青藏高原水土环境中氟的分异机制及其健康风险研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨依 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 李永华 |
| 关键词 | 氟 青藏高原 水土环境 分异机制 健康风险 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 英文摘要 | 氟是与人体健康密切相关的必需微量元素，机体内氟缺乏或过量均会产生健康损害。在特定的自然条件和社会人文因素的作用下，人体长期过量摄入氟会引发地方性氟中毒这一生物地球化学性疾病。 自然界中的氟能够通过水土暴露直接被人体摄入，或经由作物富集再通过食物链暴露于人体，如长期饮用高氟水、暴露于氟矿区等行为均会导致过量氟在人体内蓄积，造成不可逆的健康损害。地方性氟中毒是青藏高原分布最广、受危害人口最多的地方病，且一直未得到控制。截至目前，青藏高原地方性氟中毒的相关研究大多聚焦于对砖茶氟的研究，而针对青藏高原地方性氟中毒重点病区水土环境中氟的分布格局、形成机制及其暴露风险的研究十分薄弱。因此，本研究以青藏高原为研究区域，以地表水与地下水、自然土壤与耕作土壤等环境介质为研究对象，基于现场调查采样和室内分析模拟等手段，从区域尺度阐明了青藏高原水土环境中氟的含量分布特征及其赋存规律；基于地统计学和机器学习的多源数据分析与建模技术，甄别出影响氟环境分异的关键环境驱动因子；在此基础上，评估了青藏高原人群氟暴露的健康风险，探讨了因地制宜的生态防病措施。取得的主要结论如下： （1）青藏高原自然水体中氟含量总体变幅较大，其分布特征因采样区域/水系、水体类型不同而异，其中，地表水氟含量的变化范围为0.01−442.00mg/L，地下水氟含量的变化范围为0.04−169.00mg/L，8.86%的地表水和34.11%的地下水中氟含量超过WHO饮用水氟含量推荐值上限1.5mg/L。青藏高原自然土壤和耕作土壤总氟含量均值分别为542.79mg/kg和545.88mg/kg，均超过我国土壤总氟背景值478mg/kg；自然土壤和耕作土壤水溶性氟含量均值则分别为4.15mg/kg和4.47mg/kg。同时，青藏高原不同区域的土壤氟含量存在一定的差异，且自然土壤氟含量变化范围明显广于耕作土壤，其中，自然土总氟含量和水溶性氟含量范围分别为123.89−1649.68mg/kg和0.25−26.46mg/kg，耕作土总氟含量和水溶性氟含量范围分别为198.95−1159.08mg/kg和0.37−23.32mg/kg。 （2）气候、地质、土壤、地形地貌等环境因素共同驱动青藏高原自然水体中高氟的分布。在41个水体高氟的潜在环境影响因素中，分别有11个和13个进入了青藏高原地表水和地下水高氟分布驱动模型。其中，影响地表水高氟分布的关键环境驱动因素包括降水、海拔、普利斯特里−泰勒系数（PTA）、气温、岩性、实际蒸散（AET）等，地下水高氟分布的关键环境驱动因素包括地震频率、海拔、降水、岩性、PTA、AET等。 （3）运用随机森林对青藏高原高氟水体分布模拟结果显示，青藏高原地表水高氟风险呈现西高东低、北高南低的趋势，地下水高氟风险则呈现西高东低的趋势，且未来青藏高原地表水和地下水高氟风险区域将明显增加。据估算，青藏高原高氟水体潜在风险人群的最大估计值为147.3万人，占青藏高原总人口的11.2%。考虑到青藏高原居民的生活方式和饮水习惯，青藏高原水体高氟的潜在高风险人群的最佳估计值为49.9万人，占青藏高原总人口的3.8%。 （4）影响青藏高原土壤中氟分布最关键因素是岩性与土壤类型。此外，AET、干旱指数、海拔、PTA、地形湿度指数（TWI）、降水量、坡度、VBF（谷底平整度）、潜在蒸散（PET）、地表曲率及植被覆盖指数（NDVI）等11个环境因素能解释22.05%的自然土壤氟含量变化，PTA、海拔、AET、干旱指数、PET、TWI、坡度和气温等8个环境因素能解释29.78%的耕作土壤氟含量变化。 （5）基于单因素污染指数法的土壤氟潜在人体健康风险评价表明，青藏高原土壤高氟风险情况较为严重，可能导致人体患地方性氟中毒风险的自然土壤和耕作土壤样品分别占其样本总量的57.1%和58.3%，土壤氟可能是地方性氟中毒在青藏高原区域流行的重要促进因子。 （6）青藏高原居民尿氟含量与水氟含量、耕作土水溶性氟含量呈显著性正相关，在高原地方性氟中毒防控工作中，应重点关注饮用水氟含量和耕作土水溶性氟含量。 |
| 学科主题 | 环境科学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 188 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/209247]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨依. 青藏高原水土环境中氟的分异机制及其健康风险研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。