某工业城市大气颗粒物中PAHs的粒径分布及人体呼吸系统暴露评估

为研究大气颗粒物中多环芳烃(PAHs)的粒径分布与富集特征,确定不同粒径颗粒物中PAHs在人体呼吸系统各器官内的沉积浓度,以准确评估其人体呼吸暴露风险,选择东北某钢铁工业城市,在采暖期和非采暖期按粒径对大气颗粒物进行分级采样,用高效液相色谱对样品中14种优控PAHs进行分析,并将大气颗粒物粒径分级采样技术与人体呼吸系统内部沉积模型结合进行呼吸暴露评估.结果表明,大气颗粒物中总PAHs浓度变化显著,采暖期(743. 9 ng·m~(-3))高于非采暖期(169. 0ng·m~(-3)),多数PAHs(86. 3%～89. 9%)与大气中粒径≤2. 06μm的细颗粒有关;中低分子量PAHs单体呈双峰型,峰值位于1. 07～2. 06μm和7. 04～9. 99μm.高分子量PAHs呈单峰分布,峰值位于1. 07～2. 06μm; 4环PAHs的含量占主导优势,为总PAHs浓度的40%;在采暖期和非采暖期分别有53. 3%和55. 3%的颗粒态PAHs沉积在人体呼吸系统的不同器官,分别采用人体呼吸系统沉积浓度和在颗粒物上的总浓度计算该地区人群颗粒态PAHs的终身致癌超额风险值(incremental lifetime cancer risk,R值),成人的R值在采暖期为1. 3×10-5和2. 9×10-5,非采暖期为3. 1×10-6和6. 0×10-6,儿童的R值在采暖期为1. 0×10-5和2. 3×10-5,非采暖期为2. 4×10-6和4. 8×10-6.结果表明,颗粒物粒径分布直接影响呼吸系统沉积浓度和致癌风险,将分级采样技术与呼吸系统沉降模型结合方法可有效避免对人体呼吸暴露量的过度评估.     

武汉市某居民区典型场所微生物气溶胶调查及健康风险评价

为了解武汉市新冠肺炎疫情后居民区微生物气溶胶分布特征及风险状况,以成熟社区——常青花园居民区为例对典型场所的微生物气溶胶分布及风险进行了评估.利用Andersen-6级空气微生物采样器于2020年10-12月对该居民区6处典型场所进行采样,通过平板菌落计数法监测微生物气溶胶浓度,采用《中国人群暴露参数手册（成人卷）》对采样点的暴露风险进行了评估.结果表明:①采样点微生物气溶胶浓度表现为生鲜市场>地下停车场>美食街>中心篮球场>中心广场>绿地亭.②不同场所细菌及真菌气溶胶浓度存在差异,细菌及真菌气溶胶最高浓度分别在生鲜市场[（1 525.32±1 311.31）CFU/m3]和美食街[（1 296.82±113.84）CFU/m3].③以典型场所空气微生物气溶胶浓度作为评价标准,中心篮球场、绿地亭和中心广场空气较为清洁,生鲜市场及地下停车场为轻微污染,美食街为轻度污染.④典型场所微生物气溶胶中值粒径均小于4.7 μm,表明微生物气溶胶容易进入人体下呼吸道,易引起居民下呼吸道感染.⑤10-12月,典型场所HQ（hazard quotient,危险系数）值均小于1,表明常青花园居民区受微生物气溶胶暴露的健康风险较小.研究显示,在新冠肺炎疫情防控常态化下,常青花园居民区空气状况良好,符合后疫情时代对卫生条件的要求.      

中国大气气溶胶粒谱分布研究进展

大气气溶胶粒子浓度和粒径分布受不同环境和气象条件制约,分析其分布特征对研究大气环境具有重要意义。该文综合论述了近20年来中国大气气溶胶的谱分布研究进展,重点讨论了背景大气气溶胶、城市型气溶胶、海洋型气溶胶和沙尘气溶胶谱分布特征及相应的对数正态分布谱分布函数参数值,介绍了气溶胶谱分布垂直分布特征,并简述了气溶胶谱分布对大气能见度、人体健康及其对新粒子形成的影响,为大气环境相关研究以及各种气候模式提供参考。     

广州气溶胶中有机物的分布及其与人体健康关系的研究

使用大流量采样器加分级采样头在广州市区和郊区设点进行了采样,用GC/ITD和GC/FID对大气气溶胶中的正构烷烃和多环芳烃做了定性和定量分析,并用回归法进行了数据处理,探求了气溶胶中有机物的含量与颗粒物粒径之间的分布关系。结果表明:34~46%的气溶胶颗粒物,31~49%的正构烷烃,50~70%的多环芳烃能穿透和滞留在肺泡;78~79%的气溶胶颗粒物,87~88%的正构烷烃,95~98%的多环芳烃能进入呼吸道,对人体健康的危害很大。研究还发现:大气颗粒物、正构烃和多环芳烃的粒径分布符合对数正态分布规律。      

城市大气中重金属元素在可吸入颗粒物上分布

<正> 大气颗粒物中重金属元素的污染问题愈来愈为人们关注。而对城市大气中重金属元素在可吸入颗粒物上的分布研究尤为注目。可吸入颗粒物能部分沉积于呼吸系统,其中1微米左右沉积于肺胞达80%,对人类健康及生物体产生危害。故研究重金属元素在不同粒径颗粒物中的分布,对防治、控制大气污染,探索大气污染物对人体健康影响等均有十分重要意义。     

西安市冬季霾污染过程生物气溶胶浓度变化及其影响因素研究

生物气溶胶对人体健康的潜在危害不容忽视,但霾污染过程中生物气溶胶变化规律及其影响因素仍不明确.本文利用六级生物气溶胶采样器及大气颗粒物采样器开展了一次典型霾污染过程样品的采集,通过恒温培养测定可培养细菌和真菌浓度,采用4’,6-二脒基-2-苯基吲哚（4’,6-diamidino-2-phenylindole,DAPI）和LIVE/DEAD BacLightTM试剂染色-荧光显微镜计数方法测定总微生物及死/活细菌浓度,并通过其与颗粒物中水溶性离子、金属元素、气象因素及大气氧化性的关系探讨了生物气溶胶分布的影响因素.结果表明,霾污染过程中,可培养细菌和总微生物在轻度污染时浓度最低,随着污染加重其浓度逐渐升高.可培养真菌浓度在霾发生初期大幅增加,平均浓度为污染发生前2.5倍.活菌和死菌浓度在霾过程均呈现先急剧下降后逐渐上升的趋势.可培养细菌粒径分布在霾污染过程中呈现偏态分布（0.65～1.1μm,除中度污染外）和双峰分布（> 7.0μm和1.1～2.1μm,中度污染）,可培养真菌粒径在整个污染过程中呈单峰分布,峰值分别为0.65～1.1μm（污染发生前、中度污染和污染结束）和1.1～2...     

西北某电子垃圾拆解厂室内外重金属污染特征及暴露风险

本研究利用ICP-OES对西北干旱区某规模化电子垃圾拆解厂拆解车间内外空气不同粒径的颗粒物(PM1.0、PM2.5、PM10)及上风向对照点PM2.5中的6种重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的浓度进行了分析测定,基于该数据对拆解车间内外颗粒物中重金属污染浓度水平、粒径分布特征、职业暴露风险以及呼吸系统沉积特征进行了研究。结果表明,拆解车间内外颗粒物中重金属Zn(室内4890 ng·m-3,室外1245 ng·m-3)、Pb(室内1201 ng·m-3,室外240 ng·m-3)、Cu(室内1200 ng·m-3,室外110 ng·m-3)均表现出较高的污染水平,且室内浓度远高于室外数倍,表明拆解活动是造成较室内空气高浓度重金属的主要原因,室内外空气环境污染特征与电子垃圾拆解种类密切相关。粒径分布特征为:车间内空气环境中重金属主要吸附于PM2.5中,车间外主要是赋存于PM10中。职业暴露风险评估显示:Cr的非致癌与致癌风险最高;拆解厂车间室内外6种重金属总非致癌危害指数为1.62×10-3和3.60×10-4,远低于U.S.EPA规定的限定值(1.0);车间室内外致癌总风险值为2.69×10-7和2.59×10-9,小于可接受范围(1×10-6),表明由重金属所导致的职业健康风险相对较小;评估结果表明按国家环保要求规模化建厂的电子垃圾拆解厂空气环境颗粒物中重金属对公共健康造成的风险处于相对安全的水平。颗粒态重金属在人体呼吸系统的不同器官的沉积特征表现为粒径越小,在呼吸系统的深处的沉积比重越大,建议企业应针对细颗粒物给职业工人造成的呼吸健康风险采取相应的减排对策。     

采暖期开始前后北京大气颗粒物中化学元素特征及来源

为比较研究采暖期与非采暖期大气颗粒物的特征,2006年11月,在北京城区采用Andersen分级撞击式采样器进行了大气气溶胶分级采样,并利用ICP-MS对其中22种化学元素浓度进行了分析.结果表明,采暖期As、Se、Mo、Cd浓度较采暖前上升2倍以上,Zn、Pb、Tl、K、Se、As、Cu、Cd、Ag在细粒径段的分布出现大幅度的增长,Zn、Na出现向细粒径段移动的趋势.因子分析表明,在采暖期燃烧源的贡献增强,地壳源的贡献减弱.     

人体微塑料污染特征及健康风险研究进展

微塑料污染不仅是一个环境问题,更是一个社会问题.目前针对环境微塑料来源、丰度和分布,已开展了大量研究,但对人体微塑料暴露水平和潜在健康风险的认识仍非常有限.基于文献计量学方法,系统地梳理总结了当前人体微塑料的暴露途径,揭示了人体微塑料污染的赋存特征及潜在健康危害.结果表明,人体内微塑料主要以粒径小于50μm的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等人工合成聚合物为主.环境微塑料主要通过食物和呼吸途径进入人体,并在肺部和肠胃组织累积,其中小粒径微塑料可通过循环系统分布于各组织器官.基于实验的毒理学实验结果表明,微塑料不仅影响细胞膜完整性、免疫应激、肠道菌群和能量代谢,对生殖系统也具有潜在危害.为科学评估微塑料污染的健康风险,还需进一步加强微塑料毒理效应及其发生机制研究,构建微塑料健康风险评估框架,以科学依据支撑微塑料污染防治.     

西北某电子垃圾拆解厂室内外重金属污染特征及暴露风险

本研究利用ICP-OES对西北干旱区某规模化电子垃圾拆解厂拆解车间内外空气不同粒径的颗粒物(PM_1. 0、PM_(2.5)、PM_(10))及上风向对照点PM_(2.5)中的6种重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的浓度进行了分析测定,基于该数据对拆解车间内外颗粒物中重金属污染浓度水平、粒径分布特征、职业暴露风险以及呼吸系统沉积特征进行了研究.结果表明,拆解车间内外颗粒物中重金属Zn(室内4 890 ng·m~(-3),室外1 245 ng·m~(-3))、Pb(室内1 201 ng·m~(-3),室外240 ng·m~(-3))、Cu(室内1 200ng·m~(-3),室外110 ng·m~(-3))均表现出较高的污染水平,且室内浓度远高于室外数倍,表明拆解活动是造成室内空气较高浓度重金属的主要原因,室内外空气环境污染特征与电子垃圾拆解种类密切相关.粒径分布特征为:车间内空气环境中重金属主要吸附于PM_(2.5)中,车间外主要是赋存于PM_(10)中.职业暴露风险评估显示:Cr的非致癌与致癌风险最高;拆解厂车间室内外6种重金属总非致癌危害指数为1. 62×10~(-3)和3. 60×10~(-4),远低于U. S. EPA规定的限定值(1. 0);车间室内外致癌总风险值为2. 69×10~(-7)和2. 59×10~(-9),小于可接受范围(1×10~(-6)),表明由重金属所导致的职业健康风险相对较小;评估结果表明按国家环保要求规模化建厂的电子垃圾拆解厂空气环境颗粒物中重金属对公共健康造成的风险处于相对安全的水平.颗粒态重金属在人体呼吸系统的不同器官的沉积特征表现为粒径越小,在呼吸系统的深处的沉积百分占比越大,建议企业应针对细颗粒物给职业工人造成的呼吸健康风险采取相应的减排对策.     

北京市不同季节室外细菌气溶胶分布特征及其环境影响因素分析

为了解北京市室外细菌气溶胶的分布特征,基于培养法分析了2020年9月—2021年5月不同季节细菌气溶胶浓度及粒径的分布特征,探讨气象因素(温度和相对湿度)和空气颗粒物(PM₁₀和PM_2.5)对细菌气溶胶分布特征的影响. 结果表明:①北京市室外细菌气溶胶平均浓度为447.10 CFU/m3 (每立方米空气中的菌落形成单位),呈春季〔(648.55±537.24)CFU/m3〕>冬季〔(324.50±181.99)CFU/m3〕>秋季〔(319.59±305.07)CFU/m3〕的特征,不同季节细菌气溶胶浓度差异不显著. ②北京市室外约80%的细菌气溶胶直径大于2.1 μm,细菌气溶胶浓度在第2级(粒径为4.7~7.0 μm)显著降低,峰值粒径出现在第1级(粒径>7.0 μm). 粒径大于7.0 μm的细菌气溶胶在春季与秋季以及春季与冬季之间均存在统计学差异 (p均小于0.05). 可进入人体下呼吸道的细菌气溶胶(≤4.7 μm)比例近50%(冬季、秋季、春季占比分别为61.0%、58.9%、41.6%),冬季空气中可进入人体下呼吸道的细菌气溶胶比例最高. ③Spearman相关性分析表明,室外环境细菌气溶胶浓度与相对湿度呈显著负相关(p<0.05),与PM₁₀浓度呈显著正相关(p<0.05),表明细菌气溶胶浓度受气象因素和空气污染物的影响. 研究显示,北京市室外环境中可进入人体下呼吸道的细菌气溶胶比例近50%,冬季细菌气溶胶暴露风险最高.      

Aerosols and environmental pollution

The number of publications on atmospheric aerosols has dramatically increased in recent years. This review, predominantly from a European perspective, summarizes the current state of knowledge of the role played by aerosols in environmental pollution and, in addition, highlights gaps in our current knowledge. Aerosol particles are ubiquitous in the Earth’s atmosphere and are central to many environmental issues; ranging from the Earth’s radiative budget to human health. Aerosol size distribution and chemical composition are crucial parameters that determine their dynamics in the atmosphere. Sources of aerosols are both anthropogenic and natural ranging from vehicular emissions to dust resuspension. Ambient concentrations of aerosols are elevated in urban areas with lower values at rural sites. A comprehensive understanding of aerosol ambient characteristics requires a combination of measurements and modeling tools. Legislation for ambient aerosols has been introduced at national and international levels aiming to protect human health and the environment.     

基于观测的大气气溶胶散射吸湿增长因子模型研究 ——以2006 CAREBeijing加强观测为例

在2006年北京加强观测期间,以颗粒物－液体转换采集系统(PILS)测量的气溶胶各可溶性离子组分的质量浓度、颗粒物分级采样器(MOUDI)测量的各可溶性离子组分及有机碳(OC)、碳黑(EC)的分级质量谱分布为基础,对离子组分的可能存在形态进行判断,计算了化学组分质量浓度及各化学物种的粒径数谱浓度;利用Mie模型及各化学物种的密度、折射率、吸湿粒径增长因子等参数计算得到外混、内混的粒子群在干燥状态、不同相对湿度下的散射系数,最终计算得到不同化学组分外混、内混状态下的散射吸湿增长因子;将模型模拟的气溶胶散射吸湿增长因子与观测得到的该因子进行对比,发现模拟值与观测值能够在一定误差范围内吻合,实现了该因子的闭合实验.     

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(II)—空中大气气溶胶污染特征研究

大气气溶胶在酸性降水中的作用非常重要。在“八五”期间酸性降水的研究中,进行了华北地区冬季空中大气气溶胶污染特征的分析和研究,填补了国内外相关研究领域的空白。结果表明,华北地区冬季空中大气气溶胶污染比较严重,形成了浓度与地面相近的空中污染区域,大气气溶胶主要来源于煤炭燃烧等人为过程。同时大气气溶胶具有较强的酸性,有利于酸性降水的形成。      

突发性水污染事故应急健康风险评价

基于US NAS健康风险评价理论,构建包括危害鉴别、剂量效应评价、暴露评价和风险表征4部分内容的突发性水污染事故应急健康风险评价技术体系.该技术体系充分考虑突发性水污染事故污染物对于人体健康“短时间、高剂量”的暴露特点,提出了突发性水污染事故污染物应急参考浓度的计算方法,以健康危害商值定性描述突发性水污染事故的健康风险,并通过统计推断健康危害商值的概率分布定量描述突发性水污染事故的健康风险,并实现风险分级.以松花江硝基苯水污染事故为例,对突发性水污染事故应急风险评价技术进行验证,计算获取的以保护成人和儿童的应急参考浓度分别为0.175,0.05mg/L,污染事故的健康风险值分别为29%和62%,分别隶属于中级和高级风险水平.实例表明应急健康风险评价技术体系能够有效表征突发性水污染事故的健康风险,在一定程度上可以为突发性水污染事故的应急管理提供依据.     

黄渤海上空气溶胶类型判别及其成因分析

气溶胶是大气环境的重要组成部分,其对天气和气候变化有重要影响,对人类健康也有危害.对气溶胶类型的区分有利于判别气溶胶的来源,这对控制气溶胶污染源、改善区域环境质量有重要的推动作用.本文基于黄渤海区域6个观测点的实测数据和卫星遥感数据,采用聚类分析方法对黄渤海上空的气溶胶进行分类,并采用拉格朗日轨迹追踪法判定气溶胶的来源.研究发现,黄渤海上空的气溶胶类型以清洁大陆型和生物燃烧以及城市/工业型为主,陆源输入是黄渤海上空气溶胶的重要来源.清洁大陆型的气溶胶在黄海中部的贡献率相比于其余海域偏低,这也间接表明近岸的气溶胶更易受到来自陆地的影响,离岸区域受陆地的影响相对较小.     

半干旱区沙尘天气对0010～10 μm沙尘气溶胶分布的影响

利用WPS粒子谱仪对内蒙古朱日和背景天气及沙尘天气的气溶胶数浓度进行了观测,研究了不同天气背景下沙尘气溶胶数浓度及谱分布特征. 结果表明:在背景天气和沙尘天气下,0.010～0.020,0.021～0.100,0.101～1.000,1.001～2.500 μm等粒径段的气溶胶数浓度差别较大;沙尘天气对各粒径段,尤其是大于1.0 μm的气溶胶数浓度影响较大,沙尘暴过程中1.001～2.500 μm粒径段的气溶胶数浓度约为背景天气的35倍;各粒径段气溶胶数浓度在不同天气背景下的日变化规律有所不同,受气象要素的影响较大. 对沙尘气溶胶谱分布的分析可知,沙尘暴发生前后1 h的沙尘气溶胶谱型均符合Lorentz分布,背景天气下同时段的沙尘气溶胶谱型也符合Lorentz分布;沙尘天气下沙尘气溶胶谱型在沙尘暴发生前1 h的主峰值比背景天气高1个数量级,沙尘暴发生后1 h的峰值半径明显移向大粒子.      

大气气溶胶干沉降研究进展

从干沉降速度定义出发,综述了过去几十年来国内外在气溶胶干沉降实验技术和理论方面的主要进展.气溶胶粒子从大气向地表沉降的过程决定于颗粒物的粒径、密度和空气粘性系数,同时受空气动力学阻力、粘滞层阻力和表面收集阻力的影响,这些阻力分别与大气层温度、风速、相对湿度等微气象条件密切相关.获取干沉降速度的方法主要有示踪法、梯度法和涡流相关法等.风速的三维瞬时量、动能、摩擦速度、温度和涡旋扩散系数可由超声风速温度仪测定.由于气溶胶具有很宽的粒径谱分布,通常使用几台仪器（如串联式多级采样器、空气动力学粒径谱分布仪和扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪）进行联合测量.干沉降参数化方案中,基于斯托克斯定律的物理模型着重于平衡重力、浮力和阻力的作用,半经验方案则进一步考虑了大气湍流、分子运动以及表面捕获机制包括布朗扩散、碰撞、截留、反弹、热泳和扩散泳.然而,参数化方案预测结果在某些粒径段与外场测量数据仍存在显著差异.结合目前干沉降研究存在的问题,对今后气溶胶干沉降的研究方向和技术方法进行了展望.     

北京大气气溶胶表面无机组分的静态飞行时间二次离子质谱研究

采用特定的样品处理方式,利用静态飞行时间二次离子质谱(Static-TOF-SIMS)技术,对使用通用型大气污染物采样仪VAPS(URG-3000K)采集于非导电性的滤膜(聚碳酸酯滤膜)上的大气气溶胶细粒子(PM_2.5)与粗粒子(PM_2.5～10)的表面无机组分进行了探索性的比较分析.结果表明:大气气溶胶细粒子与粗粒子的表面无机组分组成特征具有明显的差异;气溶胶细粒子表面存在着大气中二次形成的亲水性化合物,会对其表面的疏水性/亲水性特征产生影响,从而影响其大气化学行为;气溶胶粗粒子表面存在氟化物,对生态环境和人体健康具有潜在的危害性,应该重视对气溶胶中氟污染的研究与控制;静态飞行时间二次离子质谱可以成为研究大气气溶胶表面化学组成特征的有利分析手段.