太原市中学室内外大气污染物成分分析及健康-效应研究

摘要

太原市地处我国北方内陆城市,钢铁、化工和机械等重工业一直是主要经济发展的支柱。近年来,当地政府及环保部门采取了一系列节能减排等相关举措,使得二氧化硫(SO2)、臭氧(O3)等传统污染物排放量逐年减少,然而由于城市发展速度较快,机动车保有量持续增长,尤其是仍以燃煤为主要能源物质,使得大气污染特征由典型的煤烟型污染逐渐演变成为煤烟-机动车混合型污染,雾霾天气时有发生。由于大气污染物来源丰富、成分复杂,因此本文首先以大气细颗粒物PM2.5为研究对象,揭示了PM2.5的浓度水平及所含元素成分,同时监测SO2、NO2、O3及气传微生物等其他环境污染物的浓度变化,为全面了解太原市大气污染特征提供理论依据。此外,由于儿童处于生长发育期,大部分时间都是在学校室内度过,大气污染对儿童呼吸系统健康的影响极为严重。因此本文将采样地点选在初中现场进行,同时对学生健康状况进行问卷调查,旨在研究大气污染物与学生健康的相关性。
　　本研究在太原市随机选取十所中学校进行大气污染物收集及检测,采样时间集中于2012年3月。PM2.5采样仪器为SKC小流量大气PM2.5采样器(采样膜为Teflon膜,直径37 mm),采样流量为2 L/min,每个样品采集72小时,共采集10个样品。在采样学校选取教室室内及室外,用被动吸附膜采集SO2、NO2、O3;使用手提式大气细颗粒物仪(TSI-8532)监测实时PM2.5数据;同时用吸尘器和培养皿静置暴露法收集教室内灰尘,共得到样品34组。采集的PM2.5样品用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定元素成分;SO2、NO2、O3采用离子色谱测定其浓度;灰尘样品采用GC-MS测定微生物组分(内毒素、胞壁酸、麦角固醇)及酶联免疫吸附法(ELISA)测定狗和猫的过敏原浓度。采样的同时邀请班级所有的学生参与健康问卷调查,问卷内容包括被调查者的哮喘、湿疹、过敏、家族遗传史、家庭环境及饮食方式等相关信息。最后采用SPSS软件对室内外的PM2.5、SO2、NO2、O3、微生物组分、狗过敏原、猫过敏原和学生哮喘、过敏、呼吸道症状等进行相关性统计分析。结果表明:(1)采样期PM2.5浓度均值为162.99±107.43μg/m3,浓度范围为45.32-411.30μg/m3,季节变化对于PM2.5浓度有显著影响。ICP-MS测得PM2.5中66种元素,其中,S元素含量最高,Si、K、Ca、Fe、Al等地壳元素的浓度仅次于 S元素。燃煤、工业排放和机动车污染是太原市冬季主要污染物。(2)10所学校室内 PM2.5、SO2、NO2和O3的平均浓度分别为67.9μg/m3、264.8μg/m3、39.4μg/m3和10.1μg/m3。室外SO2、NO2和PM2.5浓度分别约为室内的2-3倍、1-1.5倍和2倍,O3浓度室外与室内相近。过敏、鼻粘膜炎、鼻塞、喉咙干燥和疲乏等症状发病率较高,分别为13.7％、17.6%、16.4%、14.9%和20.7%。室内环境中的PM2.5、SO2、NO2和O3浓度及其室内外浓度的比率与调查的多数症状存在显著性正相关,危害着学生的健康。(3)室内的微生物组分与学生皮肤、黏膜及普通症状呈现负相关,即室内微生物的存在一定程度上保护学生的健康,这与“卫生学假说”相一致,此结论有待进一步的研究分析。以上结果说明,太原市冬季大气污染仍比较严重,威胁着学生的身体健康,因此,必须采取相应的措施,严格控制污染源的排放;此外,应该更加关注儿童健康,改善煤烟型污染地区儿童校舍环境,开展有效的早期预防措施。

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第一章 绪论

1.1 立题背景及依据

1.2 主要大气污染物与人体健康国内外研究现状

1.3 研究意义及研究内容

1.4 创新点

参考文献

第二章 大气细颗粒物(PM2.5)浓度及成分分析

2.1 引言

2.2实验部分

2.3 结果与讨论

2.4小结

参考文献

第三章 PM2.5，SO2，NO2，O3浓度分析及与学生呼吸道疾病的研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4小结

参考文献

第四章 气传微生物对学生健康的影响

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4小结

参考文献

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 建议

5.3 展望

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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