[摘要]本文比较了长春市不同功能区大气中的多环芳烃污染水平及健康风险。利用中流量采样器于2017年5月至7月采集长春市各功能区具有代表性的8个采样点的大气样品，采用超高效液相色谱和质谱联用法(UPLC-MS)检测样品。通过计算BaP等效质量浓度BaPE等指标，进行分析、比较、评价其健康风险。结果表明，ΣPAHs总量浓度在19.28～79.42 ng·m-3之间，BaP质量浓度在0.12～3.20 ng·m-3之间，BaPE质量浓度在1.17～6.71 ng·m-3之间，总体处于轻微污染水平；交通区及工业区大气中的多环芳烃浓度相对较高。通过风险评估可知，长春市夏季大气中多环芳烃对健康的影响处于可接受程度。
[关键词]长春市；多环芳烃；健康风险评价
多环芳烃(PAHs)是指一组具有两个或多个苯环的有机物，因其致癌性和致突变性，以及对生态系统和人类健康后续的不利影响而受到广泛的关注[1]。其中有16种被美国归入优先控制的污染物,包括萘(Nap)、苊烯(Acy)、苊(Ace)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)、荧蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、(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(InP)、二苯并[a,h]蒽(DBA)、苯并[g，h，i]苝(BghiP)；7种被中国环境保护部列入优先控制污染物[2]。
长春是吉林省省会，东北地区的中心城市之一，是重要的工业基地和全国综合交通的枢纽。其夏季气候干燥，人们因外出活动暴露于大气PM2.5中， PM2.5粒径小，比表面积大，易将附带的各种多环芳烃危害物输送到呼吸系统深处，PAHs带来的人体健康危害值得重视[3-4]。本文采用苯并[a]芘质量浓度和苯并[a]芘等效质量浓度BaPE两个指标评估大气中多环芳烃的健康风险，为该地区今后治理大气环境污染提供依据。
1实验部分
1.1 材料与方法
1.1.1 仪器与试剂
宋市长把话筒拿近一些，对着它吹了一口气，就开讲了。他发出了“啊！啊！啊！”三声，就颓然趴在桌子上。主席台上的人慌作一团，大家手忙脚乱地把宋市长扶到了休息室。很快救护车就来了，在“嘀嘟、嘀嘟、嘀嘟” 响亮的鸣叫声中，载着宋市长上医院急救去了。
KB-120F型智能TSP-PM10中流量采样器配套PM2.5切割器(青岛金仕达电子科技有限公司)；100QSE型快速溶剂萃取仪(北京业之恒科技有限公司)；UPLC(IClass)—TQS型超高效液相色谱和三重四极杆质谱联用系统(美国Waters公司)。
（一）预防措施 仔猪副伤寒的预防，应特别注意初春时节温度变化不定，做好仔猪圈舍的保暖，中午仔猪可适当晒太阳；圈舍保持清洁干燥，食槽要经常洗刷，粪便发酵处理。加强饲养管理，初生仔猪应争取早吃初乳，并提前补料，以防乱吃脏物，断奶分群时，不要突然改变环境，猪群尽量分小一些。仔猪断奶前后（建议28日龄），口服仔猪副伤寒弱毒冻干苗进行预防。较大规模养猪场发病后，应将病猪隔离治疗，猪舍彻底消毒。未发病的猪可用药物预防，在每吨饲料中加入金霉素100 g或氟苯尼考（50～100 ppm），可起较好的预防作用。
如表2所示，16种优控PAHs均有检出。其中3环PAHs的含量最高，占ΣPAHs总量的30.18%，4环PAHs次之，占29.07%。5环PAHs和6环PAHs分别占21.96%和13.90%。2环多环芳烃Nap含量最小，仅占4.89%。由文献资料可知，低环PAHs分子量较低，易因气温升高而挥发，或因紫外线的强辐射而降解；高环PAHs不易挥发，因此能更多地吸附于PM2.5上；而4环PAHs能较稳定地存在于固相和气相中[8]。
1.1.2 采样与处理
根据采样后滤膜质量的增值得到粉尘质量。将滤膜干燥24 h后剪碎，并用1∶1混合的正己烷和乙腈作为提取剂放入快速溶剂萃取仪萃取，采用超高效液相色谱和质谱联用技术(UPLC-MS)对样品进行分析检测。
表1采样点及位置
序号功能区名称位置1商业交通居民混合区劳动劳动公园北门2交通区东站惠工路长春东站3交通区长师长春师范大学4文教区财经吉林财经大学5工业区汽车东风大街第一汽车制造厂6郊区北湖北湖湿地公园7文教区建筑吉林建筑大学8工业区岱山岱山公园
在长春市区设置8个采样点，按照不同的功能区类型，分布于长春市劳动公园混合区、汽车厂工业区、东部快速路交通区、净月高校文教区和北湖郊区。采集时间为5月、6月和7月，每月采集一次，每次连续采集12 h，空气流量为100 L·min-1。为减轻高大建筑物和树木的影响，尽可能选择微风、开阔的地区放置大气采样器。采样点及位置见表1。
1.2 健康风险评价方法
目前普遍采用具有强致癌毒性的BaP作为PAHs的代表物质进行健康风险评价，但是除了BaP外，其他高环PAHs同样具有三致效应[5]。所以，本文通过Yassaa[6]等建议的BaP等效质量浓度BaPE(ng·m-3)来评价多种PAHs的健康风险，比单用BaP一个指标进行评价更全面、准确[7]。
BaPE=BaA×0.06+B(b+k)F×0.07+BaP+DBA×0.6+InP×0.08.
(1)
长春市各功能区具有代表性的8个采样点的检测结果如表2所示。
2结果与讨论
2.1 PAHs检出浓度
式中：BaA为苯并[a]蒽的质量浓度(ng·m-3)；B(b+k)F为苯并[b]荧蒽及苯并[k]荧蒽的质量浓度之和(ng·m-3)；BaP为苯并[a]芘的质量浓度(ng·m-3)；DBA为二苯并蒽的质量浓度(ng·m-3)；InP为茚并[1,2,3-cd]芘的质量浓度(ng·m-3)。
16种PAHs标准试样(美国Supelco公司)；正己烷、乙腈等试剂(上海博美公司)。
如图1所示，各采样点的夏季ΣPAHs总量浓度在19.28～79.42 ng·m-3之间，依次是汽车厂>长春东站>长春师范大学>劳动公园>岱山公园>北湖公园>吉林财经大学>吉林建筑大学，平均值为48.61 ng·m-3。其中汽车厂位于长春市主要的工业区附近，且采样点周围车流量大，导致其ΣPAHs浓度最高。长春东站采样点四周建筑物较多，风力小，且周边有较多交通干线，污染物较难扩散，其ΣPAHs为75.24 ng·m-3。长师采样点处于长吉北线和东环城路交叉路口、顺发石材城边，附近有较多工厂，汽车尾气及工厂废气的排放使其ΣPAHs浓度较高，为56.41 ng·m-3。劳动公园是商业交通居民混合区，人口密度大，流动量大，所以ΣPAHs浓度稍高，为50.61 ng·m-3。岱山公园采样点虽位于工业区附近，但其周围的绿化覆盖率高，采样时空气流畅，导致其ΣPAHs远低于附近的汽车站采样点,为46.59 ng·m-3。北湖公园采样点的ΣPAHs为34.54 ng·m-3，其附近除道路扬尘外没有明显污染源，周围开阔。净月区是非工业区，其大气状况良好，因此吉林财经大学和吉林建筑大学采样点的ΣPAHs处于最低水平，分别为26.81 ng·m-3和19.28 ng·m-3。
表2采样点中16种PAHs的浓度(ng·m-3)
环数PAHs劳动东站长师财经汽车北湖建筑岱山2Nap2.564.152.861.303.591.240.932.383Acy2.842.991.531.922.132.740.832.62Ace1.494.722.240.973.092.210.761.67Flu4.314.383.291.174.762.501.483.46Phe4.367.105.592.516.673.272.593.26Ant2.493.383.500.985.791.410.364.004Fla3.404.493.571.345.161.231.172.05Pyr2.295.514.212.625.032.011.433.09BaA3.854.284.972.356.043.322.113.29Chr4.695.433.843.406.083.192.634.985BbF4.036.556.341.248.312.780.822.07BkF2.324.281.570.465.841.170.192.22BaP1.743.201.090.232.300.890.121.59DBA3.313.043.892.624.252.861.312.786InP4.556.734.230.966.311.620.844.70BghiP2.385.013.692.744.072.101.712.43ΣPAHs50.6175.2456.4126.8179.4234.5419.2846.59
这套房子将近100万元，首付至少要交一半才能成交。郭启明心急如焚地再次找家人借钱未果后，又来到北京找昔日的同事借钱，但跑了几天，一分钱也没借着，他只好灰头土脸地又回家了。后来，还花了几千块差旅费，他无计可施，只得拨打了偶然问在电线杆上看见的“信用卡、医保卡套现”的电话，收取了一定手续费后，他用医保卡和三张信用卡透支了12万元，但即使如此，钱也远远不够。关小美怕他为难，一番思忖之后，她变卖了20岁生日的时候父母亲戚送给她的一对玉石手镯，换了5万块钱，说这是自己找亲戚借来的，郭启明感激涕零。
2.2 ΣPAHs浓度水平分析
吕：你一定读过许多与美国越南战争相关的书籍，可以说它们是你创作《德克萨斯》的源泉，那段历史给了你不竭的思考，在你文学性和史学性皆备卓尔不群的叙述中，我们能够感受到你对这段历史的“当代性”的思考。
图1 夏季各功能区采样点ΣPAHs总量浓度
通过比较发现，交通区及工业区的污染程度较为严重，但就总体而言，整个长春地区大气中的ΣPAHs浓度处于较低水平。
达尔文说：“面部与身体的富于表达力的动作，极有助于发挥语言的力量。”法国作家罗曼.罗兰也曾经说过：“面部表情是多少世纪培养成功的语言，是比嘴里讲的更复杂到千百倍的语言。”心理学家阿尔伯特.马洛比恩发明了一个规则：总交流量等于7%的文字交流和38%的口头交流和55%的面部交流。通过面部表情基本可以反映出人的心理活动特征。
2.3 BaP浓度水平分析
根据美国环保局数据库资料显示，BaP是具有强致癌性的化合物，因此国内外学者常用BaP作为PAHs的代表物质分析健康风险。世界卫生组织推荐的BaP浓度为1 ng·m-3，我国规定的限值为10 ng·m-3。由图2可见，8个采样点的BaP质量浓度在0.12～3.20 ng·m-3，都远低于我国限值，但是只有吉林建筑大学、吉林财经大学和北湖公园3个采样点符合世卫组织的推荐值。综上所述，长春市夏季大气中的BaP浓度水平低，对人体的健康风险处于可接受水平。
图2 夏季各功能区采样点BaP质量浓度
2.4 BaPE浓度水平分析
BaP等效质量浓度BaPE的计算结果如图3所示，与BaP的浓度水平比较一致。其中汽车厂的浓度水平最高，为6.71 ng·m-3，吉林建筑大学浓度水平最低，为1.17 ng·m-3，8个功能区代表性采样点的平均值是4.17 ng·m-3。通过与北京[9](97.59 ng·m-3)、青岛[10](0.0636 ng·m-3)等地区相比可见，处于较低浓度水平。
图3 夏季各功能区采样点BaPE质量浓度
3结论
通过2017年5月1日至7月30日对长春市各代表性功能区的8个采样点的采样及检测，得到ΣPAHs总量浓度在19.28～79.42 ng·m-3之间，BaP质量浓度在0.12～3.20 ng·m-3之间，BaPE质量浓度在1.17～6.71 ng·m-3之间，处于轻微污染水平。通过对采样点所在功能区的分析表明，长春市夏季大气PM2.5中的PAHs污染在交通区及工业区较严重。长春地区大气中的PAHs总体上对人体没有明显危害，其健康风险处于可接受水平。
[参考文献]
[1]Yonghong Duan,Guofeng Shen,Shu Tao,et al.Characteristics of polycyclic aromatic hydrocarbons in agricultural solis at a typical cokeproduction base in Shanxi,China[J].Chemosphere,2015(127):64-69.
[2]刘聪聪,杨新亚,宋睿,等.金华市冬季大气颗粒物PM2.5中多环芳烃的污染现状及健康风险评价[J].科学通报,2017(62):1285-1291.
[3]Le T G, Ngo L, Mehta S, et al. Effects of short-term exposure to air pollution on hospital admissions of young children for acute lower respiratory infections in Ho Chi Minh City, Vietnam[J]. Res Rep Health Eff Inst, 2012(169):5-72.
[4]Samoli E,Nastos P T,Paliatsos A G,et al. Acute effects of air pollution on pediatric asthma exacerbation：evidence of association and effect modification[J].Environ Res,2011(3):418-424.
[5]蒲彦利,张春玲,薛渊,等.PM2.5中16种多环芳烃的高效液相色谱测定法[J].职业与健康,2016(24):3349-3352.
[6]Yassaan, Meklatiby, Cecinatoa, et al. Particulate n-Alkanes,n-Alkanoic acids and polycyclic aromatic hydrocarbons in the atmosphere of Algiers city area[J].Atmospheric Environment,2011(10):1843-1851.
[7]RAIS(Risk Assessment Information System).Risk exposure models for chemicals user’s guide[EB/OL]. (2013-09-09)[2016-08-20].http://rais．ornl．Gov/tools/rais_chemical_risk_guide.Html.
[8]崔焕滨.淮南地区原煤及其燃烧产物中多环芳烃的研究[D].淮南:安徽理工大学,2009.
[9]曾凡刚,王关玉,田健,等.北京市部分地区大气气溶胶中多环芳烃污染特征及污染源探讨[J].环境科学学报,2002(3):284-288.
[10]潘静，周成，郇宁,等.青岛地区大气气溶胶中多环芳烃的GC/MS分析[J].环境化学,2003(3):311-312.
AtmosphericPAHsLevelsandHealthRiskAssessmentinSummerinChangchun
ZHUANG Hui-yan，WANG Qing-ran，AIRETI Gulihumaer，HU Sai-nan，JI Yi-tong，XU Lin-lin
(School of Chemistry，Changchun Normal University，Changchun Jilin 130032，China)
Abstract:To assess the health risk of atmospheric PAHs in different functional areas in Changchun， the air samples were collected during May 2017 to July 2017 at eight representative sampling sates of different functional zones in Changchun by the medium volume air sampler. Adopting UPLC-MS to test the samples, analyze the calculate results to estimate the health risk assessment of PAHs. Our data showed that atmospheric contamination were in the low level with the carcinogenic concentration of ΣPAHs，BaP and BaPE ranged from 19.28 to 79.42 ng·m-3，0.12 to 3.20 ng·m-3 and 1.17 to 6.71 ng·m-3.In consequence, the concentration of atmospheric PAHs was relatively higher in the traffic zones and industrial zones. The risk assessment indicated that the carcinogenic power of atmospheric PAHs in summer in Changchun were acceptable.
Keywords:Changchun；PAHs；health risk assessment
[中图分类号]X820.4
[文献标志码]A
[文章编号]2095-7602(2019)02-0179-05
[收稿日期]2018-05-25
[基金项目]吉林省大学生创新创业训练计划项目“长春市冬夏两季大气中多环芳烃含量测定及健康风险评价”(201710205106)。
[作者简介]庄卉嫣，女，长春师范大学化学学院学生，从事环境科学研究。
[通讯简介]徐林林，女，高级实验师，从事持久性有机污染物分析方法研究。
标签：浓度论文; 芳烃论文; 长春市论文; 大气论文; 质量论文; 《长春师范大学学报》2019年第2期论文; 吉林省大学生创新创业训练计划项目“长春市冬夏两季大气中多环芳烃含量测定及健康风险评价”(201710205106)论文; 长春师范大学化学学院论文;