沥青铺路工人职业暴露新视角：基于多指标实时监测的超细颗粒物与多环芳烃暴露特征研究

《Annals of Work Exposures and Health》：Characterization of occupational exposure to air pollutants during asphalt milling and paving

本研究针对沥青铣刨与铺路工人职业暴露评估的复杂性，采用创新的多指标实时监测技术，系统评估了超细颗粒物（UFPs）、多环芳烃（PAHs）及柴油尾气等有害物质的暴露水平。通过结合空气监测、皮肤擦拭与生物监测，研究发现铺路工人PAHs吸入暴露更高，而铣刨工人致癌性高分子量PAHs皮肤暴露更显著，且生物监测难以捕捉颗粒态PAHs暴露。该研究为优化工程防护措施与暴露评估策略提供了关键数据支撑，发表于《Annals of Work Exposures and Health》。

　　

在城市道路建设过程中，沥青铣刨与铺路作业是常见的施工环节，然而这一过程会释放出复杂的污染物混合物，包括沥青烟雾、机械产生的粉尘颗粒物以及柴油发动机排放的废气。其中，多环芳烃（PAHs）作为沥青中的微量组分，部分已被国际癌症研究机构（IARC）列为明确人类致癌物（如苯并[a]芘属Group 1），而沥青烟雾本身也被归类为可能致癌物（Group 2B）。尤其值得关注的是超细颗粒物（UFPs），它们不仅存在于沥青烟和柴油尾气中，因其粒径小（通常小于100纳米），可深入肺泡区域，潜在健康风险显著。尽管过去已有研究对沥青工人暴露进行评估，但多局限于传统指标如可吸入粉尘、有机碳（OC）或个别PAHs的测量，缺乏对UFPs实时、多维度暴露特征的系统刻画，特别是对致癌性较强的颗粒态PAHs（H-PAH）的暴露途径（如皮肤渗透）评估不足。此外，以往生物监测主要依赖尿液中低分子量PAHs代谢物（如1-羟基芘），难以反映高分子量、强致癌性PAHs的体内暴露情况。因此，采用新型实时监测设备结合多途径采样策略，对沥青工人职业暴露进行全面表征，成为当前研究的重要方向。

为解决上述问题，由Maria Hedmer领衔的研究团队在《Annals of Work Exposures and Health》上发表了一项现场研究，旨在采用一种新颖的多指标方法，结合实时监测仪和离线采样技术，系统评估沥青铣刨工（Miller）和铺路工（Paver）的职业暴露特征。研究同步监测了工人呼吸带空气中的肺沉积表面积（LDSA）、颗粒物数量浓度（PNC）、颗粒物质量（PM_0.3）、平均粒径、有机碳（OC）、元素碳（EC）、等效黑碳（eBC）、16种美国环保署优先控制PAHs以及氮氧化物（NO₂）。此外，还通过采集工前工后手掌皮肤擦拭样本分析PAHs残留，并检测尿液中PAHs代谢物浓度，以评估皮肤污染和系统吸收情况。研究还创新性地引入工人自采样模式，重复测量PAHs和NO₂，以验证结果的可靠性。

研究团队运用了几项关键技术方法：首先，采用便携式实时监测设备（包括Partector 2测量LDSA、PNC、PM_0.3和平均粒径，AE51型气溶胶监测仪测量eBC）进行个人暴露监测；其次，使用主动采样泵采集OC/EC和总粉尘样本，并采用被动式聚氨酯泡沫（PUF）采样器采集气相和颗粒态PAHs，以及被动式NO₂采样器；第三，通过异丙醇湿润的无纺布擦拭工人手掌皮肤，并采集工前工后尿液样本，分别利用气相色谱-三重四极杆质谱（GC-MS/MS）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析PAHs及其代谢物；最后，对26名瑞典男性沥青工人（8名铣刨工，18名铺路工）进行了为期8个工作日的现场测量，并结合问卷调查收集工作习惯信息。

空气监测结果

铺路工在除OC和NO₂外的大部分暴露指标上均显示出更高的平均水平。其几何平均（GM）PNC和LDSA分别为31,000 cm^-3和80 μm²/cm³，而铣刨工分别为29,000 cm^-3和67 μm²/cm³。铺路工的PM_0.3质量浓度（38 μg/m³）显著高于铣刨工（13 μg/m³）。在化学组分上，铺路工对16种US EPA PAHs的总暴露GM为290 ng/m³，远高于铣刨工的53 ng/m³，且其暴露以低分子量PAHs（L-PAH，如萘）为主。然而，铣刨工的苯并[a]芘暴露GM（0.39 ng/m³）是铺路工（0.12 ng/m³）的三倍多，并且高分子量PAHs（H-PAH）在铣刨工总PAH中的占比（15-35%）高于铺路工（<10%）。在柴油尾气暴露方面，铣刨工的NO₂暴露（83 μg/m³）是铺路工（31 μg/m³）的两倍多，尤其是驾驶清扫车的工人暴露最高（达550 μg/m³），而EC和eBC的暴露水平在两组中均处于较低水平（铺路工EC GM为0.75 μg/m³，铣刨工为0.40 μg/m³）。实时监测时间序列显示，压路机操作员和铣刨机操作员在工作班次中经历多次短时高峰暴露。

自我管理空气采样结果

工人自采样的PAHs和NO₂结果与专家测量值无显著差异，验证了数据的有效性。方差分量分析表明，PAHs暴露的变异主要来源于工人间差异（铣刨工63.4%，铺路工74.8%），而铺路工的NO₂暴露变异则以工人内差异为主（71.4%），提示其暴露受具体工作任务影响较大。

皮肤擦拭样本结果

工后手掌皮肤上的Σ3 PAHs（芘、荧蒽、菲之和）和16种US EPA PAHs含量均显著高于工前，且铺路工的工后Σ3 PAHs皮肤污染水平显著高于铣刨工。相反，铣刨工手掌的苯并[a]芘水平在工后高于铺路工，尽管未达统计显著性。皮肤暴露水平与空气中相应PAHs浓度呈正相关，证实皮肤是重要暴露途径。问卷调查揭示，多数工人工作中存在徒手进食或使用鼻烟的行为（中位数6次/班次），增加了经口暴露风险。

尿液中PAHs代谢物监测结果

铺路工工后尿液中Σ3 OH-PAHs代谢物（包括1-羟基芘、羟基荧蒽和羟基菲）浓度显著升高，而铣刨工工后代谢物水平反而低于工前。铺路工工后代谢物水平显著高于铣刨工。这表明生物监测主要反映的是低分子量和中分子量PAHs（L-PAH和M-PAH）的代谢产物，无法有效捕捉铣刨工所暴露的、致癌性更强的颗粒态H-PAH。

结论与讨论

本研究通过多指标综合评估，清晰揭示了沥青铣刨与铺路工人复杂的职业暴露图谱。主要结论包括：1）铺路工人总体PAHs（尤其是低分子量组分）和UFPs（以PNC和LDSA计）的吸入暴露更高，而铣刨工人则面临更高水平的致癌性颗粒态PAHs（如苯并[a]芘和H-PAH）暴露；2）便携式实时监测仪（如Partector 2、AE51）能有效捕捉工作过程中的瞬时高峰暴露，为风险评估提供更精细的数据；3）皮肤暴露是PAHs，特别是H-PAH的重要途径，且与空气暴露水平相关，而传统生物监测（尿液代谢物）难以反映这部分高风险暴露；4）尽管当前柴油尾气相关EC暴露水平较历史研究有所下降，但特定机械（如某些清扫车）操作员仍面临高NO₂暴露，提示尾气后处理系统可能存在效率问题；5）工人自采样与专家测量结果一致性高，为大规模暴露评估提供了可行且经济的替代方案。

本研究的意义在于首次系统地将LDSA、PNC等新型实时暴露指标应用于沥青作业环境，突出了多途径综合评估的重要性。研究结果强调，仅依赖生物监测或传统空气采样可能低估铣刨工等群体对致癌性H-PAH的暴露风险。因此，在制定暴露控制策略时，需结合工程防护（如驾驶室密闭性改进、电动机械替代）、行政措施（如减少徒手接触、提供湿巾清洁）以及个人防护装备，并优先考虑对皮肤暴露和高峰吸入暴露的干预。该研究为未来修订职业暴露限值、优化监测策略以及保护道路建设工人的健康提供了坚实的科学依据。