硅藻土矿开采区颗粒物浓度特征分布及环境健康风险评价研究

王肇钧，盛连喜，张 刚，王 咏，肖婷婷，毛晟仪

(1.东北师范大学环境学院，吉林 长春 130117； 2.东北师范大学国家环境保护湿地生态系统与植被恢复重点实验室，吉林 长春 130117)

硅藻土矿开采区颗粒物浓度特征分布及环境健康风险评价研究

王肇钧1，2，盛连喜1，2，张 刚1，王 咏1，肖婷婷1，毛晟仪1

(1.东北师范大学环境学院，吉林 长春 130117； 2.东北师范大学国家环境保护湿地生态系统与植被恢复重点实验室，吉林 长春 130117)

选择位于白山市六道沟镇山区典型的硅藻土矿点及晾坯场，采用野外现场监测结合健康风险评价的分析方法，研究了硅藻土矿点和晾坯场内工况条件下PM2.5和PM10的浓度特征，依据WHO环境空气准则值、美国和中国AQI指数对硅藻土矿点和坯场进行了健康风险评估.结果表明：静态工况时，矿点内PM2.5浓度均值是(30.2±0.53) μg/m3，PM10的浓度均值是(152.47±0.46) μg/m3；坯场PM2.5浓度均值是(32.4±0.32) μg/m3，PM10浓度均值是(79.7±0.69) μg/m3.动态工况时，矿点PM2.5 和PM10的均值分别为(197.4±32.5) μg/m3和(3 055.4±205.6) μg/m3；坯场PM2.5和PM10的均值分别为(139±44.6) μg/m3和(2 195.4±135.2) μg/m3.矿区颗粒物暴露水平，静态工况时，矿点PM2.5和PM10分别为30.2 μg/m3和152.5 μg/m3，坯场PM2.5和PM10分别为32.4 μg/m3和79.7 μg/m3；动态条件时，矿点PM2.5和PM10分别为98.7 μg/m3和1 527.7 μg/m3，坯场PM2.5和PM10分别为69.5 μg/m3和1 097.7 μg/m3.环境健康风险评价结果表明：动态工况时(短期暴露)，矿点和坯场PM10和PM2.5浓度远超IT-1目标；矿点和坯场PM10的AQI指数均已超出指数上限(爆表)，而PM2.5的AQI指数也依次为很不健康和不健康、重度污染和中度污染.静态工况时(较长期暴露)，矿点和坯场PM2.5浓度实现IT-3目标，矿点PM10小于IT-2，坯场PM10高于IT-1；矿点和坯场PM2.5和PM10的AQI指数分别为二级(适中)和三级(轻度污染)、二级(良).

硅藻土；PM2.5；PM10；人体暴露；空气质量指数

世界范围内，硅藻土主要分布在中国、法国、丹麦、美国、罗马尼亚等国家.依据探明储量，我国硅藻土储量仅次于美国位居世界第二位，而吉林省白山市硅藻土储量占全国的51%以上.[1-2]天然的硅藻土主要以白色、绿色、黄色和黑色为主，[3]是由以硅藻体为主体的古代低等单细胞植物及微体水生生物硅质遗骸组成，其中的化学成分主要是SiO2，此外还含有少量的Al2O3，Fe2O3，CaO，TiO2，MgO，Na2O等.硅藻体型微小，一般为几微米至几十微米，孔隙半径50～800 nm[4-5].硅藻土开采后，露天存放，经搬运、运输等途径，在地表与大气间反复扬起与沉降，导致环境空气中以PM2.5和PM10等为代表的颗粒物浓度飙升，危害矿区周边人群和生态系统及局域环境.PM2.5和PM10均可经呼吸系统进入人体，而PM2.5可长时间停留在空气环境中，更易于进入人体并沉积在上呼吸道，引起呼吸系统以及心血管系统等疾病.国内外关于PM2.5和PM10对人体健康的危害及可能产生的生态风险问题已经进行了大量的研究[6-14]，但国内关于硅藻土矿区开采及保存等过程中产生的环境空气问题及区域人群暴露影响等方面的研究报道尚少.

本文通过实地考察和实验监测，研究了硅藻土矿区开采活动导致的大气环境颗粒物浓度的异常变化，并基于我国环境空气质量标准(GB3095-2012)、世界卫生组织(WHO)环境空气准则、美国环保局(USEPA)环境空气质量指数(air quality index，AQI)和我国环境空气质量指数(HJ 633-2012)技术规定(试行)对硅藻土矿区开采活动导致的潜在环境健康风险进行了评价，旨在为我国绿色矿山设计和建设等工作提供参考，尤其是硅藻土矿业有序健康的发展提供借鉴.

1 区域概况与研究方法

1.1 区域概况

吉林省地处东北亚地理中心，地势东高西低，属于温带大陆性季风气候，雨热同季，四季分明.年平均气温为2℃～6℃，冬季的平均气温一般在-11℃以下，夏季平原的平均气温一般在23℃以上.全省日照时数多年平均为2 259～3 016 h.全年平均降水量为400～600 mm，东部降雨量最多[15].

白山市位于吉林省东部长白山西侧，是我国东北东部地区重要的节点城市及吉林省东南部较为重要的中心城市[16].本研究涉及的硅藻土矿区(矿点和坯场)位于吉林省白山市临江市六道沟一带(见图1).该矿区1993年开始开采持续至今，已探明的矿床面积超过200 km2，其工业储量约6亿t，占世界总储量的四分之一.

图1 吉林省临江市六道沟镇位置

1.2 研究方法

选择位于白山市六道沟镇东某典型矿点和附近晾坯场作为研究对象，于2016年春季(3—5月)进行了实地考察和实验监测.

图2为所研究硅藻土矿点(以下简称矿点)场区平面图.场区内共设置10处采样点：1#、2#、3#采样点位于硅藻土矿土堆存储点周围；4#、5#、6#、7#、8#、10#采样点则在矿区车辆工作的运输线路上；9#采样点位于场区办公区.矿点一般工况时，洞采的硅藻矿土堆置于场区北侧1#和2#附近，因新采矿土含水率一般高于50%，需要进行风干及自然沥水处置，故暂以堆土形式存放；而外运时，运输车辆从8#矿区大门向北驶入矿区，经过7#向西行驶到堆料区装料土，然后车辆沿10#所在道路驶出矿区，到达公路后离开.

图2 某硅藻土矿点场区平面图

图3为与上述硅藻土矿点毗邻的晾坯场区(以下简称坯场)平面图，场内共设13处采样点：12#、8#、1#、2#采样点与公路相邻；13#、3#、5#、7#、9#采样点在土堆和坯块中间；4#、6#、10#、11#采样点与场区南侧河流相邻.坯场一般工况时，车辆由12#采样点附近的场区大门进入晾坯场区装卸硅藻土以及运送晾晒好的坯块，完毕后再原路返回驶出场区.

现场实验监测颗粒物PM2.5和PM10使用YT-HPC3000C(中国成都)型便携粉尘仪，分辨率为1 μg/m3，示数为每分钟均值，并同步可获得气湿、气温等环境参数.监测时，两个场地同步展开，共计4部仪器，监测员按照点位循环监测，手持仪器距离地表1.5 m，每次各点连续监测时长>20 min，记录数据取均值.使用DEM5-1型便携气象观测仪同步记录风向、风速等参数.使用合众思壮GPS76记录各采样点经纬度及海拔高程信息.

图3 某晾坯场场区平面图

2 结果与讨论

2.1 无运输车辆时(静态工况)矿点和坯场内颗粒物浓度特征

2.1.1 矿点场区静态工况颗粒物浓度特征

野外实地监测所得矿点场区内环境空气中PM2.5质量浓度数据见表1.静态工况时(本文内将场区内无车辆、工程机械等运行时称为静态工况时段，相应的有车辆运行时称为动态工况时段)，矿点场区内PM2.5浓度均值分布范围为25.7～44.0 μg/m3，均值为(30.2±0.53) μg/m3.

PM2.5最低浓度出现在9#处.9#为场区办公区，是场区集中办理公务和工人休息的场所，生产性活动较少，且有经常性的清扫，办公区前水泥地表较为清洁缺乏直接颗粒物贡献源，所以该处环境空气中颗粒物浓度水平较低.

场区内PM2.5浓度最高点出现在10#.10#点是在运输车辆必经的场内道路上，且为土道，坑洼不平.现场观测发现，车辆往来运输硅藻矿土时，尚未做到对矿料进行全程遮盖，行进中的车辆颠簸常致矿土洒落路面及道路两侧.硅藻土质轻、疏松、多孔，经车轮碾压后粉碎状附着于路面，在风力驱动下或者往来车辆扰动下，能够形成二次扬尘并大量进入环境空气中，且PM2.5一类细颗粒物一旦扬起进入大气，就不易再沉降，可长时间悬浮于空气当中[17-18]，导致空气中颗粒物浓度明显升高.

表1 六道沟镇某硅藻土矿点场区静态工况时PM2.5浓度值

由表2可见，静态时该矿点PM10浓度均值分布范围为59～917.3 μg/m3，场区均值是(152.47±0.46)μg/m3.最低点出现在8#，8#为场区大门，临近公路，路面硬化较好，虽坡度较大，但较为平坦，空旷且四面通风，大气扩散条件好；此外，车辆行至此处，可能遇到会车，一般会减速，并缓慢转弯进入南侧公路驶离.由于地形条件、扩散条件相对较好，往来车辆减速慢行通过，相对其他样点而言，较小的扰动导致PM10浓度水平较低.而PM10最高浓度出现在10#处，原因与本场区PM2.5浓度最高值出现的原因相同.

表2 六道沟镇某硅藻土矿点场区静态工况时PM10浓度值

2.1.2 坯场场区静态工况颗粒物浓度特征

实地监测的硅藻土晾坯场内环境空气中PM2.5质量浓度数据见表3.由表3可见，该坯场PM2.5浓度均值分布范围为22.3～41.3 μg/m3，均值是(32.4±0.32)μg/m3.最低点出现在13#，13#为两个硅藻土堆中间的位置，现场观察该土堆长时间堆放，不知为何未用于制坯，堆土表面坚硬，一般干扰不易起尘，因而该处出现最低值；而最高点出现在2#，2#靠近道路，来往车辆较多，实地勘察发现，此处路面几乎都是运输车辆掉落下来的碾压的极细的硅藻土粉末，在自然风和车辆扰动下，地表细尘极易扬起进入环境空气中，导致空气中颗粒物浓度值处于较高水平.另外，与2#毗邻的1#处PM2.5浓度值也明显高于其他各点，这也支持了对2#的推理分析.先前得研究表明，矿区长时间开采后，因往来载重车辆频繁，导致区域内公路一方面极易损毁，增加了车辆扰动扬尘的概率；另一方面无论破损与否，公路都是矿区区域大气污染包括颗粒物和各类气态污染物的重要来源.[19]

表3 六道沟镇某晾坯场静态工况时PM2.5浓度值

由表4可见，该坯场PM10浓度均值分布范围为54～118.3 μg/m3，均值是(79.7±0.69)μg/m3，其中最低点出现在13#，最高点出现在2#，其浓度分布规律及原因同PM2.5.

表4 六道沟镇某晾坯场静态工况时PM10浓度值

2.2 有运输车辆时(动态工况)矿点和坯场内颗粒物浓度特征

硅藻土一般采取洞采的方式，原矿含水率很高(>50%)，因此常采用露天堆存方式，待水分自然沥干后，由场外的下游企业利用载重汽车至矿点装载输送.一般是运送干土，如用于生产食品助滤剂等；也有运送湿土的情况，如运至周边空地制成坯块(类似红砖)，垒垛(类似砖垛)风干后转运.

运送车辆行至矿点场区内硅藻土矿堆，由钩机或人工装填后外运(视装填量多寡选择填装方式)，干燥后的硅藻土一经碾压即成粉末状，装车过程中干土四处飞散，尤其是工程机械或车辆发动运转时，地面先前散落的硅藻土二次扬起，空气中粉尘弥漫，大气污染显著，且随风扩散明显.由车辆驶入场地至装填完毕最终驶出，一般耗时0.5～1 h.而晾坯场转运坯块多采用人工方式装填，效率较低但装车过程污染贡献较小，污染主要是车辆驶入驶出造成的二次扬尘.

2016年3—5月，对硅藻土矿点及邻近的晾坯场进行了持续多天的现场监测，获得了转运装填过程环境空气中PM2.5 和PM10的浓度变化规律，结果见表5和表6.矿区在动态工况下的PM2.5均值为(197.4±32.5) μg/m3，PM10均值为(3 055.4±205.6) μg/m3；晾坯场在动态工况下的PM2.5均值为(139±44.6) μg/m3，PM10均值为(2 195.4±135.2) μg/m3.

表5 硅藻土采矿区车辆运输过程中PM2.5和PM10浓度

表6 硅藻土晾坯场区车辆运输过程中PM2.5和PM10浓度

据我国环境空气质量标准(GB3095-2012)，PM2.5日均值一级标准为35 μg/m3，二级标准为75 μg/m3；PM10日均值一级标准为50 μg/m3，二级标准为150 μg/m3.为了掌握硅藻土采矿点和晾坯场动态工况时场区环境空气中颗粒物浓度特征，将表5和表6与上述标准进行对比，可知研究时段场区内PM2.5 和PM10均明显超过国家标准中的二级标准限值，采矿场内PM2.5 和PM10质量浓度分别达到二级标准限值的2.6倍和20.4倍，而晾坯场内PM2.5 和PM10质量浓度分别达到二级标准限值的1.9倍和14.6倍.显然，动态工况下装运物料时使用工程机械和运输车辆以及工人操作均会导致地表散落的硅藻土碎屑二次扬起，引起环境空气中颗粒物浓度值飙升，甚至超标20倍以上；晾坯场相对扰动程度弱于采矿点，因此其场区内颗粒物浓度超标情况也小于前者.此外，有研究[20]表明：柴油机尾气中碳粒粒径一般分布在0.5～20 μm范围内；机动车尾气可导致道路两侧公交站点处PM2.5和PM10质量浓度分别提升至46 μg/m3和47 μg/m3(均值)水平(研究组尚未发表的研究数据)，对比可发现，机动车尾气颗粒物对环境空气中颗粒物质量浓度提升有一定贡献，但不是决定因素.

实地考察发现，白山地区硅藻土矿点多分布于山岭间，采矿周期内在山腰林带间辟出空地，形成1 000～2 000 m2的场区，用于堆存矿土、转运、场区办公等，工作人员从数十人到百余人不等.频繁密集的扬尘在相对空旷的场区虽然可以较好地稀释扩散，但仍会对场内人员和周边人群产生暴露影响，并持续影响周边生态系统和环境要素.尤为明显的是降水时，距离矿点尤其是晾坯场较远的路边低洼处积水也呈现出灰白色、青绿色等与硅藻土矿土一致的颜色，表明开采的硅藻土矿土已通过大气扩散、地表径流等过程向周围迁移输送，并影响和威胁区域内土壤、地表水等环境和森林生态系统安全，由采矿所引起的环境问题和生态破坏亟待引起关注.

3 硅藻土矿区人体暴露水平及环境健康风险评价

3.1 硅藻土矿区PM2.5和PM10人体暴露水平

基于表1—6，选用矿点和坯场两种工况下场区内PM2.5和PM10质量浓度均值计算矿区内人体暴露水平，计算所用的暴露浓度公式[21]为

Ci=C×T/24.

(1)

式中：Ci为暴露浓度；C为微环境的平均浓度；T为人体在污染环境中活动的时间；24为常量，表示一天24 h.结果见表7.

表7 矿点和坯场两种工况下PM2.5和PM10浓度均值 μg/m3

经实地调查发现，矿区和晾坯场内均有员工宿舍和食堂等生活设施，标准工作人员一天工作8 h，并按照生产需求量进行必要的倒班轮换(4～8 h/班)，而且绝大部分工作人员非公休日内全天停留在矿区内，因此参数T选用24 h作为静态工况参与暴露计算；而矿土和坯块转运则一般在白天进行，参数T选用12 h作为动态工况参与暴露计算.

暴露计算结果见表8.由表8可见，静态条件下(较长时段)，矿点PM2.5和PM10暴露水平为30.2 μg/m3和152.5 μg/m3，坯场PM2.5和PM10暴露水平为32.4 μg/m3和79.7 μg/m3；动态条件下(较短时段)，矿点PM2.5和PM10暴露水平为98.7 μg/m3和1 527.7 μg/m3，坯场PM2.5和PM10暴露水平为69.5 μg/m3和1 097.7 μg/m3.

根据公式(1)，在微环境中工作和生活时间越长，暴露水平就越高，即暴露水平与停留时间成正比.静态工况时，场区内人群PM2.5暴露水平尚较低，但PM10暴露水平则明显提高；而动态工况时，无论PM2.5还是PM10暴露水平均明显升高，PM10暴露水平更是较静态显著提高10多倍，对处于其中的尤其是长期停留的人群具有极为严重的潜在健康威胁.动态工况虽然时段较短，属短期暴露，但高浓度的暴露水平(1 527.7 μg/m3和1 097.7 μg/m3)极易对人体造成急性症状[22-23].当前，长期的低浓度暴露日益受到重视[24-25]，限于时间和研究条件，本研究未获得场区内PM2.5和PM10的年均值，故本文未对矿区长期暴露问题进行分析讨论，亟待后续完善和补充.

表8 硅藻土矿区两种工况下PM2.5和PM10人体暴露水平 μg/m3

3.2 环境健康风险评价

3.2.1 基于世界卫生组织(WHO)标准的评价

表9为世界卫生组织公布的空气质量准则(2005年版)中颗粒物准则值、过渡时期目标值(interim targets，IT)，即IT-1、IT-2和IT-3.与标准中所列各限值相比，静态工况时，硅藻土矿点和晾坯场内PM2.5日均值均能满足IT-3目标限值，而矿点PM10则略高于IT-1目标限值，而晾坯场PM10则满足IT-2 目标限值.但动态工况时，无论矿点还是晾坯场内PM2.5 和PM10的日均值均远超IT-1过渡期限值，这说明场区日常运转必须对颗粒物源进行有效控制，否则将会对暴露人群产生严重的健康威胁.

表9 世界卫生组织(WHO)空气质量准则(AOGs)中颗粒物质量浓度限值 μg/m3

在美国(20个)和欧洲(29个)进行的多城市颗粒物污染研究[26]表明，PM10的短期暴露每增加10 μg/m3(24 h均值)，死亡率将增加0.46%和0.62%.对来自西欧和北美之外的29个国家进行的Meta分析[27]发现，PM10暴露每增加10 μg/m3，死亡率将增加0.5%.上述研究表明，健康风险与PM10的短期暴露密切相关，即无论发达国家还是发展中国家，PM10暴露每增加10 μg/m3，死亡率将增加0.5%.因此，根据IT-1限值，PM10达到150 μg/m3，死亡率将达到5%；据此推算，当PM10达到1 500 μg/m3时(不严密)，短期暴露死亡率即可达到50%.而硅藻土矿点和晾坯场工况时PM10质量浓度值高达3 055.4 μg/m3和2 195.4 μg/m3，虽然上述高浓度值仅仅持续数10 min，但仍可对暴露于其中的人员造成致命伤害，这种短期暴露过程非常值得重视和关注.

3.2.2 基于美国标准的风险评价

20世纪70年代，美国最先提出了污染标准指数(pollution standards index，PSI)，将多个污染物的信息整合在一个指标体系中，通过发布污染标准指数，指导人们的日常生活行为.[28-29]随后，世界各国基于各自的空气质量状况陆续建立了适合本国特色的空气质量指数发布系统，如中国的API ( air pollution index) 和 AQI ( air quality index )、美国的PSI和AQI(air quality index)、英国的每日空气质量指数 ( daily air quality index，DAQI) 等[30].

其中，美国环保局(USEPA)的AQI分级标准来自美国环境保护署(EPA) 官网(http://www.epa.gov/)发布的一系列标准和技术规范，包括《每日空气质量报告技术帮助文档——空气质量指数(AQI)》《环境空气质量标准(NAAQS)》《空气质量指数(AQI)》等[30].美国标准分为6个等级，采用对应的颜色标志，详见表10.

表10 美国AQI分级浓度限值

将表7数据按照美国EPA的AQI分级标准进行计算，结果见表11.由表11可见，静态工况时，矿点和坯场空气质量指数级别均能达到二级，属适中.而动态工况时，矿点PM2.5为五级，属很不健康；坯场PM2.5为四级，属不健康；矿点和坯场的PM10质量浓度值均远超最高极限值点(breakpoints)，也就是国内俗称的爆表，已经超过危险级别，虽然是短期暴露，但是如此高的浓度水平仍会对暴露于其中的人群产生急性致病影响，应该给予足够的关注.

表11 基于美国EPA的AQI分级计算结果

3.2.3 基于我国相应标准的评价

我国AQI标准和技术来自于国家环境保护部发布的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)及《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ 633—2012).根据后者，与PM2.5和PM10对应的单项污染物的空气质量指数(individual air quality index，IAQI)列于表12；结合表7研究区域两种工况下硅藻土矿区PM2.5和PM10质量浓度数据，计算得到研究区域硅藻土采矿点和晾坯场环境空气质量指数，结果见表13.

表12 空气质量分指数及对应的污染物浓度限值

表13 硅藻土矿区空气质量指数统计

由表13可见，研究期间硅藻土矿区首要污染物均为PM10.当矿区处于静态工况时，矿点环境空气处于三级标准，属于轻度污染，对健康影响情况表现为易感人群反应症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状，建议儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者应该减少长时间、高强度的暴露.而晾坯场环境空气处于二级标准，空气质量为良，空气质量可接受，但某些污染物可能对极少数异常敏感人群健康有较弱影响，建议极少数异常敏感人群应减少户外活动.

当矿区处于动态工况时，矿点和晾坯场的AQI指数也处于爆表状态，为了更好地说明问题，将上述爆表时段比对为AQI指数中的六级标准，即属于严重污染，表现为健康人群运动耐受力降低，有明显强烈的胸闷、呼吸不畅等不适症状，出现某些呼吸系统疾病，建议儿童、老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗，一般人群应该避免户外活动.由此可见，我国现有的试行技术规定尚需完善，其较低的上限设置无法规范诸如硅藻土矿区一类特殊的工况条件下的环境空气质量.相比较而言，如澳大利亚等国制定的以实测浓度和标准限值的比值进行分级的方法，没有上限，能够更好地反映客观事实.

4 结论

综合本文的研究结果，可以得到如下结论：

(1) 静态工况时，硅藻土采矿区矿点PM2.5质量浓度为25.7～44.0 μg/m3，均值是(30.2±0.53)μg/m3；PM10的质量浓度为59～917.3 μg/m3，均值是(152.47±0.46)μg/m3.坯场PM2.5质量浓度为22.3～41.3 μg/m3，均值是(32.4±0.32)μg/m3；PM10质量浓度为54～118.3 μg/m3，均值是(79.7±0.69)μg/m3.动态工况时，矿点PM2.5 和PM10的质量浓度均值分别为(197.4±32.5)μg/m3，(3 055.4±205.6)μg/m3；坯场PM2.5和PM10的质量浓度均值分别为(139±44.6)μg/m3，(2 195.4±135.2)μg/m3.

(2) 矿区颗粒物暴露水平：静态工况时，矿点PM2.5和PM10质量浓度为30.2 μg/m3和152.5 μg/m3，坯场PM2.5和PM10质量浓度为32.4 μg/m3和79.7 μg/m3；动态工况时，矿点PM2.5和PM10质量浓度为98.7 μg/m3和1 527.7 μg/m3，坯场PM2.5和PM10质量浓度为69.5 μg/m3和1 097.7 μg/m3.

(3) 环境健康风险评价结果表明：动态工况时(短期暴露)，矿点和坯场PM10和PM2.5质量浓度远超IT-1目标；矿点和坯场PM10的AQI指数均已超出指数上限(爆表)，而PM2.5的AQI指数也依次为很不健康和不健康、重度污染和中度污染.静态工况时(较长期暴露)，矿点和坯场PM2.5质量浓度实现IT-3目标，矿点PM10质量浓度小于IT-2，坯场PM10质量浓度高于IT-1；矿点和坯场PM2.5和PM10的AQI指数分别为二级(适中)和三级(轻度污染)、二级(良).

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Studyonthecharacteristicsofparticlemattersconcentrationdistributioninthediatomaceousearthoreexplorationareaandenvironmentalhealthriskassessment

WANG Zhao-jun1，2，SHENG Lian-xi1，2，ZHANG Gang1，WANG Yong1，XIAO Ting-ting1，MAO Sheng-yi1

(1.School of Environmental，Northeast Normal University，Changchun 130117，China; 2.Key Laboratory of Wetland Ecology and Vegetation Restoration，Northeast Normal University，Changchun 130117，China)

In this study，the typical diatomite mines and blank drying fields situated in the mountain area in Liudaogou Town，Baishan City was chosen in spring of 2016(March to May).Combining the on-the-spot monitoring with risk health evaluation methodology，the researchers indicated the concentration feature of PM2.5 and PM10 (working condition) in diatomite mines and blank drying fields.According to Ambient air standards of WHO，the AQI index of America and China，the researchers have made a health risk evaluation.The results are exhibited as follows: in static condition，the average concentration of PM2.5 in mines is (30.2±0.53) μg/m3；the average concentration of PM10 is (152.47±0.46) μg/m3.The average concentration of PM2.5 in blank fields is (32.4±0.32) μg/m3.The average concentration of PM10 is (79.7±0.69) μg/m3.In working condition，the average concentration of PM2.5 and PM10 in mines is respectively (197.4±32.5) μg/m3and (3 055.4±205.6) μg/m3.The average concentration of PM2.5 and PM10 in blank fields is (139±44.6)μg/m3and (2 195.4±135.2) μg/m3.In static condition，the exposure level of PM2.5 and PM10 in mines is respectively 30.2 μg/m3and 152.5 μg/m3and the same indicator in blank fields is 32.4 μg/m3and 79.7 μg/m3.In working condition，the exposure level of PM2.5 and PM10 in mines is respectively 98.7 μg/m3and 1 527.7 μg/m3and the same indicator in blank fields is 69.5 μg/m3and 1 097.7 μg/m3.In work situation (short-term exposure)，the results of environmental health risk evaluation indicates that the concentration of PM2.5 and PM10 in mines and blank fields is far more than the standard IT-1 and the AQI index of PM10 in mines and blank fields exceeds the upper limit，and the AQI index of PM2.5 shows successively four levels: very unhealthy，unhealthy，heavily polluted and moderately polluted.In static condition (long-term exposure)，the results of environmental health risk evaluation illustrate that the concentration of PM2.5 in mines and blank fields realizes the standard IT-3 and the concentration of PM10 in mines is lower than the standard IT-2，in blank fields higher than the standard IT-1 and the PM2.5 and PM10 AQI index in mines and blank fields is respectively the level 2 (moderate) and the level 3 (mildly polluted)，level 2 (good).

diatomite；PM2.5；PM10；human exposure；air quality index (AQI)

1000-1832(2017)04-0149-09

10.16163/j.cnki.22-1123/n.2017.04.027

2016-10-24

国家自然科学基金面上项目(51478096)；东北师范大学重点实验室开放课题(130028692)；吉林省教育厅“十三五”科学技术项目(JJKH20170922KJ)..

王肇钧(1983—)，男，博士，讲师，主要从事恢复生态学研究； 通讯作者：张刚(1978—)，男，博士，工程师，主要从事生物地球化学研究.

X 513学科代码610·3015

A

(责任编辑：方林)