近日，北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院大氣環(huán)境研究中心主任田賀忠團(tuán)隊在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》發(fā)表論文，通過全國尺度的大氣排放清單、修正的空氣質(zhì)量模式模擬和暴露風(fēng)險評價模型，系統(tǒng)研究并揭示了我國11種大氣有害痕量元素的排放變化、暴露濃度水平及相關(guān)健康風(fēng)險。

首次進(jìn)行系統(tǒng)評估

大氣中有害痕量元素雖然占比較少，但由于其毒性、累積性等原因，長期暴露在較高濃度有害痕量元素環(huán)境中，會對人體呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

目前，國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）已將有害痕量元素砷、鎳、鎘、六價鉻、鉛、鈷、銻及其化合物認(rèn)定為致癌物質(zhì)。

健康風(fēng)險評估需要較為精準(zhǔn)的暴露濃度，目前，利用化學(xué)傳輸模型獲取大氣污染物的高分辨率暴露濃度，是暴露與健康風(fēng)險研究領(lǐng)域較成熟且有效的研究手段。然而，傳統(tǒng)的化學(xué)傳輸模型無法同時模擬11種有害痕量元素，且受限于有害痕量元素大氣環(huán)境濃度的觀測數(shù)據(jù)，此前我國大氣中有害痕量元素的暴露水平及相關(guān)健康風(fēng)險尚不清楚。

“我們通過對傳統(tǒng)的多尺度空氣質(zhì)量模式（CMAQ）化學(xué)傳輸模型進(jìn)行修正，獲取了大氣有害痕量元素的高分辨率暴露濃度，首次揭示了11種大氣有害痕量元素的暴露濃度水平及空間分布特征，并進(jìn)一步系統(tǒng)評估了公眾健康風(fēng)險。”田賀忠對《中國科學(xué)報》說。

“制定這樣一個排放清單需要在數(shù)據(jù)收集、處理和計算方面付出大量努力……”該論文評審人認(rèn)為，“這些信息在評估健康風(fēng)險和做出決策時非常有用。”

致癌風(fēng)險值仍超閾值

研究發(fā)現(xiàn)，從2012年到2015年，我國11種有害痕量元素排放量從79231噸降至63024噸，降低了約20%。燃煤源的減排量占據(jù)主導(dǎo)地位，占有害痕量元素總減排量的80%以上。

“工業(yè)燃煤部門、電力燃煤部門、其他燃煤部門和生活燃煤有害痕量元素的排放量分別占總減排量的69.8%、10.7%、10.0%和1.1%。”該論文第一作者、北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院博士研究生劉姝涵對《中國科學(xué)報》說。

該研究還發(fā)現(xiàn)，全國11種有害痕量元素的年均模擬濃度具有明顯且類似的空間分布特征。2015年，高濃度區(qū)域主要集中在中國東部、中部和西南部部分地區(qū)，如山東、河北、河南、陜西、江蘇、四川等省份。

根據(jù)GB3095-2012和歐盟的推薦標(biāo)準(zhǔn)限值，2015年中國約有55% ~70%的區(qū)域網(wǎng)格六價鉻濃度高于國家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；中國東部地區(qū)約15%的區(qū)域網(wǎng)格砷濃度高于國家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；上海地區(qū)網(wǎng)格鎳濃度略高于國家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

“從2012年至2015年，全國有害痕量元素致癌風(fēng)險值有所下降。”劉姝涵說，“盡管如此，2015年，仍有多個地區(qū)致癌風(fēng)險值超過閾值，主要包括華北、華東、華中和華南部分地區(qū)。而且，由于人口向東部地區(qū)流動，使得受有害痕量元素影響的人口數(shù)反而有所增加。”

田賀忠表示，燃煤源排放量的降低，表明中國實(shí)施的一系列大氣污染控制措施起到了明顯的效果。但由于我國煤炭消耗量大，截至2015年，燃煤源仍然是中國大氣有害痕量元素的主要排放源。

“因此，未來仍然需要加大對工業(yè)和居民燃煤源排放的管控力度。”田賀忠說，“有色金屬冶煉行業(yè)、剎車片和輪胎磨損等非燃煤源排放的有害痕量元素占比也較大，在未來的大氣污染控制政策的制定當(dāng)中，這類污染源應(yīng)當(dāng)受到更多關(guān)注。”

生活垃圾焚燒應(yīng)引起重視

值得注意的是，城市生活垃圾焚燒源排放的有害痕量元素雖然占比較小，但是從2012年至2015年，其有害痕量元素排放量在全國各地區(qū)增加了30%~50%。

“隨著中國對城市垃圾資源回收和可再生能源的大力推廣，未來生活垃圾焚燒量可能會呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢。”田賀忠說，“因此，生活垃圾焚燒源排放的有害痕量元素也應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。”

健康風(fēng)險研究發(fā)現(xiàn)，鎘元素在大氣中的質(zhì)量濃度均在國家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但其致癌風(fēng)險仍超過風(fēng)險閾值，對人體健康的危害不容忽視。

田賀忠表示，鑒于有害痕量元素的毒性、累積性及致癌性，從進(jìn)一步加強(qiáng)人群健康保護(hù)的角度出發(fā)，我國應(yīng)在未來的國家政策及法律法規(guī)中增加其他有害痕量元素的濃度限值，尤其是對鈷和銻等具有致癌風(fēng)險的元素，并對國家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中現(xiàn)有的痕量元素大氣濃度加大監(jiān)管力度。

“未來在制定相關(guān)大氣污染控制政策時，不僅要考慮各有害痕量元素的排放水平和濃度水平，還應(yīng)綜合考慮各有害痕量元素的健康風(fēng)險評估結(jié)果，這將會有助于決策者形成更為有效的管理控制措施。”田賀忠說。