福州市工业区和商业居住区大气PM_(2.5)中多环芳烃特征的变化及其健康风险

摘要

[背景]PM_(2.5)污染已经成为广泛关注的环境卫生问题,多环芳烃(PAHs)是PM_(2.5)的主要有害成分之一,其来源及致癌风险值得关注。[目的]分析福州市工业区和商业居住区大气PM_(2.5)中的PAHs的污染来源,评估其经呼吸途径对人群健康的潜在致癌风险。[方法]在福州市仓山(工业区)和台江(商业居住区)两个区设置采样点,于2017—2020年每月10—16日通过滤膜采样法采集PM_(2.5)。通过称重法测定大气中PM_(2.5)质量浓度,采用超高效液相色谱-二极管阵列检测器-荧光检测器检测萘(NAP)、苊烯(ACY)、苊(ACE)、芴(FLU)、菲(PHE)、蒽(ANT)、荧蒽(FLT)、芘(PYR)、苯并[a]蒽(BaA)、䓛(CHR)、苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、茚并[1,2,3-cd]芘(IcdP)、二苯并[a,h]蒽(DahA)和苯并[g,h,i]苝(BghiP)共16种PAHs的质量浓度(后称浓度)。比较两区PM_(2.5)及PAHs浓度以及不同季节大气PM_(2.5)中PAHs浓度。采用特征产物比值[FLT/(FLT+PYR)、Icd P/(Icd P+BghiP)、BaA/(BaA+CHR)和BaP/BghiP]法和正定矩阵因子(PMF)分析法判断福州市大气PM_(2.5)中PAHs污染来源,并运用超额致癌风险评估模型评估通过呼吸暴露的PAHs的潜在致癌风险。[结果]2017-2020年福州市仓山区和台江区大气PM_(2.5)浓度的M(P25,P75)分别为35.0(25.0,47.5)μg·m^(-3)和34.0(25.5,46.0)μg·m^(-3),PM_(2.5)超标率分别为2.68%和4.17%,差异均无统计学意义(P>0.05)。仓山区PM_(2.5)中PAHs总浓度(ΣPAH)浓度的M(P25,P75)为5.03(3.07,7.67)ng·m^(-3),高于台江区的浓度[3.20(2.05,5.59)ng·m^(-3)](P<0.05)。仓山区PM_(2.5)中,除ACY、FLU、ACE三者以外,其余13种PAH单体的浓度均高于台江区(P<0.05)。仓山区春、夏、秋、冬大气PM_(2.5)中ΣPAHs浓度也均高于台江区相应的浓度(P<0.05);两个区冬季PAHs浓度均高于其他3个季节(P<0.05)。特征比值法结果显示两个采样点FLT/(FLT+PYR)中位数均在0.4~0.5之间,Icd P/(Icd P+BghiP)中位数在0.2~0.5之间,BaA/(BaA+CHR)中位数在0.2~0.35之间,BaP/BghiP比值中位数小于0.6。在仓山区采样点PMF分析得到4种因子比例依次为:37.9%、13.2%、24.0%、24.9%;4种因子的主要负载成分:因子1为FLT、PHE、PYR;因子2为FLU、ACY和ACE;因子3为DahA;因子4为BghiP、IcdP和BaP。在台江区采样点,4种因子比例依次为:23.6%、19.3%、22.0%、35.1%;4种因子的主要负载成分:因子1为DahA;因子2为BghiP;因子3为FLT、PHE、PYR;因子4为IcdP、BaP、BbF、BkF、CHR、BaA。仓山区和台江区PM_(2.5)中PAHs的总等效致癌毒性分别为1.87 ng·m^(-3)和1.61 ng·m^(-3),两区经吸入途径暴露PAHs的超额致癌风险分别为3.83×10^(-6)和3.30×10^(-6)。[结论]福州市大气PM_(2.5)中PAHs污染来源复杂,包括扬尘、机动车排放、工业排风等等,两区的污染来源也有所差别,PAHs对人群健康有一定的潜在致癌风险。