成都市室內(nèi)灰塵中多環(huán)芳烴的濃度及風(fēng)險(xiǎn)評估

曾迪婭 陳志偉 張彬

（西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院 四川成都 611730）

多環(huán)芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是一種半揮發(fā)性有機(jī)化合物，屬于持久性有機(jī)污染物（Persistent organic pollutants，POPs）的一類。若干研究報(bào)告指出，接觸PAHs可導(dǎo)致不同的健康問題，如內(nèi)分泌紊亂、生殖系統(tǒng)異常、發(fā)育障礙、神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、皮膚過敏和哮喘等，甚至一些PAHs 具有致癌性、誘變性和致畸性，因此與它們接觸會對人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅［1-4］。PAHs 的來源較多，如熱源、巖石源和生物源等［5］，但室內(nèi)PAHs 的來源主要是抽煙、烹飪、取暖和燒香等活動(dòng)［5-7］。PAHs 經(jīng)過釋放、遷移，最終沉入室內(nèi)灰塵中，故室內(nèi)灰塵是PAHs 的主要載體之一［8］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人們每日在室內(nèi)度過的時(shí)間較長，有時(shí)甚至高達(dá)90%的時(shí)間呆在室內(nèi)［9］，通過皮膚接觸、呼吸吸入和經(jīng)口攝入3 種渠道攝入室內(nèi)灰塵，從而導(dǎo)致了PAHs的攝入［10］，對人體健康帶來一定威脅。近年來，我國部分地區(qū)開展了對PAHs 的檢測，但大多都集中在沿海地區(qū)［11］。成都市作為中國西部地區(qū)的重要城市，國家重要的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地、商貿(mào)物流中心和綜合交通樞紐，對其室內(nèi)灰塵中PAHs 的污染水平卻少有研究。因此，本研究選取成都市20 個(gè)家庭的室內(nèi)灰塵作為研究對象，檢測其PAHs 的濃度，并做相應(yīng)的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評估，以期為室內(nèi)環(huán)境的污染防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

利用真空吸塵器采集成都市20 個(gè)家庭的地面灰塵，編號D1～D20，過篩后（＜100 μm）用干凈的鋁箔紙包裹，于干燥箱內(nèi)保存。

1.2 試劑和儀器

萃取砂（BUCHI，瑞士），無水硫酸鈉AR（廊坊鵬彩精細(xì)化工有限公司，中國），硅鎂型吸附劑100 目～200 目（卡邁舒生物科技有限公司，中國），正己烷HPLC（賽默飛世爾科技公司，美國），15種PAHs混合標(biāo)準(zhǔn)液（SigmaAldrich，美國），5種氘代標(biāo)記物Naphthalene-d8、Acenaphtene-d10、Phenanthrene-d10、Chrysene-d12和Perylene-d12（Sigma Aldrich，美國）。

快速溶劑萃取儀E-916（BUCHI，瑞士），氣質(zhì)聯(lián)用儀Agilent 7890A-5975C（Agilent，美國），旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE-5002（瑞德，中國），電子分析天平FA2004N（上海菁華，中國）

1.3 樣品處理與分析

（1）室內(nèi)灰塵的處理。準(zhǔn)確稱取50 mg 灰塵，加入5 μL Chrysene-d12（10 μg/mL）和5 μL Phenanthrene-d10（10 μg/mL）作為代標(biāo)，在室溫下平衡8 h，與萃取砂混合后加入萃取池，于快速溶劑萃取儀中進(jìn)行萃取，溶劑為正己烷，壓力設(shè)置100 MPa，溫度設(shè)置為100 ℃，循環(huán)3 次，得到萃取液后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至2 mL，并將其過柱（無水硫酸鈉∶弗洛里硅土=1∶5）凈化去除雜質(zhì)，用20 mL 正己烷沖淋，收集沖淋液后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至500 μL，加入5 μL Naphthalene-d8（20 μg/mL）、5 μL Acenaphtene-d10（20 μg/mL）和5 μL Perylene-d12（20 μg/mL）作為內(nèi)標(biāo)，-20 ℃保存，待GC-MS 分析。

（2）氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）分析。經(jīng)處理的室內(nèi)灰塵樣本均使用安捷倫氣質(zhì)聯(lián)用儀（7890A-5975C）分析，毛細(xì)管柱HP-5MS（30 m× 0.25 mm × 0.25 μm），以氦氣為載氣，流速為1 mL/min，進(jìn)樣量為1 μL，采用不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度為260 ℃，檢測器溫度為230 ℃，升溫程序是40 ℃保持1 min，以10 ℃/min 上升至270 ℃并保持20 min。全掃描離子范圍為50～500，每個(gè)離子停留時(shí)間為200 ms［12］。先注射混合標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行全掃描確定15 種PAHs 的出峰時(shí)間和特征離子，再用選擇離子掃描模式進(jìn)行樣品檢測。

1.4 質(zhì)量保證與控制

在樣品制備過程中使用的玻璃器皿在400 ℃下烘烤過夜。每個(gè)樣品都設(shè)置2 個(gè)平行樣，每9～12 個(gè)樣品做1 個(gè)方法空白和1 個(gè)溶劑空白，在方法空白和溶劑空白中檢測到的PAHs 的濃度可以忽略不計(jì)。所有樣品的加標(biāo)回收率范圍為84.05%～111.64%。低于檢出限的用nd 表示。數(shù)據(jù)分析均使用Microsoft excel 2019 和Sigmaplot 12.5 進(jìn)行。

1.5 人體健康風(fēng)險(xiǎn)評估

增量終生致癌風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（incremental lifetime cancer risks，ILCRs）模型常用于評價(jià)PAHs 對人體的長期暴露風(fēng)險(xiǎn)［13］。當(dāng)ILCRs＜10-6時(shí)，表示致癌風(fēng)險(xiǎn)較低，處于安全范圍；當(dāng)10-6＜ILCRs＜10-5時(shí)，表示有潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)10-5＜ILCRs＜10-4時(shí)，表示有較大潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)［14］。本研究只考慮對成年人的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，ILCRs 計(jì)算如式（1）～式（3）。

式中：C 為室內(nèi)灰塵中PAHs 的總濃度，μg/g；CSFinhalation、CSFdermal和CSFingestion表示致癌因子參數(shù)，分別為3.85mg/（kg·d）、25 mg/（kg·d）和7.3 mg/（kg·d）［15-16］；IRinhalation和IRingestion表示攝入率，分別為20 m3/d［13］和100 mg/d［17］；EF 為暴露頻率，350 d/a［15］；ED 為暴露時(shí)間，24 a［13］；SA為皮膚面積，3 000 cm2［18］；SAF 為灰塵附著在皮膚上的量，0.07 mg/cm2［19］；ABS 為皮膚吸收因子，0.13［19］，無量綱；PEF 為顆粒物排放因子，1.36×109m3/kg［19］；BW為體重，62 kg［18］；AT 為人均壽命，25 550 d［20］。

2 結(jié)果與討論

2.1 室內(nèi)灰塵中PAHs 的濃度

成都市室內(nèi)灰塵中PAHs 的濃度如表1 所示。可以看出，室內(nèi)灰塵中15 種PAHs 的檢出率均為100%，這一點(diǎn)和曹治國等［11］的研究結(jié)果一致。PAHs 總濃度范圍為67.47 ng/g～8 079.09 ng/g，我國23 個(gè)城市的室內(nèi)灰塵中PAHs 的濃度范圍為1 000 ng/g～46 000 ng/g［21］，與之相比，成都市室內(nèi)灰塵中PAHs的濃度處于較低水平；PAHs 的平均濃度為2 413.84 ng/g，低于我國其他地區(qū)的平均濃度，如香港［22］（6 180 ng/g）、上海［23］（13 300 ng/g）和北京［24］（8 960 ng/g），與浙江省的平均濃度［25］（2 911.84 ng/g）較為接近。從單體的平均值來看，熒蒽的含量最高，為541.74 ng/g，芘和菲的含量次之，分別為365.41 ng/g 和325.59 ng/g；苯并［a］芘、茚并［1，2，3-cd］苝和蒽的含量最低，分別為47.05 ng/g、49.38 ng/g 和49.65 ng/g，這一現(xiàn)象和貴州省城市中室內(nèi)灰塵的研究結(jié)果基本一致［4］。

表1 成都市室內(nèi)灰塵中PAHs 的濃度

2.2 人體健康風(fēng)險(xiǎn)評估

基于ILCRs 模型計(jì)算得到的數(shù)據(jù)如表2 所示?？梢钥闯?，3 種暴露途徑下只有呼吸吸入的方式其ILCRs 的平均值為6.96×10-10，表示致癌風(fēng)險(xiǎn)較低，處于安全范圍；而皮膚吸收和經(jīng)口攝入的ILCRs 的平均值分別為8.39×10-6和8.97×10-6，表示有潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)，需引起人們重視。3 種暴露途徑的ILCRs值大小為經(jīng)口攝入＞皮膚吸收＞呼吸吸入，說明經(jīng)口攝入是室內(nèi)灰塵中PAHs 的主要暴露途徑。

表2 成年人在不同暴露途徑下的ILCRs 值

然而，人體健康風(fēng)險(xiǎn)評估受多方面因素的影響，如參數(shù)的選擇和灰塵粒徑的影響，故而存在不確定性。本研究已盡量選擇符合我國國情的參數(shù)如成年人體重和皮膚暴露面積，但仍有部分參數(shù)只能采用西方國家的標(biāo)準(zhǔn)；另外，由于呼吸吸入、皮膚吸收和經(jīng)口攝入涉及到不同粒徑的灰塵，本研究未具體考慮灰塵粒徑的影響，因此會對評估結(jié)果的準(zhǔn)確性帶來一些影響?？傊?，未來室內(nèi)灰塵中PAHs 的風(fēng)險(xiǎn)評估仍需進(jìn)一步完善。

3 結(jié)論

（1）成都市室內(nèi)灰塵中15 種PAHs 的檢出率均為100%，PAHs 總濃度范圍為67.47 ng/g～8 079.09 ng/g，平均濃度為2 413.84 ng/g，對比我國其他城市處于較低水平。（2）從單體的平均值來看，熒蒽的含量最高，為541.74 ng/g，芘和菲的含量次之，分別為365.41 ng/g 和325.59 ng/g；苯并［a］芘、茚并［1，2，3-cd］苝和蒽的含量最低，分別為47.05 ng/g、49.38 ng/g 和49.65 ng/g。（3）呼吸吸入的ILCRs 的平均值為6.96×10-10，處于安全范圍。皮膚吸收和經(jīng)口攝入的ILCRs 的平均值分別為8.39×10-6和8.97×10-6，表示有潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)。3 種暴露途徑的ILCRs 值大小為經(jīng)口攝入＞皮膚吸收＞呼吸吸入，說明經(jīng)口攝入是室內(nèi)灰塵中PAHs 的主要暴露途徑。