曹妃甸采暖期和非采暖期PM2.5中不同重金属元素污染特征及健康风险评价

为探讨曹妃甸采暖期和非采暖期PM 2.5中Cr、Pb、As和Cd元素的污染特征、来源及健康风险,以华北理工大学曹妃甸校区为研究地点,于2017年12月-2018年10月采集98份PM 2.5样品.利用重量法测定空气中PM 2.5浓度,使用电感耦合等离子体质谱仪分析PM 2.5中4种重金属元素(Cr、Pb、As和Cd)的浓度;采用Wilcoxon Mann-Whitney U检验比较采暖期与非采暖期,以及PM 2.5超标日与非超标日各元素含量的差异,利用Kruskal-Wallis H检验法比较不同PM 2.5浓度分级下4种金属元素浓度差异,用PMF(正定矩阵因子分解)模型对4种重金属元素的来源及贡献率进行解析,并用美国环境保护局推荐的人体暴露健康风险评价模型进行健康风险评估.结果表明:①曹妃甸采暖期PM 2.5及Pb、As和Cd浓度均高于非采暖期,而Cr浓度略低于非采暖期.②PM 2.5超标日Pb、As和Cd浓度均高于非超标日,不同PM 2.5浓度级别下Pb、As和Cd浓度有所差异,且Pb、As和Cd浓度随PM 2.5浓度的增加而增加.③PMF模型源解析表明,燃煤源及交通源是曹妃甸采暖期PM 2.5金属元素主要来源,二者贡献率分别为50.4%和31.7%;工业源及交通源是非采暖期PM 2.5金属元素的主要来源,二者贡献率分别为47.4%和37.0%.④健康风险评价结果表明,采暖期和非采暖期4种重金属元素的非致癌风险值均小于1.采暖期3种致癌性重金属(Cr、As和Cd)对成年男性、成年女性和儿童青少年的致癌风险均高于人类可接受风险水平(1×10^-6);非采暖期Cr和As对成年男性、成年女性和儿童青少年的致癌风险均高于人类可接受风险水平;重金属非致癌风险(Cr、Pb、As和Cd)和致癌风险(Cr、As和Cd)指数高低均呈成年男性>成年女性>儿童青少年的特征.研究显示,在采暖期和非采暖期曹妃甸PM 2.5中Pb、As和Cd浓度随PM 2.5浓度的增加而增加,燃煤源和工业源是其主要来源,Cr、As和Cd对人群存在一定的致癌风险.

健康大学生多环芳烃内暴露与肺功能变化的关系

目的研究尿中单羟基多环芳烃代谢物(OH-PAHs)与肺功能之间的关系以及氧化应激在其中的中介作用,为空气污染治理与政策制定提供科学依据。方法招募华北理工大学45名健康大学生为研究对象,分别于2017年11月至2018年10月进行4次随访调查和健康体检,测量肺功能参数[用力肺活量(FVC)、1 s用力呼气量(FEV1)、呼气峰值流速(PEF)、FEV1/FVC和用力呼气流量(FEF25%~75%)]和尿液中7种暴露标志物OH-PAHs(∑7OH-PAHs)、氧化应激标志物8-羟基-2’-脱氧鸟苷(8-OHdG)、8-异前列腺素F2α(8-iso-PGF2α)。利用线性混合效应模型分析尿多环芳烃代谢物与肺功能之间的关系,并用中介模型评估氧化应激在OH-PAHs与肺功能之间关系中的中介效应。结果研究对象FVC、FEV1、FEV1/FVC、PEF和FEF25%~75%的中位数分别为4.37 L,3.58 L,83.00%,4.38 L/s和3.32 L/s。2-羟基芴(2-OHFlu)的对数转换值每增加1个(ln)单位,FVC下降5.05%(β%=-5.05%,95%CI=-8.85%~-1.09%),FEV1下降4.15%(β%=-4.15%,95%CI=-7.94%~-0.22%),FEF25%~75%下降5.87%(β%=-5.87%,95%CI=-11.35%~-0.05%)。2-OHFlu和9-羟基菲(9-OHPhe)的对数转换值每增加1个(ln)单位,PEF分别降低7.03%(β%=-7.03%,95%CI=-12.60%~-1.11%)和7.08%(β%=-7.08%,95%CI=-13.50%~-0.17%)。此外,尿∑7OH-PAHs与尿8-OHdG和8-iso-PGF2α水平呈正相关(r值分别为0.64,0.69,P值均<0.01)。同时,8-OHdG介导2-OHFlu与FVC和FEV1的相关性分别为17.06%和15.71%。结论健康大学生尿中OH-PAHs与肺功能呈负相关,8-OHdG在2-OHFlu与FVC和FEV1之间的关系中起介导作用。应积极制定相关政策治理空气污染,维护青年人的健康生活状态。