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我国室内环境多环芳烃残留特征源解析及人体暴露评估

作　者: 张凤
导　师: 齐虹
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 多环芳烃室内环境源解析人体暴露致癌风险
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

室内环境是人类主要的生活空间,也是各种污染物对人体的主要暴露环境之一。室内环境中的污染物可能通过呼吸吸入、灰尘摄入和皮肤接触等非饮食摄入途径对人体产生危害,且这种暴露途径对婴幼儿的影响要大于成年人。多环芳烃(PAHs)由于对人体健康具有危害作用而成为研究热点,我国目前对室内环境中PAHs的研究主要集中在特殊污染地区,对普通室内环境的研究较少。本研究于2009年冬季在我国23个省市自治区采集81个室内灰尘样品,采其中包括45个家庭和36个非家庭场所(公共场所、实验室和办公室等),用GC-MS对美国环保局(USEPA)优先控制的16种PAHs进行测定,对不同类型室内灰尘中PAHs的含量、空间分布、组成特征和来源解析进行研究;此外还在某城市同时采集12个室内环境中的空气和灰尘样品,对室内空气和灰尘中PAHs含量的相关关系、组成结构、人体暴露水平和致癌风险进行研究。利用灰尘SRM标准样品对超声萃取、索氏提取和微波萃取三种萃取方法进行比较,选择萃取时间短、溶剂用量少、回收率高的超声萃取作为本研究中灰尘样品的萃取方法。对我国室内灰尘样品的研究发现,我国室内灰尘中PAHs的浓度为1.0-470μg/g d.w.,处于中等污染水平。不同类型室内灰尘中PAHs的含量整体上呈现办公室高于家庭高于公共场所的趋势。家庭和非家庭室内灰尘中PAHs含量的空间分布均呈现出东北和华北地区较高,南方地区较低的趋势,且非家庭室内灰尘中PAHs的含量略高于家庭灰尘,而城市和农村家庭之间的含量不存在显著差异。室内灰尘中的PAHs主要以高环(4环和4环以上)为主。家庭以4环为主,且4环以上PAHs占总PAHs的68%以上,非家庭室则主要以5环为主,高环PAHs占总PAHs的84.6%。利用比值法和主成分分析法对我国城市家庭、农村家庭和非家庭室内灰尘中PAHs的来源进行解析得出,城市家庭室内灰尘中PAHs的来源主要以室外燃烧源为主,其次是室内炊事来源和室外石油源;农村家庭的主要来源是室内和室外的燃烧源、石油源和炊事源;非家庭环境中的PAHs主要来自室外环境。对比12个室内空气与灰尘中PAHs浓度,空气中的PAHs主要以低环为主,高环PAHs的含量较低,其中2环和3环PAHs占总PAHs的85%以上,且以菲、芴和萘的含量最高,而灰尘中则主要以高环为主,占总PAHs的66%以上。室内灰尘和空气中PAHs的含量具有显著的对数相关性(p=0.016<0.05,r~2=0.5811),利用这种相关关系对我国室内空气中PAHs的含量进行计算,结果显示我国室内空气中PAHs的含量为15.0-73.1 ng/m~3。对比室内环境中PAHs通过灰尘摄入、空气吸入和皮肤接触途径对人体的暴露水平,呈现出随年龄的升高而降低的趋势,婴幼儿在室内环境中的总摄入量是成年人的4-5倍,三种摄入途径中灰尘摄入的暴露水平最高,其次是呼吸吸入,而皮肤接触对人体的暴露水平较低,同灰尘摄入与呼吸吸入相差两个数量级。室内灰尘中PAHs的致癌强度以苯并[a]芘最高,其次是苯并[b]荧蒽和二苯并[a,h]蒽,苊烯和苊的对人体的终生致癌风险最低。室内灰尘中PAHs对不同年龄人群的终生致癌风险也呈现出低年龄高于高年龄人群的趋势,婴儿的最高,风险值高出成年人2个数量级。对比终生致癌风险指标发现,我国室内灰尘中的PAHs对人体不具备较高的终生致癌风险。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-25
  1.1 多环芳烃的概述  11-13
    1.1.1 多环芳烃的性质与分类  11-12
    1.1.2 多环芳烃的来源与危害  12-13
  1.2 室内环境中多环芳烃的研究  13-21
    1.2.1 室内环境中多环芳烃的污染现状  14-16
    1.2.2 室内环境中多环芳烃的来源解析  16-20
    1.2.3 室内环境中多环芳烃的人体暴露评估  20-21
  1.3 多环芳烃的萃取方法  21-23
    1.3.1 索氏提取（SE）  21-22
    1.3.2 超声提取（UE）  22
    1.3.3 微波萃取（MAE）  22-23
    1.3.4 加速溶剂萃取（ASE）  23
  1.4 课题目的意义和主要研究内容  23-25
    1.4.1 课题研究的目的和意义  23-24
    1.4.2 课题的主要研究内容  24-25
第2章实验材料和方法  25-31
  2.1 材料和仪器  25-26
    2.1.1 实验仪器  25
    2.1.2 试剂和材料  25-26
    2.1.3 标准样品  26
  2.2 样品的采集及预处理  26-31
    2.2.1 样品的采集  26-27
    2.2.2 室内灰尘样品萃取方法的优化  27-28
    2.2.3 样品的净化与浓缩  28-29
    2.2.4 样品的测定  29
    2.2.5 质量控制与质量保证  29
    2.2.6 回收率  29-31
第3章我国室内灰尘中PAHS 的污染分布与来源解析  31-53
  3.1 引言  31
  3.2 我国室内灰尘中PAHs的含量与空间分布  31-42
    3.2.1 我国室内灰尘中PAHs 的含量  31-35
    3.2.2 我国室内灰尘中PAHs 的空间分布  35-40
    3.2.3 我国室内灰尘中PAHs 的组成特征  40-42
  3.3 我国室内灰尘中PAHs 的来源解析  42-51
    3.3.1 城市家庭室内灰尘中PAHs 的来源解析  42-46
    3.3.2 农村家庭室内灰尘中PAHs 的来源解析  46-49
    3.3.3 非家庭室内灰尘中PAHs 的来源解析  49-51
  3.4 本章小结  51-53
第4章室内灰尘和空气中PAHs 的含量拟合模型研究  53-64
  4.1 引言  53
  4.2 室内灰尘和空气中PAHs 的含量与组成特征  53-56
    4.2.1 室内灰尘和空气中PAHs 的含量  53-54
    4.2.2 室内空气和灰尘中PAHs 的组成特征  54-56
  4.3 室内灰尘和空气中PAHs 含量拟合模型  56-60
    4.3.1 室内灰尘和空气中低环PAHs 含量拟合模型  57-58
    4.3.2 室内灰尘和空气中高环PAHs 含量拟合模型  58-60
  4.4 我国室内空气中PAHs 的定量计算  60-62
  4.5 本章小结  62-64
第5章我国室内环境中PAHs的人体暴露及风险评估  64-74
  5.1 引言  64
  5.2 人体暴露模型  64-66
  5.3 室内环境中PAHs 对人体的暴露评估  66-69
    5.3.1 空气吸入途径对人体的暴露计算  66
    5.3.2 灰尘摄入途径对人体的暴露计算  66-68
    5.3.3 灰尘皮肤接触途径对人体的暴露计算  68-69
  5.4 室内灰尘中PAHs 的致癌风险评价  69-72
    5.4.1 灰尘中PAHs 的癌症风险评估模型  70-71
    5.4.2 灰尘中PAHs 的癌症风险评估  71-72
  5.5 本章小结  72-74
结论  74-76
参考文献  76-82
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  82-84
致谢  84

我国室内环境多环芳烃残留特征源解析及人体暴露评估

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