張艷宇 萬智華(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 徐州 221116)
某大學(xué)校園室內(nèi)環(huán)境中鄰苯二甲酸酯污染粒徑分布特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)
張艷宇 萬智華(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 徐州 221116)
本文選取某大學(xué)校園內(nèi)實(shí)驗(yàn)室、教研室和宿舍共15處采樣點(diǎn),利用安德森采樣器采集了室內(nèi)PM 10不同粒徑范圍的鄰苯二甲酸酯顆粒相樣品,分析表明鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)四種物質(zhì)檢出率均為100%。室內(nèi)環(huán)境中細(xì)顆粒吸附的量占PM 10總吸附量的比值普遍較大。研究生群體普遍處于較高的PAEs暴露環(huán)境下,細(xì)顆粒DEHP的顆粒相暴露量和致癌風(fēng)險(xiǎn)值高于粗顆粒,危害很大。
PAEs;粒徑;現(xiàn)場調(diào)查
近年來,由于市內(nèi)裝修材料以及生活用品的大量使用,鄰苯二甲酸酯已經(jīng)成為室內(nèi)環(huán)境中普遍存在的污染物。相關(guān)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鄰苯二甲酸酯對人體有著嚴(yán)重的健康危害。本文旨在調(diào)查西安某大學(xué)校園內(nèi)實(shí)驗(yàn)室、宿舍、教研室三類室內(nèi)環(huán)境中鄰苯二甲酸酯粒徑分布特征,并評價(jià)健康風(fēng)險(xiǎn)。
本文選取西安某高校宿舍、教研室、實(shí)驗(yàn)室各五間,于2015年3~5月之間對15個采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣。本實(shí)驗(yàn)使用安德森采樣器采集不同粒級(PM0.43,PM0.65-0.43,PM1.1-0.65,PM2.1-1.1,PM3.3-2.1,PM4.7-3.3,PM5.8-4.7,PM9.0-5.8,PM10-9)的顆粒相樣品,采樣時間 72小時。
樣品采用索氏提取、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、氮吹濃縮等進(jìn)行前處理,測定使用Angilent公司生產(chǎn)的6890N/7988B型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀。本實(shí)驗(yàn)采用各質(zhì)譜圖的保留時間和色譜圖進(jìn)行定性,采用外標(biāo)曲線法進(jìn)行定量。
為了保證采樣過程的準(zhǔn)確性,現(xiàn)場采樣時均分析現(xiàn)場空白,運(yùn)輸空白,過程空白。
本實(shí)驗(yàn)回收率試驗(yàn)表明鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)的回收率均在80%~140%之間,精密度均小于10.0%。
在所有的樣品中,一共檢測出四種鄰苯二甲酸酯,分別是DBP、DIBP、DBP、DEHP,檢出率均為百分百。圖1是教研室、實(shí)驗(yàn)室、宿舍三種場所檢測到的四種物質(zhì)的各粒級濃度匯總。從圖中可看出實(shí)驗(yàn)室中的總PAEs濃度明顯高于另外兩個場所,宿舍和教研室的濃度水平相差不大。其中DEHP和DIBP的濃度較高,DMBP次之,DMP濃度水平較低,這與DMP分子量較小容易揮發(fā)的性質(zhì)有關(guān)。
采樣器在2.1μm處分檔,且PM2.1可以直接進(jìn)入人體的細(xì)支氣管末端和肺泡很難清除,會持續(xù)對人體產(chǎn)生危害,下面PM2.1作為細(xì)顆粒,PM10-2.1成為粗顆粒,分別進(jìn)行分析。計(jì)算表明,DEHP的細(xì)顆粒相濃度所占比值最大,說明這種物質(zhì)更容易被細(xì)顆粒所吸附,甚至達(dá)到了70%;DMP次之,三種環(huán)境中均大于50%;DIBP和DBP的比值相對較小但是也均大于40%。
圖1 三種場所四種物質(zhì)的各粒級濃度匯總
2.2.1人體暴露量
顆粒相物質(zhì)的暴露方式為呼吸吸入暴露,計(jì)算方法:
其中 Einhalation為呼吸暴露量/μg·(kg·day)-1;Cair為空氣中鄰苯二甲酸酯濃度/μg·m-3;f1為 呼吸速率/m3·day-1;f2為暴露相對時間/h·day-1;m為體重/kg。
本次調(diào)研的三類室內(nèi)環(huán)境中長期逗留典型人群為研究生,因此本文將針對研究生群體展開計(jì)算,暴露時間:宿舍11.4h,實(shí)驗(yàn)室4h,教研室4h;成人吸入空氣量為:13.3m3·day-1,體重63kg。表1為暴露量計(jì)算結(jié)果,研究生群體在這三類室內(nèi)環(huán)境中宿舍的DMP暴露量最大,實(shí)驗(yàn)室次之,教研室最?。籇IBP、DBP、DEHP這三類物質(zhì)的暴露量大小均為:實(shí)驗(yàn)室>宿舍>教研室。
考慮到粒徑的影響,DMP、DIBP、DEHP三類物質(zhì)細(xì)顆粒的呼吸吸入暴露量均大于粗顆粒的呼吸吸入暴露量,尤其DEHP達(dá)到了73.7%,DBP的細(xì)顆粒呼吸吸入暴露量略小,但仍占到PM10總暴露量的45.8%,說明在室內(nèi)環(huán)境中細(xì)顆粒物對于人體的暴露量非常大,危害不容忽視。
表1 呼吸吸入暴露量/μg·(kg·day)-1
2.2.2致癌風(fēng)險(xiǎn)值
細(xì)顆??梢灾苯舆M(jìn)入人體的支氣管末端和肺泡,75%沉積下來,且清除非常緩慢;粗顆粒則有90%沉落于氣管,其中50%可被很快清除,將上述因素考慮在內(nèi),可計(jì)算得出滯留體內(nèi)的呼吸暴露量。檢測出的四種物質(zhì)中目前只有DEHP被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)劃定為人體可疑致癌物[53]??衫檬?計(jì)算其致癌風(fēng)險(xiǎn)值。
其中R為鄰苯二甲酸酯的致癌風(fēng)險(xiǎn)值;為q致癌斜率因子/mg·kg-1·day-1;E為鄰苯二甲酸酯的暴露量/mg·kg-1·day-1。
EPA給出DEHP致癌斜率因子值為0.014/mg·(kg·day)-1,并認(rèn)為致癌風(fēng)險(xiǎn)值在小于1×10-6表現(xiàn)出較小的致癌風(fēng)險(xiǎn),而致癌風(fēng)險(xiǎn)值大于1×10-4則表現(xiàn)出較大的致癌風(fēng)險(xiǎn),需引起重視并采取相應(yīng)的措施。
表2 DEHP致癌風(fēng)險(xiǎn)值/10-5
表2表明,宿舍、實(shí)驗(yàn)室和教研室的DEHP對于研究生的致癌風(fēng)險(xiǎn)值均超過了人體致癌風(fēng)險(xiǎn)限值1×10-6,教研室細(xì)顆粒的致癌風(fēng)險(xiǎn)值最小但仍超過限值21.8倍,宿舍和實(shí)驗(yàn)室的細(xì)顆粒致癌風(fēng)險(xiǎn)值甚至超過限制50多倍,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粗顆粒的致癌風(fēng)險(xiǎn)值。計(jì)算得到的DEHP在粗顆粒的致癌風(fēng)險(xiǎn)值較小但三類室內(nèi)環(huán)境中也都超過了限值,可見室內(nèi)PAEs的污染已相當(dāng)嚴(yán)重,細(xì)顆粒的危害最為嚴(yán)重,粗顆粒的危害也不容小覷。因此室內(nèi)PAEs造成的健康風(fēng)險(xiǎn)需要引起人們足夠的重視,應(yīng)采取有效的措施,控制鄰苯二甲酸酯的污染。
本研究通過分析某大學(xué)校園內(nèi)典型場所的PAEs的粒徑分布濃度及健康風(fēng)險(xiǎn),發(fā)現(xiàn)大學(xué)校園內(nèi)普遍存在PAEs污染且風(fēng)險(xiǎn)值較高,不同粒徑的特征也有比較明顯的差異性。目前對于鄰苯二甲酸酯的顆粒相研究較少,分粒徑的研究更是少見。本文的研究樣本有限,全面的粒徑分布特征還有待大量的研究。
張艷宇(1989-),女,漢族,江蘇省宿遷市人,江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院,助教,學(xué)歷:碩士研究生,研究方向:暖通空調(diào),室內(nèi)空氣品質(zhì)