《Journal of Hazardous Materials Advances》：Entropy and CRITIC-based human health risk assessment of trace metals in a dumpsite environment, northwestern Morocco
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为解决城市垃圾填埋场重金属污染导致的人体健康风险问题，研究人员开展了一项主题为“结合熵权法与CRITIC法的重金属人体健康风险评估”的研究。该研究通过分析土壤、锦葵叶片和陆生蜗牛软组织中的镉、铬、钴、铜、锌含量，并比较了US EPA经典方法与两种客观赋权法的评估结果。研究发现，锦葵叶片的摄入是儿童非致癌风险的主要驱动途径，而不同评估方法强调了不同暴露途径的重要性。该研究为发展数据驱动的风险评估方法提供了有价值的见解，强调了在受污染环境中整合多途径评估的必要性，对环境保护和公共健康决策具有重要意义。
在城市扩张和工业化浪潮中，固体废弃物的处置成为一个日益严峻的全球性问题。尤其在一些缺乏有效环境管控措施的区域，大型垃圾填埋场如同一颗“生态定时炸弹”，其中蕴藏的污染物，特别是那些性质稳定、难以降解的重金属，正悄无声息地渗入环境，并通过食物链悄然爬上人类的餐桌。摩洛哥的萨菲市就面临着这样的困境，其运营超过35年的露天填埋场毗邻居民区与农田，每天接收着数百吨混杂着生活垃圾、工业废料和建筑碎屑的废弃物。更令人忧心的是，当地居民有着采集填埋场区域生长的锦葵作为蔬菜、捕捉蜗牛食用的习惯。这些重金属是否会从污染的土壤迁移到植物和蜗牛体内？长期摄入这些被污染的食物，对周边居民，特别是身体更为脆弱的儿童，会造成怎样的健康威胁？传统的风险评估方法能否全面、客观地揭示这些风险？为了回答这些问题，来自摩洛哥卡迪阿亚德大学的一支研究团队，在《Journal of Hazardous Materials Advances》上发表了一项研究，他们不仅系统评估了该填埋场环境中重金属的人体健康风险，还创新性地引入了两种客观赋权法，为我们理解复杂环境中的多元暴露风险提供了新的视角。
为了开展这项研究，研究人员运用了几个关键的技术方法。首先，他们采用了系统随机采样设计，在填埋场及对照区共采集了72份样本，包括土壤、锦葵叶片和陆生蜗牛软组织，以确保样本的代表性。其次，所有样本经过规范的预处理（干燥、研磨、酸消解）后，使用火焰原子吸收光谱法精确测定了镉、铬、钴、铜、锌五种重金属的含量。最后，在健康风险评估环节，研究核心采用了三种方法进行对比：基于美国环境保护署框架的经典评估模型，以及两种多准则决策分析中常用的客观赋权法——CRiteria Importance Through Intercriteria Correlation法和熵权法，后者用于为不同暴露途径（如经口摄入土壤/植物/蜗牛、皮肤接触土壤、吸入土壤颗粒）分配特定权重，从而计算修正后的风险指数。
3.1. 土壤、锦葵叶片和蜗牛软组织样品中的重金属含量
研究人员发现，填埋场区域所有介质中的重金属含量均显著高于对照区。土壤中镉、铬、钴、铜、锌的平均含量分别达到对照区的约15倍、12倍、2.4倍、19倍和11倍，且大部分样本超过了国际粮农组织/世界卫生组织设定的限值。锦葵叶片和蜗牛软组织也表现出强烈的重金属富集能力，其铜、锌、镉含量远超安全标准，表明重金属已从土壤有效转移至生物体。
3.2. 使用经典US EPA方法进行人体健康风险评估
3.2.1. 非致癌性人体健康风险
评估显示，仅就填埋场土壤而言，儿童通过皮肤接触途径已面临非致癌风险。然而，更大的风险来自食物摄入。无论是对照区还是填埋场区，儿童摄入锦葵叶片均会导致累积危害指数大于1，表明存在明确的非致癌健康风险。在填埋场，所有人群（儿童、成人女性、成人男性）摄入被污染的锦葵叶片均存在风险，其中儿童的风险值最高。摄入蜗牛软组织则未对任何人群构成非致癌风险。
3.2.2. 致癌性人体健康风险
致癌风险评估聚焦于镉和铬。结果表明，在填埋场区域，所有人群通过摄入被污染的锦葵叶片均面临不可接受的致癌风险（累积癌症风险 > 1×10-4）。儿童还因摄入被污染的土壤而面临额外的致癌风险。这意味着长期暴露可能导致癌症发病率增加。
3.3. 使用CRITIC和熵权法修正的人体健康风险评估
本研究创新之处在于引入了CRITIC和熵权法对暴露途径进行客观赋权，以更精确地刻画不同途径的相对重要性。
3.3.1. CRITIC法修正的风险评估
CRITIC法赋予锦葵叶片摄入途径更高的权重，而赋予土壤摄入途径较低的权重。基于此修正的风险指数显示，儿童通过摄入锦葵叶片和土壤存在非致癌风险，且所有人群通过摄入锦葵叶片均存在致癌风险。这与US EPA方法的部分结论一致，但更强调了植物摄入途径的主导作用。
3.3.2. 熵权法修正的风险评估
熵权法则给出了不同的权重分配：它赋予皮肤接触污染土壤途径更高的权重，而赋予摄入锦葵叶片途径较低的权重。因此，熵权法修正的风险指数揭示，儿童的非致癌风险主要限于通过皮肤接触土壤以及摄入锦葵叶片这两种途径。在致癌风险方面，修正后的指数表明所有人群摄入锦葵叶片均存在风险，而儿童还通过皮肤接触土壤面临风险。
3.4. 讨论
本研究的核心发现在于，尽管不同评估方法（US EPA, CRITIC, 熵权法）因权重分配逻辑不同（分别基于等权重、指标间冲突性与变异性、信息熵）而导致了风险主导途径的差异，但它们共同指向了一个明确的结论：摩洛哥萨菲垃圾填埋场周边环境存在显著的人体健康风险，特别是通过食用在该区域生长的锦葵。儿童在所有评估中都是最脆弱的群体。这一方面印证了传统US EPA方法在警示风险方面的有效性，另一方面也凸显了其在区分不同暴露途径贡献时的局限性。CRITIC法和熵权法的引入，提供了基于数据本身特性的、更细致的风险解析，有助于决策者识别关键暴露途径，从而制定更具靶向性的风险管控措施。例如，如果CRITIC法结果显示植物摄入是关键，那么干预重点应是禁止采摘和食用填埋场植物；如果熵权法强调皮肤接触，则需加强个人防护和减少场地暴露。
这项研究的重要意义在于，它首次在摩洛哥此类城市垃圾填埋场环境中，综合评估了土壤-植物-蜗牛系统中的重金属迁移及其健康风险，并开创性地将客观赋权法应用于该领域的多途径风险评估中。研究结果不仅为萨菲市提供了急需的风险预警和管控依据，呼吁立即采取如场地封闭、污染土壤修复、禁止在污染区采集食物等行动，其方法学框架也可为全球其他面临类似污染问题的地区所借鉴。它表明，在复杂的现实环境中，整合多种评估方法能够更全面、更客观地理解风险构成，从而推动环境管理从“一刀切”向“精准治理”迈进，最终服务于保障公共健康和生态安全的根本目标。
