成都市室内灰尘中多环芳烃的浓度及风险评估

曾迪娅 陈志伟 张彬

（西华大学食品与生物工程学院 四川成都 611730）

多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是一种半挥发性有机化合物，属于持久性有机污染物（Persistent organic pollutants，POPs）的一类。若干研究报告指出，接触PAHs可导致不同的健康问题，如内分泌紊乱、生殖系统异常、发育障碍、神经系统紊乱、皮肤过敏和哮喘等，甚至一些PAHs 具有致癌性、诱变性和致畸性，因此与它们接触会对人类健康构成严重威胁［1-4］。PAHs 的来源较多，如热源、岩石源和生物源等［5］，但室内PAHs 的来源主要是抽烟、烹饪、取暖和烧香等活动［5-7］。PAHs 经过释放、迁移，最终沉入室内灰尘中，故室内灰尘是PAHs 的主要载体之一［8］。据统计，人们每日在室内度过的时间较长，有时甚至高达90%的时间呆在室内［9］，通过皮肤接触、呼吸吸入和经口摄入3 种渠道摄入室内灰尘，从而导致了PAHs的摄入［10］，对人体健康带来一定威胁。近年来，我国部分地区开展了对PAHs 的检测，但大多都集中在沿海地区［11］。成都市作为中国西部地区的重要城市，国家重要的高新技术产业基地、商贸物流中心和综合交通枢纽，对其室内灰尘中PAHs 的污染水平却少有研究。因此，本研究选取成都市20 个家庭的室内灰尘作为研究对象，检测其PAHs 的浓度，并做相应的人体健康风险评估，以期为室内环境的污染防治提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

利用真空吸尘器采集成都市20 个家庭的地面灰尘，编号D1～D20，过筛后（＜100 μm）用干净的铝箔纸包裹，于干燥箱内保存。

1.2 试剂和仪器

萃取砂（BUCHI，瑞士），无水硫酸钠AR（廊坊鹏彩精细化工有限公司，中国），硅镁型吸附剂100 目～200 目（卡迈舒生物科技有限公司，中国），正己烷HPLC（赛默飞世尔科技公司，美国），15种PAHs混合标准液（SigmaAldrich，美国），5种氘代标记物Naphthalene-d8、Acenaphtene-d10、Phenanthrene-d10、Chrysene-d12和Perylene-d12（Sigma Aldrich，美国）。

快速溶剂萃取仪E-916（BUCHI，瑞士），气质联用仪Agilent 7890A-5975C（Agilent，美国），旋转蒸发仪RE-5002（瑞德，中国），电子分析天平FA2004N（上海菁华，中国）

1.3 样品处理与分析

（1）室内灰尘的处理。准确称取50 mg 灰尘，加入5 μL Chrysene-d12（10 μg/mL）和5 μL Phenanthrene-d10（10 μg/mL）作为代标，在室温下平衡8 h，与萃取砂混合后加入萃取池，于快速溶剂萃取仪中进行萃取，溶剂为正己烷，压力设置100 MPa，温度设置为100 ℃，循环3 次，得到萃取液后旋转蒸发至2 mL，并将其过柱（无水硫酸钠∶弗洛里硅土=1∶5）净化去除杂质，用20 mL 正己烷冲淋，收集冲淋液后旋转蒸发至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）作为内标，-20 ℃保存，待GC-MS 分析。

（2）气质联用（GC-MS）分析。经处理的室内灰尘样本均使用安捷伦气质联用仪（7890A-5975C）分析，毛细管柱HP-5MS（30 m× 0.25 mm × 0.25 μm），以氦气为载气，流速为1 mL/min，进样量为1 μL，采用不分流进样，进样口温度为260 ℃，检测器温度为230 ℃，升温程序是40 ℃保持1 min，以10 ℃/min 上升至270 ℃并保持20 min。全扫描离子范围为50～500，每个离子停留时间为200 ms［12］。先注射混合标准液进行全扫描确定15 种PAHs 的出峰时间和特征离子，再用选择离子扫描模式进行样品检测。

1.4 质量保证与控制

在样品制备过程中使用的玻璃器皿在400 ℃下烘烤过夜。每个样品都设置2 个平行样，每9～12 个样品做1 个方法空白和1 个溶剂空白，在方法空白和溶剂空白中检测到的PAHs 的浓度可以忽略不计。所有样品的加标回收率范围为84.05%～111.64%。低于检出限的用nd 表示。数据分析均使用Microsoft excel 2019 和Sigmaplot 12.5 进行。

1.5 人体健康风险评估

增量终生致癌风险评价（incremental lifetime cancer risks，ILCRs）模型常用于评价PAHs 对人体的长期暴露风险［13］。当ILCRs＜10-6时，表示致癌风险较低，处于安全范围；当10-6＜ILCRs＜10-5时，表示有潜在致癌风险；当10-5＜ILCRs＜10-4时，表示有较大潜在致癌风险［14］。本研究只考虑对成年人的健康风险评价，ILCRs 计算如式（1）～式（3）。

式中：C 为室内灰尘中PAHs 的总浓度，μg/g；CSFinhalation、CSFdermal和CSFingestion表示致癌因子参数，分别为3.85mg/（kg·d）、25 mg/（kg·d）和7.3 mg/（kg·d）［15-16］；IRinhalation和IRingestion表示摄入率，分别为20 m3/d［13］和100 mg/d［17］；EF 为暴露频率，350 d/a［15］；ED 为暴露时间，24 a［13］；SA为皮肤面积，3 000 cm2［18］；SAF 为灰尘附着在皮肤上的量，0.07 mg/cm2［19］；ABS 为皮肤吸收因子，0.13［19］，无量纲；PEF 为颗粒物排放因子，1.36×109m3/kg［19］；BW为体重，62 kg［18］；AT 为人均寿命，25 550 d［20］。

2 结果与讨论

2.1 室内灰尘中PAHs 的浓度

成都市室内灰尘中PAHs 的浓度如表1 所示。可以看出，室内灰尘中15 种PAHs 的检出率均为100%，这一点和曹治国等［11］的研究结果一致。PAHs 总浓度范围为67.47 ng/g～8 079.09 ng/g，我国23 个城市的室内灰尘中PAHs 的浓度范围为1 000 ng/g～46 000 ng/g［21］，与之相比，成都市室内灰尘中PAHs的浓度处于较低水平；PAHs 的平均浓度为2 413.84 ng/g，低于我国其他地区的平均浓度，如香港［22］（6 180 ng/g）、上海［23］（13 300 ng/g）和北京［24］（8 960 ng/g），与浙江省的平均浓度［25］（2 911.84 ng/g）较为接近。从单体的平均值来看，荧蒽的含量最高，为541.74 ng/g，芘和菲的含量次之，分别为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，分别为47.05 ng/g、49.38 ng/g 和49.65 ng/g，这一现象和贵州省城市中室内灰尘的研究结果基本一致［4］。

表1 成都市室内灰尘中PAHs 的浓度

2.2 人体健康风险评估

基于ILCRs 模型计算得到的数据如表2 所示。可以看出，3 种暴露途径下只有呼吸吸入的方式其ILCRs 的平均值为6.96×10-10，表示致癌风险较低，处于安全范围；而皮肤吸收和经口摄入的ILCRs 的平均值分别为8.39×10-6和8.97×10-6，表示有潜在致癌风险，需引起人们重视。3 种暴露途径的ILCRs值大小为经口摄入＞皮肤吸收＞呼吸吸入，说明经口摄入是室内灰尘中PAHs 的主要暴露途径。

表2 成年人在不同暴露途径下的ILCRs 值

然而，人体健康风险评估受多方面因素的影响，如参数的选择和灰尘粒径的影响，故而存在不确定性。本研究已尽量选择符合我国国情的参数如成年人体重和皮肤暴露面积，但仍有部分参数只能采用西方国家的标准；另外，由于呼吸吸入、皮肤吸收和经口摄入涉及到不同粒径的灰尘，本研究未具体考虑灰尘粒径的影响，因此会对评估结果的准确性带来一些影响。总之，未来室内灰尘中PAHs 的风险评估仍需进一步完善。

3 结论

（1）成都市室内灰尘中15 种PAHs 的检出率均为100%，PAHs 总浓度范围为67.47 ng/g～8 079.09 ng/g，平均浓度为2 413.84 ng/g，对比我国其他城市处于较低水平。（2）从单体的平均值来看，荧蒽的含量最高，为541.74 ng/g，芘和菲的含量次之，分别为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，分别为47.05 ng/g、49.38 ng/g 和49.65 ng/g。（3）呼吸吸入的ILCRs 的平均值为6.96×10-10，处于安全范围。皮肤吸收和经口摄入的ILCRs 的平均值分别为8.39×10-6和8.97×10-6，表示有潜在致癌风险。3 种暴露途径的ILCRs 值大小为经口摄入＞皮肤吸收＞呼吸吸入，说明经口摄入是室内灰尘中PAHs 的主要暴露途径。