11種大氣有害痕量元素排放狀況被揭示

■記者 張雙虎

近日，北京師範大學環境學院大氣環境研究中心主任田賀忠團隊在《環境科學與技術》發表論文，透過全國尺度的大氣排放清單、修正的空氣質量模式模擬和暴露風險評價模型，系統研究並揭示了我國11種大氣有害痕量元素的排放變化、暴露濃度水平及相關健康風險。

首次進行系統評估

大氣中有害痕量元素雖然佔比較少，但由於其毒性、累積性等原因，長期暴露在較高濃度有害痕量元素環境中，會對人體呼吸系統、心血管系統產生負面影響。

目前，國際癌症研究機構（IARC）已將有害痕量元素砷、鎳、鎘、六價鉻、鉛、鈷、銻及其化合物認定為致癌物質。

健康風險評估需要較為精準的暴露濃度，目前，利用化學傳輸模型獲取大氣汙染物的高解析度暴露濃度，是暴露與健康風險研究領域較成熟且有效的研究手段。然而，傳統的化學傳輸模型無法同時模擬11種有害痕量元素，且受限於有害痕量元素大氣環境濃度的觀測資料，此前我國大氣中有害痕量元素的暴露水平及相關健康風險尚不清楚。

“我們透過對傳統的多尺度空氣質量模式（CMAQ）化學傳輸模型進行修正，獲取了大氣有害痕量元素的高解析度暴露濃度，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佈特徵，並進一步系統評估了公眾健康風險。”田賀忠對《中國科學報》說。

“制定這樣一個排放清單需要在資料收集、處理和計算方面付出大量努力……”該論文評審人認為，“這些資訊在評估健康風險和做出決策時非常有用。”

致癌風險值仍超閾值

研究發現，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%。燃煤源的減排量佔據主導地位，佔有害痕量元素總減排量的80%以上。

“工業燃煤部門、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佔總減排量的69。8%、10。7%、10。0%和1。1%。”該論文第一作者、北京師範大學環境學院博士研究生劉姝涵對《中國科學報》說。

該研究還發現，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佈特徵。2015年，高濃度區域主要集中在中國東部、中部和西南部部分地區，如山東、河北、河南、陝西、江蘇、四川等省份。

根據GB3095-2012和歐盟的推薦標準限值，2015年中國約有55% ~70%的區域網格六價鉻濃度高於國家空氣質量標準；中國東部地區約15%的區域網格砷濃度高於國家空氣質量標準；上海地區網格鎳濃度略高於國家空氣質量標準。

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

田賀忠表示，燃煤源排放量的降低，表明中國實施的一系列大氣汙染控制措施起到了明顯的效果。但由於我國煤炭消耗量大，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、剎車片和輪胎磨損等非燃煤源排放的有害痕量元素佔比也較大，在未來的大氣汙染控制政策的制定當中，這類汙染源應當受到更多關注。”

生活垃圾焚燒應引起重視

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佔比較小，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持續增長的趨勢。”田賀忠說，“因此，生活垃圾焚燒源排放的有害痕量元素也應當引起足夠的重視。”

健康風險研究發現，鎘元素在大氣中的質量濃度均在國家空氣質量標準範圍內，但其致癌風險仍超過風險閾值，對人體健康的危害不容忽視。

田賀忠表示，鑑於有害痕量元素的毒性、累積性及致癌性，從進一步加強人群健康保護的角度出發，我國應在未來的國家政策及法律法規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險的元素，並對國家空氣質量標準中現有的痕量元素大氣濃度加大監管力度。

“未來在制定相關大氣汙染控制政策時，不僅要考慮各有害痕量元素的排放水平和濃度水平，還應綜合考慮各有害痕量元素的健康風險評估結果，這將會有助於決策者形成更為有效的管理控制措施。”田賀忠說。