文摘
潜在的健康风险与微量金属污染需要环境监测水平的重要性。本研究调查了微量金属的浓度和成分收集到的灰尘样本从选中的高中教室和运动场在比勒陀利亚。学校从比勒陀利亚选择基于接近高流量等因素方面,工业区和居民区。32尘埃样本来自内部和外部的教室,学习者常常呆在休会期间。尘埃样本分析微量金属浓度使用电感耦合等离子体质谱法(icp)。元素的组成表明,锌的浓度超过所有其他元素除了学校之一。有显著差异的微量金属浓度的学校()。定期清洁,靠近繁忙的道路,并得到了很好的维护花园似乎有积极影响的微量金属浓度记录从教室灰尘。结果进一步揭示了正相关的元素,如铅、铜、锌、锰、和某人,表明尘埃可能有共同的来源。
1。介绍
灰尘从市区被报道含有有毒的有机和无机污染物如微量金属(1]。微量金属在城市灰尘的存在可能是由于各种移动和车辆等固定污染源排气,下沉的粒子在空气中,房子灰尘、土壤尘和气溶胶是由空气和水(2]。因此,在尘埃运输、污染物等微量金属可能形成街道尘埃的一部分他们被风吹3,4]。充满尘埃的空气可能存款微量金属在食品,饮料,和表面的室内电器,这常常会导致致癌或noncarcinogenic居民健康风险,尤其是儿童(5]。摄入粉尘的主要路线似乎是接触粉尘和因此造成更高的健康风险(6]。吸入和皮肤吸收微量金属的其他路径可以进入人类系统(7]。
水平的环境中微量金属的主要问题由于其非生物降解的和有毒的特性尤其是积累水平高于体内必需的(8]。积累的微量金属在人类组织和身体的其他器官有不利影响对中枢神经系统作为辅助因子,兴奋剂、赞助商的其它疾病,可能导致日后的微量金属相关疾病(9]。高中的学生可以很容易地摄取灰尘教室或玩的理由,可能影响他们的保留能力10]。
几项研究已经指出因素如小而拥挤的教室,位置的行业,充满活力的户外活动的学生在学校休息,流行尘土飞扬的环境中,和罕见的洗手的因素可能会增加手污染的可能性,现用现转让一些学校儿童微量元素(11]。
先前的研究在南非进行了高水平的微量金属在城市土壤的南非引入排放车辆和/或行业(12- - - - - -14]。研究在约翰内斯堡,南非,指出,政策制定者有必要开展风险评估水平的微量金属在南非的学校位于靠近潜在的污染源,如矿业和工业和交通拥挤地区(14]。研究报道了高水平的微量金属从土壤用来种植蔬菜和蔬菜收获一些学校花园练习喂养计划缓解饥饿在学习者。需要强调,socioecological条件在许多城市的学校在南非可能增加粉尘暴露的风险上面列出的一些因素是这些学校的一些主要特性。尽管上述因素,一些学校环境在城市地区没有得到应有的关注和公众的关注,在管理和减少可能出现的风险水平的污染物从尘土。一些国家目前的指导方针和程序来处理这种风险从行业或汽车排放与污染有关15]。本研究调查了微量金属浓度和组成的尘埃收集一些选定的学校教室和玩。的研究进一步检查了一些可能的来源选择学校内各种形式的污染。
2。方法
批准开展的研究获得了在南非豪登省教育部批准后由相关研究委员会Sefako Makgatho健康科学大学,比勒陀利亚,南非。
学校从比勒陀利亚选择基于接近高流量等因素方面,工业区和居民区。采样是在9月份完成的。样本收集的8所学校2单独的样本在地面都包含四个不同的样品和2两个不同的教室每个包含四个样本,样本制作总共四个样本的每个学校,共有32个样本。样品从收集教室窗台,书架,墙角落的教室。教室面对风吹的方向和窗户经常被打开在哪里选择教室尘埃样本集合。尘埃样本收集使用一个干净的塑料刷和一个托盘,贴上标签并存储在单独的塑料袋的样品。收集到的灰尘样本的重量介于110 g和132 g之间每个教室。教室的尘埃样本综合样本代表教室粉尘贴上两张cd和分别。土壤粉尘也来自两个不同的地区(在地面(SD1)和装配区(SD2)),各有四个取样站,彻底混合作为代表性样本。大粗燕麦粉和泥土被干燥的灰尘样本,进一步已筛的筛分粒度小于2毫米在均质研钵和研杵。 The samples were air-dried in the laboratory for 24 h (care was taken to prevent cross contamination from laboratory dusts by first cleaning the laboratory and closing all the windows during the air drying period). The collected samples were kept in sealed polythene vials before analysis.
分析微量金属,尘埃样本acid-digested使用2毫升盐酸,2毫升H2O2,5毫升HNO3。最终的解决方案是由体积与去离子水使用icp和微量金属含量分析。质量保证,为目的的认证参考资料(CRM)购买的NIST (PS-1 COOMET鳕鱼310 b)也以同样的方式消化和微量金属含量分析。CRM精度是5−7%左右的大部分元素决定,和整体回收率从105%到92不等。样品的分析也进行了一式三份,以保证结果的准确性和平均值与标准差作为最终结果。
学校的描述和位置用于这项研究如下。
学校接近一个非常繁忙的道路。没有人行道大部分学校的灰尘可能促进运输到大多数的教室。清洗进行一周一次的学习者。学校B尘土飞扬的环境和没有人行道和花园在学校非常接近一个繁忙的道路。清洗进行一周一次的学习者。学校C铺草,美丽的花园。在教室有空调系统用于冷却在夏天和冬天采暖教室;因此它可能不是必要打开窗户。最小的克教室粉尘收集来自这所学校。清洗进行日常的学习者和教育者的监督。学校D接近一个非常繁忙的道路。窗户总是开,这导致一个尘土飞扬的教室。清洗是由学习者每隔一天。学校E不是远离繁忙的道路;清洁工和协助学生打扫教室。学校F坐落在一个居民区;学校被清洁工每天适当清洁与田野草和一些人行道在教室。学校G接近一个非常繁忙的道路。这所学校是铺设;清洁工工作,每天进行清洗。学校H有教室,接近一个非常繁忙的道路。清洁每周进行一次周五的学习者和教育者通常不监督。本研究最多的尘埃从教室是收集了从这所学校。
3所示。统计分析
统计分析的数据进行了使用社会科学统计软件包(SPSS) 23.0版。单向方差分析(方差分析)是用来测试之间的显著差异的平均浓度的重金属样本来自不同的学校。
4所示。结果与讨论
元素的组成和性质在尘土从所选高中给出的数据收集1- - - - - -8。除了灰尘从学校B、锌占比例最高的所有元素在土壤样本的灰尘。从所有的尘埃样本范围从锌值μg / gμg / g和μg / gμ从教室尘和土壤尘,g / g(表1和2)。锌的最高浓度的土壤和教室尘埃样本记录从学校h .相关标准价值这种金属在200年南非的土壤μg / g。本研究锌的主要性质是类似报道从收集到的灰尘样本办公室地毯和空调系统从大学不远的一些学校(16]。在环境中锌的来源可能与磨损的轮胎,润滑油和腐蚀的镀锌车辆部件。它可以显示从这个研究锌的主要来源可能来自各种车辆的活动。在西班牙进行的研究表明,锌和其他元素如铜和某人更集中在与断裂活动有关的区域(17]。运动的学生在这些领域也会增加锌的浓度在教室粉尘在这项研究指出。
结果还表明,Pb的浓度从土壤和所有的学校教室粉尘不等μg / gμg / g(表1和2)。Pb的平均浓度最高的记录从土壤尘(SD)暗生放学后跟教室粉尘(CD H1)从学校H (μg / g)(表1和2)。Pb的值记录的一些课堂尘埃样本(CD)和土壤尘(SD) 12 - 15倍估计做的自然铅浓度μg / g。应该注意的是,Pb的教室粉尘的浓度在这项研究中均高于100年的背景值μ为南非土壤(g / g记录18]。铅的浓度的显著差异指出所有的学校()可能还建议等人为输入车辆排放的影响和风力的影响和可用性的微量金属释放到环境。在一些学校,没有明显差异在Pb记录从教室粉尘的浓度和土壤尘()。这可能是由于风向的影响和运动的学生携带附加尘埃颗粒在鞋子和衣服,可能导致粉尘解决更多的教室(19]。清洗频率和效率已报告可能影响金属粉尘的浓度,这可能会降低适当增加清洗(20.]。应该注意从学校的描述,没有人行道,一些学校正在接近一个非常繁忙的道路和清洁的教室通常是每周进行一次;因此,金属随着时间的推移可能会在教室里积累灰尘。微量金属浓度的趋势,从目前的研究报道类似在拉各斯,尼日利亚(2]。研究显示明显的高浓度的铅粉尘从教室。报告指出从一个单独的研究在尼日利亚,Pb在他们的研究中,大多数教室远高于140年的限制μ加州制定的g / g人类健康的限制(21,22]。Pb在教室的来源可能是由于风的影响,会导致大量的Pb-bearing从公路两侧土壤颗粒沉积到教室由于教室的窗户通常是打开和学校每日清洁可能不会发生23]。运动的学生在铅污染土壤的水平也会增加Pb在教室里灰尘。然而,重要的是要注意,铅进入人体系统特别是年轻人通过摄入在玩对土壤铅污染的或通过皮肤接触24]。尼日利亚的一份报告表明,Pb中毒可能导致死亡的200名儿童死于Pb中毒从铅矿石挖掘网站(24]。
土壤铬浓度的学校尘埃(SD)和课堂尘埃(CD)不等μg / gμg / g和μg / gμ分别为g / g(表1和2)。加拿大环境保护土壤质量指南64年土壤中铬的最大限度μg / g;然而,南非的背景值是250左右μg / g (19]。皮肤接触铬已被证实能产生刺激性和过敏性接触,虽然也可能是一个重要的呼吸系统癌症的风险(25]。
平均浓度的锰之间不等μg / g和μg / g。最高的平均浓度的锰教室粉尘被记录从学校H的平均值μg / g和B是紧随其后的是学校的价值μg / g。从土壤中灰尘样本,这种金属的平均浓度最高的记录从学校的平均值μg / g跟着学校D的平均值μg / g。最少的锰的平均浓度的尘埃样本记录从学校课堂尘埃E(表1和2)。锰的浓度有显著差异的学校()。一般来说,学校很近很忙没有正确清洗的道路和最高浓度的锰尘样本。Mn的环境中可能与锰包含燃料添加剂甲基环戊二烯基三羧基的锰(MMT),介绍了2005年在南非无铅燃料时面临organolead复合汽油的替代品。的主要来源Mn在比勒陀利亚决定从土壤样本收集来自不同地区主要是燃烧的车辆MMT [12]。过度摄入锰通过吸入可能积聚在大脑有时可能会导致帕金森病(26]。
镍、铜、和Co浓度的范围μg / g -μg / g,μg / g -μg / g,μg / g -μ分别g / g。倪在南非的标准参考价值是150μg / g。所有这些微量元素的平均浓度最高记录从学校B和的值超过了土壤背景值为南非记录(19]。铜和镍的来源可能来自汽车零部件,轮胎磨损,引擎磨损,制动粉尘,分别为(4]。这项研究的结果表明,这些金属的主要影响可以从车辆活动可能受到学习者的运动区域,最终通过开放教室窗户。镍和镍化合物已经上市的国家毒理学规划处(NTP)是合理的预期是致癌物质(4]。
一般来说,大多数的学校没有草或草坪、微量金属的浓度从灰尘样本比记录从学校路面和维护草坪。微量金属浓度的值记录从教室粉尘收集学校H、B和D都明显高于其他学校()。这可能是由于在学校使用的清洗方法或亲近一个繁忙的道路。
抽样过程中,简要讨论的一些教育工作者透露,定期清洁教室可能减少的一个重要因素中微量金属浓度的教室。学校清洁每周进行一次,由学习者是那些展示所有微量金属的平均水平最高。积累的灰尘带到课堂上的学生可能不同区域增加了尘土中微量金属的浓度(16]。植被和路面似乎也阻止了灰尘的运动在一些学校,从而减少微量金属的体积在教室,或防止直接接触风蚀,从而减少积累和微量金属的水平在尘土中收集到的地面玩耍。通风和清洁过程的主要因素是重金属的存在在课堂上从马来西亚的一所学校27]。
皮尔森的正相关性> 0.5报告等微量金属铅和锌、铅和镍、铅和某人,铜,锌,铅和Mn在大多数的学校提出了一个常见的污染物来源。使用主成分分析的聚类分析如图9也显示出一个共同的来源的一些元素的一些学校。从目前的研究中,观察到的大部分学校都只是几米远离繁忙的道路和车辆排放的污染可能是这些金属的主要来源。
5。结论
本研究调查了微量金属的水平选择学校在比勒陀利亚,南非。微量金属的平均最高记录对于大多数金属从学校H、B和D在这项研究。这些学校教育者根据报告显示,教室的清洁在一周内只进行一次的学习者和窗户总是开适当的通风。因为父母和出租车送学生去学校,因为汽车的车辆运动的区域,它可能很难减少车辆进出的数量的学校;然而,清洁和通风不仅似乎更有效地减少灰尘的体积在教室但也可能帮助防止微量金属在教室的积累灰尘,从而减少微量金属的水平从教室粉尘收集。种植牧草,维护草坪,路面也似乎阻止粉尘的运动在一些学校和这应该鼓励。亲密繁忙的道路不仅可以带来噪音污染教育者还指出的微量金属的一个潜在来源与我们的研究证明。浓度升高对铅、锰、铜、锌、铬在本研究报告可能是问题的来源。孩子参加一些学校,特别是学校没有合适的清洁在教室进行,可能容易发生微量金属相关的疾病。
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者感谢豪登省教育部授予批准进行这项研究,主体,员工,和学生的学校,样本收集,和生物学系工作人员在职务p .王教授的演讲中对他们有意义的贡献的研究工作。先生提供的援助Olawole Aina也感激地感谢。