运城市区秋冬季大气PM2.5中重金属污染特征及健康风险评估

为了解山西省运城市大气细颗粒物(PM2.5)中重金属的污染特征和来源及其健康风险,于2020年10月15日-2021年2月14日对运城市大气PM2.5样品进行连续采集,使用微波消解-电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)分析了样品中的铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、镉(Cd)和铅(Pb)等8种重金属元素的质量浓度.结果表明,采样期间,ρ(PM2.5)平均值为 78.96 μg/m3,采暖季 ρ(PM2.5)为(79.84±43.79)μg/m3,高于非采暖季(76.54±23.97)μg/m3,采暖季和非采暖季ρ(PM2.5)均值均超过《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)中的二级标准.富集因子法分析表明,Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的富集因子均高于10,其中Cd元素的富集因子平均值达到1 089,表明受人为污染影响严重.主成分分析结果表明,运城市区秋冬季大气中重金属主要有3个来源,分别为混合燃烧源、机动车尾气源、工业排放源.健康风险评价结果显示,经手口摄入暴露强度最大,呼吸吸入暴露强度最小,皮肤接触暴露强度居中;儿童在3种暴露途径的总暴露剂量高于成人,儿童重金属暴露风险高于成人.各途径的非致癌风险强度叠加值＜1,表明非致癌风险较小;但As、Pb的非致癌风险相对较高.4种重金属的呼吸吸入途径致癌风险程度排序为:As＞Cr＞Cd＞Ni,单种重金属的致癌风险(TR)值以及重金属的总致癌风险(R)值均＜10-6,表明本研究中重金属不具有致癌风险.