追踪来源:首次在户外机场气溶胶中发现苯并噻唑类物质的证据
《Environmental Chemistry and Ecotoxicology》:Tracking the source: First evidence of Benzothiazoles in outdoor airport aerosol
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时间:2025年11月17日
来源:Environmental Chemistry and Ecotoxicology 8.2
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航空轮胎磨损颗粒(TWPs)中苯并噻唑(BTHs)的污染特征及来源分析。首次在米兰林塔机场PM10中检测到8种BTHs,发现BTH-NH2和BTH-SO3H与机场活动强相关,并利用聚类分析揭示三个主要来源:航空器/机场车辆活动、除冰操作及中远程传输与二次反应。职业暴露评估表明风险较低。
航空业作为连接全球的重要交通方式,近年来在支持国家和国际往来方面发挥着关键作用。尽管受新冠疫情影响出现了一段时间的减少,但其全球整体增长趋势仍在持续,并预计未来几年仍将保持上升态势。随着航空业的扩张,其对环境的污染也日益受到关注。传统的研究多集中于发动机尾气排放对空气质量的影响,如二氧化碳(CO?)、氮氧化物(NO?)和颗粒物(PM)。然而,近期科学研究开始重视非尾气排放,特别是轮胎磨损颗粒(TWPs)的影响。TWPs是由轮胎与道路摩擦产生的微塑料污染源,其化学成分包括橡胶基质以及多种橡胶添加剂,这些物质可能对环境造成严重影响。
在本研究中,科学家首次在米兰利纳特机场(Milano Linate Airport)的户外空气中检测到了八种苯并噻唑(BTHs)类化合物,并将这些化合物与PM??中的其他化学标记物(如主要离子和羧酸)进行了对比分析。研究发现,该机场是BTHs的重要来源,尤其以BTH、BTH-NH?、BTH-MeS和BTH-SO?H等化合物最为显著。此外,这些化合物的浓度趋势与高度交通的城市环境相似,表明机场的非尾气排放对大气污染物的贡献不容忽视。
研究还发现,BTH-NH?与BTH-SO?H之间存在显著的相关性,这可能意味着它们在来源上具有一定的联系。通过应用化学计量学方法,研究人员识别出三种主要的聚类模式。第一种聚类包括BTHs和与风相关的变量,这表明机场活动可能对这些化合物的浓度和时间变化产生直接影响。第二种聚类涉及羧酸和部分无机离子,可能与二次大气反应和中短距离运输有关。第三种聚类则主要由氯离子(Cl?)、镁离子(Mg2?)、钠离子(Na?)和溴离子(Br?)组成,这可能与机场的除冰和防冰操作有关。这一发现对于理解机场非尾气污染的来源具有重要意义。
研究还关注了风向对BTHs浓度的影响。通过将数据分为利纳特西(Linate West)和利纳特东(Linate East)两个区域,研究发现利纳特西区域的BTHs浓度明显高于利纳特东区域,这表明机场本身是这些化合物的重要来源。同时,BTH-OH和BTH-Me的浓度在两个区域都较为相似,这可能意味着它们与道路和运输车辆的活动有更广泛的关联。此外,研究还指出,虽然降雨可能会对某些BTHs的浓度产生一定影响,但其作用相对有限。
在健康风险评估方面,研究计算了职业工人在户外环境中吸入BTHs的暴露剂量。结果显示,这些剂量远低于推荐的参考剂量(RfD),表明在利纳特机场的户外空气中,职业暴露于BTHs的风险较低。然而,这一结果并不能完全排除其他潜在的暴露途径,如室内空气和粉尘中的BTHs浓度可能对人类健康构成影响。
研究的最终结论是,利纳特机场不仅是BTHs的重要来源,其大气污染物的组成也与高度交通的城市环境相似。这表明,机场的非尾气排放可能对周边环境产生显著影响。研究还指出,BTHs的浓度趋势和聚类分析结果支持了它们与机场活动之间的联系,包括飞机起降和机场管理车辆的运行。未来的研究将进一步验证这一假设,并探索机场非尾气污染对环境的长期影响。
研究团队由来自威尼斯大学Ca' Foscari环境科学、信息与统计系的科学家组成,他们致力于分析航空污染对环境的影响。通过本次研究,团队不仅填补了机场非尾气污染化学成分方面的知识空白,还为未来环境政策的制定提供了科学依据。研究中所采用的方法,如分层聚类分析,为识别和区分不同污染源提供了有效的工具。此外,研究还结合了气象数据和机场运营数据,以全面评估BTHs的来源和分布情况。
总的来说,这项研究揭示了航空业非尾气排放的复杂性,并强调了轮胎磨损颗粒作为微塑料污染源的重要性。通过首次在机场环境中检测到BTHs,研究为理解航空业对环境的影响提供了新的视角。此外,研究还指出了风向在污染物传播中的作用,为未来的污染控制措施提供了参考。最后,研究对职业暴露风险的评估表明,尽管机场环境中存在BTHs,但其对人类健康的潜在风险较低,但仍需进一步关注和研究。
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