长春市秋、冬季大气PM_(...芳烃污染特征及致癌风险评价_罗馨雨.pdf

长长春春市市秋秋、冬冬季季大大气气 中中多多环环芳芳烃烃污污染染特特征征及及致致癌癌风风险险评评价价罗馨雨，刘宝林，刘思序，尹方圆，袁琴，马丽丽（长春师范大学化学学院，吉林 长春）摘 要为了解长春市秋、冬季大气 中多环芳烃（，）的污染特征，本研究采集了 年 至 月 份大气 样品，采用气相色谱质谱法分析 中多环芳烃的浓度。结果表明，采样期间 种多环芳烃的平均浓度由大到小依次是菲（）、荧蒽（）、苯并，苝（）、苯并 荧蒽（）、苯并 芘（）、茚并芘（）、蒽（）。环多环芳烃占总多环芳烃含量比例较高。燃煤和机动车尾气是长春市大气 中多环芳烃的主要来源。长春市大气 中多环芳烃的毒性当量均没有超过国家苯并芘日均限值。长春市大气 中多环芳烃对成人和儿童的终身致癌风险较低。关键词；多环芳烃；污染特征；致癌风险评价中图分类号 文献标志码 文章编号（）近年来，大气细颗粒物中的致癌性有机污染物成为社会、专家学者关注的焦点，其中，多环芳烃（，）是一类广泛存在于大气细颗粒物中的致癌性有机污染物。世纪 年代，试验首次发现了城市大气颗粒物中含有硝基多环芳烃。此后，研究人员又在不完全燃烧和发生气相反应的大气样品中检测到硝基多环芳烃的存在。随着全球工业化进程不断加快，化石燃料的使用量也不断加大，这成为大气多环芳烃的主要来源。研究表明，我国多环芳烃浓度空间分布差异很大，工业城市大气多环芳烃含量较非工业城市和农村地区高。长春市地处中国东北地区，是中国老工业基地不可缺少的一部分，以消耗一次能源为主。工业活动的增加和北方地区冬季燃煤等因素导致 成为区域的主要污染物。中多环芳烃对人们的身体健康带来巨大威胁，引发一些呼吸系统的疾病的发病率增加。目前，有关于长春市大气 中多环芳烃的报道很少。本研究分析了长春市秋、冬季大气 中多环芳烃的污染特征及规律，分析了其可能产生的污染来源并进行了健康风险评价，为长春市大气多环芳烃污染防治提供一定的依据。材料和方法 样品的采集在长春师范大学第 公寓楼顶进行样品采集，采样地点距离地面约 ，以此来避免地面扬尘的干扰影响。以中流量智能颗粒物采样器（型，青岛崂应公司）为采样仪器，采样时间是 年 月至 月，每次采样时间为，采气速率为 ，同时记录采样温度、气压、风向、风速等气象条件数据。大气 样品用石英纤维滤膜收集，采样前滤膜干燥至恒重，称量后备用。将采集样品后的滤膜在恒温恒湿状态下称重，记录采样前后滤膜的质量差。将称量后的滤膜放在乙烯塑料袋中，密封冷冻保存。收稿日期基金项目吉林省大学生创新创业训练计划项目“长春市大气 中重金属的污染特征分析”（）。作者简介罗馨雨，女，长春师范大学化学学院学生，从事大气环境污染研究。指导教师刘宝林，男，副教授，博士，从事环境污染化学研究。样品的预处理在 样品滤膜上剪裁 放入聚乙烯离心管中，加入 正己烷和 丙酮，充分摇匀后放入振荡机中进行水浴振荡 。振荡后，将离心管放入超声波清洗机中超声提取 ，离心后得上清液。将离心后的上清液在 下旋转蒸发至 左右，将萃取液进行过柱纯化。依次采用无水硫酸钠、中性氧化铝、硅胶填充层析柱。过柱前，先加入 的正己烷活化，随后将萃取好的液加入柱子，用 正己烷与 二氯甲烷混合洗脱。收集洗脱后溶液，再次旋转蒸发至 以下，把萃取液转移至色谱进样瓶中，用正己烷定容至 ，待测。多环芳烃的测定本研究主要监测了 种多环芳烃，分别是菲（）、蒽（）、荧蒽（）、苯并荧蒽（）、苯并芘（）、苯并，苝（）、茚并芘（）。中多环芳烃的测定参照国家标准方法（）。质量控制和质量保证样品前处理过程中所有实验容器均在重铬酸钾溶液浸泡 ，处理前使用丙酮和超纯水清洗。分析样品时同步分析程序空白样品和溶剂空白样品。在溶剂空白样品中检测到低环多环芳烃（菲和蒽）的含量，并在测定结果中将其扣除。除蒽外，程序空白中多环芳烃的含量均低于实际样品多环芳烃含量的。以各多环芳烃的 倍和 倍信噪比确定多环芳烃的检测限和定量限。各种多环芳烃的加标回收率在 之间。毒性当量评价毒性当量评价法是将多环芳烃浓度换算成 当量浓度，再将这些值相加，具体的计算公式如下：（），（）其中，表示毒性当量，表示多环芳烃单体数量，表示多环芳烃单体 的浓度，表示多环芳烃单体 对应的毒性当量因子。致癌风险评价对多环芳烃进行致癌健康风险评价时，通常采用美国环保署风险分析模型，终生超额致癌风险进行评价，其计算公式是：，（）其中，为终身致癌风险；为致癌当量浓度（）；为日呼吸量（）；为每年暴露天数；为暴露持续时间（）；为各年龄体重（）；为暴露时间（）；为致癌倾斜因子（）；为转化因子，其值为 。结果与讨论 长春大气 中多环芳烃含量特征 种多环芳烃在不同采样时间的统计分析结果见图。种多环芳烃的总平均质量比从大到小依次为菲、荧蒽、苯并，苝、苯并荧蒽、苯并芘、茚并芘、蒽。大气 中多环芳烃以菲和荧蒽为主。采样时间内，种多环芳烃的平均浓度由大到小依次是菲（）、荧蒽（）、苯并，苝（.）、苯并荧蒽（）、苯并芘（）、茚并芘（）、蒽（）。一般来说，环的多环芳烃可能的来源是石油类污染或者天然成岩过程，而 环以上的多环芳烃的来源大多是化石燃料的燃烧。由此可知，导致该采样点多环芳烃质量比高的来源可能是石油类污染。导致这种现象的原因可能是采样点附近的焦化工厂排放所致，另外冬季燃煤污染会导致大气 中高环多环芳烃质量比显著上升。种多环芳烃的组成比例见表。由表 可知，环多环芳烃所占总多环芳烃的比重达 ，其余为 环多环芳烃（）、环多环芳烃（）和 环多环芳烃（）。长春市冬季大气 中多环芳烃采暖期含量高于非采暖期含量（），这说明燃煤取暖是长春市大气多环芳烃显著升高的重要原因。图 采样期间 种多环芳烃的质量比表 采样期间 种多环芳烃的占比多环芳烃占比 多环芳烃占比 菲苯并芘荧蒽苯并，苝苯并荧蒽蒽茚并芘 多环芳烃的来源分析分析多环芳烃来源的方法有很多，目前应用比较多的方法是比值法。本研究选用的特征浓度比值有：（）、（）。不同的多环芳烃的性质不同，不同来源的多环芳烃有相应的参考值范围，以此来判断样品中多环芳烃的来源。长春市大气 中多环芳烃的特征比值如图 所示。在图 中，（）的比值高于，说明燃煤是多环芳烃的主要来源，在之间，且 （）在 之间，表明燃煤和机动车尾气是长春市大气 中多环芳烃的主要来源。图 大气 中多环芳烃的特征浓度比值 多环芳烃健康风险评价长春市不同采样时间大气 中多环芳烃的 值范围为 ，平均值为 。在测定时间内，没有超过国家苯并芘日均值标准（）。与国内其他城市相比，长春市冬季 中多环芳烃的 处于较低的水平，远低于北京市（）、济南市（）等城市。图 为长春市不同采样时间 中多环芳烃终身致癌风险。长春市大气 中多环芳烃的成人和儿童 平均值分别 和。一般认为 小于 几乎不具有致癌风险，在 之间表明具有潜在致癌风险，高于 表明致癌风险较高。因此，采样期间长春市大气 中多环芳烃对成人和儿童备致癌风险较低。图 采样期间大气 中多环芳烃的致癌风险 结论采样时间内总多环芳烃的浓度变化范围是 ，环的多环芳烃所占比例较高，采暖期大气中总多环芳烃含量显著高于非采暖期；长春市冬季多环芳烃主要受采暖的影响，主要污染源有燃煤、机动车尾气排放；长春市多环芳烃毒性当量浓度较低，对成人和儿童致癌风险较低。参考文献，（）：占洁，杨颜，柳杜鹃，等大气中硝基多环芳烃的研究进展中国科学（地球科学），（）：周成智，朱秀华，王炜，等第六届全国环境化学学术大会论文集上海：上海师范大学出版社，：赵兴敏，毛艺颖，杨扬，等长春市净月区和朝阳区采暖期与非采暖期大气颗粒物的分布特征及来源分析环境污染与防治，（）：胡芸迪，杜小红，戚发秋，等西北某工业区周围空气采暖期与非采暖期 中多环芳烃污染特征、来源分析及人群健康风险评估现代预防医学，（）：，环境保护部土壤和沉积物 多环芳烃的测定气相色谱质谱法 张鑫铖北京市昌平城区 中多环芳烃污染来源及健康风险评价北京：中国石油大学，刘晓迪，侯战方，孟静静，等 聊城市冬季 中多环芳烃来源解析及健康风险评估 环境科学，（）：罗苹，史廷明，闻胜，等武汉市大气细颗粒物（）中多环芳烃（）的含量与污染来源分析公共卫生与预防医学，（）：王钊，徐晓宇，陈任翔湘潭市冬季大气 中多环芳烃的点位分布特征和健康风险评价环境与健康杂志，（）：姜盼济南春季大气细颗粒物 中多环芳烃及其衍生物的污染特征和来源解析济南：山东大学，（），（）：，（）：（），（，）：（），（）（）（），（）（），（）（），（）（），（）（），（）（），（）（）：；（）；（责任编辑：王桂君）（上接第 页）参考文献冯德连国际经济学 版北京：中国人民大学出版社，：萨缪尔森经济学北京：人民邮电出版社，：谷慧英西方经济学中数学教学的探讨内蒙古师范大学学报（教育科学版），（）：赵婷婷高等教育学科理论体系建构路径 基于对其他社会科学学科的考察高等教育研究，（）：董兆伟，刘兵，张岩财经类学科建设的理论命题及现实路径中国高教研究，（）：金岳霖知识论北京：中国人民大学出版社，：曼昆经济学原理 版北京：北京大学出版社，：莫里斯克莱因西方文化中的数学北京：商务印书馆，：钱颖一剖析现代经济学中国经济报告，（）：，（，；，）：，“”，“”，“”“”“”，：；（责任编辑：周巧姝）