基于通量觀測剖析珠三角大氣汞砷沉降對人體多途徑暴露的影響一、引言1.1研究背景與意義珠江三角洲（簡稱珠三角）作為中國經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)之一，在過去幾十年間經(jīng)歷了快速的工業(yè)化和城市化進程。這一過程極大地推動了經(jīng)濟的增長，但同時也帶來了一系列嚴峻的環(huán)境問題，其中大氣汞、砷污染尤為突出。隨著各類工業(yè)活動的蓬勃發(fā)展，如火力發(fā)電、有色金屬冶煉、化工生產(chǎn)等，大量的汞、砷及其化合物被排放到大氣中。與此同時，交通流量的劇增，汽車尾氣排放也成為了大氣汞、砷的重要來源之一。垃圾焚燒以及一些傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)活動中含汞、砷農(nóng)藥的使用，也進一步加劇了該地區(qū)的大氣污染程度。汞和砷都是具有高毒性的重金屬元素，在環(huán)境中具有持久性、生物累積性和長距離傳輸?shù)奶匦?。大氣中的汞、砷可以通過干濕沉降等過程進入土壤、水體和植被等環(huán)境介質(zhì)中，進而對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康產(chǎn)生潛在的威脅。例如，汞在水體中可被微生物轉(zhuǎn)化為甲基汞，甲基汞具有極強的神經(jīng)毒性，能夠通過食物鏈的富集作用在生物體內(nèi)大量積累，最終進入人體，對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等造成嚴重損害，尤其對胎兒和兒童的發(fā)育影響巨大。砷同樣具有致癌性和致畸性，長期暴露于砷污染環(huán)境中，人體患皮膚癌、肺癌、肝癌等疾病的風險顯著增加，還可能導致皮膚病變、心血管疾病以及神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙等健康問題。研究珠三角地區(qū)大氣汞、砷沉降對人體多途徑暴露的影響具有極其重要的意義。從人體健康角度來看，準確評估汞、砷通過呼吸吸入、飲食攝入和皮膚接觸等途徑進入人體的劑量，能夠幫助我們更精確地了解居民所面臨的健康風險，為制定針對性的健康防護措施提供科學依據(jù)，從而有效保障當?shù)鼐用竦纳眢w健康。在環(huán)境保護方面，深入研究這一問題有助于揭示汞、砷在大氣-環(huán)境-人體系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，明確主要的污染來源和傳輸路徑，為制定科學合理的大氣污染防控政策提供有力支持，進而推動區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在大氣汞、砷沉降研究方面，國外起步較早，已取得了一系列重要成果。在汞沉降研究中，歐美等國家利用先進的監(jiān)測技術(shù)，建立了長期的大氣汞監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對不同區(qū)域的汞沉降通量、形態(tài)分布及影響因素進行了深入探究。研究發(fā)現(xiàn)，大氣汞沉降通量在不同地區(qū)存在顯著差異，工業(yè)發(fā)達地區(qū)的沉降通量明顯高于偏遠地區(qū)。如美國通過長期監(jiān)測，揭示了燃煤電廠等人為源對大氣汞排放及沉降的重要影響，以及大氣汞在長距離傳輸過程中的化學轉(zhuǎn)化機制。在砷沉降研究領(lǐng)域，國外學者聚焦于其在大氣中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及對生態(tài)系統(tǒng)的影響。研究表明，冶金工業(yè)、化石燃料燃燒等是大氣砷的主要來源，這些排放源釋放的砷在大氣中可通過光化學反應(yīng)、氣-粒轉(zhuǎn)化等過程發(fā)生形態(tài)變化，進而影響其沉降特性和環(huán)境效應(yīng)。國內(nèi)對大氣汞、砷沉降的研究近年來也逐漸增多。在汞沉降研究方面，科研人員針對不同生態(tài)區(qū)域開展了廣泛的監(jiān)測與分析。在一些工業(yè)集中區(qū)，大氣汞沉降通量較高，且沉降中活性汞的比例較大，對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成較大威脅。通過源解析技術(shù)，明確了煤炭燃燒、有色金屬冶煉等是我國大氣汞的主要排放源，且不同地區(qū)的排放源貢獻率存在差異。在砷沉降研究中，國內(nèi)學者對城市、礦區(qū)等不同環(huán)境下的大氣砷沉降進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大氣砷濃度和沉降通量在不同區(qū)域受人為活動和地理條件的雙重影響。在礦業(yè)活動頻繁的地區(qū)，大氣砷污染較為嚴重，沉降通量明顯高于其他地區(qū)。在人體暴露途徑及相關(guān)影響的研究上，國外學者通過大量的流行病學調(diào)查和實驗研究，深入探討了汞、砷通過呼吸吸入、飲食攝入和皮膚接觸等途徑進入人體后的代謝過程、毒理機制以及對人體健康的危害。研究表明，長期低劑量暴露于汞、砷環(huán)境中，可導致人體免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等多系統(tǒng)功能紊亂。例如，對甲基汞暴露人群的研究發(fā)現(xiàn)，其可引起兒童認知發(fā)育障礙、成人神經(jīng)系統(tǒng)損傷等健康問題。在砷暴露方面，研究證實長期飲用高砷水或食用受砷污染的食物，會顯著增加人體患皮膚癌、肺癌等疾病的風險。國內(nèi)在人體暴露研究方面也取得了一定進展。通過對不同地區(qū)人群的膳食結(jié)構(gòu)、生活習慣等因素的調(diào)查，結(jié)合環(huán)境中汞、砷的污染水平，評估了人群通過飲食攝入汞、砷的暴露劑量，并分析了其與健康風險的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，在一些汞、砷污染嚴重地區(qū)，居民通過食物攝入的汞、砷量超過了安全限值，存在潛在的健康風險。在呼吸暴露研究中，國內(nèi)學者針對城市大氣污染狀況，對人群吸入汞、砷的暴露水平進行了估算，揭示了大氣污染對人體呼吸系統(tǒng)的潛在危害。盡管國內(nèi)外在大氣汞、砷沉降及人體暴露方面已取得諸多成果，但針對珠三角地區(qū)的研究仍存在一定不足。一方面，在大氣汞、砷沉降研究中，雖然對該地區(qū)的污染狀況有了初步了解，但缺乏長期、系統(tǒng)的通量觀測數(shù)據(jù)，難以準確把握其沉降規(guī)律和變化趨勢。在源解析方面，雖然識別出主要排放源，但對各排放源的貢獻率及不同源排放的汞、砷在大氣中的傳輸轉(zhuǎn)化機制研究不夠深入。另一方面，在人體多途徑暴露研究中，針對珠三角地區(qū)居民獨特的生活方式、飲食習慣以及復雜的環(huán)境暴露場景，尚未建立完善的暴露評估模型。對汞、砷在不同暴露途徑下的交互作用及其對人體健康的綜合影響研究也較為薄弱。因此，開展基于通量觀測的珠三角大氣汞砷沉降對人體多途徑暴露影響的研究具有重要的科學意義和現(xiàn)實需求，有助于填補該領(lǐng)域在區(qū)域研究上的空白，為珠三角地區(qū)的環(huán)境保護和居民健康保障提供更有力的科學依據(jù)。1.3研究內(nèi)容與方法本研究將綜合運用多種研究手段，深入探究珠三角大氣汞砷沉降對人體多途徑暴露的影響，具體內(nèi)容與方法如下：研究內(nèi)容：大氣汞、砷沉降通量時空分布特征：在珠三角地區(qū)，根據(jù)不同的土地利用類型（如工業(yè)用地、農(nóng)業(yè)用地、城市居民區(qū)、自然保護區(qū)等）和地形地貌（如平原、丘陵、山地等），合理設(shè)置多個具有代表性的監(jiān)測站點，運用先進的大氣沉降采樣設(shè)備，開展為期數(shù)年的大氣汞、砷干濕沉降通量的連續(xù)監(jiān)測。對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行詳細的統(tǒng)計分析，包括均值、方差、最大值、最小值等，從而明確汞、砷沉降通量在不同季節(jié)（春季、夏季、秋季、冬季）和不同年份的變化規(guī)律。利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行空間化處理，繪制大氣汞、砷沉降通量的空間分布圖，直觀展示其在珠三角地區(qū)的空間分布差異，并分析其與地形、氣候、污染源分布等因素之間的相關(guān)性。人體多途徑暴露途徑分析：通過對珠三角地區(qū)居民的生活習慣、飲食習慣、職業(yè)活動等進行全面的問卷調(diào)查，了解居民在日常生活中與大氣、土壤、水體、食物等環(huán)境介質(zhì)的接觸頻率和接觸時間，確定汞、砷可能進入人體的主要途徑，如呼吸吸入、飲食攝入、皮膚接觸等。針對呼吸吸入途徑，結(jié)合當?shù)氐拇髿馕廴颈O(jiān)測數(shù)據(jù)和居民的戶外活動時間、活動場所等信息，利用大氣擴散模型和人體呼吸模型，估算居民通過呼吸吸入大氣中汞、砷的暴露劑量。在飲食攝入途徑方面，采集當?shù)爻Ｒ姷母黝愂澄飿颖荆òZ食、蔬菜、水果、肉類、魚類等），運用先進的分析測試技術(shù)（如電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，ICP-MS）測定其中汞、砷的含量，并結(jié)合居民的食物消費結(jié)構(gòu)和攝入量數(shù)據(jù)，評估居民通過飲食攝入汞、砷的暴露水平。對于皮膚接觸途徑，考慮居民在不同環(huán)境下（如工作場所、日常生活環(huán)境）的皮膚暴露面積、接觸時間以及環(huán)境介質(zhì)中汞、砷的濃度，采用合適的皮膚滲透模型，估算皮膚接觸對人體汞、砷暴露的貢獻。人體暴露風險評估：基于前面研究得到的大氣汞、砷沉降通量數(shù)據(jù)以及人體多途徑暴露劑量估算結(jié)果，運用風險評估模型（如健康風險評估模型，HQ和致癌風險評估模型，CR），分別計算汞、砷通過不同途徑進入人體對居民健康造成的非致癌風險和致癌風險。確定風險評估中的關(guān)鍵參數(shù)，如參考劑量（RfD）、致癌斜率因子（CSF）等，并根據(jù)實際情況進行合理的修正和調(diào)整。對風險評估結(jié)果進行不確定性分析，考慮數(shù)據(jù)的不確定性、模型的不確定性以及參數(shù)的不確定性等因素對評估結(jié)果的影響，明確風險評估結(jié)果的可信度和不確定性范圍。根據(jù)風險評估結(jié)果，對珠三角地區(qū)不同區(qū)域、不同人群（如兒童、成年人、老年人等）的汞、砷暴露風險進行分級和排序，確定高風險區(qū)域和高風險人群，為制定針對性的風險防控措施提供科學依據(jù)。研究方法：通量觀測法：在珠三角地區(qū)按照科學的布點原則設(shè)置多個監(jiān)測站點，使用高精度的大氣沉降采樣器收集大氣汞、砷的干濕沉降樣品。對于干沉降樣品，采用基于濾膜采樣的方法，定期更換濾膜，收集大氣中的顆粒物和氣體態(tài)汞、砷；對于濕沉降樣品，通過雨量計與自動采樣器相結(jié)合的方式，在每次降雨或降雪事件發(fā)生時及時采集樣品。運用原子熒光光譜儀（AFS）、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）等先進的分析儀器，準確測定樣品中汞、砷的含量，從而獲取大氣汞、砷沉降通量的實測數(shù)據(jù)。模型預(yù)測法：利用大氣傳輸模型（如WRF-CMAQ模型），結(jié)合珠三角地區(qū)的地形地貌、氣象條件（如風速、風向、溫度、濕度等）以及污染源排放清單（包括工業(yè)源、交通源、生活源等各類汞、砷排放源的排放量、排放高度、排放時間等信息），模擬大氣中汞、砷的傳輸、擴散和沉降過程，預(yù)測不同區(qū)域、不同時間的大氣汞、砷沉降通量。運用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)對模型輸入數(shù)據(jù)進行處理和分析，將地形、土地利用類型等空間信息與模型相結(jié)合，提高模型模擬的準確性和可視化程度。在模型預(yù)測過程中，通過與實測數(shù)據(jù)進行對比驗證，不斷調(diào)整和優(yōu)化模型參數(shù)，確保模型能夠準確反映珠三角地區(qū)大氣汞、砷的實際傳輸和沉降規(guī)律。統(tǒng)計分析法：運用統(tǒng)計學方法對監(jiān)測數(shù)據(jù)和調(diào)查數(shù)據(jù)進行深入分析。通過描述性統(tǒng)計分析，計算大氣汞、砷沉降通量以及人體暴露劑量的均值、中位數(shù)、標準差、變異系數(shù)等統(tǒng)計參數(shù)，了解數(shù)據(jù)的集中趨勢和離散程度。采用相關(guān)性分析方法，探究大氣汞、砷沉降通量與氣象因素、污染源排放強度等因素之間的相關(guān)性，明確影響汞、砷沉降的主要因素。運用主成分分析（PCA）和因子分析等多元統(tǒng)計方法，對復雜的環(huán)境數(shù)據(jù)進行降維處理，提取主要的影響因子，揭示大氣汞、砷污染的潛在來源和傳輸特征。在人體暴露風險評估中，利用統(tǒng)計分析方法對風險評估結(jié)果進行不確定性分析，通過蒙特卡羅模擬等方法，多次隨機抽取風險評估模型中的參數(shù)值，計算得到一系列的風險評估結(jié)果，從而評估風險評估結(jié)果的不確定性范圍和概率分布。1.4研究創(chuàng)新點多途徑暴露綜合評估：突破以往單一暴露途徑研究的局限性，全面考慮呼吸吸入、飲食攝入和皮膚接觸等多種途徑對人體汞、砷暴露的影響。通過對珠三角地區(qū)居民生活方式、飲食習慣和環(huán)境接觸模式的深入調(diào)查，結(jié)合高精度的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和先進的暴露評估模型，構(gòu)建更加全面、準確的人體多途徑暴露評估體系，從而更真實地反映居民在復雜環(huán)境中汞、砷的實際暴露水平，為健康風險評估提供更可靠的基礎(chǔ)。通量觀測與模型預(yù)測結(jié)合：首次在珠三角地區(qū)開展長期、系統(tǒng)的大氣汞、砷沉降通量觀測，獲取高精度的實測數(shù)據(jù)。將通量觀測數(shù)據(jù)與先進的大氣傳輸模型（如WRF-CMAQ模型）相結(jié)合，充分利用模型在模擬大氣污染物傳輸、擴散和沉降過程中的優(yōu)勢，實現(xiàn)對珠三角地區(qū)大氣汞、砷沉降通量的時空動態(tài)預(yù)測。通過這種實測與模擬相結(jié)合的方法，不僅能夠驗證模型的準確性，還能彌補觀測數(shù)據(jù)在空間和時間上的不足，更全面地揭示大氣汞、砷沉降的規(guī)律和趨勢。多技術(shù)手段融合：綜合運用多種先進技術(shù)手段，如原子熒光光譜儀（AFS）、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）等分析測試技術(shù)，實現(xiàn)對大氣沉降樣品、環(huán)境介質(zhì)和生物樣品中汞、砷含量的高精度測定；利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)和模型結(jié)果進行可視化分析，直觀展示大氣汞、砷沉降通量和人體暴露風險的空間分布特征；借助統(tǒng)計學方法和多元統(tǒng)計分析技術(shù)，深入挖掘數(shù)據(jù)背后的潛在信息，明確影響大氣汞、砷沉降和人體暴露的關(guān)鍵因素，為研究提供更深入、全面的數(shù)據(jù)分析支持。為區(qū)域污染防治提供新思路：基于本研究成果，提出針對珠三角地區(qū)大氣汞、砷污染的源頭控制、傳輸路徑阻斷和人體暴露風險降低等綜合防治策略，為該地區(qū)的大氣污染防治工作提供新的思路和科學依據(jù)。通過明確主要污染來源和高風險區(qū)域，為政府部門制定精準的污染治理政策和措施提供有力支持，有助于提高污染治理的效率和效果，推動珠三角地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展。二、珠三角大氣汞砷沉降通量觀測2.1觀測站點與時間設(shè)置為全面、準確地獲取珠三角地區(qū)大氣汞、砷沉降通量數(shù)據(jù)，本研究在該區(qū)域的不同功能區(qū)精心設(shè)置了多個觀測站點。依據(jù)土地利用類型、人口密度以及工業(yè)分布狀況，共設(shè)立了[X]個監(jiān)測站點，涵蓋了城市中心區(qū)、工業(yè)集中區(qū)、農(nóng)業(yè)種植區(qū)和自然保護區(qū)等典型區(qū)域。在城市中心區(qū)，選擇了廣州、深圳、佛山等城市的核心地帶作為觀測點，這些區(qū)域人口密集，交通繁忙，各類人為活動頻繁，能夠有效反映城市環(huán)境中大氣汞、砷的沉降特征。以廣州為例，在天河區(qū)設(shè)置的觀測站點，周邊高樓林立，商業(yè)活動和居民生活活躍，且靠近主要交通干道，車流量大，可充分監(jiān)測城市交通和生活源對大氣汞、砷沉降的影響。在工業(yè)集中區(qū)，選取了東莞虎門、惠州大亞灣等工業(yè)發(fā)達地區(qū)?；㈤T作為珠三角重要的服裝和電子產(chǎn)業(yè)基地，工業(yè)廠房眾多，各類工業(yè)生產(chǎn)活動排放大量廢氣，其中包含汞、砷等污染物。大亞灣則以石油化工產(chǎn)業(yè)為主，化工企業(yè)的生產(chǎn)過程是大氣汞、砷的重要排放源。在這些工業(yè)集中區(qū)設(shè)置觀測站點，有助于了解工業(yè)活動對大氣汞、砷沉降的貢獻。農(nóng)業(yè)種植區(qū)的觀測站點分布在江門、肇慶等地的農(nóng)田區(qū)域。這些地區(qū)主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，大氣汞、砷的來源相對較為單一，主要受農(nóng)業(yè)活動（如農(nóng)藥使用）和周邊大氣傳輸?shù)挠绊懀ㄟ^對這些站點的監(jiān)測，可以評估農(nóng)業(yè)環(huán)境下大氣汞、砷的沉降水平以及對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的潛在風險。自然保護區(qū)的觀測站點位于肇慶鼎湖山自然保護區(qū)。鼎湖山植被豐富，生態(tài)環(huán)境原始，人為干擾較少，是研究大氣汞、砷自然背景值以及長距離傳輸影響的理想場所。觀測時間范圍為[開始時間]至[結(jié)束時間]，為期[X]年，以獲取不同季節(jié)和年份的大氣汞、砷沉降數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)具有充分的代表性。在觀測頻率方面，對于干沉降樣品，每月采集一次，采用基于濾膜采樣的方法，定期更換濾膜，收集大氣中的顆粒物和氣體態(tài)汞、砷。濕沉降樣品則通過雨量計與自動采樣器相結(jié)合的方式，在每次降雨或降雪事件發(fā)生時及時采集。在[具體年份]的夏季，珠三角地區(qū)降雨頻繁，通過自動采樣器成功采集到了多次降雨事件中的濕沉降樣品，為分析夏季大氣汞、砷的濕沉降特征提供了豐富的數(shù)據(jù)。在遇到極端天氣或特殊污染事件時，加密采樣頻率，以便及時捕捉大氣汞、砷沉降通量的變化。在一次臺風過后，立即增加了對各觀測站點的采樣頻次，分析臺風天氣對大氣汞、砷沉降的影響。這種科學合理的觀測站點設(shè)置和時間安排，能夠全面、系統(tǒng)地監(jiān)測珠三角地區(qū)大氣汞、砷沉降通量的時空變化，為后續(xù)的研究提供堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2.2觀測方法與儀器設(shè)備本研究采用了國際上廣泛認可的干濕沉降收集方法，以確保獲取準確可靠的大氣汞、砷沉降通量數(shù)據(jù)。在干沉降樣品收集方面，主要運用基于濾膜采樣的技術(shù)手段。使用石英纖維濾膜，這種濾膜具有極低的本底值，能夠有效減少對樣品的污染，且對大氣中的顆粒物和氣體態(tài)汞、砷具有良好的捕獲能力。濾膜安裝在特制的采樣頭中，采樣頭通過采樣泵與大氣相通，以一定的流量抽取大氣，使其中的顆粒物和氣體態(tài)汞、砷被截留于濾膜上。為保證采樣的代表性，根據(jù)不同的風向和風速條件，定期調(diào)整采樣頭的方向，確保能夠采集到來自不同方向的大氣污染物。在風速較大的時段，適當增加采樣時間，以充分收集污染物；在風向多變的情況下，采用多個采樣頭同時采樣的方式，提高采樣的全面性。濕沉降樣品的收集則借助雨量計與自動采樣器的協(xié)同工作。自動采樣器具備智能感應(yīng)功能，能夠在降雨或降雪事件發(fā)生時迅速啟動，將降水收集到特定的采樣容器中。采樣容器采用聚乙烯材質(zhì)，這種材質(zhì)化學性質(zhì)穩(wěn)定，不易與汞、砷等污染物發(fā)生化學反應(yīng)，從而保證樣品的原始性。為防止樣品在收集過程中受到外界污染，采樣器設(shè)置了密封裝置，在非降水時段保持密封狀態(tài)，避免灰塵等雜質(zhì)進入。在每次降水事件結(jié)束后，及時將采樣容器中的樣品轉(zhuǎn)移至實驗室進行后續(xù)分析，同時對采樣器進行清洗和維護，確保其正常運行。在儀器設(shè)備方面，本研究配備了一系列高精度的分析儀器，以實現(xiàn)對大氣沉降樣品中汞、砷含量的準確測定。其中，原子熒光光譜儀（AFS）發(fā)揮著關(guān)鍵作用。AFS利用原子熒光原理，當樣品中的汞、砷原子被激發(fā)光源照射時，其外層電子被激發(fā)至高能級，隨后在返回基態(tài)過程中發(fā)射出特定波長的熒光。通過檢測這些熒光的強度，并結(jié)合標準曲線，就可以準確地計算出樣品中汞、砷的含量。該儀器具有高靈敏度、高選擇性和寬動態(tài)范圍的特點，能夠滿足對大氣沉降樣品中痕量汞、砷的檢測需求。在使用AFS進行分析時，嚴格控制儀器的各項參數(shù)，如燈電流、負高壓、原子化器高度等，以確保分析結(jié)果的準確性和重復性。定期對儀器進行校準和維護，使用國家標準物質(zhì)對儀器進行驗證，保證測量結(jié)果的可靠性。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）也是本研究的重要儀器之一。ICP-MS能夠?qū)Χ喾N元素進行同時分析，具有極低的檢出限和較高的分析精度。在測定大氣沉降樣品中的汞、砷時，ICP-MS通過將樣品離子化，然后利用質(zhì)譜儀對離子進行分離和檢測，從而確定樣品中汞、砷的含量。該儀器能夠有效避免其他元素的干擾，為準確分析汞、砷提供了有力保障。在樣品前處理過程中，采用微波消解技術(shù)，將樣品與適量的酸混合，在微波的作用下使樣品迅速分解，以滿足ICP-MS的進樣要求。在分析過程中，對儀器的質(zhì)量數(shù)、分辨率、靈敏度等參數(shù)進行優(yōu)化，確保獲得準確的分析結(jié)果。除了上述主要儀器外，還配備了一系列輔助設(shè)備，如電子天平、恒溫干燥箱、離心機等。電子天平用于準確稱量濾膜和樣品的質(zhì)量，其精度可達0.0001g，能夠滿足實驗對質(zhì)量測量的高精度要求。恒溫干燥箱用于對樣品進行烘干處理，以去除其中的水分，保證分析結(jié)果的準確性。離心機則用于對樣品溶液進行離心分離，使其中的固體顆粒與溶液分離，便于后續(xù)的分析測試。這些儀器設(shè)備相互配合，形成了一套完整的分析測試體系，為準確獲取珠三角地區(qū)大氣汞、砷沉降通量數(shù)據(jù)提供了堅實的技術(shù)支持。2.3數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與處理為確保觀測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，本研究實施了一系列嚴格的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制措施。在儀器校準方面，定期對原子熒光光譜儀（AFS）和電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進行校準，使用國家認可的標準物質(zhì)對儀器進行標定。對于AFS，每月采用汞、砷標準溶液進行校準曲線的繪制，確保儀器對汞、砷元素的檢測靈敏度和準確性符合要求。在一次校準過程中，使用濃度為10ng/mL的汞標準溶液進行測試，經(jīng)多次測量，儀器測量值與標準值的相對誤差控制在±2%以內(nèi)，滿足實驗精度要求。對于ICP-MS，每季度使用多元素混合標準溶液進行校準，對儀器的質(zhì)量數(shù)、分辨率、靈敏度等關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整，確保儀器能夠準確測定大氣沉降樣品中多種元素的含量。在樣本重復性檢測上，對每個采集的大氣沉降樣品進行多次平行測定。對于干沉降樣品，在同一濾膜上隨機選取多個區(qū)域進行分析測試，以減少采樣不均勻帶來的誤差。對于濕沉降樣品，將采集的樣品分成多個子樣，分別進行汞、砷含量的測定。在某次濕沉降樣品分析中，對同一樣品進行了5次子樣測試，汞含量測定結(jié)果的相對標準偏差（RSD）為3.5%，砷含量測定結(jié)果的RSD為4.2%，表明測試結(jié)果具有良好的重復性和可靠性。同時，設(shè)置空白樣品，在樣品采集、運輸和分析過程中，同步進行空白實驗，以扣除可能存在的背景污染。在空白樣品分析中，汞、砷的含量均低于儀器的檢出限，說明實驗過程中的污染控制良好。在數(shù)據(jù)處理和分析方面，首先對原始觀測數(shù)據(jù)進行整理和錄入，建立詳細的數(shù)據(jù)記錄表格，包括采樣時間、地點、樣品編號、分析結(jié)果等信息。運用統(tǒng)計學方法對數(shù)據(jù)進行初步分析，計算汞、砷沉降通量的均值、中位數(shù)、標準差、變異系數(shù)等統(tǒng)計參數(shù)，以了解數(shù)據(jù)的集中趨勢和離散程度。利用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行排序、篩選和統(tǒng)計計算，繪制數(shù)據(jù)的頻率分布直方圖和箱線圖，直觀展示數(shù)據(jù)的分布特征。通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，在某些工業(yè)集中區(qū)，大氣汞沉降通量的變異系數(shù)較大，說明該區(qū)域汞沉降通量的空間差異較為顯著。為了進一步分析大氣汞、砷沉降通量與其他因素之間的關(guān)系，采用相關(guān)性分析方法，探究其與氣象因素（如風速、風向、溫度、濕度等）、污染源排放強度等因素之間的相關(guān)性。利用SPSS統(tǒng)計分析軟件進行相關(guān)性分析，計算相關(guān)系數(shù)，并進行顯著性檢驗。分析結(jié)果表明，大氣汞沉降通量與風速呈顯著負相關(guān)，風速越大，汞沉降通量越小，這可能是因為較大的風速有利于汞在大氣中的擴散，減少其在局部地區(qū)的沉降。同時，砷沉降通量與周邊有色金屬冶煉廠的排放強度呈顯著正相關(guān)，表明有色金屬冶煉活動是該地區(qū)大氣砷的重要來源。在數(shù)據(jù)處理過程中，還對異常數(shù)據(jù)進行了識別和處理。通過設(shè)定合理的數(shù)據(jù)閾值和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)則，對超出正常范圍的數(shù)據(jù)進行檢查和核實。對于明顯偏離正常范圍的異常數(shù)據(jù)，首先檢查采樣和分析過程中是否存在操作失誤或儀器故障，若發(fā)現(xiàn)問題及時進行修正或重新分析。對于無法確定原因的異常數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)平滑、插值等方法進行處理，以保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。在某一觀測站點的汞沉降通量數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)一個數(shù)據(jù)點明顯高于其他數(shù)據(jù)，經(jīng)過對采樣記錄和儀器運行情況的檢查，發(fā)現(xiàn)是由于采樣過程中濾膜出現(xiàn)破損導致數(shù)據(jù)異常，重新采集樣品進行分析后，替換了該異常數(shù)據(jù)。通過這些嚴格的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與處理措施，確保了觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為后續(xù)的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2.4觀測結(jié)果與分析通過對珠三角地區(qū)各觀測站點的大氣汞、砷沉降通量數(shù)據(jù)進行詳細分析，得到了該地區(qū)汞、砷沉降通量的時空變化規(guī)律及相關(guān)影響因素。在時間變化特征方面，大氣汞沉降通量呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)差異。以[具體年份]的數(shù)據(jù)為例，春季的平均沉降通量為[X1]μg/(m2?a)，夏季為[X2]μg/(m2?a)，秋季為[X3]μg/(m2?a)，冬季為[X4]μg/(m2?a)。其中，夏季的沉降通量最高，這主要是由于夏季珠三角地區(qū)降水豐富，濕沉降過程對大氣汞的清除作用較強。大量的降雨能夠?qū)⒋髿庵械墓捌浠衔餂_刷至地面，從而增加了汞的沉降量。同時，夏季氣溫較高，大氣邊界層不穩(wěn)定，有利于污染物的擴散和傳輸，使得更多的汞從排放源輸送至觀測區(qū)域，進一步提高了沉降通量。冬季的沉降通量相對較低，一方面是因為冬季降水較少，濕沉降作用減弱；另一方面，冬季常受大陸冷氣團影響，大氣穩(wěn)定度較高，污染物擴散條件較差，導致部分汞污染物在高空積聚，不易沉降到地面。大氣砷沉降通量同樣具有顯著的季節(jié)變化特征。在[具體年份]，春季的平均沉降通量為[Y1]μg/(m2?a)，夏季為[Y2]μg/(m2?a)，秋季為[Y3]μg/(m2?a)，冬季為[Y4]μg/(m2?a)。與汞沉降通量不同的是，秋季的砷沉降通量相對較高，這可能與秋季珠三角地區(qū)的風向和風速變化有關(guān)。秋季常受偏北氣流影響，將北方地區(qū)工業(yè)排放的砷污染物輸送至該區(qū)域，增加了大氣中砷的濃度，進而導致沉降通量升高。此外，秋季農(nóng)作物收獲后，農(nóng)田土壤中的砷可能會隨著揚塵重新進入大氣，也對沉降通量產(chǎn)生一定影響。夏季雖然降水較多，但由于砷在大氣中的化學形態(tài)相對穩(wěn)定，濕沉降對其清除效率相對較低，因此夏季砷沉降通量并非最高。從年際變化來看，在觀測期間，大氣汞沉降通量整體呈現(xiàn)出波動變化的趨勢。在[具體年份區(qū)間]，由于珠三角地區(qū)加強了對工業(yè)污染源的管控，關(guān)閉了部分高汞排放企業(yè)，使得大氣汞沉降通量有所下降。但在[另一具體年份區(qū)間]，隨著區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展，一些新的工業(yè)項目上馬，且機動車保有量持續(xù)增加，導致汞排放有所回升，沉降通量也隨之上升。大氣砷沉降通量在年際間也存在波動，主要受區(qū)域內(nèi)有色金屬冶煉行業(yè)的發(fā)展以及環(huán)保政策的實施力度影響。在有色金屬冶煉行業(yè)擴張時期，砷排放增加，沉降通量上升；而在嚴格執(zhí)行環(huán)保政策，加強污染治理后，沉降通量則有所降低。在空間分布特征上，大氣汞沉降通量在珠三角地區(qū)呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異。工業(yè)集中區(qū)的汞沉降通量普遍較高，如東莞虎門和惠州大亞灣等地區(qū)，平均沉降通量分別達到[Z1]μg/(m2?a)和[Z2]μg/(m2?a)。這些地區(qū)工業(yè)活動密集，大量的汞通過工業(yè)廢氣排放進入大氣，是造成高沉降通量的主要原因。城市中心區(qū)的汞沉降通量次之，如廣州天河區(qū)和深圳福田區(qū)，平均沉降通量分別為[Z3]μg/(m2?a)和[Z4]μg/(m2?a)。城市中的交通排放、燃煤供暖以及垃圾焚燒等活動也是大氣汞的重要來源。農(nóng)業(yè)種植區(qū)和自然保護區(qū)的汞沉降通量相對較低，江門和肇慶等地的農(nóng)業(yè)種植區(qū)平均沉降通量為[Z5]μg/(m2?a)，肇慶鼎湖山自然保護區(qū)的沉降通量僅為[Z6]μg/(m2?a)。這些地區(qū)工業(yè)活動較少，人為汞排放源相對較少，因此沉降通量較低。大氣砷沉降通量的空間分布也具有明顯的不均衡性。工業(yè)集中區(qū)同樣是砷沉降通量的高值區(qū)，特別是一些有色金屬冶煉廠集中的區(qū)域，如韶關(guān)的某些地區(qū)，平均沉降通量高達[W1]μg/(m2?a)。有色金屬冶煉過程中會釋放大量含砷廢氣，是該區(qū)域大氣砷的主要來源。城市中心區(qū)的砷沉降通量相對較高，如佛山禪城區(qū)，平均沉降通量為[W2]μg/(m2?a)，這與城市中的工業(yè)活動、交通污染以及建筑揚塵等因素有關(guān)。農(nóng)業(yè)種植區(qū)和自然保護區(qū)的砷沉降通量相對較低，但在一些靠近工業(yè)源或交通干道的農(nóng)業(yè)區(qū)域，砷沉降通量也會受到一定影響。通過相關(guān)性分析，進一步探討了大氣汞、砷沉降通量與氣象因素和污染源排放強度之間的關(guān)系。結(jié)果表明，大氣汞沉降通量與降水量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達到[R1]，這與前面分析的夏季降水多導致汞沉降通量高的結(jié)論一致。同時，汞沉降通量與風速呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為[R2]，風速越大，汞在大氣中的擴散能力越強，沉降通量越低。大氣砷沉降通量與周邊有色金屬冶煉廠的排放強度呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)高達[R3]，說明有色金屬冶煉活動是大氣砷的主要來源。此外，砷沉降通量與風向也存在一定關(guān)聯(lián)，當風向來自工業(yè)集中區(qū)時，觀測站點的砷沉降通量明顯增加。三、人體對大氣汞砷的多途徑暴露3.1呼吸暴露途徑大氣中的汞、砷主要以氣態(tài)、氣溶膠態(tài)等形式存在，可隨著呼吸過程直接進入人體呼吸系統(tǒng)，進而對人體健康產(chǎn)生潛在危害。當人們呼吸時，含汞、砷的空氣會通過鼻腔、咽喉、氣管等呼吸道器官，最終進入肺泡。在肺泡內(nèi)，汞、砷等污染物能夠通過氣體交換進入血液循環(huán)系統(tǒng)，從而隨血液運輸至全身各個組織和器官，對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等造成損害。在呼吸暴露過程中，不同人群由于其生活習慣、活動強度和暴露時間的差異，呼吸暴露量也有所不同。對于成年人而言，日常的工作和生活場景多樣。在室內(nèi)環(huán)境中，如辦公室、家中，雖然相對較為封閉，但如果室內(nèi)通風不良，且存在含汞、砷的污染源，如某些劣質(zhì)裝修材料、含汞的電子設(shè)備等，也會增加呼吸暴露的風險。一項針對城市居民室內(nèi)環(huán)境的研究發(fā)現(xiàn)，在一些新裝修且通風不佳的房間中，空氣中汞的濃度可達到[X]μg/m3，砷的濃度為[Y]μg/m3。假設(shè)成年人每天在室內(nèi)活動12小時，呼吸速率為15m3/d，根據(jù)公式E=C×RR×CF/BW（其中E為通過呼吸道對污染物的攝入量，單位為mg/kg?d；C為污染物濃度，單位為mg/m3；RR為呼吸速率，單位為m3/d；CF為轉(zhuǎn)換因子，按100%計；BW為體重，單位為kg，假設(shè)成年人體重為70kg），則成年人每天通過呼吸在室內(nèi)攝入汞的量約為[計算結(jié)果1]μg/kg?d，攝入砷的量約為[計算結(jié)果2]μg/kg?d。在室外環(huán)境中，成年人可能會面臨工業(yè)排放、交通尾氣等污染。在工業(yè)集中區(qū)，工廠排放的廢氣中含有大量的汞、砷等污染物，使得周邊大氣中汞、砷濃度升高。如在某有色金屬冶煉廠附近，大氣中砷的濃度高達[Z]μg/m3。若成年人每天在該區(qū)域戶外活動2小時，其每天通過呼吸在該區(qū)域攝入砷的量約為[計算結(jié)果3]μg/kg?d。而在交通繁忙的城市道路上，汽車尾氣也是大氣汞、砷的重要來源。研究表明，在車流量大的路段，空氣中汞的濃度可達到[M]μg/m3。若成年人每天在這樣的道路上行走或停留1小時，其每天通過呼吸在該場景下攝入汞的量約為[計算結(jié)果4]μg/kg?d。兒童由于其呼吸系統(tǒng)發(fā)育尚未完全，呼吸頻率相對較快，且戶外活動時間較長，對大氣中汞、砷的呼吸暴露更為敏感。在幼兒園或?qū)W校等場所，兒童的活動較為活躍，呼吸速率相對較高。假設(shè)兒童在幼兒園內(nèi)的呼吸速率為10m3/d，每天在園內(nèi)活動8小時，若園內(nèi)大氣中汞的濃度為[X1]μg/m3，砷的濃度為[Y1]μg/m3，則兒童每天在幼兒園通過呼吸攝入汞的量約為[計算結(jié)果5]μg/kg?d，攝入砷的量約為[計算結(jié)果6]μg/kg?d。此外，兒童在戶外玩耍時，更容易暴露于污染的空氣中。在公園、廣場等公共場所，若周邊存在交通干道或工業(yè)源，大氣中汞、砷的濃度可能會對兒童健康構(gòu)成威脅。如在某靠近交通干道的公園，大氣中砷的濃度為[Z1]μg/m3，若兒童每天在公園玩耍3小時，其每天通過呼吸在公園攝入砷的量約為[計算結(jié)果7]μg/kg?d。老年人由于身體機能下降，呼吸系統(tǒng)的防御功能減弱，對大氣汞、砷污染的抵抗力也相對較弱。老年人日?；顒酉鄬^少，但在晨練、散步等戶外活動中，也可能暴露于污染的空氣中。在一些空氣質(zhì)量較差的地區(qū)，晨練場所的大氣汞、砷濃度可能較高。假設(shè)老年人每天晨練1小時，呼吸速率為12m3/d，若晨練場所大氣中汞的濃度為[X2]μg/m3，砷的濃度為[Y2]μg/m3，則老年人每天在晨練時通過呼吸攝入汞的量約為[計算結(jié)果8]μg/kg?d，攝入砷的量約為[計算結(jié)果9]μg/kg?d。同時，老年人在室內(nèi)的時間也較長，室內(nèi)空氣質(zhì)量對其呼吸暴露影響較大。如果室內(nèi)存在污染源，如使用含汞的取暖設(shè)備或燃燒含砷的煤炭，會增加老年人呼吸暴露的風險。通過對不同人群在各種場景下的呼吸暴露量計算，結(jié)合本研究在珠三角地區(qū)的大氣汞、砷監(jiān)測數(shù)據(jù)，進一步分析發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)集中區(qū)周邊居住或工作的人群，其呼吸暴露量明顯高于其他區(qū)域人群。在東莞虎門的某工業(yè)集中區(qū)，周邊居民的日均呼吸攝入汞量比城市中心區(qū)居民高出[具體比例1]，呼吸攝入砷量高出[具體比例2]。這表明工業(yè)活動對大氣汞、砷污染的貢獻較大，是導致周邊人群呼吸暴露風險增加的主要因素。在交通繁忙的城市道路附近，行人的呼吸暴露量也相對較高。在廣州天河區(qū)的一條主要交通干道旁，行人的日均呼吸攝入汞量比遠離交通干道的居民高出[具體比例3]。此外，季節(jié)變化對呼吸暴露量也有一定影響。在夏季，由于氣溫較高，大氣對流活動較強，污染物擴散條件相對較好，人群的呼吸暴露量相對較低；而在冬季，大氣穩(wěn)定度較高，污染物容易積聚，呼吸暴露量則相對較高。3.2飲食暴露途徑土壤和水體是汞、砷進入食物鏈的重要環(huán)節(jié)，對農(nóng)作物和動物體內(nèi)汞、砷的積累起著關(guān)鍵作用。在土壤中，汞、砷的存在形態(tài)多樣，包括無機汞、有機汞、砷酸鹽、亞砷酸鹽等。這些形態(tài)的汞、砷在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化過程受到土壤酸堿度、氧化還原電位、有機質(zhì)含量、微生物活動等多種因素的影響。在酸性土壤中，汞、砷的溶解度增加，更容易被植物根系吸收。而土壤中的有機質(zhì)能夠與汞、砷結(jié)合，降低其生物有效性，減少植物對它們的吸收。微生物在汞、砷的轉(zhuǎn)化過程中也扮演著重要角色，某些微生物能夠?qū)o機汞轉(zhuǎn)化為毒性更強的甲基汞，增加汞在食物鏈中的積累風險。水體中的汞、砷同樣受到多種因素的影響。水體的酸堿度、溶解氧含量、懸浮物濃度等都會影響汞、砷的存在形態(tài)和遷移轉(zhuǎn)化。在富營養(yǎng)化的水體中，藻類等浮游生物大量繁殖，它們能夠吸收和富集汞、砷，通過食物鏈傳遞給更高營養(yǎng)級的生物。汞在水體中可被微生物轉(zhuǎn)化為甲基汞，甲基汞具有極強的親脂性，容易在水生生物體內(nèi)積累，且隨著食物鏈的傳遞，其濃度會不斷升高，形成生物放大效應(yīng)。研究表明，在一些受污染的水體中，魚類體內(nèi)的甲基汞含量可比水體中的汞含量高出數(shù)千倍。農(nóng)作物作為人類飲食的重要組成部分，其汞、砷含量直接關(guān)系到人體的飲食暴露水平。不同種類的農(nóng)作物對汞、砷的吸收和積累能力存在差異。一般來說，水稻等水生作物對汞、砷的吸收能力較強。在珠三角地區(qū)的一些水稻種植區(qū)，由于大氣汞、砷沉降以及灌溉水的污染，水稻籽粒中的汞、砷含量可能超標。一項針對珠三角地區(qū)水稻的研究發(fā)現(xiàn)，部分水稻樣品中的汞含量達到了[X]mg/kg，砷含量為[Y]mg/kg，超過了國家食品安全標準中規(guī)定的限值。蔬菜對汞、砷的吸收也不容忽視，葉菜類蔬菜由于其葉片表面積大，與大氣和土壤接觸面積廣，更容易吸收汞、砷等污染物。在靠近工業(yè)源或交通干道的蔬菜種植地，蔬菜中的汞、砷含量明顯高于遠離污染源的地區(qū)。在某工業(yè)集中區(qū)附近的蔬菜種植地，白菜中的砷含量比對照區(qū)高出[具體比例]。動物類食物在人體飲食中也占有重要地位，其汞、砷含量同樣受到環(huán)境因素的影響。在畜禽養(yǎng)殖過程中，如果飼料受到汞、砷污染，畜禽攝入后會在體內(nèi)積累。研究發(fā)現(xiàn)，在一些使用受污染飼料的養(yǎng)殖場，雞肝中的汞含量可達[Z]mg/kg，豬肝中的砷含量為[W]mg/kg。魚類作為汞、砷生物放大的重要載體，其體內(nèi)的汞、砷含量通常較高。在珠三角地區(qū)的一些河流和湖泊中，由于水體污染，魚類體內(nèi)的汞、砷含量超標現(xiàn)象較為普遍。在某河流中捕獲的鯉魚，其體內(nèi)的甲基汞含量達到了[具體數(shù)值]mg/kg，遠遠超過了安全食用標準。為準確評估人體通過飲食攝入汞、砷的暴露量，本研究結(jié)合珠三角地區(qū)居民的食物消費結(jié)構(gòu)和攝入量數(shù)據(jù)進行分析。根據(jù)當?shù)氐纳攀痴{(diào)查數(shù)據(jù)，居民每日攝入的各類食物量如下：谷類食物[具體重量1]、蔬菜[具體重量2]、水果[具體重量3]、肉類[具體重量4]、魚類[具體重量5]等。將這些食物攝入量與相應(yīng)食物中汞、砷的含量相結(jié)合，利用公式E=∑（Ci×Fi）/BW（其中E為通過飲食攝入污染物的暴露量，單位為mg/kg?d；Ci為第i種食物中污染物的含量，單位為mg/kg；Fi為第i種食物的日攝入量，單位為kg；BW為體重，單位為kg，假設(shè)成年人體重為70kg），計算得到居民每日通過飲食攝入汞、砷的暴露量。以某成年居民為例，其每日通過飲食攝入汞的暴露量為：谷類食物攝入汞量=谷類食物中汞含量×谷類食物日攝入量/體重，以此類推，將各類食物攝入汞量相加，得到該居民每日通過飲食攝入汞的暴露量約為[計算結(jié)果10]μg/kg?d。同理，計算得到其每日通過飲食攝入砷的暴露量約為[計算結(jié)果11]μg/kg?d。通過對不同年齡段、不同性別居民的飲食暴露量計算發(fā)現(xiàn)，兒童由于其食物攝入量相對較少，但對汞、砷的敏感性較高，其飲食暴露風險相對較大。在一些汞、砷污染嚴重地區(qū)，兒童通過飲食攝入的汞、砷量可能超過其安全耐受量，對其生長發(fā)育造成潛在威脅。老年人由于身體代謝功能下降，對汞、砷的排泄能力減弱，長期的飲食暴露也可能導致體內(nèi)汞、砷蓄積，增加健康風險。3.3皮膚接觸暴露途徑皮膚作為人體與外界環(huán)境直接接觸的最大器官，在日常生活和工作中，人體皮膚不可避免地會接觸到各種含汞、砷的物質(zhì)。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，從事有色金屬冶煉、化工、電池制造等行業(yè)的工人，由于工作環(huán)境中存在大量的汞、砷污染物，其皮膚接觸含汞、砷物質(zhì)的可能性極高。在某有色金屬冶煉廠，工人在生產(chǎn)過程中會直接接觸到含砷的礦石和含汞的冶煉廢渣，皮膚暴露風險較大。在一些傳統(tǒng)的手工制作行業(yè)，如朱砂飾品加工，從業(yè)者在加工過程中會頻繁接觸含汞的朱砂原料，其手部、面部等皮膚部位容易沾染汞及其化合物。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，使用含汞、砷農(nóng)藥的農(nóng)民，在配藥和施藥過程中，皮膚也可能與這些農(nóng)藥直接接觸。皮膚對汞、砷的吸收是一個復雜的過程，其吸收機制主要包括被動擴散和載體介導的轉(zhuǎn)運。被動擴散是指汞、砷等物質(zhì)通過皮膚的角質(zhì)層，以濃度梯度為驅(qū)動力，從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域擴散進入皮膚。角質(zhì)層中的脂質(zhì)雙分子層是物質(zhì)擴散的主要屏障，其結(jié)構(gòu)和組成會影響物質(zhì)的擴散速率。一些脂溶性的汞、砷化合物，如有機汞、有機砷，更容易通過被動擴散的方式穿透角質(zhì)層進入皮膚。載體介導的轉(zhuǎn)運則是通過皮膚細胞表面的特定載體蛋白，將汞、砷等物質(zhì)特異性地轉(zhuǎn)運進入細胞內(nèi)。這些載體蛋白具有選擇性，只能轉(zhuǎn)運特定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。在某些情況下，皮膚的破損、炎癥等狀況會破壞皮膚的完整性，增加汞、砷的吸收速率。當皮膚有傷口時，汞、砷可以直接通過傷口進入血液循環(huán)系統(tǒng)，對人體健康造成更大的危害。影響皮膚吸收汞、砷的因素眾多，其中皮膚的完整性是一個關(guān)鍵因素。完整的皮膚具有較強的屏障功能，能夠有效阻擋大部分汞、砷的侵入。然而，當皮膚出現(xiàn)破損、潰瘍、曬傷等情況時，皮膚的屏障功能受損，汞、砷的吸收量會顯著增加。在一項動物實驗中，對實驗動物的皮膚進行破損處理后，暴露于含汞環(huán)境中，其皮膚對汞的吸收量比完整皮膚高出數(shù)倍。皮膚的含水量也會影響汞、砷的吸收，含水量高的皮膚，其角質(zhì)層的水合作用增強，有利于物質(zhì)的擴散，從而增加汞、砷的吸收。在高溫潮濕的環(huán)境下，人體皮膚出汗較多，皮膚含水量增加，此時接觸含汞、砷物質(zhì)，皮膚吸收量會相應(yīng)提高。此外，接觸時間和接觸濃度對皮膚吸收汞、砷也有重要影響。接觸時間越長，汞、砷在皮膚中的累積量就越多。在工業(yè)生產(chǎn)中，長期從事汞、砷相關(guān)工作的工人，由于長時間暴露于污染環(huán)境中，其皮膚吸收的汞、砷量相對較高。接觸濃度越高，皮膚吸收的驅(qū)動力就越大，吸收量也會隨之增加。在高濃度汞、砷污染的環(huán)境中，即使接觸時間較短，皮膚也可能吸收大量的污染物。不同個體的皮膚特性，如年齡、性別、皮膚厚度等，也會導致皮膚對汞、砷吸收能力的差異。兒童的皮膚相對較薄，角質(zhì)層發(fā)育不完善，其皮膚對汞、砷的吸收能力比成年人更強。女性的皮膚通常比男性更薄，含水量更高，在相同條件下，女性皮膚對汞、砷的吸收量可能會略高于男性。為估算皮膚接觸暴露量，本研究采用了皮膚滲透模型，并結(jié)合珠三角地區(qū)的實際情況進行參數(shù)調(diào)整。根據(jù)公式E=C×SA×CF×ET/BW（其中E為通過皮膚接觸攝入污染物的暴露量，單位為mg/kg?d；C為皮膚接觸的污染物濃度，單位為mg/cm2；SA為皮膚暴露面積，單位為cm2；CF為轉(zhuǎn)換因子，按100%計；ET為皮膚接觸時間，單位為d；BW為體重，單位為kg，假設(shè)成年人體重為70kg）。以某從事有色金屬冶煉工作的成年男性為例，其工作時手部皮膚暴露面積約為100cm2，每天接觸含砷粉塵的時間為8小時，換算為接觸時間為0.33d。經(jīng)檢測，工作環(huán)境中皮膚接觸的砷濃度為0.01mg/cm2，則該工人每天通過皮膚接觸攝入砷的暴露量約為[計算結(jié)果12]μg/kg?d。對于普通居民，在日常生活中，雖然接觸含汞、砷物質(zhì)的濃度相對較低，但由于長期的低劑量接觸，其累積暴露量也不容忽視。在使用某些含汞的美白化妝品時，若其中汞含量超標，長期使用可能會導致皮膚吸收一定量的汞。假設(shè)某美白化妝品中汞含量為0.05mg/g，每次使用量為2g，涂抹面積為面部200cm2，每周使用3次，接觸時間每次為1小時，換算為接觸時間為0.042d，則該居民每周通過皮膚接觸該化妝品攝入汞的暴露量約為[計算結(jié)果13]μg/kg。通過對不同人群和場景下皮膚接觸暴露量的估算，發(fā)現(xiàn)工業(yè)從業(yè)者由于工作環(huán)境的特殊性，其皮膚接觸暴露量明顯高于普通居民。在某些高污染行業(yè)，工人的皮膚接觸暴露量可能達到普通居民的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。四、基于通量觀測的暴露預(yù)測模型構(gòu)建4.1模型選擇與原理在本研究中，選擇多介質(zhì)逸度模型作為預(yù)測大氣汞、砷沉降對人體多途徑暴露影響的核心模型。多介質(zhì)逸度模型基于逸度（fugacity）這一重要概念構(gòu)建，逸度是描述物質(zhì)在不同相中逸出傾向的物理量，它反映了物質(zhì)在不同環(huán)境介質(zhì)中的遷移和轉(zhuǎn)化能力。在多介質(zhì)環(huán)境中，汞、砷等污染物會在空氣、水、土壤、生物體等不同介質(zhì)之間進行遷移和轉(zhuǎn)化，并最終達到一種動態(tài)平衡狀態(tài)，而逸度正是用于描述這種平衡狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)。多介質(zhì)逸度模型的基本假設(shè)是：在一定的環(huán)境條件下，污染物在各介質(zhì)間的遷移和轉(zhuǎn)化過程可以通過逸度來量化，且在平衡狀態(tài)下，污染物在不同介質(zhì)中的逸度相等?；谶@一假設(shè)，通過計算不同介質(zhì)中的逸度，就能夠預(yù)測污染物在各介質(zhì)中的濃度分布以及它們在介質(zhì)間的遷移路徑。以大氣和水體這兩個介質(zhì)為例，當大氣中的汞、砷通過干濕沉降進入水體后，會在水體中發(fā)生溶解、吸附等過程，同時也會有部分汞、砷從水體揮發(fā)重新進入大氣，在這個動態(tài)過程中，當達到平衡時，大氣和水體中汞、砷的逸度相等。在模型中，需要考慮多種因素來準確描述污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程。首先是對流，對流是污染物在環(huán)境中遷移的重要機制之一。在大氣中，汞、砷會隨著氣流的運動而發(fā)生長距離傳輸；在水體中，會隨著水流的流動而擴散。在多介質(zhì)逸度模型中，對流可以通過對流項來描述，即考慮污染物在介質(zhì)中的流動速度和方向。通過對流項的引入，可以更準確地模擬污染物在環(huán)境中的遷移過程。例如，在模擬大氣汞的傳輸時，考慮風速、風向等因素，能夠更精確地預(yù)測汞在不同地區(qū)的沉降通量。降解也是污染物在環(huán)境中消失的重要途徑之一。汞、砷在環(huán)境中會發(fā)生化學降解、光降解和生物降解等過程。在多介質(zhì)逸度模型中，降解可以通過降解項來描述，即考慮污染物在不同介質(zhì)中的降解速率和降解機制。對于某些有機汞化合物，在光照條件下可能會發(fā)生光降解，降低其在環(huán)境中的濃度。通過降解項的引入，可以更準確地預(yù)測污染物的環(huán)境壽命和影響范圍。介質(zhì)間的遷移是指污染物從一種介質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種介質(zhì)的過程。如大氣中的汞、砷通過干濕沉降進入土壤和水體，土壤中的汞、砷又可能通過淋溶等作用進入地下水。在多介質(zhì)逸度模型中，介質(zhì)間的遷移可以通過遷移項來描述，即考慮污染物在不同介質(zhì)之間的遷移速率和遷移機制。通過遷移項的引入，可以更準確地模擬污染物在多介質(zhì)環(huán)境中的分布和遷移路徑。例如，通過考慮大氣與土壤之間的交換系數(shù)、土壤與水體之間的滲透系數(shù)等參數(shù)，能夠更精確地預(yù)測汞、砷在不同介質(zhì)間的遷移情況。多介質(zhì)逸度模型包含多個層級，其中LevelI模型是最簡單的逸度模型，它假設(shè)污染物在所有介質(zhì)中達到平衡狀態(tài)，且忽略降解和遷移過程。該模型主要用于初步評估污染物在環(huán)境中的分布情況，能夠快速給出一個大致的污染物濃度分布范圍，但由于其忽略了一些重要過程，預(yù)測結(jié)果相對較為粗糙。LevelII模型在LevelI模型的基礎(chǔ)上，考慮了污染物在不同介質(zhì)中的降解過程。通過引入降解項，可以更準確地預(yù)測污染物的環(huán)境壽命和影響范圍。例如，在預(yù)測大氣汞的環(huán)境行為時，考慮汞在大氣中的光化學降解和在土壤中的微生物降解等過程，能夠更真實地反映汞在環(huán)境中的變化情況。LevelIII模型在LevelII模型的基礎(chǔ)上，進一步考慮了污染物在不同介質(zhì)之間的遷移過程。通過引入遷移項，可以更準確地模擬污染物在多介質(zhì)環(huán)境中的分布和遷移路徑。在研究汞、砷在大氣、水和土壤之間的遷移轉(zhuǎn)化時，LevelIII模型能夠綜合考慮各介質(zhì)間的相互作用，給出更詳細的預(yù)測結(jié)果。LevelIV模型是最復雜的逸度模型，它考慮了污染物在不同介質(zhì)中的降解、遷移以及生物累積過程。通過引入生物累積項，可以更全面地評估污染物對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的影響。在評估汞、砷對人體多途徑暴露的影響時，LevelIV模型能夠考慮汞、砷在食物鏈中的富集作用，以及通過呼吸、飲食和皮膚接觸等途徑進入人體的過程，從而更準確地預(yù)測人體的暴露劑量和健康風險。在本研究中，鑒于需要全面考慮汞、砷在大氣、土壤、水體以及人體多途徑暴露等復雜過程，選擇LevelIV多介質(zhì)逸度模型進行深入分析。4.2模型參數(shù)確定為了確保多介質(zhì)逸度模型能夠準確預(yù)測珠三角地區(qū)大氣汞、砷沉降對人體多途徑暴露的影響，需要精確確定一系列關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)涵蓋大氣汞、砷濃度、沉降通量、人體生理參數(shù)等多個方面。在大氣汞、砷濃度參數(shù)確定方面，主要基于本研究在珠三角地區(qū)多個觀測站點的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)。對不同季節(jié)、不同年份以及不同區(qū)域的大氣汞、砷濃度數(shù)據(jù)進行詳細分析和統(tǒng)計。在廣州天河區(qū)的觀測站點，[具體年份]春季大氣汞的平均濃度為[X1]ng/m3，夏季為[X2]ng/m3，秋季為[X3]ng/m3，冬季為[X4]ng/m3。通過對這些數(shù)據(jù)的整理和分析，確定該站點在不同季節(jié)的大氣汞濃度參數(shù)。同時，考慮到不同區(qū)域的污染差異，對工業(yè)集中區(qū)、城市中心區(qū)、農(nóng)業(yè)種植區(qū)和自然保護區(qū)等不同功能區(qū)的大氣汞、砷濃度進行分類統(tǒng)計，以獲取更具代表性的參數(shù)值。在東莞虎門的工業(yè)集中區(qū)，大氣砷的平均濃度明顯高于其他區(qū)域，達到[Y]ng/m3，在模型中對該區(qū)域的砷濃度參數(shù)進行單獨設(shè)置。此外，還參考了珠三角地區(qū)其他相關(guān)研究的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對本研究的濃度參數(shù)進行驗證和補充，以提高參數(shù)的準確性。大氣汞、砷沉降通量參數(shù)同樣依賴于本研究的通量觀測數(shù)據(jù)。在觀測期間，對各觀測站點的干濕沉降通量進行了精確測量。以深圳某觀測站點為例，[具體年份]大氣汞的年干沉降通量為[Z1]μg/(m2?a)，濕沉降通量為[Z2]μg/(m2?a)。通過對不同站點、不同季節(jié)的沉降通量數(shù)據(jù)進行綜合分析，確定模型所需的沉降通量參數(shù)。同時，考慮到沉降通量的時空變化特征，將時間和空間因素納入?yún)?shù)確定過程中。在夏季，由于降水較多，濕沉降通量對總沉降通量的貢獻較大，在模型中相應(yīng)調(diào)整夏季濕沉降通量參數(shù)的權(quán)重。在空間上，根據(jù)不同區(qū)域的污染源分布和地形條件，對沉降通量參數(shù)進行空間差異化設(shè)置。在靠近工業(yè)源的區(qū)域，沉降通量參數(shù)設(shè)置相對較高，以反映該區(qū)域的高污染狀況。人體生理參數(shù)的確定則參考了大量的醫(yī)學研究文獻和相關(guān)標準。對于呼吸速率，根據(jù)不同年齡段和活動強度進行分類確定。成年人在安靜狀態(tài)下的呼吸速率一般為12-20次/分鐘，換算為體積流量約為0.2-0.3m3/h。在進行劇烈運動或體力勞動時，呼吸速率會顯著增加，可達到30-40次/分鐘，體積流量約為0.5-0.8m3/h。在模型中，根據(jù)珠三角地區(qū)居民的日常活動模式，對不同場景下的呼吸速率參數(shù)進行合理設(shè)置。對于兒童和老年人，由于其生理特征與成年人不同，呼吸速率也有所差異。兒童的呼吸速率相對較快，在安靜狀態(tài)下約為20-30次/分鐘，老年人的呼吸速率則相對較慢，在安靜狀態(tài)下約為10-16次/分鐘。在確定參數(shù)時，充分考慮這些年齡差異，以提高模型對不同人群呼吸暴露預(yù)測的準確性。在飲食攝入?yún)?shù)方面，參考珠三角地區(qū)的膳食調(diào)查數(shù)據(jù)，確定居民各類食物的日均攝入量。如前文所述，居民每日攝入的谷類食物[具體重量1]、蔬菜[具體重量2]、水果[具體重量3]、肉類[具體重量4]、魚類[具體重量5]等。同時，結(jié)合不同食物中汞、砷的含量數(shù)據(jù)，確定飲食攝入?yún)?shù)。在某些汞污染嚴重地區(qū)，魚類中汞的含量較高，在模型中相應(yīng)提高該地區(qū)居民通過魚類攝入汞的參數(shù)值。皮膚接觸參數(shù)的確定考慮了皮膚的表面積、接觸時間和污染物濃度等因素。對于不同年齡段和性別的人群，皮膚表面積存在差異。成年人的平均皮膚表面積約為1.5-2.0m2，兒童的皮膚表面積相對較小，約為0.5-1.0m2。在模型中，根據(jù)不同人群的皮膚表面積參數(shù)，結(jié)合其日常活動中皮膚接觸含汞、砷物質(zhì)的時間和濃度數(shù)據(jù)，確定皮膚接觸暴露參數(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，工人的皮膚接觸時間較長，接觸濃度較高，在模型中對這類人群的皮膚接觸參數(shù)進行針對性設(shè)置。通過對這些參數(shù)的精確確定，為多介質(zhì)逸度模型的準確運行提供了堅實的基礎(chǔ)，使其能夠更真實地模擬珠三角地區(qū)大氣汞、砷沉降對人體多途徑暴露的影響。4.3模型驗證與優(yōu)化將多介質(zhì)逸度模型的預(yù)測結(jié)果與珠三角地區(qū)大氣汞、砷沉降通量的實際觀測數(shù)據(jù)以及人體多途徑暴露的實際測量數(shù)據(jù)進行細致對比，以此全面驗證模型的準確性和可靠性。在大氣汞、砷沉降通量的驗證方面，選取了多個具有代表性的觀測站點，將模型預(yù)測的沉降通量與實際觀測值進行逐一比較。以廣州某觀測站點為例，在[具體年份]夏季，模型預(yù)測的大氣汞沉降通量為[預(yù)測值1]μg/(m2?a)，而實際觀測值為[觀測值1]μg/(m2?a)，相對誤差為[計算得到的相對誤差1]。通過對多個站點、不同季節(jié)和年份的數(shù)據(jù)對比分析，發(fā)現(xiàn)模型對大氣汞沉降通量的預(yù)測在整體趨勢上與實際觀測數(shù)據(jù)較為吻合，但在某些特定時間段和區(qū)域仍存在一定偏差。在工業(yè)集中區(qū)，由于污染源排放的復雜性和不確定性，模型預(yù)測值與實際觀測值的偏差相對較大。針對這些偏差，深入分析其產(chǎn)生的原因，主要包括污染源排放清單的不確定性、氣象條件的復雜性以及模型參數(shù)的誤差等。在污染源排放清單方面，部分小型工業(yè)企業(yè)的排放數(shù)據(jù)可能存在缺失或不準確的情況，導致模型輸入的排放源信息不夠精確。氣象條件的復雜多變，如風速、風向、降水等因素的突然變化，也會對大氣汞、砷的傳輸和沉降產(chǎn)生影響，而模型在模擬這些復雜氣象條件時可能存在一定局限性。此外，模型參數(shù)在確定過程中雖然參考了大量數(shù)據(jù)和文獻，但仍可能與實際情況存在一定差異，從而影響模型的預(yù)測精度。在人體多途徑暴露驗證環(huán)節(jié)，對呼吸暴露、飲食暴露和皮膚接觸暴露的模型預(yù)測結(jié)果分別進行驗證。在呼吸暴露驗證中，通過對不同人群在不同場景下的實際呼吸暴露量進行測量，與模型預(yù)測值進行對比。在某交通繁忙路段，對行人的實際呼吸暴露量進行監(jiān)測，結(jié)果顯示實際呼吸攝入汞的量為[實際值2]μg/kg?d，而模型預(yù)測值為[預(yù)測值2]μg/kg?d，相對誤差為[計算得到的相對誤差2]。在飲食暴露驗證方面，采集珠三角地區(qū)居民的實際飲食樣本，測定其中汞、砷的含量，并結(jié)合居民的實際食物攝入量，計算出實際飲食暴露量，與模型預(yù)測值進行比較。在某汞污染地區(qū)，居民通過魚類攝入汞的實際暴露量為[實際值3]μg/kg?d，模型預(yù)測值為[預(yù)測值3]μg/kg?d，相對誤差為[計算得到的相對誤差3]。對于皮膚接觸暴露，通過對工業(yè)從業(yè)者和普通居民在實際工作和生活場景中的皮膚接觸暴露量進行測量，與模型預(yù)測值進行驗證。在某有色金屬冶煉廠，工人的實際皮膚接觸暴露量為[實際值4]μg/kg?d，模型預(yù)測值為[預(yù)測值4]μg/kg?d，相對誤差為[計算得到的相對誤差4]。通過這些驗證分析，發(fā)現(xiàn)模型對人體多途徑暴露的預(yù)測在一定程度上能夠反映實際情況，但同樣存在一些偏差。這些偏差可能源于對居民生活習慣和行為模式的假設(shè)不夠準確，以及對環(huán)境介質(zhì)中汞、砷濃度空間分布的模擬不夠精細等原因。在假設(shè)居民生活習慣時，可能未能充分考慮到個體差異和特殊情況，導致模型預(yù)測與實際情況存在出入。在模擬環(huán)境介質(zhì)中汞、砷濃度的空間分布時，由于監(jiān)測數(shù)據(jù)的局限性和模型分辨率的限制，可能無法準確反映局部地區(qū)的濃度變化。根據(jù)驗證結(jié)果，對多介質(zhì)逸度模型進行針對性的優(yōu)化和調(diào)整。在模型參數(shù)調(diào)整方面，基于實際觀測數(shù)據(jù)和誤差分析結(jié)果，對大氣汞、砷濃度、沉降通量、人體生理參數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)進行重新校準和優(yōu)化。對于大氣汞、砷濃度參數(shù)，結(jié)合最新的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對不同區(qū)域和季節(jié)的濃度分布進行更細致的劃分和調(diào)整，以提高模型對濃度變化的模擬精度。在沉降通量參數(shù)調(diào)整中，考慮到不同地形和氣象條件對沉降的影響，引入地形因子和氣象修正系數(shù)，對沉降通量參數(shù)進行修正，使其更符合實際情況。在人體生理參數(shù)方面，進一步細化不同年齡段、性別和活動強度人群的呼吸速率、飲食攝入量等參數(shù)，以提高模型對不同人群暴露預(yù)測的準確性。在模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，針對模型在模擬復雜污染源排放和環(huán)境過程時存在的不足，對模型結(jié)構(gòu)進行改進?？紤]到工業(yè)源排放的間歇性和波動性，在模型中引入隨機變量來描述污染源的排放強度變化，以更真實地模擬工業(yè)源對大氣汞、砷沉降和人體暴露的影響。在模擬大氣汞、砷的傳輸過程中，增加對大氣邊界層高度變化和大氣化學反應(yīng)的考慮，提高模型對大氣中汞、砷遷移轉(zhuǎn)化過程的模擬能力。在考慮人體暴露途徑時，進一步完善各暴露途徑之間的相互作用機制，如飲食攝入和呼吸暴露之間可能存在的協(xié)同效應(yīng)，以更全面地評估人體多途徑暴露情況。在模型數(shù)據(jù)更新方面，建立定期的數(shù)據(jù)更新機制，及時將新的監(jiān)測數(shù)據(jù)和研究成果納入模型中，以保證模型能夠反映最新的環(huán)境狀況和人體暴露情況。隨著珠三角地區(qū)環(huán)境政策的實施和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大氣汞、砷的污染源排放情況可能會發(fā)生變化，通過及時更新污染源排放清單數(shù)據(jù)，能夠使模型更準確地預(yù)測未來的沉降通量和人體暴露風險。同時，關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果，如關(guān)于汞、砷在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化機制的新發(fā)現(xiàn)，及時對模型中的相關(guān)參數(shù)和過程進行調(diào)整和完善。通過這些優(yōu)化措施，不斷提高多介質(zhì)逸度模型的預(yù)測精度和可靠性，使其能夠更有效地應(yīng)用于珠三角地區(qū)大氣汞、砷沉降對人體多途徑暴露影響的研究和預(yù)測。4.4預(yù)測結(jié)果分析利用優(yōu)化后的多介質(zhì)逸度模型，對珠三角地區(qū)在不同情景下人體對大氣汞、砷的多途徑暴露水平進行預(yù)測，得到了一系列具有重要意義的結(jié)果。在不同情景設(shè)置方面，考慮了當前污染控制情景、強化污染控制情景和未來經(jīng)濟快速發(fā)展情景等多種情況。當前污染控制情景基于珠三角地區(qū)現(xiàn)有的污染治理措施和環(huán)境政策，模擬在現(xiàn)有條件下大氣汞、砷沉降對人體多途徑暴露的影響。強化污染控制情景則假設(shè)進一步加強污染治理力度，提高工業(yè)污染源的排放標準，加大對交通污染的管控等，預(yù)測在更嚴格污染控制措施下人體的暴露水平變化。未來經(jīng)濟快速發(fā)展情景考慮到珠三角地區(qū)經(jīng)濟的持續(xù)增長，假設(shè)工業(yè)規(guī)模擴大、能源消耗增加等情況，分析在這種情景下大氣汞、砷沉降及人體暴露水平的變化趨勢。在當前污染控制情景下，預(yù)測結(jié)果顯示，珠三角地區(qū)居民通過呼吸吸入汞的日均暴露量在[具體范圍1]μg/kg?d之間，通過飲食攝入汞的日均暴露量在[具體范圍2]μg/kg?d之間，通過皮膚接觸攝入汞的日均暴露量在[具體范圍3]μg/kg?d之間。對于砷的暴露，居民通過呼吸吸入的日均暴露量在[具體范圍4]μg/kg?d之間，通過飲食攝入的日均暴露量在[具體范圍5]μg/kg?d之間，通過皮膚接觸攝入的日均暴露量在[具體范圍6]μg/kg?d之間。從不同暴露途徑的占比來看，飲食攝入是人體汞、砷暴露的主要途徑，分別占總暴露量的[飲食攝入汞占比]%和[飲食攝入砷占比]%。這主要是由于土壤和水體中的汞、砷通過食物鏈的富集作用，使得居民在日常飲食中攝入了較多的汞、砷。呼吸吸入和皮膚接觸途徑也不容忽視，分別對汞、砷總暴露量有一定的貢獻。在工業(yè)集中區(qū)，由于大氣中汞、砷濃度較高，呼吸吸入途徑對汞、砷暴露的貢獻相對較大；而在一些從事特殊職業(yè)的人群中，如從事有色金屬冶煉的工人，皮膚接觸途徑對砷暴露的貢獻更為突出。在強化污染控制情景下，模型預(yù)測表明，大氣汞、砷沉降通量顯著降低。與當前污染控制情景相比，大氣汞沉降通量下降了[具體比例4]%，大氣砷沉降通量下降了[具體比例5]%。這是由于強化污染控制措施減少了工業(yè)源和交通源等的汞、砷排放，使得大氣中汞、砷的濃度降低，進而減少了沉降通量。受此影響，人體多途徑暴露水平也明顯下降。居民通過呼吸吸入汞的日均暴露量下降至[具體范圍7]μg/kg?d，通過飲食攝入汞的日均暴露量下降至[具體范圍8]μg/kg?d，通過皮膚接觸攝入汞的日均暴露量下降至[具體范圍9]μg/kg?d。對于砷的暴露，居民通過呼吸吸入的日均暴露量下降至[具體范圍10]μg/kg?d，通過飲食攝入的日均暴露量下降至[具體范圍11]μg/kg?d，通過皮膚接觸攝入的日均暴露量下降至[具體范圍12]μg/kg?d。不同暴露途徑的占比也發(fā)生了一定變化，飲食攝入仍然是主要暴露途徑，但呼吸吸入和皮膚接觸途徑的占比相對增加。這是因為在強化污染控制后，大氣和環(huán)境介質(zhì)中的汞、砷濃度整體降低，飲食攝入的汞、砷量下降幅度較大，而呼吸吸入和皮膚接觸途徑由于受環(huán)境改善的影響相對較小，其占比在總暴露量中的相對比例有所上升。在未來經(jīng)濟快速發(fā)展情景下，預(yù)測結(jié)果顯示，大氣汞、砷沉降通量有所增加。由于工業(yè)規(guī)模的擴大和能源消耗的增加，大氣汞沉降通量相比當前污染控制情景上升了[具體比例6]%，大氣砷沉降通量上升了[具體比例7]%。這導致人體多途徑暴露水平相應(yīng)升高。居民通過呼吸吸入汞的日均暴露量增加至[具體范圍13]μg/kg?d，通過飲食攝入汞的日均暴露量增加至[具體范圍14]μg/kg?d，通過皮膚接觸攝入汞的日均暴露量增加至[具體范圍15]μg/kg?d。對于砷的暴露，居民通過呼吸吸入的日均暴露量增加至[具體范圍16]μg/kg?d，通過飲食攝入的日均暴露量增加至[具體范圍17]μg/kg?d，通過皮膚接觸攝入的日均暴露量增加至[具體范圍18]μg/kg?d。在這種情景下，不同暴露途徑的占比基本保持穩(wěn)定，但總暴露量的增加對人體健康帶來了更大的潛在風險。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，如果不能有效控制污染排放，大氣汞、砷污染將進一步加劇，人體暴露風險將顯著增加。通過對不同情景下預(yù)測結(jié)果的對比分析，可以清晰地看出污染控制措施對降低人體多途徑暴露水平的重要性。強化污染控制能夠有效減少大氣汞、砷沉降通量，降低人體暴露風險，對保護居民健康具有積極作用。而未來經(jīng)濟快速發(fā)展情景下，若不加強污染管控，人體暴露水平將明顯上升，可能對居民健康造成嚴重威脅。這為珠三角地區(qū)的環(huán)境管理和污染防治提供了重要的決策依據(jù)，提示政府部門應(yīng)進一步加強污染治理力度，制定更加嚴格的環(huán)境政策，以保障居民的身體健康和區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。五、大氣汞砷沉降對人體健康的影響評估5.1健康風險評估指標與方法在評估大氣汞、砷沉降對人體健康的影響時，選用日均暴露劑量（ADD）、風險商值（HQ）和致癌風險值（CR）作為關(guān)鍵指標。日均暴露劑量是指人體在單位時間內(nèi)通過各種途徑（如呼吸吸入、飲食攝入、皮膚接觸等）平均暴露于汞、砷污染物的劑量，它反映了人體實際接觸污染物的水平。其計算公式會根據(jù)不同的暴露途徑而有所不同。對于呼吸暴露途徑，日均暴露劑量（ADDinh）的計算公式為：ADDinh=C×IR×EF×ED/(BW×AT)。其中，C為大氣中汞、砷的濃度（mg/m3）；IR為呼吸速率（m3/d），如前文所述，成年人在安靜狀態(tài)下呼吸速率一般為12-20次/分鐘，換算為體積流量約為0.2-0.3m3/h，在進行劇烈運動或體力勞動時，呼吸速率會顯著增加；EF為暴露頻率（d/a），根據(jù)珠三角地區(qū)居民的生活習慣和活動模式，假設(shè)成年人每年在污染環(huán)境中的暴露天數(shù)為200d；ED為暴露持續(xù)時間（a），對于成年人，假設(shè)其在該地區(qū)長期居住，暴露持續(xù)時間為30a；BW為體重（kg），假設(shè)成年人體重為70kg；AT為平均時間（d），對于非致癌效應(yīng)，AT=ED×365d/a，對于致癌效應(yīng)，AT=70a×365d/a。對于飲食暴露途徑，日均暴露劑量（ADDing）的計算公式為：ADDing=∑（Ci×Fi）/(BW×365)。其中，Ci為第i種食物中汞、砷的含量（mg/kg）；Fi為第i種食物的日均攝入量（kg），如前文提到的珠三角地區(qū)居民每日攝入的谷類食物[具體重量1]、蔬菜[具體重量2]、水果[具體重量3]、肉類[具體重量4]、魚類[具體重量5]等。對于皮膚接觸暴露途徑，日均暴露劑量（ADDderm）的計算公式為：ADDderm=C×SA×AF×ABS×EF×ED/(BW×AT)。其中，C為皮膚接觸的污染物濃度（mg/cm2）；SA為皮膚暴露面積（cm2），成年人的平均皮膚表面積約為1.5-2.0m2，換算為15000-20000cm2；AF為皮膚黏附系數(shù)（mg/cm2?d），根據(jù)不同的接觸場景和物質(zhì)特性，取值有所不同，一般在0.01-0.1之間；ABS為皮膚吸收分數(shù)，對于汞、砷等重金屬，其皮膚吸收分數(shù)相對較低，一般在0.01-0.1之間；EF為暴露頻率（d/a）；ED為暴露持續(xù)時間（a）；BW為體重（kg）；AT為平均時間（d）。風險商值（HQ）用于評估非致癌風險，當HQ值小于1時，表明人體暴露于該污染物的風險處于可接受范圍；當HQ值大于1時，則意味著存在潛在的非致癌健康風險。其計算公式為：HQ=ADD/RfD。其中，ADD為日均暴露劑量（mg/kg?d），RfD為參考劑量（mg/kg?d），參考劑量是指人類長期暴露于該污染物下，預(yù)計不會產(chǎn)生有害健康效應(yīng)的日平均暴露劑量。對于汞，其口服參考劑量（RfDing）一般取值為0.0003mg/kg?d，吸入?yún)⒖紕┝浚≧fDinh）為0.00002mg/kg?d；對于砷，口服參考劑量（RfDing）一般取值為0.0003mg/kg?d，吸入?yún)⒖紕┝浚≧fDinh）為0.00004mg/kg?d。致癌風險值（CR）用于評估致癌風險，當CR值小于1×10??時，致癌風險可忽略不計；當CR值在1×10??-1×10??之間時，存在一定的致癌風險；當CR值大于1×10??時，致癌風險較高。其計算公式為：CR=ADD×CSF。其中，ADD為日均暴露劑量（mg/kg?d），CSF為致癌斜率因子（kg?d/mg），對于汞，其致癌斜率因子（CSF）取值為0.31kg?d/mg；對于砷，其致癌斜率因子（CSF）取值為1.5kg?d/mg。在評估過程中，嚴格遵循國際和國內(nèi)相關(guān)的健康風險評估標準和規(guī)范。參考美國環(huán)境保護署（EPA）制定的《暴露評估手冊》和《風險評估指南》，以及我國發(fā)布的《環(huán)境影響評價技術(shù)導則人體健康》等標準文件，確保評估方法的科學性和準確性。在數(shù)據(jù)收集和分析過程中，采用科學合理的采樣方法和分析技術(shù)，保證數(shù)據(jù)的可靠性。在風險評估結(jié)果的解釋和應(yīng)用方面，充分考慮到不同人群的敏感性差異和環(huán)境因素的影響，為制定針對性的健康保護措施和環(huán)境管理政策提供科學依據(jù)。5.2不同人群健康風險評估基于前文確定的健康風險評估指標與方法，對珠三角地區(qū)不同年齡段、職業(yè)和生活習慣的人群展開健康風險評估，以深入分析不同人群所面臨的風險差異。從年齡段來看，兒童由于其生理特征和生活習性的特殊性，對大氣汞、砷污染更為敏感，面臨著較高的健康風險。在日均暴露劑量方面，兒童通過呼吸吸入汞的日均暴露劑量為[兒童呼吸吸入汞劑量范圍]μg/kg?d，通過飲食攝入汞的日均暴露劑量為[兒童飲食攝入汞劑量范圍]μg/kg?d，通過皮膚接觸攝入汞的日均暴露劑量為[兒童皮膚接觸攝入汞劑量范圍]μg/kg?d。對于砷的暴露，兒童通過呼吸吸入的日均暴露劑量為[兒童呼吸吸入砷劑量范圍]μg/kg?d，通過飲食攝入的日均暴露劑量為[兒童飲食攝入砷劑量范圍]μg/kg?d，通過皮膚接觸攝入的日均暴露劑量為[兒童皮膚接觸攝入砷劑量范圍]μg/kg?d。由于兒童的體重相對較輕，且處于生長發(fā)育階段，其身體對汞、砷等污染物的代謝和解毒能力較弱，相同劑量的污染物對兒童健康的影響更為顯著。在風險商值方面，兒童通過呼吸吸入汞的HQ值為[兒童呼吸吸入汞HQ值范圍]，通過飲食攝入汞的HQ值為[兒童飲食攝入汞HQ值范圍]，通過皮膚接觸攝入汞的HQ值為[兒童皮膚接觸攝入汞HQ值范圍]。對于砷的暴露，兒童通過呼吸吸入的HQ值為[兒童呼吸吸入砷HQ值范圍]，通過飲食攝入的HQ值為[兒童飲食攝入砷HQ值范圍]，通過皮膚接觸攝入的HQ值為[兒童皮膚接觸攝入砷HQ值范圍]。部分暴露途徑下，兒童的HQ值接近或超過1，表明存在潛在的非致癌健康風險。在致癌風險方面，兒童通過呼吸吸入砷的CR值為[兒童呼吸吸入砷CR值范圍]，通過飲食攝入砷的CR值為[兒童飲食攝入砷CR值范圍]。雖然整體CR值大多在1×10??-1×10??之間，但仍存在一定的致癌風險，尤其是在長期暴露的情況下，對兒童的健康威脅不容忽視。成年人在珠三角地區(qū)，由于生活和工作環(huán)境的差異，其健康風險也有所不同。從事辦公室工作的成年人，其呼吸暴露主要集中在室內(nèi)辦公環(huán)境和日常通勤過程中。在室內(nèi)辦公環(huán)境中，雖然空氣相對較為清潔，但如果辦公場所存在含汞、砷的污染源，如某些電子設(shè)備的揮發(fā)、裝修材料的釋放等，也會增加呼吸暴露的風險。在通勤過程中，交通擁堵路段的汽車尾氣排放是主要的污染來源。通過飲食攝入汞、砷的暴