泰国Pathum Thani地区PM2.5和PM10中重金属污染特征及健康风险评估

本研究针对泰国Pathum Thani地区PM2.5和PM10中重金属污染问题，通过PIXE分析12种元素浓度，结合富集因子(EF)和US.EPA健康风险评估模型，揭示了Cr、Ni等重金属的工业源贡献特征，发现儿童吸入暴露风险显著高于成人，为东南亚地区大气颗粒物污染防控提供了重要数据支撑。

　　

在东南亚地区快速工业化和城市化进程中，大气颗粒物污染已成为重大公共卫生挑战。泰国作为该区域典型发展中国家，其Pathum Thani省作为曼谷都市圈重要工业区，PM_2.5和PM₁₀污染问题日益突出。特别值得注意的是，世界卫生组织2021年数据显示全球99%人口暴露于超标PM环境中，而儿童因生理特性更易受到颗粒物中重金属的毒害。然而，该地区关于颗粒物重金属污染特征及其健康风险的系统研究仍属空白。

针对这一科学问题，泰国核技术研究所（Thailand Institute of Nuclear Technology）的Dussadee Rattanaphra团队在《Toxicology Reports》发表了重要研究成果。研究人员采用质子激发X射线发射(PIXE)技术分析了2021年旱雨两季采集的126份颗粒物样本中12种元素（Si、S、Cl、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Zn、Ni、Cu）的浓度特征，结合富集因子(EF)解析污染来源，并运用US.EPA健康风险评估模型定量评估了成人和儿童通过吸入途径暴露于重金属的致癌与非致癌风险。

关键技术方法包括：1) 使用Tisch TE-Wilbur采样器采集PM_2.5/PM₁₀样本；2) PIXE技术进行多元素同步检测；3) 基于Fe参比的EF计算区分自然源与人为源；4) 采用US.EPA推荐的目标危害商数(THQ)、危害指数(HI)和致癌风险(CR)模型进行健康风险评估，特别关注了儿童（15kg体重）和成人（70kg）的暴露差异。

研究结果揭示：

3.1 PM_2.5和PM₁₀质量浓度

湿季PM_2.5平均浓度(77.51 μg/m³)超出WHO标准5倍，PM₁₀(86.05 μg/m³)超欧盟标准1.7倍。值得注意的是，PM_2.5在旱季即已超标，显示该地区细颗粒物污染的持续性特征。

3.2 金属浓度特征

Cr在PM_2.5中呈现惊人富集（EF>100），Zn、Ni、Cu的EF值10-100，明确指示工业排放源贡献。元素空间分布显示，Ca、Fe等元素主要来自土壤扬尘，而S、Cl则与化石燃料燃烧密切相关。

3.3 健康风险评估

非致癌风险方面，儿童HI值(0.33-0.78)显著高于成人(0.05-0.11)，但均低于安全阈值1。致癌风险分析显示，Cr的终身致癌风险在儿童中最高达9.28×10^-6，虽在可接受范围(10^-6-10^-4)，但较成人高1.7倍，凸显儿童脆弱性。

这项研究的重要意义在于：首次系统评估了泰国工业区PM重金属污染的儿童健康风险，发现尽管总体风险可控，但Cr污染和儿童特殊易感性需要引起警惕。研究采用的PIXE-EF-US.EPA多方法联用策略，为发展中国家颗粒物健康风险评估提供了范式。研究结果直接支撑泰国环保部门制定针对工业排放和交通源的控制策略，特别是学校等儿童活动区域的空气质量监测需要加强。未来研究可结合生物标志物分析，进一步验证重金属暴露与儿童呼吸道疾病的剂量-效应关系。

该成果的实践价值还体现在：1) 证实WHO 2021年新版PM标准在东南亚地区的适用性；2) 提出EF>100的Cr应作为区域特征污染物重点监控；3) 建立了适用于热带气候区的旱雨季健康风险评估参数体系。这些发现不仅对泰国环境治理具有指导意义，也为面临类似污染挑战的东南亚国家提供了科学参考。