长春市城区近地表灰尘重金属健康风险评价

杨忠平，王 雷，翟 航，赵剑剑，卢文喜（1.重庆大学土木工程学院，重庆 0005；2.山地城镇建设与新技术教育部重点实验室（重庆大学），重庆 0000；.中兵勘察设计研究院，北京 10005；.吉林大学环境与资源学院，吉林 长春 10021）

长春市城区近地表灰尘重金属健康风险评价

杨忠平1，2*，王 雷1，2，翟 航3，赵剑剑1，2，卢文喜4（1.重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2.山地城镇建设与新技术教育部重点实验室（重庆大学），重庆 400030；3.中兵勘察设计研究院，北京 100053；4.吉林大学环境与资源学院，吉林 长春 130021）

为评价长春市城区近地表灰尘中重属污染特征及其健康风险，采用网格化均匀布点系统采集了232件长春市城区近地表（约1.5m）灰尘样品，分别采用X荧光光谱法（XRF）、原子荧光光度法（AFS）和石墨炉原子吸收光谱法（GF-AAS）测定了近地表灰尘中Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd含量.结果表明:城市近地表灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn的平均含量分别为23.26、0.62、94.53、68.41、0.24、93.63和416.71mg/kg，且其变化范围较大，同时均显著高于研究区表层土壤重金属含量，已受到一定程度重金属污染.健康风险评价结果表明，儿童暴露剂量均明显高于成年人暴露剂量，是成人暴露剂量的7.3倍（As为7.9倍），经消化道摄入暴露是人体城市灰尘重金属暴露的最主要途径，其次是皮肤接触暴露；从各元素的健康风险指数（HI）来看，As的健康风险最高，其次依次为Cr、Pb、Cu、Zn、Cd和Hg；非致癌总风险指数平均值分别为1.11（儿童）和0.14（成人），表明长春市城区近地表灰尘金属污染已对儿童造成了潜在的健康风险，As对总风险的贡献最大.叠加后的致癌总风险指数平均值为6.35×10-5，超过了EPA的建议值，As污染是主要风险因素，但长春市城区近地表灰尘由重金属引起的致癌风险总体上尚可接受，不会对当地居民的身体健康产生较大危害，但应加强防范.

重金属；近地表灰尘；健康风险；风险评价；长春市

城市灰尘作为城市大气环境的重要污染物其起源和组成复杂［1-3］，同时作为污染物（如重金属、多环芳烃等）的受纳体而成为城市环境污染的重要起源和指示器［1-4］，其在环境灾害发生中的媒介、传播、引发等作用被广泛关注［4-7］.尤其是赋存其中的重金属污染物由于毒性大、非生物降解和可通过大气干湿沉降等途径持续地大量输入到地表环境，对城市环境地球化学循环造成持久地负面影响［5-9］.与赋存于其他介质中的重金属污染物相比，吸附在城市灰尘中的重金属更易通过吸入、消化道摄入及接触等方式被人体摄入，使其成为环境和人类健康（尤其是儿童）的重要威胁，引起了广泛关注［1-11］. Davis等［13］研究称，儿童经常的手-口活动使其即使在正常活动情况下摄入的土壤也可达到50～200mg/d.较高的细颗粒组分含量导致城市灰尘极易在外动力作用下再次扬起悬浮，使城市居民更易暴露于灰尘污染中［14-17］.因此，开展城市灰尘有毒重金属健康风险监测、污染特征研究和健康风险评价意义重大.

随着城市社会经济地发展，长春市城区已受到一定程度的重金属污染［3，17-25］，这些研究主要集中在对土壤、干湿沉降及气溶胶等的研究，对在城市环境灾害发生中起媒介、传播、引发等作用的城市灰尘的研究比国内外其他城市明显滞后［26-30］，尤其是对与人体呼吸高度大体相当的城市近地表灰尘污染特征及其健康风险的研究明显薄弱.城市近地表灰尘是指散落在与人体平均呼吸高度（1.5m）大体相当的建筑物门窗等平台上的大气降尘，部分学者称“近地表大气尘”［2］.对其研究可更直接地反映灰尘对人体健康的潜在威胁.因此，在系统地样品采集基础上，测试分析了Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd含量，查明长春市城区近地表灰尘中重金属的污染特征，并通过健康风险评估模型对城市人群城市灰尘重金属暴露进行健康风险评价.

1 材料与方法

1.1 样品采集

图1 研究区位置及采样点分布Fig.1 Studied area and sampling location map

样品采集执行中国地质调查局地质调查技术标准《区域生态地球化学评价技术要求（试行）》（DD2005-02）［31］，同时参考王平利等［2］提出的采样方法，即:为更好地反映研究区内城市近地表灰尘污染的空间分布特征，使样品具有代表性和典型性，采用网格化均匀布点，样品采集控制范围为环城公路以内，共划分215个1km×1km的采样单元格（图1）.采样密度为1件/km2，部分单元加密为2件/km2，每件样品由3～5个子样等量均匀混合而成，重约30g.样品均用软毛刷收集于离地面高度在1.5m左右的木质窗台、门框以及阅报栏等平台.置于纸质样品袋内储存运输、封口编号［2，32-33］.采样时主要选择在居民小区内，均远离主干公路、建筑工地、拆迁现场和工厂等直接污染源，剔除采样平台上的杂物，对平台上有明显水泥、铁屑等风化剥落物的则进行移点采样，以避免局部污染，样品采集全过程未接触金属工具.野外采用GPS测定各采样点位地理坐标，并标注于1:5万野外工作手图上.工作前期和工作期间天气晴好，无明显降水，共计采样232件，采样结束后即送至实验室干燥保存，备分析用.由于样品采集平台均为非金属类平台，因此载尘面对灰尘中重金属含量等无直接关系，不考虑载尘面对近地表灰尘中重金属来源的影响.

1.2 重金属含量分析

灰尘中重金属含量委托国土资源部长春地质矿产资源监督检测中心测试分析.As和Hg含量用AFS-230E型原子荧光光度仪采用原子荧光光度法（AFS）测定.Cu、Cr、Zn和Pb含量用ADVANT′XP+型X射线荧光光谱仪采用X荧光光谱法（XRF）测定；Cd含量用M6型石墨炉原子吸收光谱仪采用石墨炉原子吸收光谱法法（GF-AAS）测定.分析方法均按照中国地质调查局地质调查技术标准（DD2005-01）［34］规定经过准确度和精密度检验，分析方法的检测限、准确度和精密度均满足规范要求.样品分析采用国家一级标准物质（GSS系列）进行准确度和精密度质量监控.结果表明分析结果准确可靠，各元素测试对数偏差ΔlgC均小于0.05；报出率为100%；抽取10%的样品进行重复性检验，相对双差RD小于10%，分析合格率均达到100%.同时，测试分析数据均通过实验室经CMA认证.

1.3 城市灰尘重金属健康风险评价方法

1.3.1 暴露途径及暴露量确定 鉴于城市灰尘的粒径组成特征及其扩散方式，口鼻吸入、消化道摄入和皮肤接触暴露是城市灰尘进入人体的主要途径［7-12］.因此，本文选择美国环保部推荐的健康风险评估模型［35］，该模型适用于评价不同类型污染物通过口鼻吸入、消化道摄入和皮肤暴露等多种途径进入人体后引起的健康风险.即:

式中:Dinh为每天通过口鼻吸入暴露而摄入的重金属量，mg/（kg∙d）；Ding为每天通过消化道摄取暴露而摄入的重金属量，mg/（kg∙d）；Ddermal为每天通过皮肤接触暴露而摄入的重金属量，mg/（kg∙d）；C为灰尘中重金属含量，mg/kg；InhR为每日空气吸入量，m3/d，儿童取7.6m3/d，成年人取20m3/d［9］；IngR为灰尘经消化道摄取率，mg/d，儿童取200mg/d，成年人取100mg/d［9］；SA为皮肤暴露面积，cm2，儿童取2800cm2，成人取5300cm2［9］；SAF为皮肤粘附系数，mg/（cm2∙d），儿童取0.2mg/ （cm2∙d），成年人取0.07mg/（cm2∙d）［11］；ABF为皮肤对灰尘的吸入系数，无量纲，As取0.03，其他元素取0.001［11］.EF暴露频率，d/a，取180d/a［11］；ED为暴露持续年限，a，儿童取14a，成人取26a［11］；PEF颗粒排放因子，m3/kg，6.8×108m3/kg［11］；BW为平均体重，kg，儿童取15.9kg，成年人取56.8kg（据污染场地风险评估技术导则）；AT为平均作用时间，d，非致癌物质取ED×365d，致癌物质取25550d［11］.

人体终生暴露于致癌物质的单位时间单位体重的平均日摄入量（LADD）用下式计算:

式中: CR为暴露方式，分别代表InhR/PEF， IngR× 10-6和SA×SAF×ABF×10-6，各项取值同上.

1.3.2 健康风险评价 采用健康风险指数表示污染物质对人体健康影响的风险水平.对非致癌物质，健康风险指数大于1时认为存在健康风险；对于致癌物质，美国EPA在国家风险计划中建立了污染导致增加的致癌风险为10-6（即污染导致百万人增加1例癌症患者）作为土壤治理基准［36］.健康风险指数计算式如下式，即:

式中:HIi和HQj分别为非致癌物质i和致癌物质j所引起的健康风险；Di和Dj分别为每天暴露于非致癌物质i（平均到整个暴露作用周期）和致癌物质j的暴露剂量（人体终生暴露于致癌物质的单位时间单位体重的平均日摄入量，按寿命周期70a计），mg/（kg∙d）；RFDi为非致癌物质i的参考剂量，mg/（kg∙d）；SFj为致癌风险斜率系数，mg/（kg∙d），取值如表1所示.各重金属元素总的非致癌和致癌风险等于通过各种途径暴露的非致癌和致癌健康风险值的总和.

表1 重金属健康风险斜率系数和参考剂量 ［mg/（kg∙d）］Table 1 Health risk coefficients and reference dosage of different heavy metals ［mg/（kg∙d）］

当存在多种致癌和非致癌物质，并通过多种途径暴露时，假设各种污染物质之间不存在拮抗作用和协同作用，则对各种风险进行叠加求和得到总的健康风险值（RISKT）.

2 结果与讨论

2.1 长春市近地表灰尘重金属含量特征

长春市城区近地表灰尘重金属元素质量分数如表2所示.城市近地表灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn的平均含量分别为23.26、0.62、94.53、68.41、0.24、93.63和416.71mg/kg.除Cr外，各个点位之间重金属的含量变化范围均较大，最大值是最小值的十数倍至上百倍.其中Hg的最大值是最小值的177倍，变化范围最小的Cr的最大值也达最小值的2.7倍.这表明城区近地表灰尘局部重金属污染已十分严重.

按照变异系数的大小大致可将近地表灰尘中重金属元素分为三类:变异系数小于0.5的As、Cr具有较小程度变异；变异系数大于1的Cd和Hg具有较大的变异；变异系数在0.5～1之间的Cu、Pb和Zn属于中等程度变异.通常认为较小的变异系数说明该类元素可能主要受自然源控制，较大的变异系数表明该类元素可能受人为源影响较大.因城市灰尘在沉降过程中在各种动力驱动下充分混合，使这一准则对城市灰尘更为适用［11，15］.由于变异系数不能反映大范围的面状污染，且变异系数并未考虑采样点的空间相关性，故其不能反映全区的平均污染状况及空间变异特征和分布特征，仅能概括性地说明点状污染的存在.

城区近地表灰尘中重金属含量均显著高于表层土壤（0～20cm）中重金属含量，同时也高于吉林省表层土壤中重金属平均含量，差值最小的Cr的含量也高出吉林省土壤平均含量近1倍，差值最大的Hg和Zn达6倍.近地表灰尘重金属含量高出长春市和吉林省土壤背景值1～8倍.

表2 长春市城区近地表灰尘中重金属元素含量统计特征 （mg/kg）Table 2 Descriptive statistics of the heavy metal content in urban dust in Changchun （mg/kg）

2.2 重金属暴露剂量

长春市城区近地表灰尘儿童和成人重金属暴露剂量如表3和表4所示.从表3可见，对儿童和成人，3种暴露途径的平均暴露总剂量均是Zn最大［分别为3.07×10-3和4.18×10-4mg/（kg∙d）］，其次依次为Pb［6.70×10-4和9.13×10-5mg/（kg∙d）］， Cr［6.33× 10-4和8.62×10-5mg/（kg∙d）］，Cu［4.85×10-4和6.11× 10-5mg/（kg∙d）］、As［1.75×10-4和2.2×10-5mg/（kg∙d）］、Cd［5.18×10-6和7.53×10-7mg/（kg∙d）］和Hg（2.29× 10-6和3.12×10-7mg/（kg∙d）），且儿童暴露剂量均明显高于成年人暴露剂量，是成人暴露剂量的7.3倍（As为7.9倍）.从表4可以看出，对于致癌物质As、Cd和Cr，人体终生暴露于Cr的单位时间单位体重的平均日摄入量（LADDtotal）最大为1.59×10-4mg/ （kg∙d），其次为As（4.05×10-5mg/（kg∙d））和Cd（1.30× 10-6mg/ （kg∙d））.

表3 各非致癌元素每日剂量及各种暴露途径风险指数Table 3 Daily exposure and non-cancer risk index for each metals and pathway in near-surface urban dust in Changchun

表4 各致癌元素每日暴露剂量及各种暴露途径风险指数Table 4 Daily exposure and cancer risk index for each metals and pathway in near-surface urban dust in Changchun

表5 长春市城区近地表灰尘重金属致癌与非致癌总风险等级划分Table 5 The classification of total carcinogenic risk and non-concinogenic risk

经消化道摄取暴露是人体暴露的最主要途径，其次是皮肤接触暴露.对于不同人群，摄入剂量分别占总暴露剂量的99.70%（儿童，其中As为92.20%）和90.00%（成人），皮肤接触暴露分别占到总暴露剂量的0.28%（儿童，其中As为7.75%）和9.97%（成人）.对于致癌物质As、Cd和Cr，经消化道摄入剂量和皮肤接触占到总暴露剂量的97.70%.这与国内外其他研究结果类似［7-12］.

2.3 健康风险评价

长春市城区近地表灰尘重金属健康风险评价结果如表3和表4所示.从表3可见，从各元素通过口鼻吸入的暴露风险指数对比可见，Cr通过口鼻吸入暴露的健康风险最大，平均健康风险指数达1.23×10-3（儿童）和7.98×10-3（成人），其次依次为As、Hg、Pb、Cu、Zn和Cd.对比各元素经消化道摄取暴露风险指数可见，As经消化道摄取的健康风险最大，平均健康风险指数分别达5.37×10-1（儿童）和6.61×10-2（成人）.值得注意的是，As经消化道摄取暴露的健康风险指数最大值分别达到2.510（儿童）和0.308（成人），表明对于儿童而言，局部已经存在一定的健康风险.其他元素经消化道摄取暴露的健康风险依次为Cr、Pb、Cu、Zn、Cd和Hg.对比各元素经皮肤接触暴露风险指数可见，As经皮肤接触暴露的健康风险最大，平均健康风险指数分别达1.10×10-1（儿童）和1.79×10-2（成人），其他元素依次为Cr、Pb、Cd、Hg、Zn和Cu.从总健康风险指数（HI）值对比可见，As的健康风险最高，平均风险指数分别达6.48×10-1（儿童）和8.04×10-2（成人），最大值达3.020（儿童）和0.392（成人），其次依次为Cr、Pb、Cu、Zn、Cd和Hg.

对比同一元素不同暴露途径风险指数可见，除Hg外，消化道摄取暴露风险对人体健康风险的贡献最大，是人体健康风险的主要风险源.皮肤接触暴露是人体Hg暴露风险的主要风险源.

长春市城区近地表灰尘金属污染的非致癌总健康风险指数（HIt）平均值分别为1.11（儿童）和0.14（成人），最大值达3.48（儿童）和0.45（成人），表明长春市城区近地表灰尘金属污染已对儿童造成了潜在的健康风险，应引起关注.同时，As、Cr和Pb对总风险的贡献分别为58.2%（儿童）和58.7%（成人），21.7%（儿童）和22.00%（成人），17.5%（儿童）和16.8%（成人），三者叠加后对总健康风险的累积贡献达到97.3%，表明这3种元素是长春市城区近地表灰尘主要健康风险源.

从表4可见，As、Cd和Cr的平均致癌风险指数（RISK）的分别为6.28×10-5、8.01×10-10和6.52×10-7，各重金属叠加后的致癌总风险（RISKt）为6.35×10-5，即重金属污染将导致百万人中至少增加63例癌症患者，其中As污染是主要风险因素，Cd和Cr对居民的身体健康威胁较小. Cd 和Cr的健康风险指数均小于美国EPA设定的10-6的风险基准，As尽管超过了美国EPA风险基准，但根据专家建议，致癌风险在10-6～10-4也是可以接受的［8］，如果执行这一标准，则长春市城区近地表灰尘由重金属引起的致癌风险尚可接受.但同时应该注意到，As的最大致癌风险已达到2.93×10-4，已经接近专家建议限值，表明长春市城区局部健康风险不应忽视.

2.4 健康风险空间分布特征

为表征城区范围内致癌风险的相对大小，指导健康风险防范，将总非致癌风险（HIt）和总致癌风险（RISKt）划分为5级（表5），并采用MapGIS绘制健康风险空间分布图（图2，图3），考虑到成人总非致癌健康风险尚未超过限值，仅分析儿童总非致癌健康风险空间分布特征和总致癌健康风险空间分布特征.

从表5可见，市区范围内63.7%的采样单元（147个）超过风险限值1，另外有21.6%的采样单元健康风险值介于0.9～1之间.同时，从图2可见，这些超限单元较为均匀地散布于整个城区范围，表明对儿童而言，长春市城区非致癌健康风险普遍存在，应引起重视.市区，范围内72%的采样单元（167个）的总致癌风险低于7.0×10-5，仅有2.2%的采样单元（5个）健康风险值超过了专家建议值，同时，超限值较为集中的分布于人民广场东北部的极小范围内（图3）.因此，长春市城区近地表灰尘致癌健康风险尚在可接受的范围内，尚不存在较大致癌风险.

图2 近地表灰尘儿童非致癌总风险评价Fig.2 Total non-carcinogenic risk assessment figures of all heavy metals for children

图3 近地表灰尘儿童致癌总风险评价Fig.3 Total carcinogenic risk assessment figures of all heavy metals for children

应该指出，本文所涉及的污染元素有限，因此在一定程度上能低估了近地表灰尘中重金属的健康风险.且暴露剂量评价时引用的暴露参数与人群的实际参数存在一定的差异，需通过进一步研究对模型和评价结果进行修正.

3 结论

3.1 城市近地表灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Hg、 Pb和Zn的平均含量分别为23.26、0.62、94.53、68.41、0.24、93.63和416.71mg/kg，同时，各重金属元素质量分数变化范围较大，且均显著高于研究区表层土壤中含量，变异系数分析表明长春市城区近地表灰尘中重金属元素已在一定程度上受到人为源输入的影响.

3.2 三种暴露途径的平均暴露总剂量儿童和成人均是Zn的暴露量最大，其次依次为Pb，Cr，Cu、As、Cd和Hg，且儿童暴露剂量均明显高于成年人暴露剂量，是成人暴露剂量的7.3倍（As为7.9倍）.对于致癌物质As、Cd和Cr，人体终生暴露于Cr的单位时间单位体重的平均日摄入量最大，为1.59×10-4，其次为As和Cd，分别为4.05×10-4和1.30×10-6.经消化道摄入暴露是人体暴露的最主要途径，其次是皮肤接触暴露.

3.3 健康风险评价结果表明，As的健康风险最高，其次依次为Cr、Pb、Cu、Zn、Cd和Hg.除Hg外，经消化道摄入暴露风险对人体健康风险的贡献最大，是人体健康风险的主要风险源.皮肤接触暴露是人体Hg暴露风险的主要风险源.非致癌总风险指数平均值分别为1.11（儿童）和0.14（成人），最大值达3.45（儿童）和0.45（成人），表明长春市城区近地表灰尘金属污染已对儿童造成了潜在的健康风险.As、Cr和Pb是长春市城区近地表灰尘最为主要的非致癌健康风险源.As、Cd和Cr叠加后的致癌总风险为6.35×10-5，其中As污染是主要风险因素，但长春市城区近地表灰尘由重金属引起的致癌风险尚可接受.

［1］BLIFFORD I H， MEEKER G O. A factor analysis model of large-scale pollution ［J］. Atmospheric Environment， 1967，1（2）: 147-158.

［2］王平利.成都市近地表大气尘的环境地球化学特征 ［D］. 成都:成都理工大学， 2004.

［3］杨忠平，卢文喜，刘新荣，等.长春市城市近地表灰尘重金属污染来源解析 ［J］. 干旱区资源与环境， 2010，24（12）:155-160.

［4］LIU W X， LI X D， SHEN Z G， et al. Multivariate statistical study of heavy metal enrichment in sediments of the pearl river estuary ［J］. Environmental Pollution， 2003，121（3）:377-388.

［5］KELLY J， THORNTON I， SIMPSON P R. Urban geochemistry: a study of the influence of anthropogenic activity on the heavy metal content of soils in traditionally industrial and non-industrial areas of Britain ［J］. Applied Geochemistry， 1996，11:363-370.

［6］代杰瑞，祝德成，庞绪贵，等.济宁市近地表大气降尘地球化学特征及污染来源解析 ［J］. 中国环境科学， 2014，34（1）:40-48.

［7］郑小康，李春晖，黄国和，等.保定城区地表灰尘污染物分布特征及健康风险评价 ［J］. 环境科学学报， 2009，29（10）:2195-2202.

［8］李如忠，潘成荣，陈 婧，等.铜陵市区表土与灰尘重金属污染健康风险评估 ［J］. 中国环境科学， 2012，32（12）:2261-2270.

［9］李山泉，杨金玲，阮心玲，等.南京市大气沉降中重金属特征及对土壤环境的影响 ［J］. 中国环境科学， 2014，34（1）:22-29.

［10］SHI G T， CHEN Z， BI C， et al. A comparative study of health risk of potentially toxic metals in urban and suburban road dust in the most populated city of China ［J］. Atmospheric Environment，2011，45（3）:764-771.

［11］FERREIRA-BAPTISTA L， DE MIGUEL E. Geochemistry and risk assessment of street dust in luanda， angola: A tropical urban environment ［J］. Atmospheric Environment， 2005，39（25）:4501-4512.

［12］MA J H， SINGHIRUNNUSORN W. Distribution and health risk assessment of heavy metals in surface dusts of Maha Sarakham Municipality ［J］. Procedia-Social and Behavioral Sciences，2012，50:280-293.

［13］DAVIS S， WALLER P， BUSCHBOM R， et al. Quantitative estimates of soil ingestion in normal children between the ages of 2and 7years: population-based estimates using aluminum， silicon，and titanium as soil tracer elements ［J］. Archives of Environmental Health， 1990，45（2）:112-122.

［14］YEUNG Z L L， KWOK R C W， YU K N. Determination of multi-element profiles of street dust using energy dispersive X-ray Fluorescence （EDXRF） ［J］. Applied Radiation Isotopes，2003，58（3）:339-346.

［15］HAN Y M， DU P X， CAO J J， et al. Multivariate of heavy metal contamination in urban dusts of Xi’an， Central China ［J］. Science of the Total Environment， 2006，355（1-3）:176-186.

［16］LI X D， POON C S， LIU P S. Heavy metal contamination of urban soils and street dusts in Hong Kong ［J］. Applied Geochemistry， 2001，16（11/12）:1361-1368.

［17］杨忠平，张 强，张 梁，等.长春市城市近地表灰尘粒度特征及其环境意义 ［J］. 吉林大学学报（地球科学版）， 2014，44（1）: 319-327.

［18］李应硕.长春市城区大气降尘特征及来源研究 ［D］. 长春:东北师范大学， 2007.

［19］方凤满，王起超，李东侠，等.长春市大气颗粒汞及其干沉降通量［J］. 环境科学， 2001，22（2）:60-63.

［20］方凤满，王起超，李冬侠，等.长春市大气颗粒汞污染特征及影响因子分析 ［J］. 环境科学学报， 2001，21（3）:368-372.

［21］杨忠平，卢文喜，龙玉桥，等.长春市城区大气湿沉降中重金属及pH值调查 ［J］. 吉林大学学报（地球科学版）， 2009，39（5）:887-892.

［22］杨忠平，卢文喜，龙玉桥，等.长春市城区土壤重金属污染趋势预测预警 ［J］. 城市环境与城市生态， 2010，23（3）:1-4.

［23］杨忠平，卢文喜，龙玉桥.改进BP算法在城市土壤环境质量评价模型的应用 ［J］. 重庆大学学报（中文）， 2010，33（2）:98-103，109.

［24］杨忠平，卢文喜，辛 欣，等.长春市城区土壤中Pb、Cu、Zn、Cd 及Cr化学形态特征 ［J］. 土壤通报， 2011，42（5）:1247-1255.

［25］杨忠平，卢文喜，龙玉桥.长春市城区重金属大气干湿沉降特征［J］. 环境科学研究， 2009，22（1）:28-34.

［26］MEZA-FIGUEROA D， DE LA O-VILLANUEVA M， DE LA PARRA M L. Heavy metal distribution in dust from elementary schools in Hermosillo， Sonora， México ［J］. Atmospheric Environment， 2007，41（2）:276-288.

［27］MANNO E， VARRICA D， DONGARRÁ G. Metal distribution in road dust samples collected in an urban area close to a petrochemical plant at Gela， Sicily ［J］. Atmospheric Environment，2006，40（30）:5929-5941.

［28］AHMED F， ISHIGA H. Trace metal concentrations in street dusts of Dhaka City， Bangladesh ［J］. Atmospheric Environment， 2006，40（21）:3835-3844.

［29］Lu X W， WANG L J， LEI K， et al. Contamination assessment of copper， lead， zinc， manganese and nickel in street dust of Baoji，NW China ［J］. Journal of Hazardous Materials， 2009，161（2/3）: 1058 -1062.

［30］TOKALIOĞLU Ş， KARTAL Ş. Multivariate Analysis of the Data and Speciation of Heavy Metals in Street Dust Samples from the Organized Industrial District in Kayseri （Turkey） ［J］. Atmospheric Environment， 2006，40（16）:2797-2805.

［31］DD2005-02 区域生态地球化学评价技术要求（试行） ［S］.

［32］施泽明，倪师军，张成江，等.不同粒径近地表大气尘元素分配规律研究:以成都经济区为例 ［J］. 生态环境， 2007，16（6）:1590-1596.

［33］韩永明.西安市城市灰尘环境污染及环境质量评价 ［D］. 西安:长安大学， 2003.

［34］DD2005-01多目标区域地球化学调查规范 ［S］. 中国地质调查局地质调查技术标准.

［35］U.S. Environmental Protection Agency. An examination of EPA risk assessment principles and practices. available: office of the science advisor， Washington， DC. 2004. http://www.epa.gov/ OSA/pdfs/ratffinal.pdf.

［36］GRANERO S， DOMINGO J. Levels of metals in soils of Alcalá De Henares， Spain: Human health risks ［J］. Environment International， 2002，28（3）:159-164.

［37］孟宪玺，李生智.吉林省土壤元素背景值研究 ［M］. 北京:科学出版社， 1995，64-69.

Study on health risk of potentially toxic metals in near-surface urban dust in Changchun City.

YANG Zhong-ping1，2*， WANG Lei1，2， ZHAI Hang3， ZHAO Jian-jian1，2， LU Wen-xi4（1.School of Civil Engineering， Chongqing University， Chongqing 400045， China；2.Key Laboratory of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area （Chongqing University）， Ministry of Education， Chongqing 400030， China；3.China Ordnance Industry Survey and Geotechnical Institute， Beijing 100053， China；4.College of Environment and Resources， Jilin University， Changchun 130021， China）. China Environmental Science， 2015，35（4）：1247～1255

An extensive survey was conducted to evaluate the health risk of potentially toxic heavy metals in near-surface urban dust environment of Changchun， P.R.China. 232samples were collected， using a systematic sampling strategy with a sampling density 3～5 composite dust samples （about 1.5m above the ground surface） per km2in urban sit. X-ray fluorescence spectroscopy （XRF）， atomic fluorescence spectrophotometry （AFS） and graphite furnace atomic absorption spectrometry （GF-AAS） were employed to analyze the Cu， Pb， Zn， Cr， As， Hg and Cd concentration of urban dust，respectively. The results indicated that the mean concentration of As， Cd， Cr， Cu， Hg， Pb and Zn in the near-surface urban dusts of Changchun was 23.26， 0.62， 94.53， 68.41， 0.24， 93.63 and 416.71 mg/kg， respectively， which are significant higher than the value of Changchun topsoils， meanwhile， which also shows that the urban dust in Changchun was polluted. The results of health risk assessment showed that children has had greater health risks than adults， the exposure doses for children were 7.3 times higher than those for adults， except for As which is 7.9 times higher. The exposure pathway which resulted in the highest level of risk for human exposed to near-surface dust was ingestion of this material， which was followed by dermal contact. As for the aggregate non-carcinogenic health risk （HI）， As was of most concern regarding the potential occurrence of health impact， which was followed by Cr， Pb， Cu， Zn， Cd and Hg. The average non-carcinogenic health risk index for children and adults were 1.11 and 0.14， respectively. Of the three carcinogenic metals concernedin present study As， Cr and Cd， As was of most concerned. The average aggregate carcinogenic health risk index （RISKt）was 6.35×10-5， which was higher than the EPA advised values. However， except for some locations， risk values of both cancer and non-cancer health risk obtained in present study were in the receivable range on the whole.

urban；near-surface dust；health risk；risk assessment；Changchun

X503.1

A

1000-6923（2015）04-1247-09

杨忠平（1981-），男，重庆忠县人，副教授，博士，主要从事城市环境与生态方面的教学与研究.发表论文30余篇.

2014-07-23

重庆大学中央高校基本科研业务费（CDJZR 12200008， 106112013CDJZR200002）

* 责任作者， 副教授， yang-zhp@163.com