典型办公室内外多环芳烃和金属元素的分布规律及人体健康风险评价

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caifubaguoguo
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随着人们对大气污染暴露风险的了解逐渐普及和深入,需要更多更广泛的大气污染相关数据支持污染防治措施的制定和效果的评估,并指引人们在目前的污染水平下采取有效防护措施尽可能减少污染对自身的危害。针对具体工作场所环境污染水平及其对人体健康暴露风险的国家标准和数据非常欠缺。本研究选择科研园区办公楼为研究对象,对室内外空气中大气颗粒物、降尘和玻璃有机膜进行了为期一年的采样和分析,并估算了主要污染物对办公楼内工作人员的健康暴露风险。利用主动式颗粒物采样器和降尘罐收集了办公楼室内外颗粒物、降尘及玻璃有机膜样品,系统的研究了室内外颗粒物及其中包含的16种PAHs、17种金属元素浓度的季节、粒径分配和空间分布特征,探讨了颗粒物、PAHs和金属元素的来源,并基于所得的PAHs和高毒性金属元素的浓度数据评价了暴露人群的健康风险。  办公楼室内外PM10的浓度范围分别为13.19~184.03μg/m3和48.00~717.45μg/m3,年均浓度分别为93.51μg/m3和195.92μg/m3。监测期间室外24小时平均PM10浓度超标率为48.89%,室内超标率为13.64%。室外PM10的浓度冬春季节较高,夏季浓度较低且稳定,秋季波动范围较大。室外大气中,PM25占PM10的比例在26%~138%之间,二者浓度具有良好的线性相关性。室内PM10春夏秋三季较高,冬季最低,冬季室内外PM10差距可达297.71μg/m3,夏季差距最小,仅为4.81μg/m3。这与室内外空气交换量紧密相关,冬季办公楼门窗关闭,通风系统对室外大气颗粒物的过滤效果较好,而其他季节均有不同时长的通风。室外颗粒物的外来源与季节和气团高度相关,随着季节和气团高度的变化而改变。  室内外PM10中16种PAHs的浓度范围分别为7.60~531.58ng/m3和14.68~324.12ng/m3,年均浓度(±标准偏差)分别为107.12±94.35ng/m3和134.71±165.24ng/m3,室外年均PAHs总浓度高于室内,同北京其他地方和同纬度的其他国家城市相比处于较高水平。室内外PM10中PAHs季均浓度最高值均出现在冬季,最低值分别出现在春季(室内)和夏季(室外)。春夏秋三季高环PAHs主要分布在PM25~10中,低环PAHs主要分布在PM25中,冬季则所有化合物主要分布在PM25中。室内外降尘中16种PAHs的平均浓度分别为19730.77ng/g和13422.42ng/g,与颗粒物中不同的是,降尘中2环PAHs的比例明显高于颗粒物中。特征比值和主成分分析结果表明,室内外PAHs的来源有交通、煤和生物质燃烧,交通源中以柴油交通为主。  暴露风险计算结果显示,室内外PM10中PAHs的BaPeq浓度分别为15.209ng/m3和22.918ng/m3,远高于欧盟相关标准中的限值,表明研究区域存在较为严重的PAHs污染。致癌风险评价中,总致癌风险高于安全值3个数量级,存在较大的致癌风险;三种暴露方式中,口入降尘是致癌风险最大的暴露方式,应加以防范和注意。  室内外颗粒物及降尘中均检测到了较高浓度的金属元素,颗粒物中金属元素的浓度高值出多现在秋冬季节,浓度低值多出现在夏季。A1、Ca、Mg、Cd、Li、Pb、Sr等元素的PM25/PM10<0.50,表明它们主要分布在PM25~10中,而Zn、Fe、Ti、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、V等元素的PM25/PM10>0.50,说明其主要分布在PM25中。室外降尘中除Mn、Cr、V,室内降尘中除Mn、Co、V元素外,其他元素浓度均显著高于它们在北京土壤中的背景值,表明降尘中金属污染较为严重,地累积指数表明,室内降尘中金属的污染程度总体上高于室外。高毒性金属元素的健康风险评价结果表明,致癌和非致癌健康风险均处于安全范围内,但总体室内健康风险大于室外,应加强室内环境高毒性金属元素的监测和防治。  室内外玻璃有机膜中检测到了高浓度的PAHs和金属元素,室内外PAHs的均值浓度分别为3044.83ng/m2和7319.10ng/m2,高于同类研究中国内其他城市。室内外有机膜中PAHs以中低环PAHs为主组分为主(大于60%)室内有机膜中PAHs的浓度与室内PM10和室内降尘中PAHs的浓度有较好的相关性,而室外相应介质中PAHs浓度相关性不明显。室内外有机膜上金属元素浓度最高值分别为1268.88μg/m2和3584.66μg/m2,除Zn、Cd两种元素外,其他金属元素在室外有机膜上的浓度均大于室内。室内外有机膜上PAHs和金属元素的源解析结果与对应环境中颗粒物和降尘中的结果相似。
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