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研究目的甲基叔丁基醚(Methyl tert-Butyl Ether,MTBE)是一种四乙基铅替代品的汽油添加剂。由于其拥有促进汽油燃烧、减少有害汽车尾气排放等优点,在世界范围内很受欢迎,被广泛使用。不过MTBE也存在一些缺点,例如对环境的影响:(1)不完全燃烧的MTBE在大气中不断地累积;(2)MTBE易溶于水,泄漏的MTBE会通过渗透进入地下水,严重影响地下水的质量。美国多个州曾出现过MTBE水污染事件,这促成了各州相继禁用MTBE。除了环境影响外,MTBE可能对生物存在毒性作用。动物实验表明,慢性MTBE暴露引起实验动物肝肾毒性和生殖毒性;MTBE甚至有致癌性,长期的呼吸、经口(灌胃)和饮水途径暴露会引起大鼠肝肾肿瘤、睾丸肿瘤、白血病和淋巴瘤。尽管动物的致癌作用证据充分,但对人体的致癌作用尚没有充足的证据。国内外关于MTBE对人群健康影响的研究比较少,但某些文献反映出MTBE对高暴露人群(接触汽油较多的职业人群)确实存在着健康风险。因此,美国环保局认为MTBE具有潜在的健康危害,并把它列为优先控制的环境污染物。我国目前处于MTBE产业的快速发展期,MTBE的生产和应用已经比较成熟,但对MTBE的健康和环境影响认识不足,缺乏监测和管理。因此有必要了解MTBE的污染特征,对MTBE可能造成的健康风险进行评估。本研究选择深圳市作为研究对象,是因为深圳市交通发达,汽车保有量全国领先,具有代表性。研究内容主要有以下两部分:(1)分析MTBE在不同环境介质中的污染特征及时空分布规律,摸清环境中MTBE的污染现状;(2)对普通人群和职业人群(加油站工人)通过空气吸入、饮水摄入和皮肤接触等暴露途径引起的健康风险进行评估,探索MTBE暴露对人群健康的影响。研究方法1水样采集和分析采集深圳市地表水(深圳河、茅洲河、观澜河、龙岗河、水库)、地下水和自来水,分枯水期(1月)和丰水期(6月)两个季节进行。检测方法为吹扫捕集-气相色谱-质谱联用法。2大气采集和分析采集深圳市6个采样点的室外大气,分为四个功能区(背景区、旅游区、商住区、工业区),时间为夏季(6月)和冬季(1月),连续采样3天,其中1天为周末,另外2天为工作日,每天分中午(11:00-13:00)、傍晚(17:00-19:00)、子夜(23:00-24:00)三个时间段进行。另外采集宝安区加油站加油区和办公区大气样品。检测方法为气相色谱-质谱联用法。3土壤采集和分析采集冬季深圳市的旱地土、主干道附近土、加油站附近土。检测方法为顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法。4健康风险评估根据MTBE在不同环境介质中的浓度和中国版《暴露参数手册(成人卷)》的暴露参数计算普通人群和职业人群的累积日均暴露剂量,然后根据暴露剂量推算出致癌风险和非致癌风险,判断风险值是否超出最大可接受水平后得出结论。另外,应用生理药代动力学模型观测MTBE在体内的动态变化。5统计学分析数据通过SPSS 16.0进行处理,以sx±表示,组间通过t检验或方差分析进行比较,P<0.05代表差异有统计学意义。结果1水样丰水期水体MTBE浓度为0.23-0.52μg/L,三种水体MTBE浓度的总体趋势为地表水>自来水>地下水。其中,地表水MTBE含量显著高于地下水和自来水中(P<0.05)。枯水期水体MTBE浓度为0.14-0.28μg/L,三种水体MTBE浓度的总体趋势为自来水>地表水>地下水。观澜河MTBE浓度显著高于水库水(P<0.05)。对不同水体MTBE浓度作季节性对比,丰水期地表水MTBE浓度明显高于枯水期(P<0.05),地下水和自来水没有季节性差异(P>0.05)。2大气夏季大气MTBE浓度为0.16-0.79μg/m3,各功能区MTBE浓度的总体趋势为工业区>商住区>旅游区>背景点。工业区大气MTBE浓度显著高于背景区和旅游区(P<0.05),商住区显著高于背景区(P<0.05)。工业区工作日浓度稍高于假日,旅游区假日浓度高于工作日,与人的活动规律一致。冬季大气MTBE浓度为0.46-3.11μg/m3,各功能区MTBE浓度的总体趋势与夏季相同。1天内浓度的总体趋势为子夜>傍晚>中午。表明MTBE在大气中累积。冬季大气MTBE浓度显著高于夏季(P<0.05)。加油站空气MTBE浓度为25.94-73.96μg/m3,污染程度远高于功能区。3土壤土壤样品MTBE浓度极低,为1.53×10-2-2.17×10-2μg/Kg。不同种类的土壤之间的MTBE浓度没有统计学差异(P>0.05)。4健康风险评估结果普通人群的累积暴露剂量为0.1163-0.5185μg/Kg/d;职业人群的累积暴露剂量为7.1834-20.4640μg/Kg/d;表明职业人群的暴露剂量远高于普通人群。季节上,冬季的暴露剂量高于夏季;性别上,男性大气暴露剂量高于女性;女性饮水暴露剂量高于男性;从暴露剂量的构成比来看,人群的主要暴露来自于大气暴露,饮水暴露较少,而皮肤接触暴露极少,可忽略不计;MTBE主要蓄积于脂肪组织;普通人群的致癌风险和非致癌风险均在安全水平内(致癌风险<1×10-6,非致癌风险<1)。职业人群的致癌风险超过安全水平(>1×10-6),非致癌风险在安全水平内(<1)。结论(1)与国内外研究相比,深圳市地表水、自来水、地下水MTBE浓度尚处于较低水平;大气MTBE浓度的整体水平较低,但加油站、工业区大气MTBE浓度高于其他功能区,表明个别区域大气受到MTBE的污染;土壤MTBE浓度极低。(2)人群主要的MTBE暴露途径是经大气吸入,呼吸暴露剂量占总暴露剂量的绝大部分。(3)PBPK模型的结果显示MTBE主要蓄积于脂肪组织。(4)普通人群的致癌和非致癌风险均低于最大可接受水平;加油站职业人群的致癌风险已超过最大可接受水平(1×10-6),非致癌风险在正常水平范围内,提示应采取相关措施保护深圳市加油站的职业人群。