Page 120 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

· 116 · 环境工程技术学报 第 13 卷

为得到最优的解析结果，PM 定义了一个目标
F
函 数 Q，最终解析得到目标函 数 Q 的最 小 G 矩阵和
F 矩阵：
j i
∑∑
( ) 2
Q(E) = E xy /δ xy （2）
x=1 y=1
式 中 δ 为 第 y 个样品中 第 x 个化学成分的标准偏
y
x
差，或者不确定性。
1.4 重金属健康风险评估
根 据 US EP 推荐的暴露模型 对 PM 5 和 PM
A
2. 10
中重金属对人体造成的健康风险进行评估，大气颗
粒物中的污染物主要以呼吸途径进入人体，因此主
要考虑通过呼吸途径的摄入量及健康风险。根据
《中国人群暴露参数手册》 [19] ，并结合参考文献 [20 ] 获
得调查对象暴露频次、暴露时间等不同暴露参数。
经呼吸道摄入的日均暴露量计算公式如下：
C ×InhR×EF×ED
ADD = （3）
BW×AT
式 中 ：AD D 为 经 呼 吸 暴 露 某 种 化 合 物 的 剂 量 ，
mg/(kg·d)； C 为环境空气中该化合物的质量浓度，
图 1 采样点位示意
3
µg/m ；Inh 为呼吸速率，儿童、女性和男性分别取
R
Fig.1 Location of the sampling sites

8.6、13. 和 16.6 m /d；E 为暴露频率，儿童和成人
3
F
5
乙烯消解罐中，加入王水溶液溶解后，放入微波消解 分别 取 35 和 365 d/a；E D 为暴露持续时间，儿童取
0
系统进行消解。重金属浓度的测定采用电感耦合等 6 a，成人 取 30 a；B W 为体重，儿童、女性和男性分别
离子体质谱仪（ICP-MS，美 国 PerkinElmer），在样品 取 15、57. 和 77.3 kg；A 为平均暴露时间，非致癌
5
T
测定过程中采 用 10 % 的平行样品 和 10 % 的空白样 物 取 ED×365 d，致癌物女性 为 79.52×365 d，男性为
品对照，试验用试剂均为优级纯，标准溶液在使用时 75.5×365 d，其 中 79.52、75. 为江苏省人均期望女
5
逐级稀释配制，采用多元素标样做标准曲线，并用去 性、男性寿命（江苏省卫健委妇幼健康大数据，
离子水做空白消除系统误差。经检验，待测元素相 201 年）。
5
对误差（RE）均小于±20%，相对标准偏差（RSD）均低 使用危害商数指数（HQ）和终生增量致癌风险
于 15%，符合美国国家环境保护局（US EPA）要求 （ILCR）作为重金属非致癌和致癌健康风险评估的衡
（RS 小 于 30%）。 量指标， 对 5 和 0 中含有 的 Sb、Co、V、Pb、
D
PM
2. PM 1
1.3 正定矩阵因子分解模型（PMF） Cd、As、Cu、N 和 i C 进行非致癌健康风险评估，对
r
PM 模型是 在 199 年 由 Paater 等提出的一个 Co、Pb、Cd、As、N 和 i C 进行致癌风险评估。H 和
o
F
4
Q
r
多变量因素分析模型 [15] ，目前在国内外污染物源解 ILC 的计算公式如下：
R
析方面得到广泛应用 [16] 。与传统的因子分析模型相 ∑
n
比，PM 模型在求解过程中对因子载荷和因子得分 HI= HQ = ADD/RfD （4）
F
i
i=1
均做非负约束，避免矩阵分解的结果出现负值，使得
ILCR = ADD×SF （5）
到的源成分谱和源贡献率具有可解释性和明确的物
I
式中：Rf D 为参考剂量，mg/(kg·d)；H 为非致癌总风
理意义 [17-18] ，基本原理如下：
险；HQ 为非致癌重金 属 i 单项风险；S 为经呼吸途
i
F
n
∑ −1
E = X i j − G in F nj （1） 径暴露的致癌斜率系数，〔mg/(kg·d)〕 ，具体参数取
1
j=1 值见 表 1 [21] 。 当 H 或 I HQ< 时，表示非致癌健康风
式中： 为残差矩阵；X 为 第 i 个样品中 的 j 化学成 险较小或可以忽略； 当 H 或 I HQ> 时，表示存在非
j
E
1
i
分的浓度； 为因子个数； 为源贡献矩阵； 为源成 致癌健康风险。 当 ILC 为 10 ～10 时，表明该重
4
−
−6
G
R
F
n
分谱矩阵。 金属对人群的致癌风险处于可接受水平。