来源:Frontiers of Environmental Science & Engineering 发布时间:2023/1/18 16:33:17
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FESE | 前沿睿见:注意防护!垃圾填埋场生物气溶胶存健康风险

论文标题:Bioaerosol emissions variations in large-scale landfill region and their health risk impacts(注意防护!垃圾填埋场生物气溶胶存健康风险)

期刊:Frontiers of Environmental Science & Engineering

作者:Yanfeng Yang, Ruina Zhang, Ziyang Lou

发表时间:15 Dec 2022

DOI: 10.1007/s11783-022-1593-9

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提 要

垃圾填埋场被广泛应用于城市固体废物的处理,长期以来其气味和气体排放往往招来当地居民的不满和投诉,而生物气溶胶作为对现场工人的另一个威胁总是被忽视。本研究从大型现代垃圾填埋场的典型操作场景中收集了生物气溶胶样本,对空气中细菌、病原物种和真菌的排放水平进行了量化和相关分析,并采用非致癌风险商HQ对其暴露风险进行了评估。研究发现,在生产工作区周围长期吸入生物气溶胶对现场工人的健康构成威胁;在高风险区,在约80 m范围内,HQ大于1。因此,必须采取适当防护措施,如佩戴防护口罩,保护工人免受高浓度生物气溶胶的健康危害。

图1 摘要图

研 究 概 览

研究对垃圾填埋场五个采样点的生物气溶胶排放水平进行了测定(图2)。结果表明生产工作区生物气溶胶排放水平最高,空气中细菌的平均浓度为22778 CFU/m3,高于多数国家对于清洁空气的标准(<10000 CFU/m3),而真菌的平均浓度为450 CFU/m3,对人类健康构成威胁(>100 CFU/m3)。在覆盖区和渗滤液池区,空气中细菌和真菌的平均浓度都很低,土壤的覆盖能够抑制生活垃圾中的微生物进入大气。

 

图2 五个采样点的生物气溶胶排放水平(AWA生产工作区、ULW卸载码头、TPR运输道路、COA覆盖区、LPA渗滤液池区)

计算了成人和儿童通过呼吸吸入和皮肤接触空气中细菌的健康风险(图3)。非致癌风险商HQ与生物气溶胶浓度成正比,在生产工作区,成年男性和成年女性的HQ均大于1,分别为2.35和1.92,表明健康风险不可忽视。除生产工作区外,成人和儿童吸入空气中细菌的HQ均小于1。

图3 通过吸入或皮肤接触空气中细菌的HQ值(AWA生产工作区、ULW卸载码头、TPR运输道路、COA覆盖区、LPA渗滤液池区)

通过CALPUFF软件模拟了生物气溶胶的健康风险分布(图4)。结果表明,生物气溶胶健康风险的影响范围集中在采样地点,并在周围扩散。在高风险区域,HQ的范围在0.25-1.68之间,HQ在约80 m的范围内大于1,这表明该区域的生物气溶胶将对填埋工人构成健康风险。中风险区和低风险区周围200 m范围内的HQ值均小于1,但由于病原菌的存在,生物气溶胶对人体的健康风险不容忽视。应采取措施保护现场工人免受高浓度生物气溶胶的影响,例如设置保护屏障,用薄膜覆盖废物表面等。

图4 生物气溶胶在(a)高风险地区、(b)中风险地区和(c)低风险地区的健康风险分布

垃圾填埋是生活垃圾处理的重要手段,其排放的生物气溶胶长期以来受到忽视。本研究评估了大型垃圾填埋场生物气溶胶的排放水平与健康风险。结果表明,在五个采样点中生产工作区的生物气溶胶排放水平最高,超过多数国家的空气标准。长期吸入该区域的生物气溶胶对填埋工人的健康构成威胁。在高风险地区,HQ在约80 m范围内大于1。因此,必须采取适当措施,如佩戴防护口罩,以保护工人免受高浓度生物气溶胶的健康危害。

编 者 按

对于垃圾填埋场,长期以来广受关注的是其臭气问题,生物气溶胶因其难以察觉而被人们所忽视。而生物气溶胶除具有一般气溶胶的特性外,往往因其中可能含有病原菌而具有传染性、致敏性,对人体健康具有潜在风险。文章通过实地采样分析,结合数值模拟,对垃圾填埋场不同区域的生物气溶胶进行了监测和风险评估,研究结论对于垃圾填埋场工作人员的职业健康和垃圾填埋场的有效管理具有重要的参考价值。

摘要

Landfills are widely complained about due to the long-term odor and landfill gas emissions for local residents, while the bioaerosols are always neglected as another threat to on-site workers. In this study, bioaerosols samples were collected from the typical operation scenes in the large-scale modern landfill, and the emission levels of airborne bacteria, pathogenic species, and fungi were quantified and co-related. The corresponding exposure risks were assessed based on the average daily dose via inhalation and skin contact. It was found that the levels of culturable bacteria and fungi in all landfill samples were around 33–22778 CFU/m3 and 8–450 CFU/m3, and the active-working landfill area and the covered area were the maximum and minimum emission sources, respectively, meaning that the bioaerosols were mainly released from the areas related with the fresh waste operation. Acinetobacter sp., Massilia sp., Methylobacterium-Methylorubrum sp. and Noviherbaspirillum sp. were the main bacterial populations, with a percentage of 42.56%, 89.82%, 70.24% and 30.20% respectively in total bioaerosols measured. With regards to the health risk, the health risks via inhalation were the main potential risks, with four orders of magnitude higher than that of skin contact. Active-working area showed the critical point for non-carcinogenic risks, with a hazard quotient of 1.68, where 80 m protection distance is recommended for on-site worker protection, plus more careful protection measures.

文稿 | 邓子祺,中国人民大学

编者 | 程 荣,中国人民大学,FESE青年编委

审校 | 张 姣

本文内容来自FESE期刊2022年第16卷第12期发表的Research article文章 “Bioaerosol emissions variations in large-scale landfill region and their health risk impacts”。通讯作者为上海市环境卫生工程设计院张瑞娜博士。

引用格式:Yanfeng Yang, Ruina Zhang, Ziyang Lou. Bioaerosol emissions variations in large-scale landfill region and their health risk impacts. Front. Environ. Sci. Eng., 2022, 16(12): 158

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声明:本文为FESE期刊编辑部与青年编委会、作者等共同制作,内容仅供参考。欢迎转发和阅读原文,并就文章提出广泛讨论。如转载,请保持内容完整、标注信息来源。

期刊简介

Frontiers of Environmental Science & Engineering 是由高等教育出版社、中国工程院和清华大学共同主办的环境领域综合学术期刊,聚焦环境领域前沿问题与研究成果,重点关注开创性、跨学科的研究,致力于打造具有国际影响力的高水平学术交流平台,是中国工程院院刊系列期刊、中国科技期刊卓越行动计划重点期刊。

共同主编:曲久辉院士,John Crittenden院士

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