《Frontiers in Sustainable Cities》:Health risk assessment of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene among occupational and residential populations at landfill, Indonesia
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印度尼西亚的城市固体废物(MSW)垃圾填埋场中,针对苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)暴露的个人监测仍然稀缺,尽管个人监测对于捕捉个体暴露变异性并改善健康风险评估具有重要意义。本研究评估了开放式垃圾填埋场周边职业及居住人群与个人BTEX暴露相关的吸入健康风险。
印度尼西亚的城市固体废物(MSW)垃圾填埋场中,针对苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)暴露的个人监测仍然稀缺,尽管个人监测对于捕捉个体暴露变异性并改善健康风险评估具有重要意义。本研究评估了开放式垃圾填埋场周边职业及居住人群与个人BTEX暴露相关的吸入健康风险。研究人员从56名参与者中采集个人空气样本,包括拾荒者、垃圾填埋场工人、附近居民和对照组。个人监测采用个人空气采样泵,流速为0.045–0.2?L?min?1,遵循NIOSH 1501方法。BTEX浓度采用气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)分析。苯是所有暴露组中非致癌风险的主要贡献者。拾荒者表现出最高的非致癌风险,平均危害指数(HI)为3.73 ± 2.36(p < 0.05)。尽管垃圾填埋场工人和附近居民的平均HI低于安全阈值,但最大值分别达到3.72和1.54,表明部分个体超过了可接受的非致癌风险阈值(HI > 1)。苯相关的致癌风险在拾荒者中也最高(4.05 × 10?5–1.50 × 10?4)。与对照组相比,拾荒者的非致癌和致癌风险均高出13倍,而垃圾填埋场工人和附近居民则高出4倍。这些发现表明,开放式垃圾填埋场是苯暴露及相关吸入健康风险的重要来源,同时凸显了采取优先针对拾荒者的靶向干预措施、加强职业防护以及实施可持续废物管理策略以降低职业及周边社区健康风险的紧迫性。
城市固体废物(MSW)垃圾填埋场是挥发性有机化合物(VOCs)的重要排放源。在发展中国家,开放式倾倒仍是主要的废弃物处置方式,使大量人群长期暴露于有害气体之中。印度尼西亚广泛依赖开放式倾倒,许多处置场地缺乏垃圾填埋气体收集或排放控制系统,导致垃圾填埋场工人和周边社区可能长期吸入垃圾分解和填埋作业过程中产生的空气污染物。其中,苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)因其持久性和毒性而受到特别关注,它们通过垃圾降解、渗滤液挥发、车辆尾气、重型设备运行等活动释放。由于这些化合物在低浓度下往往不易被感知,慢性暴露可能在缺乏有效排放控制的开放式倾倒系统中悄然发生,进而与呼吸系统、血液系统、神经系统及致癌健康效应相关联。
尽管BTEX监测已在城市和工业环境中得到广泛研究,但针对垃圾填埋场环境、特别是评估相关健康风险的研究仍然稀缺。已有研究大多将职业人群和居住人群分开评估,难以直接比较不同暴露群体的健康风险;且基于个人暴露直接测量的健康风险评估仍较少,许多研究依赖默认暴露假设而非场地特定浓度和人体测量数据,可能导致风险估计存在较大不确定性。美国环境保护署(US EPA)提出了分层风险评估方法,其中Tier 2利用实测环境浓度和受体特定暴露参数,能够更真实地估计非致癌和致癌健康风险,特别适用于暴露特征差异显著的垃圾填埋场环境。基于此,本研究旨在:(i) 确定BTEX个人暴露浓度;(ii) 采用Tier 2方法评估致癌和非致癌吸入健康风险;(iii) 比较印度尼西亚Sarimukti城市固体废物垃圾填埋场职业及居住人群的健康风险。该研究是印度尼西亚首个将个人BTEX暴露监测与Tier 2吸入健康风险评估相结合、覆盖多个垃圾填埋场暴露人群的研究,其成果发表在《Frontiers in Sustainable Cities》,为保护垃圾填埋场周边弱势人群和实现可持续发展目标(SDG)3提供了科学证据。
研究人员在Sarimukti垃圾填埋场及其周边1–5公里居住区开展研究,通过立意抽样招募56名成年男性参与者,包括30名垃圾填埋场工人、4名拾荒者、12名附近居民(Sarimukti村,距填埋场1–3公里)和10名对照(Nanggeleng村,位于主导风向上风向、距填埋场3公里以上)。采用个人空气采样泵和活性炭吸附管,依据NIOSH 1501方法以0.045–0.135?L?min
?1流速采集呼吸带空气样本,采样时长6–12小时;使用气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)分析BTEX浓度。依据US EPA风险评估指南(RAGS)Tier 2方法,计算暴露浓度(EC)、危害商数(HQ)、危害指数(HI)和终身致癌风险(LCR),并通过Kruskal-Wallis检验、Mann-Whitney U检验和二元逻辑回归进行统计分析。
**参与者特征**:56名参与者均为男性,平均年龄范围为34±8岁(拾荒者)至44±8岁(附近居民)。垃圾填埋场工人职业暴露年限最长(13±5年),拾荒者每日暴露时间最长(24±0?h?day
?1)。所有组别个人防护装备(PPE)使用率总体较低(21%),吸烟率较高(75%–100%)。
**BTEX空气浓度(CA
i)与暴露浓度(EC)**:苯是优势BTEX化合物,平均空气浓度为61.99±72.04?μg·m
?3,在几乎所有采样点均表现出最高浓度。垃圾填埋场工人中,重型设备操作员苯浓度最高(387.22?μg·m
?3),机械师次之(356.85?μg·m
?3)。Kruskal-Wallis检验显示苯、甲苯、乙苯和间/对二甲苯浓度存在显著组间差异(p<0.05),邻二甲苯无显著差异(p=0.288)。事后Mann-Whitney U检验表明,拾荒者和垃圾填埋场工人的BTEX浓度普遍显著高于附近居民和对照组。暴露浓度(EC)计算显示,拾荒者累计BTEX暴露最高,其次为垃圾填埋场工人,居民和对照组较低;苯在各组总BTEX暴露中占比最大。
**BTEX健康风险评估**:苯是各暴露组危害商数(HQ)和非致癌风险的主要贡献者。拾荒者非致癌风险最高(HI=3.73±2.36),约为对照组的13倍(p<0.05);垃圾填埋场工人(0.75±0.80)和附近居民(0.74±0.45)的HI约为对照组3倍。HI>1的个体比例:拾荒者100%、附近居民42%、垃圾填埋场工人17%,对照组为0。致癌风险评估显示,拾荒者苯终身致癌风险(LCR)最高(4.05×10
?5–1.50×10
?4),较对照组高约13倍;垃圾填埋场工人和附近居民较对照组高约4倍。Kruskal-Wallis检验确认组间差异显著(p<0.001),事后比较显示拾荒者风险显著高于其他各组,而垃圾填埋场工人与附近居民风险水平相当(p>0.05)。
**逻辑回归分析**:二元逻辑回归模型评估了暴露状态、PPE使用、吸烟状况、年龄和居住邻近度与非致癌健康风险(HQ>1)的关联。结果显示,所有纳入变量均未显示出统计学显著关联(p>0.05),各预测变量的方差膨胀因子(VIF)均低于5,表明不存在多重共线性问题。
讨论部分指出,苯在垃圾填埋场环境中的主导地位与垃圾降解和燃烧活动的持续排放有关。职业人群的高暴露与作业区域位置、机械尾气和设备维护等活动密切相关;风玫瑰分析显示主导风向朝向居民区,支持了大气扩散将污染物输送到填埋场周边社区的作用。风险梯度(拾荒者>垃圾填埋场工人>附近居民>对照组)表明,暴露强度和持续时间是健康风险的主要决定因素,而非个体人口统计学特征。研究局限包括拾荒者样本量较小、单次采样季节无法反映长期变化、仅评估BTEX化合物而未涵盖填埋场排放的复杂混合物等。研究结论指出,开放式垃圾填埋场是BTEX暴露及相关健康风险的重要来源,苯是导致非致癌和致癌风险的主要化合物。个人暴露监测显示,拾荒者的非致癌和致癌风险最高(约为对照组的13倍),而垃圾填埋场工人和附近居民的风险水平相近,表明垃圾填埋场排放同时影响职业人群和周边社区。不可接受的苯致癌风险的出现,凸显了将垃圾填埋场相关空气污染视为公共健康问题的必要性。加强排放控制、实施常规暴露监测和改进垃圾填埋场管理实践,