金矿尾矿周边社区PM2.5暴露的 probabilistic human health risk assessment（概率健康风险评估）及其对南非空气质量标准的启示

这篇研究采用 probabilistic human health risk assessment（概率健康风险评估）模型，结合蒙特卡洛模拟（MCS），系统评估了南非eMbalenhle社区因金矿尾矿储存设施（TSFs）及本地污染源导致的PM2.5暴露健康风险。研究发现当地年均PM2.5浓度（17 μg/m3）虽符合南非国家标准（NAAQS），但远超WHO和美国环保署（USEPA）限值，致癌风险（CR）高达1/10，尤其老年群体风险显著。研究呼吁修订南非NAAQS以对接国际标准，为资源受限地区提供低成本监测策略。

　　

1 Introduction

环境空气污染被公认为人类健康的重大威胁，其中PM_2.5因可深入肺泡区域，与呼吸系统、心脑血管疾病及肺癌等密切相关。南非eMbalenhle社区毗邻金矿尾矿储存设施（TSFs），属于空气污染"热点区"，实时监测显示其PM_2.5浓度高达WHO限值的31倍。本研究首次采用概率健康风险评估（HHRA）模型，通过低成监测（LCM）数据，填补了资源受限地区PM_2.5暴露风险研究的空白。

2 Methods and materials

研究采用横断面设计，在eMbalenhle社区使用Clarity Node-S监测仪进行为期1年的PM_2.5浓度测量。将人群按年龄、性别分为8个亚组（如幼儿、成人、老年等），通过蒙特卡洛模拟（MCS）量化暴露参数（如暴露时间ET、频率EF等）的变异性。非致癌风险采用危害商数（HQ）= C_air-adj/Rfc计算，致癌风险（CR）则基于吸入单位风险（IUR=0.008 μg/m³）公式。

3 Results

4.1.1 浓度与风险基准
年均PM_2.5几何均值（GM）为17 μg/m³，低于南非NAAQS（20 μg/m³），但显著超过WHO（5 μg/m³）和USEPA（9 μg/m³）标准。使用南非标准时，所有人群HQ为0.9（安全阈值内），而按WHO标准计算则高达3.5，显示现行标准严重低估风险。

4.1.2 致癌风险
老年群体的CR概率达1/10（即每百万暴露者中10万人患癌），远超1×10^-4的临界值。即使幼儿群体CR也超过安全阈值，表明终身暴露的累积效应不可忽视。

4.1.3 敏感性分析
PM_2.5浓度（C_air）对非致癌风险方差贡献达72.4%，而致癌风险中，老年人群体对平均时间（AT）敏感，其他群体则主要受暴露时长（ED）影响。

5 Discussion

研究揭示了南非NAAQS与国际标准的显著差距：虽然当地浓度"达标"，但按WHO标准评估时风险陡增。金矿尾矿、工业排放及家庭燃煤是主要污染源，而老年人与幼儿因生理脆弱性风险更高。值得注意的是，男性长者CR略高于女性，可能与寿命差异及激素水平有关，但统计学差异不显著。

6 Conclusion

研究主张南非需修订NAAQS以对接WHO指南，并提出针对性干预措施：

1. 加强尾矿设施（TSFs）的粉尘控制
2. 推广低成本传感器网络
3. 高风险日发布公众预警
4. 推动清洁能源替代传统燃煤

7 Study limitations

空间监测覆盖不足及暴露参数假设（如统一ED/EF）可能影响结果准确性，未来需结合社区实际活动模式数据优化模型。