室内空气中苯并[a]芘的健康限值研究

应用健康风险评估方法,基于中国人群暴露参数特征推导我国不同人群的室内苯并[a]芘（Benzo[a]pyrene,BaP）浓度限值.并通过文献调研收集我国室内空气中BaP浓度,运用蒙特卡洛方法计算不同人群的BaP暴露致癌风险,探讨限值的可达性.研究发现,基于具有全国代表性人群暴露特征推导所得的BaP限值的平均值±标准偏差为（1.38±0.32）ng/m³,与我国现行《室内空气质量标准》（GB18883-2002）中的BaP限值相近.基于城市男性、女性暴露特征推导的健康限值分别为1.34ng/m³和1.40ng/m³,基于农村男性、女性暴露特征推导的限值分别为1.35ng/m³和1.41ng/m³.基于低年龄人群暴露特征推导的限值要低于高年龄段人群限值.我国大部分室内空气BaP实际监测浓度高于本研究推导出的健康限值,建议持续加强室内清洁能源使用和控烟等措施,减少BaP室内暴露风险.     

西安市娱乐场所室内空气中苯与甲醛的健康风险评价

在对西安市网吧、KTV、咖啡厅、酒吧4类娱乐场所空气中苯、甲醛浓度监测的基础上、评价其致癌风险。检测结果表明,除咖啡厅空气中苯浓度均值未超过GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》限值（0.11mg/m³）外,甲醛和其他娱乐场所空气中苯与甲醛的浓度均超过国家规定限值。健康风险表明,西安市娱乐场所男性从业人员面临的苯与甲醛的致癌风险均值分别为6.21×10⁵、10.59×10^-5,女性则分别为5.46×10^-5、9.32×10^-5,均超过美国环保局制定的可接受风险值,存在较大致癌风险。     

北京市不同年龄人群PM2.5载带重金属的健康风险

在北京中心城区（北2~3环路）利用大流量颗粒物采样器连续采集了2016年全年共218个PM_2.5样品,通过电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定了其中9种重金属元素,即As、Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V、Zn.结合我国人群暴露参数,利用美国环保署推荐的健康风险评价模型,对北京市1~80岁不同年龄人群致癌非致癌健康风险进行了评价.结果显示：2016年北京市PM_2.5重金属中Zn、Pb、Cu质量浓度最大,依次为（291±553）ng/m³、（53.6±73.5）ng/m³、（25.0±59.7）ng/m³,其次为As、Ni;所有重金属中,As具有最大致癌风险贡献（62.5%）,Co具有最大非致癌风险贡献（29.0%）.不同年龄、性别人群的重金属危害指数（HI）均小于1,显示无非致癌健康风险,另外,儿童期HI值大于成人期.不同年龄、性别人群的重金属总致癌风险（CR）均位于10^-6与10^-4范围（即每1万~100万的人群数量中增加1个癌症患者）,显示无显著致癌风险,另外,随着年龄的增长致癌风险增加.此外,同一年龄人群中,女性致癌及非致癌风险均稍低于男性.     

杭州市公共场所内空气中PBDEs污染特征及暴露

为评估杭州市典型室内公共场所空气中多溴联苯醚（PBDEs）的污染现状,2016年5~8月和9~12月期间,采用空气被动采样技术（PUF-PAS）在17家室内公共场所总计采集54个空气样品,经样品预处理和GC-ECD分析后,结果表明,5类环境空气样品中∑₁₄PBDEs浓度均值大小依次为网咖（2470.43pg/m³）>建材市场（1119.87pg/m³）>电子市场（660.84pg/m³）>商场（478.37pg/m³）>图书城（182.18pg/m³）.最主要的特征单体均为BDE-209,占总量的36.79%~56.21%,BDE-47、BDE-99、BDE-153、BDE-183也是PBDEs在空气中较主要的同系物,其最高浓度分别占7.77%,7.56%,6.32%和7.73%.评估PBDEs人群暴露水平的结果表明,网咖内暴露水平最高,图书城则为最低,其浓度分别为570.10和44.79pg/（kg×d）.室内空气中,对人群PBDEs总摄入量贡献最高的特征单体是BDE-209,平均水平为18.44~323.70pg/（kg×d）,最低的则为BDE-183,平均水平为1.75~20.05pg/（kg×d）,目前杭州市各典型室内公共场所PBDEs人群暴露水平相比美国环境保护署（EPA）提出的参考剂量较低.     

轿车内苯系物的健康风险评价

为分析车内苯系物污染对不同性别驾乘人员的致癌风险和非致癌风险,对65辆轿车内空气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(乙苯)和ρ(二甲苯)进行评价;提出车内苯的基本致癌风险浓度与危险致癌风险浓度概念及其计算公式,并与国内外相关标准中苯系物浓度标准限值进行对比分析. 结果表明:65辆轿车内空气中苯系物H_fz(综合非致癌指数)的最大值为0.44,低于US EPA(美国国家环境保护局)规定的非致癌风险基本值(1),对乘客与司机均不存在非致癌风险;但苯对司机H_za(致癌指数)的平均值为129.3×10-6,致癌风险较高;苯对男性乘客、女性乘客、男性司机与女性司机的C_wx(危险致癌风险浓度)分别为450.0、470.0、67.5和70.4 μg/m3. GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》中苯浓度标准限值对司机H_za的平均值为1.59×10-4,大于US EPA规定的苯致癌风险危险值(1×10-4),构成致癌危害;苯系物浓度标准限值对司机H_fz的平均值为1.15,构成非致癌危害. 轿车内空气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(乙苯)和ρ(二甲苯)的合理限值分别为0.068、1.000、1.350和1.350 mg/m3.      

广州典型印刷企业VOCs排放特征及环境影响和健康风险评价

本文以广州市典型印刷企业为研究对象,通过对各排放环节的浓度和组分的全面统计和综合分析,深入探讨广州市该行业VOCs排放特征、环境影响及人体健康风险.结果表明,印前环节车间VOCs浓度为3.51~73.57mg/m³,印刷环节车间VOCs浓度为0.86~435.10mg/m³,印后环节车间VOCs浓度为0.05~221.93mg/m³,废气治理设施出口浓度为4.28~66.84mg/m³,处理效率为3.01%~54.90%;且VOCs物种以芳香烃类、醇醚类和酯类为主,平均臭氧生成潜势为111.09mg/m³,其中芳香烃类物质对环境影响贡献和人体健康风险较大,建议加强针对性控制.     

降低长三角地区O3暴露风险的前体物减排路径优化研究

O₃污染的防治需要在分析O₃人群暴露风险特征的基础上,对前体物的减排路径进行优化.长三角地区是我国O₃浓度高、暴露风险大、前体物排放集中的地区之一,其减排路径的优化分析对于全国而言具有借鉴意义.本文以GB 3095—2012《环境空气质量标准》中O₃浓度二级标准限值(160μg/m³)为目标,基于长三角地区的人群暴露风险探讨了不同减排路径下的O₃污染控制效果.首先,运用WRF-CAMx模型,依据不同的NO_x和VOCs减排率模拟了121种减排情景作为基础数据集,引入响应曲面模型(RSM)来划分长三角地区不同城市的控制区类型,并结合人口暴露风险指数来评价O₃暴露的风险程度,将中高暴露风险地区与控制区耦合,设置HN区(NO_x控制区中的O₃暴露中高风险城市)和HV区(VOCs控制区中的O₃暴露中高风险城市);其次,设置了7条不同的NO_x     

隧道环境PM2.5载带重金属污染特征与健康风险

在南京富贵山隧道开展机动车排放的颗粒物浓度及其载带重金属元素对人群健康的影响研究,对PM_2.5的浓度水平与变化特征、载带重金属元素组分进行分析,并通过美国环保局（US EPA）的健康风险评价模型对重金属的健康风险进行了评价.结果表明,工作日隧道进口和出口处的PM_2.5质量浓度为（78.67±24.58）μg/m³和（164.2±45.13）μg/m³,非工作日颗粒物浓度略低于工作日.采样期间隧道出口处PM_2.5载带的Zn、Cu和Mn元素的浓度质量较高,受机动车污染影响较大.富集因子结果显示,隧道进出口处,Cd、Sb、Sn、Zn、Cu、Mo、Pb和As等元素的EF>10,受人为污染源排放影响,Co、Mn、Cr、Ni、V和Tl等元素EF<10,在隧道中几乎没有富集.健康风险评价结果表明,对于儿童,测试期间隧道进出口处的非致癌风险危险指数（HI）均大于1,具有非致癌风险,对于成人,测试期间隧道进出口处的非致癌风险危险指数（HI）均小于1,非致癌风险在安全范围内.但颗粒物载带的Cr和As元素致癌风险均超过EPA推荐的可接受风险阈值（10^-6）,具有明显的致癌效应.     

全球PM2.5人口暴露风险时空格局

基于PM_2.5遥感数据和人口格网数据,利用污染物人口暴露风险模型、Theil-Sen Media和Mann-Kendall等方法,分析了2000~2016年全球PM_2.5人口暴露风险时空分布特征,并识别出暴露高风险区域.结果表明,PM_2.5遥感数据和人口格网数据可以客观地评价暴露风险程度.全球PM_2.5平均浓度在各大洲差异显著,PM_2.5污染的高值区域主要分布在东亚、南亚和东南亚.PM_2.5质量浓度的多年平均值从高到低分别是亚洲14.7μg/m³、非洲8.1μg/m³、欧洲8.03μg/m³、南美洲5.69μg/m³、北美洲4.41μg/m³和大洋洲1.27μg/m³.2000~2016年,全球PM_2.5人口暴露风险在宏观尺度上呈逐渐减少的趋势,而在区域内则呈现出差异性.空间上,全球PM_2.5人口暴露风险各大洲从高到低依次为亚洲5.94、非洲0.62、欧洲0.45、南美洲0.32、北美洲0.27和大洋洲0.01.时间上,2000~2016年,亚洲和非洲PM_2.5人口暴露风险呈增长趋势,欧洲和北美洲呈减少趋势,大洋洲和南美洲变化幅度较小.     

宁东基地大气PAHs污染特征及呼吸暴露风险

利用主动观测技术对宁东能源化工基地大气PM_2.5、PM_1.0和气相中的PAHs浓度水平、族谱特征、时空分布及来源进行研究,并基于该观测数据对居民呼吸暴露健康风险进行评估.结果表明,宁东基地大气PM_2.5、PM_1.0及气相中∑₁₆PAHs浓度范围分别为：17.95~325.12ng/m³、12.66~311.96ng/m³和26.33~97.88ng/m³,年均浓度分别为（99.42±117.48）ng/m³、（78.88±100.58）ng/m³和（57.89±47.39）ng/m³.宝丰基地冬夏季大气PM_2.5、PM_1.0和气相中∑₁₆PAHs浓度水平均明显高于英力特;宝丰和英力特基地冬季大气PM_2.5、PM_1.0中∑₁₆PAHs浓度水平均明显高于夏季浓度.宁东基地大气中∑₁₆PAHs的浓度水平要高于国内外其他城市,大气PAHs污染较为严重.源解析表明夏季宁东基地PAHs的主要排放源是工业煤燃烧和机动车尾气,冬季则主要来自工业煤燃烧和木材、薪柴等生物质燃烧排放.宁东基地人群暴露于大气PAHs可能会造成平均冬季每百万人中约有33~2628人罹患癌症,夏季每百万人中约有11~834人罹患癌症的风险.     

深圳市大气中PM2.5载带金属污染特征及健康风险

于2020年3月～2021年2月对深圳市道路环境空气中PM_2.5载带的15种金属元素的质量浓度进行时间分辨率为1h的全年在线观测.结果显示,深圳市道路环境空气中PM_2.5载带金属元素的总平均浓度为(1062.3±434.6) ng/m³,其中Fe、Al、K、Ca和Zn为主要贡献元素,在金属元素中总贡献达到95.5%.Fe的浓度较高,受到与道路扬尘和机动车排放的强烈影响.金属浓度存在着显著的季节性差异,冬季浓度最高(1709.3ng/m³),夏季最低(644.1ng/m³).Mn、Fe、Cr、Zn和Ca元素呈现明显的双峰日变化分布,与机动车流量高峰一致.昼夜浓度分布结果显示,夜间船舶排放V和Ni的浓度高值得关注,而Mn、Zn和Ca的浓度白天较夜晚高,与白天机动车流量较高有关.高污染日总金属日间浓度和夜间浓度均为全年日间和夜间平均浓度的1.9倍.成年人与儿童暴露于深圳市道路环境空气的非致癌风险均低于阈值1,但是总致癌风险(6.5×10^-6)超过阈值10     

基于随机森林模型的中国近地面NO2浓度估算

NH₃针对传统近地面NO₂浓度空间模拟过程中NO₂浓度与其影响要素之间关系的复杂非线性机制解释不充分的缺陷,本研究基于随机森林（RF）算法、融合多源地理要素开展了近地面NO₂浓度空间分布模拟研究.以卫星OMI对流层NO₂柱浓度数据和多源地理要素（道路交通、气象因子、土地利用/覆盖、地形高程、人口数量）为输入变量,近地面NO₂浓度为输出变量,利用RF算法构建近地面NO₂浓度反演模型.通过对比地面观测数据与传统土地利用回归模型（LUR）检验RF模型的有效性,基于所构建的最优RF模型在不同时间尺度下模拟分析中国大陆地区近地面NO₂浓度空间分布特征.结果表明：（1）集成多源地理要素的RF回归模型精度高,月均模型整体拟合度R² 0.85,RMSE 6.08μg/m³,交叉验证的R² 0.84,RMSE 6.33μg/m³,显著高于LUR模型（拟合R² 0.53,RMSE 10.48μg/m³,交叉验证的R² 0.53,RMSE 10.49μg/m³）; （2）地面NO₂浓度与预测变量呈现显著的复杂非线性与时间尺度依赖关系,卫星OMI柱浓度对模型影响程度最大,重要性指标IncMSE介于97.40%~116.54%,多源地理特征变量对RF模型同样具有不可忽视的贡献力（IncMSE在23.34%~47.53%之间）;（3）中国大陆地区NO₂污染程度较高,年均模拟浓度为24.67μg/m³,存在明显季节性空间差异,NO₂浓度冬季（31.85μg/m³） > 秋季（24.86μg/m³） > 春季（23.24μg/m³） > 夏季（18.75μg/m³）,呈现以华北平原为高值中心、向外围逐渐减轻的空间分布格局.较已有研究揭示对流层NO₂柱浓度宏观分布特征,本研究对近地面NO₂污染特征的研究成果对于合理制定污染防控策略、降低居民暴露健康损害具有指导意义.     

基于梯度提升回归树算法的地面臭氧浓度估算

将机器学习中的梯度提升回归树（GBRT）算法应用到中国地区地面O₃浓度制图中,利用地面O₃浓度观测数据,结合WRF气象数据、MODIS植被归一化指数以及高程人口数据建立训练预测数据集.通过反向变量选择法选取模型最佳特征变量对其进行训练,十折交叉验证结果：决定系数R²=0.89、均方根误差RMSE=4.75μg/m³.同时对全国O₃人口暴露水平进行评估.结果表明：在暴露强度上,我国人口加权O₃浓度值排在前5的省依次是山东、河南、江苏、河北、上海,均值浓度为94.48μg/m³.在暴露持续时间上,非达标天数最多的5个省依次是河南、山东、河北、宁夏、北京,一年内有42%的天数处于非达标的状态.     

室内外PM2.5中金属元素的污染特征及来源

在南京市仙林地区住宅楼内和室外采集PM_2.5样品,分析PM_2.5中金属的污染特征及主要来源.结果显示,室内外PM_2.5平均浓度分别为80.56μg/m³和96.77μg/m³,室内外PM_2.5浓度比（I/O）平均值为0.87.除Mg外,室外其他金属平均值均高于室内.元素Pb室内外浓度相关性最高,R值为0.807.室内外PM_2.5中金属元素Cd、Cu、Pb、Zn、As、Co、Cr和Ni富集程度较高.主成分分析结果显示,室外PM_2.5中金属的主要来源为土壤尘、交通排放、金属冶炼、垃圾焚烧等;室内PM_2.5中金属可能的来源为室外颗粒物的渗透及室内烹饪和家具材料等.     

基于集总参数模型的室内PM2.5浓度预测

基于颗粒物浓度集总参数模型建立室内PM_2.5预测模型,同时对模型中的关键参数穿透率、沉降率理论模型进行理论计算.以常州市某住宅建筑为例,通过动态模型对穿透率和沉降率模型进行实验验证,实验采样时间为2017年3月~2018年1月.根据实验数据计算换气次数在0.31~0.89h^-1范围内PM_2.5通过维护结构的穿透率为0.78~0.97,室内PM_2.5沉降率为0.3~0.69h^-1.本模型能较好地适用于自然通风、机械通风等不同通风工况室内颗粒物浓度预测.当室外PM_2.5浓度在135~150μg/m³变化时,使用过滤效率为82%的新风系统可维持室内PM_2.5浓度值在40~46μg/m³.     

垃圾焚烧厂周边大气二噁英含量及变化特征——以北京某城市生活垃圾焚烧发电厂为例

2013年4月至2014年1月对北京市某生活垃圾焚烧厂周边4km范围内5个采样点环境空气中二噁英含量、组成特征及季节变化特征进行了分析.结果表明该垃圾焚烧厂周边环境空气中PCDD/Fs质量浓度的变化范围为8.3~115pg/m³,毒性当量(TEQ)变化范围为0.11~1.9pg I-TEQ/m³,其中秋季1个采样点和冬季全部采样点超出日本环境空气质量标准限值(0.6pg I-TEQ/m³).1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDF均是四季空气中PCDD/Fs质量浓度的主要贡献单体,而2,3,4,7,8-PeCDF是总TEQ贡献最大的单体.空间分布特征表现为近源点位(~400m)浓度水平较高而其他点位(>1000m)浓度水平与距污染源距离远近没有显著相关性;季节变化特征表现为冬季值显著高于其他季节,分析可能与冬季采暖及大气扩散条件差导致的大气整体污染较重有关.样品中二噁英同族体及异构体分布指纹谱图与焚烧设施排放烟气存在差别,主成分分析(PCA)源解析结论与指纹谱图特征分析结论一致,体现为多种污染源共同作用的影响.二噁英呼吸暴露剂量估算结果表明该区域人群呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平(0.034~0.161pg I-TEQ/(kg·d)),但仍需关注大气重污染天气发生时的呼吸暴露风险.     

乘用车内空气质量健康风险评估

为研究我国乘用车内空气的污染现状,采用二次热解析-毛细管气相色谱/质谱联用及高效液相色谱法,测定了16个品牌的市售新车车内空气中BTEX(苯、甲苯、乙苯和二甲苯)、苯乙烯、甲醛、乙醛和丙烯醛等8种污染物质量浓度,并对其健康风险进行了评估. 结果表明:8种污染物的质量浓度除乙醛外均低于GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》中的标准限值,ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(乙苯)、ρ(二甲苯)、ρ(苯乙烯)、ρ(甲醛)、ρ(乙醛)和ρ(丙烯醛)范围分别为3.00～73.00、69.00～798.00、18.00～469.75、46.00～1 296.42、12.00～46.00、19.00～72.00、43.29～323.00和5.20～7.60 μg/m3. 致癌物质苯、甲醛和甲苯的质量浓度最高值分别为GB/T 27630—2011各自标准限值的66.36%、72.00%和72.55%;二甲苯质量浓度点离散程度较小,分布集中,其平均值为GB/T 27630—2011标准限值(1 500 μg/m3)的11.86%;ρ(乙苯)最大值为其标准限值的1/3左右;而ρ(苯乙烯)和ρ(丙烯醛)远低于各自标准限值. ρ(苯)和ρ(甲醛)对驾乘人员的健康均可能造成致癌风险. 对于男性职业司机,苯和甲醛平均浓度的致癌风险分别为US EPA(美国国家环境保护局)规定的致癌风险基准值(1×10-6)的18.86和60.67倍,而二者对女性职业司机的致癌风险仅比男性降低了12.53%;对于男性普通驾乘人员,苯和甲醛平均浓度的致癌风险分别为基准值的2.83和9.10倍,女性略低于男性. 二甲苯平均浓度的非致癌风险是US EPA规定的基准HI(非致癌风险指数,取1)的1.78倍. 研究表明,为降低车内空气中有害物质对车内乘员的健康危害,需要采用环保的内饰材料,改善车内空气质量.