住宅室內降塵中多環(huán)芳烴污染研究與預警系統(tǒng)構建.pdf

1、多環(huán)芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons，簡稱PAHs），是一類典型持久性有機污染物，是環(huán)境中的重要致癌物質之一。PAHs對環(huán)境的污染無處不在，人類已經在大氣、水體、土壤、農作物、食品等樣品中檢測到了不同種類的PAHs污染物。PAHs污染具有“三大特性”，即：明顯毒性（致癌、致畸、致突變）、長期殘留性和生物蓄積性，因此，PAHs的研究受到了國內外政府組織與專家學者的廣泛關注。
　　降塵是指在自身重

2、力作用下可以沉降到地面上的顆粒物，它對生態(tài)系統(tǒng)的破壞具有隱蔽性、潛在性和長期性。室內降塵作為多種污染物的載體，能直接或間接被人體吸入或攝入，誘發(fā)多種疾病。隨著社會經濟的不斷發(fā)展，人們對環(huán)境污染的關注度越來越高，由于人類超過80％的時間暴露于室內，室內環(huán)境污染方面的研究正日益受到重視，室內降塵污染研究也不例外。但是，迄今為止，國內外關于室內降塵中PAHs污染方面的研究較少，我國西部地區(qū)由于經濟發(fā)展水平相對落后，對室內降塵中PAHs污染研究

3、就更少，甚至處于空白狀態(tài)。自國家確立“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略以來，西部地區(qū)的社會經濟得到了極大的發(fā)展和提升，但隨之而來的環(huán)境污染問題也日益突出。尋找合適的研究載體為突破口，掌握環(huán)境污染的第一手資料和信息，探討其分布規(guī)律與影響因素，構建科學合理的污染預警系統(tǒng)，對協(xié)調我國西部地區(qū)發(fā)展經濟與環(huán)境保護之間的關系，促進地方經濟以環(huán)境友好為前提的可持續(xù)發(fā)展和再快速提升發(fā)展具有重要意義。
　　因此，本文針對我國西部地區(qū)室內降塵中PAHs研究匱乏的現(xiàn)狀

4、，以西部代表性區(qū)域貴州省為研究示范，開展了室內降塵中PAHs的污染現(xiàn)狀、季節(jié)變化、區(qū)域分布規(guī)律、風險特征等研究，并在此基礎上構建了基于指紋識別理論的PAHs預警系統(tǒng)，為西部地區(qū)室內環(huán)境保護提供理論依據和技術支撐。主要內容如下：
　　第一部分，室內降塵PAHs污染預警系統(tǒng)構建方法和理論研究。PAHs污染組成復雜，種類繁多，且目前缺乏能同時對上百種PAHs污染進行監(jiān)控和預警的方法。為此，本文借鑒指紋識別理論，結合現(xiàn)代色譜分析技術和模式

5、識別統(tǒng)計方法，構建基于指紋圖譜技術的PAHs污染預警系統(tǒng)的理論框架，以實現(xiàn)對上百種PAHs污染物的整體監(jiān)控。
　　第二部分，室內降塵中代表性PAHs污染物現(xiàn)狀及分布規(guī)律研究。為實現(xiàn)預警系統(tǒng)的構建，優(yōu)先對當前國際上要求嚴控的18種PAHs進行研究，摸清其污染現(xiàn)狀，分析其分布規(guī)律，探討其影響因素，為預警系統(tǒng)的構建提供重要依據。主要工作如下：
　　首先，完成了18種PAHs的高效液相色譜定量分析方法構建。18種PAHs污染物在0.

6、2-2.0μg范圍內線性關系良好，相關系數γ均大于0.9992，檢出限和定量限分別為6.18-12.58ng和20.6-41.93ng；各PAHs組分的平均回收率在91.61%-102.81%之間，相對平均標準偏差RSD值為1.06%-3.24%。同時，利用所建立的PAHs定量分析方法，對2012-2013年采集的貴州省全部9個地級行政區(qū)（涉及13個市縣、22個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和52個村）的住宅室內降塵樣品進行測試分析。結果顯示，貴州室內降塵中的Σ

7、18PAHs平均含量為1.61μg·g-1，不同行政區(qū)Σ18PAHs含量有較大差異；整個研究區(qū)域PAHs污染物種類以高環(huán)（4-6環(huán)）PAHs為主，尤以PHE、FLT和PYR為最優(yōu)勢物種。
　　在室內降塵中18種PAHs污染物特征及現(xiàn)狀分析基礎上，進一步對PAHs污染的季節(jié)變化和區(qū)域分布特征進行研究，為后續(xù)建立PAHs污染預警系統(tǒng)提供基礎數據。研究結果表明：冬季Σ18PAHs水平比夏季高，大量燃用煤和生物質的季節(jié)性排放是導致室內降塵

8、Σ18PAHs冬夏濃度出現(xiàn)差異的主要因素；Σ18PAHs的行政區(qū)域分布與人口密度的線性相關系數為0.91，顯示出人為活動帶來的排放是室內降塵PAHs分布的重要驅動因子。Σ18PAHs含量存在顯著的城鄉(xiāng)趨勢，市縣Σ18PAHs平均濃度分別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農村的1.6倍和2.7倍，但農村地區(qū)面臨發(fā)展經濟和保護環(huán)境的雙重壓力比城鎮(zhèn)更為嚴峻。最優(yōu)尺度回歸模型表明：行政區(qū)、城鄉(xiāng)區(qū)域、季節(jié)、采樣樓層、距主干道距離均是影響室內降塵Σ18PAHs濃度水平的重要

9、因素，且行政區(qū)和城鄉(xiāng)區(qū)域對室內降塵Σ18PAHs濃度的影響最大。
　　第三部分，PAHs污染的來源解析及暴露風險評價。源解析和暴露風險評價是PAHs污染研究的重要組成部分，研究成果可為環(huán)境污染相關標準的制訂提供理論基礎，也為PAHs污染預警系統(tǒng)的構建提供重要依據。本文采用特征化合物法和主成分分析/多元線性回歸法對室內降塵中Σ18PAHs的來源進行解析，結果表明：室內降塵Σ18PAHs濃度受室外和室內環(huán)境因素的共同影響，其中交通排放

10、和燃煤排放對室內降塵Σ18PAHs的影響較大；市縣住宅燃煤排放源主要來自室外，而農村住宅室內環(huán)境中存在直接的煤炭燃燒源，直接向室內環(huán)境釋放一定含量的PAHs。對住宅室內降塵Σ18PAHs的健康風險評價結果表明：對皮膚接觸和吞食降塵而引起的終生致癌風險（ILCRs），兒童和成人的平均ILCRs均超過了10-7，遠大于因呼吸攝入引起的致癌風險（平均ILCRs小于10-10）?？偟膩碚f，兒童對室內降塵PAHs引發(fā)的總致癌風險率要高于成人，且蒙

11、特卡羅不確定性分析結果表明，兒童對室內降塵Σ18PAHs污染物的暴露時間更為敏感。
　　第四部分，室內降塵PAHs污染預警系統(tǒng)構建及運行示范。在前述室內降塵PAHs污染預警系統(tǒng)構建方法和理論研究基礎上，結合對18種代表性PAHs污染物研究獲得的基礎性數據與結論，以貴州省為示范地點，將所建立的PAHs預警理論和方法進行了實踐應用。建立了室內降塵中PAHs指紋圖譜采集方法；構建了貴州地區(qū)特征圖譜庫，獲得了市縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農村住宅室內降塵P