研究发现致癌性指标的复合权重最高(17.69%),其次是严重眼损伤/眼刺激和生殖毒性指标。这表明在未校准污染物筛选中,毒性指标特别是致癌性应给予足够重视。通过改进的AHP-CRITIC方法,研究人员成功平衡了专家判断的专业性和数据特征的客观性,使筛选结果更加科学可靠。

与国际主要污染物控制清单的比较显示,本研究筛选出的污染物与多个国际清单有较高重叠率。例如,72.73%的筛选物质被列入欧盟REACH清单,63.64%被列入美国TSCA清单。特别是PFOA和PFOS等物质在多个国际清单中被列为优先控制物质,但在中国的场地管理标准中仍存在缺失。

研究讨论部分指出,东北地区低温气候条件可能减缓污染物分子运动,降低其在环境介质中的扩散速率,同时也可能降低污染物在土壤和水体中的溶解度。这种特殊的气候条件使得污染物的降解过程显著减缓,导致持久性污染物可能在环境中积累数十年甚至数百年。因此,在指标体系中需要更加重视污染物的持久性和迁移性评估,以准确把握未校准污染物在东北地区的环境行为和风险特征。

该研究的创新性在于首次系统筛选了东北地区未列入标准的未校准污染物,并建立了适用于该地区的优先筛选机制。研究结果为东北地区环境污染管理、风险防控提供了科学依据,并将有助于制定有针对性的环境保护策略。在全球范围内,该研究为类似寒冷和工业污染区域的污染物控制策略制定提供了参考,推动了未校准污染物防控研究的深入发展。

然而,研究也存在一些局限性,如指标主观权重可能引入偏差,对缺乏实测数据的污染物依赖模型预测会带来不确定性,以及未能开展源解析等。这些不确定性提示,优先控制清单仍需通过针对性监测和测试进一步验证。未来研究应加强对未校准污染物环境行为和毒理学效应的深入探索,包括其转化产物、与其他污染物的潜在协同效应,以及更有效的修复策略开发等。

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