农村地区固体燃料使用导致的多环芳烃污染和健康风险

为了考察固体燃料使用导致的农村地区多环芳烃污染现状,并评估其对居民造成的健康风险,在北方(山西太谷)和南方(四川南充)选取典型农村家庭,配对测定了农户室内外空气中28种多环芳烃浓度,分析了不同地区多环芳烃污染特征,并评估了居民的呼吸暴露风险。山西室内外多环芳烃浓度分别为(283.7±256.0) ng·m-3和(135.2±50.4) ng·m-3,四川室内外多环芳烃浓度分别为(163.4±132.8) ng·m-3和(87.6±46.2) ng·m-3,室内浓度显著高于室外浓度,室内外比值(I/O)分别为2.3和1.8,室内源是影响多环芳烃污染的主要因素。虽然,高环多环芳烃的质量浓度只占总浓度的13%～25%,但其毒性却占到总毒性的70%～89%,说明对高环多环芳烃应予以更多关注。使用蜂窝煤的家庭,其室内多环芳烃浓度要比用薪柴的低74%。通过对2个地区居民进行风险估算发现,山西和四川居民因为多环芳烃暴露的终身致癌风险分别为1.1×10-4和4.8×10-5,都高于可接受水平10-6,说明这2个地区具有较高的暴露风险,亟待关注。     

城市回用水中多环芳烃致癌风险评价

为评价人群暴露于城市回用水中16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)对于人体健康的潜在风险,采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用的分析化学方法对不同季节回用水中16种PAHs进行定量分析;在此基础上采用美国国家科学院和国家研究委员会提出的环境健康风险评价方法,分析不同回用条件下具有中国水体基质特色的城市回用水中PAHs健康风险.结果显示,回用水样中16种PAHs的总浓度为1 422.85 ng·L-1,污水处理厂二级出水水样16种PAHs的总浓度为1 791.77 ng ·L-1,经过处理后回用水中PAHs含量有所降低.风险评价分析结果显示,回用水在城市绿化、农业灌溉和景观娱乐3种不同回用途径下多环芳烃的致癌风险分别为788×10-8、2.77×10-6、3.04×10-6,总致癌风险为5.89×10-6.以上结果可以得出,回用水在城市绿化、农田灌溉和景观娱乐接触过程中多环芳烃所增加的致癌风险很低,回用水中多环芳烃的健康风险处于可接受水平.     

东莞市夏季大气颗粒物中的多环芳烃及硝基多环芳烃

以东莞市2011年夏季不同区域的大气颗粒物为研究对象,定性定量分析了其中多环芳烃(PAHs)及硝基多环芳烃(NPAHs)的浓度、组成.采用特征比值法分析了PAHs及NPAHs的来源,并通过PEFs毒性评价法评价了颗粒物中多环芳烃及硝基多环芳烃的BaP等效毒性,估算出个体致癌指数.结果表明东莞市颗粒物上16种多环芳烃总含量在12.60—193.95 ng·m-3范围内,6种硝基多环芳烃的总含量在5.88—62.79 ng·m-3,隧道环境中多环芳烃及硝基多环芳烃的浓度最高.除隧道环境中颗粒物的等效毒性及个体致癌指数超标外,东莞市颗粒物上PAHs及NPAHs对人体均不构成严重威胁.     

北京大气颗粒物中多环芳烃浓度季节变化及来源分析

使用大流量滤膜采样器,从2006年9月至2007年8月,每周同时采集北京城市大气可吸入颗粒物(PM10)和细粒子样品(PM2.5)各一次,二氯甲烷超声抽提一气相色谱/质谱分析了17种多环芳烃(PAHs)浓度,结果表明,春、夏、秋、冬四季北京大气PM10和PM2.5中PAHs总量分别为63.8±44.6ng·m-3、43.2±4.5ng·m-3、84.7±108.3ng·m-3、348.0±250.0ng·m-3和54.7±17.3ng·m-3、40.3±8.6ng·m-3、66.1±81.5ng·m-3、337.7±267.2ng·m-3;约有70%的PAHs存在于细粒子PM2.5中,其质量浓度有明显季节变化,冬季>秋季>春季>夏季;颗粒物中PAHs主要以4、5、6环存在,其中4环以上占79.4%.源解析表明,北京大气颗粒物中的PAHs主要来自燃煤,同时汽油、柴油燃烧排放也不能忽略.结合气象要素分析,温度升高和太阳辐射增强易造成多环芳烃挥发和反应,湿沉降有利于多环芳烃随颗粒物清除.     

湖北农村燃柴和燃煤家庭大气多环芳烃污染特征和呼吸暴露风险

以具有致癌毒性的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)为对象,本研究于2014年1月(冬季)在湖北恩施农村地区使用煤炭和薪柴的家庭中同步采集了室内外空气样品,分析了室内外空气中28种PAHs(∑PAH28)的浓度水平、成分谱和粒径分布,重点比较了不同燃料家庭的污染特征差异,并据此估算了暴露人群的健康风险。结果表明,在燃煤家庭,∑PAH28的室内和室外浓度分别是(507±449) ng·m~(-3)和(120±18) ng·m~(-3);而在燃柴家庭,其室内和室外∑PAH28浓度分别是(849±421) ng·m~(-3)和(268±44) ng·m~(-3)。受室内排放源影响,室内PAHs浓度显著高于室外,室内外∑PAH28浓度比值在2～13。颗粒态PAHs主要集中在细颗粒物上,PM1.0(空气动力学直径小于1.0μm)上的PAHs占到颗粒态PAHs的50%～80%。燃煤家庭的居民因PAHs呼吸暴露导致的终生致癌风险的中位数是1.8×10~(-5)(四分位距是1.2×10~(-5)～3.1×10~(-5)),使用薪柴的家庭人群暴露风险7.1×10~(-5)(6.5×10~(-5)～7.8×10~(-5))。无论是燃煤还是薪柴的家庭,居民因PAHs呼吸暴露导致的终生致癌风险均超过10-6的可接受风险水平,表明该地区的高浓度PAHs污染致使当地人群存在较高的致癌风险。     

临汾市售蔬菜中多环芳烃污染特征及致癌风险分析

为了研究临汾市食物中多环芳烃(PAHs)的污染特征及对人群的健康影响,本研究于2015年1月采集当地居民普遍食用的9种蔬菜,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测蔬菜中8种多环芳烃(Nap、Ace、Acy、Fle、Phe、Ant、Flu、Pyr)。研究表明,PAHs在9种蔬菜中均有检出,PAHs的总浓度范围是24.86~82.85 ng·g~(-1),平均为44.13 ng·g~(-1)。其中PAHs含量最高的是圆白菜(82.85 ng·g-1),最低的是山药(24.86 ng·g~(-1))。通过来源分析发现来源地蔬菜中PAHs主要来源于液体化石燃料燃烧。临汾市不同人群食用蔬菜引起的终身增量致癌风险(ILCR)在1.27×10~(-6)~7.07×10~(-6)范围内,在目前蔬菜消费量下存在潜在致癌风险。     

广州夏季办公室内细颗粒中多环芳烃污染特征研究

大部分的都市办公人群每天在办公室至少度过8 h。而室外环境的渗透、办公室内吸烟、办公设备使用和中央通风系统均可能导致细颗粒物及多环芳烃(PAHs)在室内积聚而造成微环境污染。2015年5—6月,在广州市3种不同功能区(商住区、高新产业区、工业区)共选取了14间不同类型的办公室,对其室内外PM_(2.5)和多环芳烃进行同步监测。结果表明,(1)14间中有12间办公室内的PM_(2.5)浓度水平高于世界卫生组织(WHO)的推荐值25μg·m-3;(2)与国内外类似研究相比,办公室内外∑16PAHs及Ba P-eq的监测浓度水平均较低,并呈现一致规律:文印>室外>吸烟>多人>单人>无窗(无人),其中Ba P-eq低于欧盟规定的安全限值1 ng·m-3;(3)文印工作和吸烟行为与室内PM_(2.5)和PAHs浓度升高有密切关系,分别对5环和4环PAHs贡献明显;(4)其他无明显内源的办公室的细颗粒中PAHs污染在监测期间主要来源于室外贡献。     

徐州市售蔬菜中多环芳烃污染与健康危害

为了分析徐州市蔬菜中多环芳烃(PAHs)的污染及其对人群的健康危害,本研究于2016年5月在徐州大型农贸市场和超市采集了当地居民经常食用的7种蔬菜样品,使用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了蔬菜样品中的8种中低环PAHs。结果表明PAHs总含量为27.7~53.8 ng·g-1,其中2、3环分别占总PAHs的45.53%、45.65%。不同类型蔬菜中PAHs含量为:叶菜类>根菜类>果菜类。运用毒性当量法计算得到徐州市不同人群对PAHs的摄食暴露量为7.88~14.65 ng·d-1,引起的致癌风险在1.79×10-7~1.08×10-6范围内,处于低致癌风险水平,但是其健康影响仍不容忽视。     

北京市冬季大气气溶胶中PAHs的污染特征

利用大流量颗粒物采样器采集了2005-2006年冬季北京市大气气溶胶中PM10和PM2.5样品,采用气相色谱/质谱技术对样品中的多环芳烃进行检测.结果表明:北京市冬季大气颗粒物PM10和PM2.5中PAHs总量分别为520.5±476.9ng·m-3和326.8±294.3ng·m-3,且大部分存在于细粒子中,4环以上的稠环芳烃占总浓度的87%.根据荧蒽/芘等比值指标判别,北京市冬季PAHs主要以燃煤排放为主,其次是石油燃烧交通排放.风速增大和太阳辐射曝辐量增强,都会降低颗粒物中多环芳烃浓度.     

天津市土壤多环芳烃污染特征、源解析和生态风险评价

采用气相色谱-质谱联机方法(GC-MS)分析了天津市不同功能区10个采样点表层土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)的浓度,并对其污染特征、来源和生态风险进行了分析.结果表明:天津市土壤中16种多环芳烃的总浓度(∑PAHs)范围为142—1.49×103ng·g-1,平均浓度765 ng·g-1,Bap浓度范围7.06—118 ng·g-1,平均值37.6 ng·g-1.∑PAHs浓度均值呈工业区近郊区城区远郊区趋势.采用PAHs成分谱、污染物的特征比值和主成分分析的污染来源解析结果表明:工业区PAHs主要来源于焦化、煤和天然气的燃烧,以及机动车的污染排放;城区和郊区土壤中PAHs除来自于煤和焦炭的燃烧外,机动车污染是一个非常重要的污染源.根据荷兰土壤质量标准,所有采样点均有PAHs单体超标,其中西青、津南、北辰、汉沽、塘沽和大港采样点超过荷兰土壤标准规定的10种多环芳烃的苯并(a)芘(Bap)毒性当量浓度(TEQ Bap10)限值33 ng·g-1,说明天津近郊区和工业区土壤已受到PAHs的污染,存在潜在的生态风险.     

大气细颗粒物(PM_(2.5))中多环芳烃的分析测定与污染特征

采集了北京西三环地区的PM2.5样品,利用超声提取(UE)-固相萃取法(SPE)分离富集得到PM2.5中的多环芳烃(PAHs),对不同的固定相及洗脱液比例进行PAHs回收率比较,得到最优预处理条件.建立了基于HPLC-UV的PM2.5中PAHs分析方法,定量检出17种典型PAHs.对2014年4月12日至2014年5月1日期间PM2.5中PAHs污染特征进行分析,结果显示,PAHs总浓度(∑PAHs)范围为2.6—145.7 ng·m-3,平均浓度为32.2 ng·m-3,不同环数PAHs所占比例顺序为5环2环3环6环4环,呈富5环的特征.PM2.5质量浓度与∑PAHs及苯并[a]芘(Ba P)均呈现出良好的正相关性,R2分别为0.8和0.6.     

上海PM_(2.5)中高分子量多环芳烃的浓度、组成及季节变化

多环芳烃(PAHs)是大气颗粒物中重要的有机污染物,由于其致癌、致突变特性而广受关注。部分分子量大于300的高分子量多环芳烃(HMW-PAHs)已被发现具有很强的毒性,但目前对于HMW-PAHs的研究仍非常有限。为了解上海大气细颗粒物中HMW-PAHs的浓度、组成和毒性,使用大流量采样器于2013年4月—2014年4月期间采集了上海大气PM_(2.5)样品,利用GC-MS分析了其中19种分子量为302的高分子量多环芳烃(∑302PAHs)的质量浓度、组成及其季节变化。结果表明,上海PM_(2.5)中∑302PAHs的质量浓度具有显著的季节变化,春、夏、秋、冬季的平均质量浓度分别为2.2、1.4、2.1和9.7 ng?m~(-3),但302-PAHs的同分异构体组成没有明显的季节变化。HMW-PAHs不具挥发性,而低分子量PAHs在大气中的赋存状态受气-粒分配的影响,因此上海PM_(2.5)中∑302PAHs质量浓度占全部PAHs的比例呈现明显的季节变化,夏季(19%)显著高于秋季(12%)和冬季(11%)。5种具有明显致癌毒性的二苯并芘异构体DalB P、N23e P、DBae P、DBai P和DBah P在整个采样期间的平均质量浓度分别为44、1.6×10~2、3.4×10~2、43和5.2 pg?m~(-3);上述5种302-PAHs的苯并[a]芘毒性当量浓度(Ba Peq)占全部PAHs的Ba Peq的比例在春、夏、秋、冬四季分别为23%、47%、21%和21%。初步估算表明,2013—2014年采样期间上海∑302PAHs的平均大气干沉降通量为133 ng?m~(-2)?d~(-1),年累计干沉降量约304 kg。因此,在进行大气多环芳烃风险评估时有必要将具有明显毒性的5种302-PAHs纳入。研究结果可为大气细颗粒物环境影响评价提供一定的基础数据。     

南昌市秋季PM_(2.5)中多环芳烃的污染特征、风险评价及来源分析

用气相色谱-质谱法(GC-MS)定量分析了2013年9月南昌市PM_(2.5)中16种优控多环芳烃(PAHs)含量.结果表明,PAHs总浓度平均值为17.95 ng·m~(-3),变化范围为3.55—39.97 ng·m~(-3).不同环数多环芳烃占总浓度比例由大到小依次为:5环(50.45%)4环(19.32%)6环(17.99%)2环(6.34%)3环(5.90%),表现出明显的机动车尾气排放特征.通过计算PAHs的苯并[a]芘(BaP)毒性当量浓度(9.458—14.454 ng·m~(-3)),表明南昌市PAHs对人体健康存在潜在危害.特征化合物比值法和主成分分析法结果表明,燃煤、机动车尾气、农业燃烧及少量的石油挥发是南昌市PM_(2.5)中PAHs的主要污染源.     

大气PM_(10)中多环芳烃的污染特征

利用GC-MS对2008年5月至11月淮南市5个采样点大气可吸入颗粒物(PM10)样品进行分析,总结了研究区内PM10及其中16种PAHs的浓度特征、季节变化规律和来源解析.结果表明,不同采样点PM10浓度均偏高,超标率为14%—238%;PM10浓度水平为谢家集田十五小大通三小淮化集团理工校园.研究区内16种PAHs浓度总量的范围在15.20ng.m-3—111.58ng.m-3之间,平均浓度为64.36ng.m-3,4环以上的稠环芳烃占总浓度的86%.PAHs总量的季节变化与采样时环境温度显示出较好的负相关性,即秋季春季夏季.运用多环芳烃比值综合判断,淮南市大气PM10中PAHs主要以燃煤和机动车尾气混合来源为主,石油源和木材燃烧来源的贡献较小.     

包头市居民区积尘中多环芳烃的污染特征及来源解析

对46个包头市居民区积尘样品中16种EPA优控多环芳烃的含量、污染特征进行了分析,使用主成分分析法对其来源进行了解析.结果表明,Σ16PAHs介于2868—14218μg·kg~(-1)之间,平均值为7404μg·kg~(-1).以Ace、Phe和Flu等3—4环多环芳烃为主,占Σ16PAHs的48.0%—86.4%,平均占Σ16PAHs的74.5%.与国内外研究区域相比,包头市积尘样品中PAHs含量较高,Σ16PAHs在整个城市范围内都有比较严重的污染、Ba P毒性当量在青山区西北部和青山区东南部较高、Ba P含量在昆都伦区西部和东河区东部较高.总毒性当量浓度介于231.8—3102μg·kg~(-1)之间,平均为614.0μg·kg~(-1),7种致癌PAHs毒性当量浓度介于226.8—3096μg·kg~(-1)之间,平均为604.8μg·kg~(-1).7种致癌PAHs毒性当量浓度占16种PAHs毒性当量浓度的98.1%,其中Bk F、Ba P和DBA为主要对PAHs总毒性当量浓度有贡献的PAHs,占总PAHs毒性当量浓度的88.8%.主成分分析表明,包头居民区积尘中多环芳烃主要来源为汽油机动车排放源、燃煤源、生物质燃烧源、柴油车排放源,分别贡献27.1%、26.4%、10.0%、8.5%.     

我国36个重点城市饮用水中多环芳烃健康风险评价

分别用2种基于不确定性的风险评价方法(蒙特卡洛法和三角模糊数法)和1种基于确定性的风险评价方法(美国EPA终身致癌风险)对我国36个重点城市饮用水中多环芳烃的终生致癌风险进行评价。所研究的98个水厂出水中多环芳烃浓度范围为17.5~408.3 ng·L-1,致癌性多环芳烃(苯并[a]蒽,屈,苯并[b]荧蒽,苯并[k]荧蒽,苯并[a]芘,茚并[1,2,3-cd]芘)的总量浓度为nd~94.7 ng·L-1。所有水厂出水中苯并[a]芘浓度均小于10 ng·L-1。假设出厂水即为最终饮用水,对16种PAHs浓度用毒性当量因子法转化为相对于苯并[a]芘等效浓度(TEQ BaP)。使用概率风险评价方法计算,结果显示在95%的概率区间我国居民通过饮水途径暴露多环芳烃的终生致癌风险小于5.45×10-6(蒙特卡洛法)和7.56×10-6(三角模糊数法)。而采用确定性风险评价方法,计算得到的最大风险为7.12×10-6。两种计算方法得到的我国饮用水中多环芳烃的终生致癌风险都处于可接受水平。比较不同的评价方法后发现,不同方法获得的信息并不完全重合,相对于通常的基于确定性的非概率健康风险评价方法,基于不确定性的概率风险评价方法获得的结果更为保守。     

椒江口水体和生物体中典型有机污染物的浓度水平及来源初探

研究了椒江口海水、沉积物和生物体中苯胺、硝基苯、多氯联苯、多环芳烃的浓度水平及来源,评价了各种有机污染物在沉积物和生物体内的富集情况.结果表明,椒江口海水中苯胺、硝基苯、多氯联苯(PCBs)、多环芳烃(PAHs)的浓度范围分别为9.3-105.1μg·l-1,46.2-268.5μg·l-1,57.5-519.3ng·l-1和356.9-1021.4 ng·l-1;沉积物中苯胺、多氯联苯、多环芳烃的浓度(干重)范围分别为0.76-1.12μg·g-1,5.78-10.42 ng·g-1,77.5-165.4 ng·g-1;生物体中PCBs、PAHs的浓度(湿重)范围分别为19.51-20.62 ng·g-1,0.11-1.03 ng·g-1.生物体内PCBs的富集倍数高于PAHs,而沉积物中PAHs的富集倍数高于PCBs.海水、沉积物中的苯胺和硝基苯主要来自源于椒江口化工废水的排放,PAHs主要来源于台州火力发电厂的燃烧污染,PCBs主要来源于废旧电器拆解业污染物的排放迁移.     

杭埠-丰乐河表层沉积物中多环芳烃的污染特征、来源分析及生态风险评价

对杭埠-丰乐河12个采样点的表层沉积物中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量进行了测定.结果表明:16种PAHs均被普遍检出,总含量(∑PAHs)范围为71.3±15—3372±402 ng·g~(-1)干重(dw),平均值为938 ng·g~(-1)(dw),与国内主要河流相比其浓度处于中等水平.底泥中多环芳烃组成以4环和5环为主,共占∑PAHs的81%,其中,二苯并[a.h]蒽(DBA)浓度最高,平均浓度为254 ng·g~(-1).底泥总有机碳(TOC)与∑PAHs之间有良好线性关系.利用特征比值法和主成分分析探讨了PAHs的可能来源,结果显示,杭埠-丰乐河底泥中PAHs主要来自于流域周边居民生物质、煤燃烧及汽车燃油污染.利用沉积物质量基准法和苯并[a]芘毒性当量(TEQBa P)法分别评价了杭埠-丰乐河沉积物PAHs的生态风险和致癌风险,发现部分采样点某些多环芳烃含量超过了效应区间低值(ERL),具有潜在的生态风险;沉积物中TEQBa P均值高达343 ng·g~(-1),具有相当高的致癌风险.     

基于健康风险的土壤修复目标研究程序与方法——以多环芳烃污染土壤再利用工程为例

提出了基于人体健康风险的土壤修复目标的制定方法和程序,并以上海市某重大工程多环芳烃污染土壤处理后再利用工程为例,模拟了多环芳烃在处置场地上的多介质迁移途径及人体暴露场景。模拟结果显示,填埋场污染土壤苯并(a)芘(该污染物毒性因子高,毒性强,致癌风险相对较大)经口摄入和皮肤接触途径最大致癌暴露量分别为1.89×10-6和0.93×10-6mg.kg-1.d-1,人体最大致癌风险水平分别为1.38×10-5和6.79×10-6,超出了中国规定的单致癌污染物的可接受风险水平(≤10-6)。苯并(a)芘呼吸吸入途径最大致癌暴露量为7.79×10-10mg.m-3,人体最大致癌风险水平为6.86×10-10。基于场地的特征条件和参数,以保护人体健康为目的,确定了再利用作为填埋场中层覆土的土壤中5种多环芳烃污染物的修复目标限值(w,mg.kg-1)分别为:苯并(a)芘,0.994;二苯并(a,h)蒽,0.995;苯并(a)蒽,9.95;苯并(b)荧蒽,9.95;苯并(k)荧蒽,99.5。     

长江口及其邻近海域表层沉积物中有机污染物复合毒性与多环芳烃毒性贡献

本研究利用发光细菌急性毒性实验测定了长江口及其邻近海域表层沉积物中有机污染物的复合毒性,同时运用气相色谱-质谱联用仪测定了沉积物中16种美国环境保护局(United States Environmental Protection Agency, US EPA)规定的优先控制的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)的浓度。在此基础上,分析其时空分布特征及多环芳烃毒性贡献,并评估其环境风险。结果表明,2019年长江口及邻近海域表层沉积物中16种PAHs总浓度范围为32.84～283.47 ng·g^(-1);2020年浓度范围为66.93～132.64 ng·g(-1);2020年浓度范围为66.93～132.64 ng·g^(-1)。在空间分布上,2019年长江口表层沉积物中PAHs在靠近渔港的区域呈现较高浓度(S3=(283.47±29.94) ng·g(-1)。在空间分布上,2019年长江口表层沉积物中PAHs在靠近渔港的区域呈现较高浓度(S3=(283.47±29.94) ng·g^(-1)),而2020年在靠近舟山岛的区域呈现较高浓度(L6=(132.64±9.95) ng·g(-1)),而2020年在靠近舟山岛的区域呈现较高浓度(L6=(132.64±9.95) ng·g^(-1))。与2019年相比,2020年多环芳烃的平均浓度有所降低,且其细胞毒性量化指标——生物分析当量浓度(BEQ_(bio))的平均值(66.62 mg·kg(-1))。与2019年相比,2020年多环芳烃的平均浓度有所降低,且其细胞毒性量化指标——生物分析当量浓度(BEQ_(bio))的平均值(66.62 mg·kg^(-1))远低于2019年(128.20 mg·kg(-1))远低于2019年(128.20 mg·kg^(-1))。在长江口沉积物毒性当量浓度中PAHs所占比例较小,2019年和2020年由PAHs引起的细胞毒性的平均占比分别为4.46%和4.25%。该结果表明,检测到的PAHs仅能解释所观察到的复合毒性效应的一小部分,因此,还需要进一步对其他未检测的化学物质进行测试分析。