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Multiscale Spatial Modeling of Human Exposure from Local Sources to Global Intake
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2018-01-02 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.est.7b05099 Cedric Wannaz 1 , Peter Fantke 2 , Olivier Jolliet 1
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2018-01-02 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.est.7b05099 Cedric Wannaz 1 , Peter Fantke 2 , Olivier Jolliet 1
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Exposure studies, used in human health risk and impact assessments of chemicals, are largely performed locally or regionally. It is usually not known how global impacts resulting from exposure to point source emissions compare to local impacts. To address this problem, we introduce Pangea, an innovative multiscale, spatial multimedia fate and exposure assessment model. We study local to global population exposure associated with emissions from 126 point sources matching locations of waste-to-energy plants across France. Results for three chemicals with distinct physicochemical properties are expressed as the evolution of the population intake fraction through inhalation and ingestion as a function of the distance from sources. For substances with atmospheric half-lives longer than a week, less than 20% of the global population intake through inhalation (median of 126 emission scenarios) can occur within a 100 km radius from the source. This suggests that, by neglecting distant low-level exposure, local assessments might only account for fractions of global cumulative intakes. We also study ∼10 000 emission locations covering France more densely to determine per chemical and exposure route which locations minimize global intakes. Maps of global intake fractions associated with each emission location show clear patterns associated with population and agriculture production densities.
中文翻译：
从局部来源到全球摄入量的人类暴露的多尺度空间建模
用于人体健康风险和化学物质影响评估的接触研究主要在本地或区域进行。通常不知道因暴露于点源排放物而产生的全球影响与本地影响相比如何。为了解决这个问题，我们介绍了Pangea，一种创新的多尺度空间多媒体命运和曝光评估模型。我们研究了与126个点源的排放相关的本地到全球人口暴露情况，这些排放源与法国整个垃圾发电厂的位置相匹配。三种具有不同理化性质的化学物质的结果表示为通过吸入和摄入引起的人口摄入分数随距离来源的距离的变化。对于大气中半衰期超过一周的物质，通过吸入（在126种排放情景的中位数）内，可能少于源头100公里半径内全球人口摄入总量的20％。这表明，通过忽略遥远的低水平接触，本地评估可能只占全球累积摄入量的一小部分。我们还研究了覆盖法国的约10000个排放地点，以确定每种化学品和暴露途径，这些地点将全球摄入量降至最低。与每个排放地点相关的全球进气分数图显示了与人口和农业生产密度有关的清晰模式。
更新日期：2018-01-03
中文翻译：
从局部来源到全球摄入量的人类暴露的多尺度空间建模
用于人体健康风险和化学物质影响评估的接触研究主要在本地或区域进行。通常不知道因暴露于点源排放物而产生的全球影响与本地影响相比如何。为了解决这个问题，我们介绍了Pangea，一种创新的多尺度空间多媒体命运和曝光评估模型。我们研究了与126个点源的排放相关的本地到全球人口暴露情况，这些排放源与法国整个垃圾发电厂的位置相匹配。三种具有不同理化性质的化学物质的结果表示为通过吸入和摄入引起的人口摄入分数随距离来源的距离的变化。对于大气中半衰期超过一周的物质，通过吸入（在126种排放情景的中位数）内，可能少于源头100公里半径内全球人口摄入总量的20％。这表明，通过忽略遥远的低水平接触，本地评估可能只占全球累积摄入量的一小部分。我们还研究了覆盖法国的约10000个排放地点，以确定每种化学品和暴露途径，这些地点将全球摄入量降至最低。与每个排放地点相关的全球进气分数图显示了与人口和农业生产密度有关的清晰模式。
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