北京市细颗粒物中多环芳烃暴露的健康风险评价

发布时间：2020-03-30 08:10

【摘要】：近年来,大气细颗粒物(PM2.5)已经成为我国城市大气污染问题的首要污染物,以北京地区污染最为严重。北京作为我国首都、政治和文化中心,改革开放以来,经济高速发展的同时大气污染问题也日益突出。2017年,北京市雾霾发生频率仍处于较高水平,尤其是第四季度(冬季),冷空气活动频繁,共发生重污染过程4次,PM2.5浓度最高可高达500μg/m~3。目前,国内外大多数研究主要是围绕环境空气中细颗粒物的污染特征、组成和来源解析来进行的,然而在日常生活中居民大量的活动时间主要集中在室内,因此室内空气污染特征的研究也具有重要的意义。同时,多环芳烃(PAHs)作为大气细颗粒物中重要的有机组成部分,具有致畸、致癌、致突变性,对人体健康和大气环境质量具有严重的危害性。本研究以北京市四个典型区域为主要研究区域,分别采集春、夏、秋、冬四个季节不同区域环境空气和室内空气中的大气细颗粒物,主要针对细颗粒物(PM2.5)浓度、有机碳/无机碳(OC/EC)浓度和多环芳烃(PAHs)浓度进行污染特征研究,并进行健康风险评价。主要结论:(1)研究中北京市典型区域环境空气细颗粒物(PM2.5)浓度范围为7.63~504.21μg/m3,室内空气PM2.5浓度范围为1.84~488.86μg/m~3。高浓度PM2.5浓度主要出现在Z1(房山区和大兴区)和Z2(东城区和朝阳区)采样区以及秋季和冬季,最高超标倍数分别为6.7倍和6.5倍,污染情况相对较为严重。同时相关性分析显示,环境空气对室内空气PM2.5浓度的增加具有一定的贡献率,建议居民在重污染天气尽量减少外出活动。(2)研究分析北京市室内外空气细颗粒物中碳组分(OC/EC)浓度与PM2.5浓度分布特征较为一致,并且Z1采样区(房山区和大兴区)室内外空气PM2.5中OC/EC污染最为严重,尤其冬季污染情况最重。特征比值法分析表明,环境空气PM2.5中OC/EC大多来源于机动车尾气的排放,但秋冬季节居民木柴燃烧也是其重要来源,同时室内空气主要来源于机动车尾气的排放和天然气燃烧。(3)北京市典型区域室内外空气PAHs污染特征与PM2.5和OC/EC浓度污染特征均保持较高的一致性,主要是秋冬季节以及Z1和Z2采样区污染较为严重,同时根据PAHs组成分布情况,室内外空气PAHs主要以高环多环芳烃(4、5、6环)为主。特征比值法表明,室内外空气不同季节PAHs主要来源为燃烧源(机动车尾气排放)和煤、生物质的燃烧,尤其秋冬季节来源特征更为显著。(4)健康风险评价结果显示,北京市环境空气和室内空气PAHs对成人产生的总致癌危险度范围为0.45×10~(-6)~8.38×10~(-6)和0.64×10~(-6)~3.04×10~(-6),对儿童的总致癌危险度范围为0.95×10~(-6)~11.33×10~(-6)和0.87×10~(-6)~4.11×10~(-6),具有一定的潜在致癌风险但均属于可接受范围。致癌PAHs对成人和儿童的致癌危险度明显高于非致癌PAHs,且PAHs对儿童的致癌危险度明显高于成人,主要致癌物为苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽。同时,环境空气PAHs的潜在致癌危险度高于室内空气,并且由于秋冬季节城市供暖的影响,秋冬季室内外空气PAHs潜在致癌危险度要高于春季和夏季。(5)总体而言,北京市大气细颗粒物污染状况仍较为严重,环境空气污染状况较室内空气更为严重,同时秋季和冬季室内外空气污染状况较重,但本研究对照区Z4(风景区)环境空气各类污染物浓度均处于较低水平,建议广大居民秋冬季尽量较少不必要的室外活动,日常生活中,尽量保持室内整洁,平时烹饪期间尽量打开抽油烟机保持室内空气的清洁,同时农村地区秋冬季尽量较少煤、柴以及生物质的燃烧。
【图文】：

热光,碳分,样品分析

3.4.2OC/EC 浓度分析（热光碳分析仪）根据《大气气溶胶元素碳与有机碳测定—热光分析方法》（QX/T 70-2007）本研采用美国沙漠研究所（DesertResearchInstitute）DRIModel2001A 型热光碳分析仪进行 OCEC 的测定。该碳分析仪采用 IMPROVE 热光分析法可以快速、简便、准确地分析出悬浮在大气中的气溶胶粒子所含的碳组分，其所采用的 TOR（热光反射法）和 TOT（热光透射法）方法被认为是当前大气中 OC/EC 测量最准的一种推荐方法。该仪器测试原理是：在无氧的纯 He 环境中，分别在 120℃（OC1），250℃（OC2），450℃（OC3）和 550℃（OC4）温度下，对 0.526cm2的样品滤膜片进行加热，将滤纸上的颗粒态碳转化为 CO2；然后再将样品在含 2%氧气的氦气环境下，分别于 550℃（EC1），700℃（EC2）和 800℃（EC3）逐步加热，此时样品中的元素碳释放出来。有机碳碳化过程中形成的碳化物称为裂解碳（OP）[66-69]。当一个样品测试完毕，有机碳和元素碳的 8 个组分（OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、OP）同时给出，IMPROVE 协议将 OC 定义为 OC1+OC2+OC3+OC4+OP，EC 定义为 EC1+EC2+EC3-OP，，如图 3.4.2-1 所示。
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X513

【参考文献】