典型燃煤城市冬季小学室内外可吸入颗粒物污染特征和健康风险评价

发布时间：2017-10-24 06:23

  本文关键词：典型燃煤城市冬季小学室内外可吸入颗粒物污染特征和健康风险评价

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【摘要】：室内外环境中的颗粒物尤其是细颗粒物暴露已经带来了严重的环境问题。为了解冬季室内燃煤取暖学校中的可吸入颗粒物污染特征及学龄儿童在校期间颗粒物暴露及健康风险,本研究于冬季(2014年1月),使用美国Tisch公司TE-20-800型8级大气分级采样器,对焦作市一小学教室室内外可吸入颗粒物样品进行采集,采用ICP-MS分析重金属元素,得出结论如下:1.通过重量法求出教室室内外8级粒径颗粒物的质量浓度,结果发现:该学校室外可吸入颗粒物质量浓度分布多呈现两边高中间低“凹”型分布,颗粒物质量主要集中在粗颗粒物(5.8μm~10.0μm)和细颗粒物(2.1~0.43μm)上;而室内可吸入颗粒物则呈现一边高的分布形式,粒径主要集中在1.1-2.1μm之间。室内外不同粒径可吸入颗粒物的质量浓度在不同采样时间段内相差较大。教学期颗粒物PM2.1室内外浓度比I/O值均大于1,教学期白天PM10的I/O值大于1,非教学期间PM2.1和PM10的I/O值以及教学夜间PM10的I/O值小于1。教学期白天室内颗粒物主要受室内源影响,非教学期间室内颗粒物主要受室外源影响。2.利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)对Cr、Co、Ni、Cu、Se、Cd、Sb和Pb八种元素质量浓度进行测定,分析研究区域室内外颗粒物中元素分布规律并探讨污染来源,研究发现,室内可吸入颗粒物中Cr、Co、Ni、Cu、Se、Cd、Sb和Pb元素质量浓度范围分别为167.56~659.12ng/m3,87.36~362.31ng/m3,78.88~208.40ng/m3,181.65~742.01ng/m3,50.84~315.36ng/m3,42.34~541.45ng/m3,199.78~628.08ng/m3,276.82~441.27ng/m3;室外空气可吸入颗粒物中Cr、Co、Ni、Cu、Se、Cd、Sb和Pb元素质量浓度范围分别为168.02~403.01μg/m3,82.98~208.40ng/m3,73.46~208.47ng/m3,189.75~487.06ng/m3,64.26~193.26ng/m3,45.96~401.12ng/m3,182.17~807.95ng/m3,349.62~530.27ng/m3,与其他研究结果相比,本研究区域环境中,各种元素浓度水平均较高,且各元素在细颗粒物中均占有相当的比重,最大比例为Pb元素达到54.34%对环境和人体健康不利。结果表明,土壤扬尘、燃煤、机动车尾气及机械加工是室外可吸入颗粒物无机元素的主要来源,室内元素主要来源于室内煤燃烧。3.学生在校期间细颗粒物暴露水平结果显示,随着年级的升高,学生的综合暴露量和综合潜在剂量逐渐增大,六年级学生综合暴露量和综合潜在剂量最大,分别为1674.79μg?h/m3,1261.06μg;一二三年级学生的平均暴露量相差不大,略高于四、五年级学生的暴露量;而四、五和六年级学生的平均潜在剂量差别不大,均略高于一到三年级学生的平均潜在剂量。4.学生通过呼吸进入人体的元素日均暴露量顺序为PbCuCrCdCoNi,日均暴露量分别为5.62×10-5mg/(kg?d)5.24×10-5mg/(kg?d),1.22×10-5mg/(kg?d),6.97×10-6 mg/(kg?d),6.92×10-6mg/(kg?d),4.33×10-6mg/(kg?d);非致癌元素Pb和Cu的的暴露风险系数值(HQ)值均小于1,理论风险较小。而四种致癌元素的终生增量致癌风险ILCR值均在10-6~10-4范围内时,存在潜在风险,特别是Cr、Co和Cd存在较大的潜在风险,应该引起重视。
【关键词】：可吸入颗粒物 粒径分布 学龄儿童 健康风险评价
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X513
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 引言11-19
• 1.1 选题背景11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 大气颗粒物来源11-12
• 1.2.2 室内颗粒物来源研究12
• 1.2.3 学校室内外颗粒物浓度研究12-13
• 1.2.4 颗粒物对人体健康影响研究13-14
• 1.2.5 颗粒物暴露水平及健康风险评价研究14-15
• 1.2.6 国内外颗粒物相关标准15-16
• 1.3 研究目的和意义16-17
• 1.4 研究内容、研究方法与手段17-19
• 1.4.1 研究内容17
• 1.4.2 研究方法与手段17-19
• 2 样品采集与实验方法19-23
• 2.1 实验地点描述19-20
• 2.2 实验设备及过程20-21
• 2.2.1 实验主要设备和试剂20
• 2.2.2 样品采集和处理20-21
• 2.2.3 样品消解21
• 2.2.4 质量控制21
• 2.3 数据处理21-23
• 2.3.1 各级大气颗粒物质量浓度计算21-22
• 2.3.2 各级大气颗粒物中元素浓度的计算22-23
• 3 室内外可吸入颗粒质量浓度分布特征23-34
• 3.1 室内外可吸入颗粒物粒径分布特征24-26
• 3.2 不同粒径颗粒物质量浓度26-28
• 3.2.1 室外颗粒物26-28
• 3.2.2 室内颗粒物28
• 3.3 室内外PM2.1和PM10质量浓度讨论28-33
• 3.3.1 室内外PM2.1与PM10质量浓度29-32
• 3.3.2 PM2.1和PM10I/O分析32-33
• 3.4 小结33-34
• 4 室内外可吸入颗粒物中重金属元素分析34-50
• 4.1 室内外可吸入颗粒物重金属元素总量分析34-42
• 4.1.1 室内可吸入颗粒物中重金属元素总量分析38-42
• 4.2 来源分析42-49
• 4.2.1 富集因子分析42-44
• 4.2.2 因子解析44-47
• 4.2.3 重金属元素I/O比47-49
• 4.3 小结49-50
• 5 学生在校期间细颗粒物暴露量及重金属健康风险评价50-59
• 5.1 细颗粒物暴露量评价50-54
• 5.1.1 暴露评价方法50-52
• 5.1.2 学生活动状况分布52-53
• 5.1.3 暴露水平结果53-54
• 5.2 重金属元素健康风险评价54-57
• 5.2.1 健康风险评价模型54-56
• 5.2.2 暴露评价结果56-57
• 5.3 小结57-59
• 6 结论与建议59-61
• 6.1 主要结论59-60
• 6.2 存在的问题与建议60-61
• 参考文献61-65
• 作者简历65-66
• 学位论文数据集66

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本文编号：1087466