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《华东师范大学》 2011年
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上海市室内灰尘中PAHs污染特征、来源及生态风险评价

彭欢  
【摘要】:多环芳烃(PAHs)作为一类典型的持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs),在环境中普遍存在,具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和明显毒性(致毒、致畸、致突变),因此受到国内外的极大关注。城市灰尘对生态系统的破坏是隐蔽性的、潜在的、长期的,且城市灰尘中的颗粒物对人体的危害是直接的、有时候甚至是致命的。由于人们超过80%时间暴露在室内环境下,关于室内环境污染研究正日益受到重视。室内灰尘极易成为污染物的载体,直接或间接被人体吸入或者摄入,诱发各种疾病。本研究以人口相对密集的上海市大学校园作为研究区域,以大学教学区及食堂区室内灰尘PAHs为重点研究对象,结合城市灰尘的异质组成,表征其物理化学性质;集成多参数指标示踪灰尘中PAHs来源;对灰尘PAHs进行生物有效性模拟和人群暴露估算,最终评价城市室内灰尘PAHs生态及健康风险,为城市持久性有机污染物(POPs)的综合治理提供理论基础和科学依据。 对上海市高校室内灰尘中PAHs的分析表明,教学区PAHs总量在9.84~21.44μg/g,平均值为12.47μg/g;食堂区PAHs总量在9.63~44.13μg/g,平均值为19.63μg/g。教学区及食堂区PAHs,强致癌物质BaP在部分样点达到重污染水平。颗粒形态观察结果显示,室内灰尘主要颗粒物表面疏松,粗糙且多孔,表明其具有一定的吸附能力,可以吸附较多的有害物质,大部分样品均发现圆形颗粒,推测其可能为炭黑物质。有机碳、碳黑与室内灰尘PAHs富集显著相关,而碳黑对室内灰尘PAHs赋存更具意义。 来源一致性结果表明教学区室内灰尘PAHs多数组分来源具有一致性,其PAHs输入可能受区域总体环境影响明显;食堂区PAHs组分相关性弱于食堂区,说明食堂区室内灰尘PAHs具有多种来源,该区PAHs污染受独立站位环境影响较为明显。LMW/HMW值揭示高校教学区室内灰尘中PAHs来源主要为石油类产品和化石燃料的低中温不完全燃烧产生,少量来自化石燃料的高温燃烧与裂解释放;食堂区室内灰尘PAHs来源主要为化石燃料的高温燃烧与裂解释放,个别站点来自石油类产品和化石燃料的低中温不完全燃烧。多特征比值及主成分分析结果指示了上海市高校室内灰尘PAHs主要来源于柴油及燃煤不完全燃烧,以及原油或原煤产品释放。其中高校教学区室内灰尘PAHs中柴油燃烧、交通燃油以及燃煤排放贡献率为71.37%;原油及原煤物质释放来源贡献率为16.39%。高校食堂区室内灰尘PAHs中柴油燃烧贡献率为57.69%;燃煤排放贡献率为20.36%;原油或原煤产品释放贡献率为11.94%。主成分分析结果特征比值法判源结果相吻合,并计算得出各PAHs来源的承担率。 采用食用油浸提室内灰尘中PAHs进行生物有效性模拟结果发现,PAHs在食用油中溶出量有限,其总量占灰尘PAHs总量的1.5%~2.03%,溶出量不高可能与碳黑类物质特性,灰尘颗粒形态以及未达到分配平衡有关。食堂区室内灰尘致癌PAHs较教学区更易在食用油中解吸,其中教学区室内灰尘BaP溶出比例为1.90%~3.71%,食堂区为2.22%~6.37%,表明食堂区灰尘中PAHs可能被人体摄入的风险较大,对人群健康构成的威胁不容忽视。 同国内外室内灰尘介质比较发现,上海市高校室内灰尘PAHs污染已处于较高水平,相对于本地室外环境,已对人群健康及环境构成更大威胁;与其他地区降尘及灰尘相比,上海高校室内灰尘PAHs污染水平接近污染严重地区。与加拿大农业土壤PAHs治理标准、荷兰土壤PAHs评价和治理标准及美国EPA规定的沉积物的质量标准及沉积物治理标准比较结构表明,上海市高校室内灰尘受到严重的PAHs污染,具有较大生态风险。PAHs单因子污染指数和内梅罗综合污染指数计算结果表明,上海市高校室内灰尘受到PAHs组分及综合污染均较为严重,对室内环境及人群形成较高的生态风险和健康威胁。上海高校室内灰尘PAHs的经口EDI计算结果表明,儿童(1-3岁)人群对室内灰尘PAHs日摄入量最大,成人(≥19岁)日摄入量最小;教学区与食堂区相比,食堂区室内灰尘无论PAHs总量还是组分对人群的经口暴露风险更高。与其它地区室内灰尘PAHs的经口摄入量相比,上海高校室内灰尘PAHs的人群暴露风险处于较高水平。呼吸EDI计算结果说明,呼吸摄入与经口摄入相比,EDI值均低于经口摄入,表明研究区室内灰尘PAHs对人群的暴露风险主要以经口摄入为主,且研究区食堂区室内灰尘PAHs经呼吸摄入的毒性风险相对较高。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X513;X13;X820.4

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