4.2.4土壤污染健康风险评估案例在线视频

同学们

下面我们结合一个实际的案例来讲解

土壤污染健康风险评估

主要是结合一个煤化工场地

土壤污染健康风险评估案例来进行

也是分危害识别

暴露评估与毒性评估

风险表征

风险不确定性分析以及控制值计算来开展

首先我们来看危害识别

由于污染物致癌因子

和吸入参考剂量参数的限制

本案例所选取的是23个测定项目中的

砷和镉

作为人体健康风险评价的目标污染物

接下来是暴露评估与毒性评估

在暴露评估中

场地用途确定为

以工业用地为代表的非敏感用地暴露情景

暴露途径

则主要包括经口摄入

皮肤接触

吸入土壤颗粒物这三种主要的暴露途径

下面是暴露量的计算公式

我们以典型的暴露途径为例

结合中国人体健康风险评估

暴露量计算公式

计算出典型暴露途径下

Cd镉和砷

在不同暴露途径下的暴露量

列在这张表里边

下边是毒性评估

其中砷的主要毒性是慢性中毒

而Cd镉是毒性很大的重金属

可能会导致镉中毒

下面一步是风险表征

我们以单一污染物特定暴露途径

比方说皮肤接触土壤暴露途径下的

致癌风险和危害商计算

这是它的致癌风险计算公式

也是我们前边

中国土壤污染健康风险评估

计算公式里边所列出来的

致癌风险

然后是单一污染物另外的，比方说

皮肤接触途径的危害商计算

下边我们来看风险表征结果

值得注意的是Cd镉的致癌风险

和危害商并不突出

因此我们接下来以砷的致癌风险

和危害商来进行讲解

这是煤制甲醇厂和煤化工基地

砷的致癌风险总体分布

总体来说场地中存在砷的致癌风险

因此我们就需要计算砷的风险控制值

首先我们要进行风险的不确定性分析

主要分成这么几个部分

致癌风险贡献率计算

模型参数敏感性分析

以及以蒙特卡洛方法来分析

致癌风险的不确定性

基于总致癌风险水平

分别核算经口摄入

皮肤接触

吸入土壤颗粒物三种主要暴露途径下

致癌风险的贡献率

分析确定其主要的贡献途径

对敏感性分析而言

就是对于有多个参数的假设模型

令每个参数在其可能的取值范围内变动

研究这些参数变动

对于模型输出值的影响程度

致癌风险的不确定性类型可以分成不同的

比方说模型自身不确定性

评价参数不确定性和情景不确定性

本案例主要关注模型参数选择的不确定性

采用了

Oracle Crystal Ball

也就是水晶球模型来进行风险分析模拟

最终进行蒙特卡洛模拟

首先进行风险贡献率分析

我们看这张图

人体健康风险不同暴露途径下

致癌风险的贡献率分析表明

砷的致癌风险以经口摄入土壤为主

占总致癌风险的86.63％

可以作为后续风险控制以及预警

包括我整个不确定性分析的主要依据

也就是我们说的

后续要以经口摄入土壤分析作为主要途径

下面我们来看经口摄入土壤途径

模型暴露参数的敏感性分析

这是敏感性参数分析的表格

经过敏感性参数分析

我们最终选择儿童每日摄入土壤量

儿童暴露期

成人平均体重三个参数

并对相应的风险水平变化

来进行分析

参数敏感性的确定和比较

另外值得注意的是

吸入土壤颗粒物途径

虽然并不是

致癌风险最主要的风险贡献率

但是由于吸入颗粒物是砷

迁移进入人体的重要途径

因此我们也把吸入颗粒物

可能对人体健康风险模型的结果

来进行敏感性分析

成人肺活量较大

每日吸入空气量多

具有更高的风险暴露可能

因此我们选择PM₁₀

成人每日空气呼吸量作为敏感度分析参数

下面我们就来看参数敏感性分析

我们以这样的一个公式来表示其

参数敏感性的高低

分子上是按不同的P₁P₂

计算的致癌风险或危害商变化的比例

分母上P₂- P₁比上 P₁

指的是模型参数本身变化量大小

这时参数敏感性的比例

或者说高低就表示

当参数发生一定水平上的波动

或者变化时

所引发的致癌风险

或者危害商比例的高低

当固定的参数变化比例的时候

它所引发的致癌风险

或者危害商变化的比例越高

显然这一参数的敏感性越高

对于有多个参数的暴露模型而言

令每个参数在其可能的取值范围内变动

研究模型中参数对于风险的影响程度

我们就可以来进行参数敏感性的分析了

最后来进行蒙特卡洛分析

蒙特卡洛法是通过概率方法表述参数不确定性

所带来风险结果的差异及其分布

使得风险评价结果更客观

蒙特卡洛方法是处理评价系统中

不确定性应用最为普遍的方法之一

下面我们就利用蒙特卡洛的水晶球模型

来对某煤化工厂土壤5个采样点的

健康风险不确定性

来进行累计概率分布的分析

这是距采样点0米

10米

50米

80米以及150米

也就是不同采样点的

风险累积概率的分布

总体上可以说

在给定输入正态分布条件下

5个采样点的风险分布值

均大于10⁻⁶

也就是中国土壤污染风险评估

致癌风险的标准

即在任意采样点处

在该参数变动范围内

风险值小于10⁻⁶的概率为0

也就意味着它必然是存在健康风险的

会对人体健康产生威胁

我们以0米取样点做一个例子来看

0米取样点处几个参数的变化

对于风险概率的影响

其中致癌平均效应时间

成人体重与致癌风险呈负相关

其相关系数分别为

-0.0108和-0.1077

而暴露期和成人每日摄入土壤量

与致癌风险则成正相关

这是它的相关系数

0.4686和0.8501

其中成人每日摄入土壤量与之相关性较强

暴露期其次

其余两个参数相关性则是比较弱的

下面我们来看蒙特卡洛分析的结果

这是两个采样区域经口摄入

也就是风险贡献率最高途径下

致癌风险分布的范围

由左边的煤制甲醇厂和煤化工基地的

风险分布范围图我们可以看出

输入平均值及标准偏差

得到风险分布范围

在参数波动范围内

两地经口摄入单一暴露途径下的致癌风险

都明显超过风险推荐值

也就是10⁻⁶

其中煤化工基地采样区致癌风险平均值

均超过10⁻⁵

也就是右边这张图表示的范围

而对于两个采样区

吸入土壤颗粒物这一途径的

致癌风险分布范围图

我们可以看出

对于煤制甲醇厂和煤化工基地而言

吸入土壤颗粒物途径致癌风险

超过10⁻⁶的部分

由于参数波动

一定概率下使得输出风险值

低于或者高于风险推荐值

也就是说

它是否具有致癌风险

是具有不确定性的

因此我们说对于超过10⁻⁶

也就是说存在致癌风险的

我们要进行煤化工场地

土壤环境中

不同暴露途径下砷的风险控制值计算

这是不同暴露途径下

计算出来的砷的风险控制值

它的风险控制值是不同的

也就是说对于经口摄入途径

它的风险控制值砷只有

1.6ppm

而对于可吸入颗粒物途径

可以达到近12mg/kg

我们对比各主要暴露途径下

砷的风险控制值应该结合当地土壤背景值

地质条件特征和地理气候区特征等

以区域发展规划为依据

从人体健康角度

确定主要暴露途径介质的环境安全阈值

也就是说

要结合土壤环境背景值

产业发展规划以及风险标准特点等

大家应该还记得我们前边比较过

中国

荷兰

美国等主要国家和地区的风险标准

因此综合确定煤化工区的

土壤环境安全阈值非常有意义

这一部分内容就到这里

谢谢大家