基于典型场景空气PAHs的污染特征、来源及健康风险评价

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caojun510
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多环芳烃(PAHs)在环境中分布广泛,在空气中的留存时间长且不易分解。经呼吸道进入人体,引发心血管、肺部疾病,还会导致遗传信息发生突变,对人类生活和发展产生较大影响。保定市由于地理地势、气象因素、能源结构等的影响,环境空气污染问题突出。因此,研究保定市典型场景空气PAHs的污染特征,探讨其来源和人群健康风险,对精准防控空气污染和健康风险至关重要。本研究选择7个典型场景,在采暖期和非采暖期分别采集气相和颗粒相PAHs样品,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析测定16种优控PAHs的质量浓度,探讨其污染特征,分析污染来源类型及潜在源区,开展不同人群的PAHs健康风险评价和预期寿命损失估算,得到了一些有意义的结果:(1)保定市典型场景空气细颗粒物(PM2.5)和PAHs污染特征存在一定异质性。典型场景空气采暖和非采暖期PM2.524 h质量浓度分别为90.16~194.78μg/m~3和48.06~88.28μg/m~3,除非采暖期的商业区外,其它场景均超过《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)二级标准限值(75μg/m~3),且各场景间存在明显差异。PAHs质量浓度则分别为389.69~727.14 ng/m~3和36.22~52.12 ng/m~3,单体菲(Phe)污染较高;环数分布以3~4环为主,2~3环PAHs主要以气相形式存在,4~6环主要在颗粒相,PAHs总体更倾向于在气相中。(2)典型场景空气PAHs受气象因素尤其是温度影响,各场景无明显差异。PAHs除与大气压呈显著正相关外,与温度、湿度、风速均呈显著负相关,PAHs气粒分配与温度呈现相似的结果,即温度越高,PAHs更倾向于存在于气相中;4环PAHs与温度的相关性高于2~3环和5~6环,各场景间无明显差异。(3)典型场景空气PAHs的主要污染既有共同源又存在一定的差异。各典型场景空气PAHs主要来源均是燃烧源、交通源和石油源,采暖期燃烧源贡献较大,非采暖期机动车排放源占主导。采暖期居住区PAHs主要来源于燃烧源,其余各场景均是交通和燃烧混合源;其次为石油和燃烧混合源、石油源。非采暖期所有场景均为交通和燃烧混合源、石油和燃烧混合源、交通源、石油源。(4)保定市不同时期气团轨迹和潜在源区存在显著差异。采暖期气团轨迹主要从东北方向进入保定;非采暖期则来自东偏南、南和西南等多个方向。采暖期主要贡献源区为廊坊、沧州、天津地区,内蒙古中部和蒙古国南部;非采暖期主要贡献源区为山西、陕西、山东等地,河北东部和南部、河南和安徽等地。(5)保定市典型场景空气PAHs对人群造成不同程度的致癌风险和预期寿命损失。典型场景空气PAHs的致癌和非致癌风险以及预期寿命损失均呈现采暖高于非采暖期,成年男性较女性高,儿童6~8岁>9~11岁>15~17岁>12~14岁。所有场景空气PAHs非致癌风险值均小于1,不会对人群产生潜在的非致癌风险。采暖期所有场景PAHs致癌风险介于10-6~10-4之间,会对人群产生致癌风险,但风险处于可接受水平;而非采暖期PAHs的致癌风险可以忽略。综上所述,保定市典型场景空气采暖期PM2.5和PAHs污染较非采暖期严重,单体Phe污染较高,环数以3~4环为主;采暖期居住区PAHs最主要的来源为燃烧源,其余各场景及非采暖期均为交通和燃烧混合源;典型场景空气PAHs的致癌和非致癌风险均呈现采暖高于非采暖期,成年男性较女性和儿童高,仅采暖期空气PAHs会对所有场景的人群产生可接受的致癌风险,其余风险均可忽略,但均会对人群造成一定程度的预期寿命损失;亟需制定合理有效的污染防控和人群防护措施,降低PAHs对人群产生的健康风险。
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