土壤污染风险评估中二恶英检测暴露途径识别方法

二恶英是一类具有强致癌性与内分泌干扰作用的持久性有机污染物，其在土壤中的长期残留会通过多种途径进入人体，对健康构成潜在威胁。土壤污染风险评估的核心目标是精准识别二恶英从土壤到受体的暴露路径，这一过程需结合二恶英的赋存特征、检测技术与场景分析，直接决定风险评价的准确性与修复决策的合理性。本文基于土壤风险评估的实践需求，系统阐述二恶英检测中暴露途径的识别方法，为相关技术人员提供可操作的实践指南。

二恶英在土壤中的赋存特征与迁移规律

二恶英（PCDD/Fs）具有高脂溶性、低挥发性与强吸附性的物理化学特征，进入土壤后易与有机质（如腐殖质）结合形成稳定的赋存形态，这直接影响其迁移能力与暴露潜力。研究表明，土壤有机质含量越高，二恶英的吸附系数（Koc）越大，越难通过水相迁移，但易随土壤颗粒物的再悬浮进入大气。

在自然环境中，二恶英的迁移主要通过三种方式：一是大气沉降，工业排放或垃圾焚烧产生的二恶英气溶胶会随着大气环流沉降至土壤表面；二是地表径流，当土壤受到雨水冲刷时，部分未被强烈吸附的二恶英会随径流进入水体或相邻土壤；三是生物富集，植物通过根系吸收或叶片吸附积累二恶英，进而通过食物链传递给更高营养级的生物（包括人类）。

了解这些规律是识别暴露途径的基础——若土壤中二恶英主要吸附于有机质且未发生显著迁移，那么手口接触或农产品摄入可能是主要途径；若土壤颗粒物易被风力扬起，则吸入大气颗粒物中的二恶英需重点关注；若周边水体中二恶英浓度与土壤相关性高，需警惕地下水或地表水饮水途径的风险。

暴露途径识别的前提：污染源与受体特征分析

暴露途径的本质是“污染源-介质-受体”的传递链，因此识别前需先明确两个关键要素：污染源类型与受体特征。污染源分析需追溯二恶英的来源，例如工业用地可能来自氯碱工业、垃圾焚烧或金属冶炼的排放，农业用地可能来自历史有机氯农药的使用，居住用地可能来自周边污染源的大气沉降。

受体特征则需关注人群的活动模式与暴露敏感性，例如儿童由于手口接触频率高、体重小，对土壤中二恶英的暴露风险更敏感；农民因长期从事农业活动，皮肤接触土壤或吸入田间扬尘的频率远高于普通居民；城镇居民则更多通过室内尘吸入或农产品摄入暴露。

以某农药厂退役场地为例，污染源为历史有机氯农药生产，受体为未来的居住人群（含儿童）。通过污染源分析可知，土壤中的二恶英主要来自农药降解产物；结合受体特征，儿童的手口接触（如玩耍时吃手）与室内尘吸入（土壤颗粒物进入室内）需作为重点筛查途径，而农民常见的皮肤接触则因土地用途改变不再是主要风险。

基于检测数据的暴露介质关联分析

暴露途径的识别需依托多介质的检测数据，通过关联分析验证二恶英在不同介质间的传递关系。常见的关联介质包括土壤、大气（颗粒物）、地下水、农产品（如蔬菜、粮食）、室内灰尘等。

具体操作中，可通过Pearson相关性分析或主成分分析（PCA）将土壤中二恶英的浓度与其他介质的浓度进行关联。例如，若某农业用地中蔬菜的二恶英浓度与土壤中浓度的相关系数达0.8以上，说明二恶英通过蔬菜摄入是重要暴露途径；若大气颗粒物中的二恶英浓度与土壤扬尘的浓度显著相关，则吸入途径需重点考虑。

此外，同位素标记或指纹分析可进一步明确传递路径——例如，若农产品中的二恶英同位素特征与土壤完全一致，可直接证明其来源为土壤；若大气中的二恶英指纹与周边垃圾焚烧厂排放一致，则说明大气沉降是土壤污染的主要来源，进而通过吸入或室内尘暴露影响人体。

需注意的是，关联分析需排除干扰因素，例如农产品中的二恶英可能同时来自土壤与大气沉降，此时需通过分部位检测（如蔬菜的根、茎、叶）判断主要来源：若根部浓度远高于茎叶，说明土壤吸收是主因；若茎叶浓度更高，则大气沉降是关键。

场景化暴露途径筛查：典型土地利用类型适配

不同土地利用类型的人类活动模式差异显著，决定了暴露途径的优先级不同。因此，需针对典型土地类型设计场景化的筛查清单，提升识别效率。

对于工业用地（如钢铁厂、化工厂），主要暴露场景为“工人作业”，需筛查的途径包括：吸入含二恶英的扬尘、皮肤直接接触污染土壤、误食污染土壤（如未洗手进食）。检测重点为土壤表层的二恶英浓度、大气颗粒物中的浓度及工人手套上的残留量。

对于农业用地（如耕地、果园），核心场景是“农产品生产与消费”，需筛查的途径包括：食用受污染的粮食/蔬菜/水果、饮用受污染的灌溉水、吸入田间扬尘。检测重点为土壤、农产品、灌溉水及大气中的二恶英浓度，尤其需关注叶菜类蔬菜（易吸附大气中的二恶英）与根菜类蔬菜（易吸收土壤中的二恶英）的差异。

对于居住用地（如住宅、学校），关键场景是“日常生活”，需筛查的途径包括：儿童手口接触玩耍区土壤、吸入室内灰尘中的二恶英、食用家庭种植的蔬菜。检测重点为儿童活动区域的土壤、室内灰尘及家庭种植蔬菜中的二恶英浓度，同时需考虑宠物携带土壤进入室内的间接暴露。

生物有效性检测在暴露途径识别中的应用

土壤中的二恶英并非全部能被人体吸收，仅“生物有效性”部分会进入血液循环并产生毒性。因此，生物有效性检测是区分“潜在暴露”与“实际暴露”的关键。

目前常用的生物有效性检测方法包括：胃肠模拟实验（GIT），通过模拟人体胃（酸性）与肠道（碱性）环境，测定土壤中二恶英的生物可给性（即能被胃肠道吸收的比例）；体外消化-细胞摄取实验，进一步模拟二恶英被肠道细胞吸收的过程，更贴近实际吸收情况。

例如，某居住用地的土壤二恶英浓度较高，但胃肠模拟实验显示生物可给性仅为5%，说明手口接触途径的实际暴露量远低于理论值；若同时检测到室内灰尘中的二恶英生物可给性达30%，则吸入室内尘可能是更重要的暴露途径。

再如，某农业用地的土壤二恶英浓度中等，但生物可给性达25%，且农产品中的二恶英浓度与土壤相关性高，说明农产品摄入途径的风险需重点关注——即使土壤浓度不高，高生物可给性仍可能导致实际暴露量超标。

暴露途径优先级排序：基于风险贡献量化

识别出潜在暴露途径后，需通过量化风险贡献进行优先级排序，为后续风险管控提供依据。排序的核心指标是“暴露量”，即单位时间内人体通过某一途径摄入的二恶英量，计算公式为：暴露量（ng/kg·d）= 介质中二恶英浓度（ng/kg）× 摄入率（kg/d）× 暴露频率（d/year）× 暴露持续时间（year） / 体重（kg） / 平均寿命（year）。

不同途径的摄入率需参考相关标准，例如：手口接触的摄入率，儿童为100 mg/d（美国EPA数据），成人为50 mg/d；农产品摄入率，蔬菜为0.3 kg/d，粮食为0.2 kg/d；吸入途径的摄入率，成人约为15 m³/d（室内+室外）。

以某居住用地的儿童为例，手口接触暴露量=土壤浓度（10 ng/kg）× 摄入率（0.0001 kg/d）× 暴露频率（365 d/year）× 暴露持续时间（6 year） / 体重（15 kg） / 平均寿命（70 year）× 生物可给性（5%）≈0.0001 ng/kg·d；食用家庭蔬菜的暴露量=蔬菜浓度（8 ng/kg）× 摄入率（0.1 kg/d）×365×6 /15/70× 生物可给性（30%）≈0.0039 ng/kg·d；吸入室内尘的暴露量=室内尘浓度（5 ng/kg）× 摄入率（0.00005 kg/d）×365×6 /15/70×1（无需生物可给性调整）≈0.0008 ng/kg·d。

计算结果显示，食用家庭蔬菜的暴露量最高，需作为优先管控途径；若同时检测到大气颗粒物中的二恶英浓度较高，吸入途径的优先级可能升至第二位。

案例验证：某垃圾焚烧厂周边农田的二恶英暴露途径识别

某垃圾焚烧厂周边1公里内为农田，种植小麦与白菜，需评估土壤二恶英对农民的暴露风险。以下是识别过程：

1、污染源与受体分析：污染源为垃圾焚烧厂的大气沉降，受体为种植小麦的农民与食用农产品的居民。

2、多介质检测：土壤二恶英浓度为12 ng/kg（干重），小麦籽粒为8 ng/kg，白菜叶片为15 ng/kg，大气颗粒物为0.5 ng/m³，地下水为0.1 ng/L。

3、关联分析：小麦籽粒与土壤的相关系数为0.75（显著相关），白菜叶片与大气颗粒物的相关系数为0.82（显著相关），说明小麦摄入途径的二恶英来自土壤，白菜摄入途径来自大气沉降。

4、生物有效性检测：土壤二恶英的生物可给性为20%，小麦籽粒为30%（因籽粒中的二恶英更易被胃肠道吸收）。

5、暴露量计算：农民的小麦摄入率为0.3 kg/d（主食），白菜为0.2 kg/d，吸入率为15 m³/d。计算得：小麦摄入暴露量=8×0.3×365×20 / 60 / 70×0.3≈0.031 ng/kg·d；白菜摄入=15×0.2×365×20 /60/70×1≈0.049 ng/kg·d；吸入=0.5×15×365×20 /60/70≈1.30 ng/kg·d（大气颗粒物直接吸入，无需生物可给性调整）。

6、优先级排序：吸入途径（1.30）> 白菜摄入（0.049）> 小麦摄入（0.031）。结论：农民的主要暴露途径是吸入垃圾焚烧厂排放的二恶英颗粒物，需通过设置防护林或调整种植结构（如改种果树替代叶菜）降低风险。