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为探究 PAHs 减排策略对人体健康风险的影响，呼和浩特研究人员评估了 COVID-19 封锁期间 PAHs 的特征、来源及健康风险，发现调控工业排放和煤炭燃烧可降低致癌风险，为相关策略制定提供依据。
一、研究背景
在我们生活的空气中，隐藏着一些看不见的 “健康杀手”，其中 PM2.5（细颗粒物）中的多环芳烃（PAHs）就是重要的一类。PAHs 主要来源于煤炭燃烧、工业活动、车辆排放和生物质燃烧等，它就像一个潜伏在身边的 “危险分子”，长期接触会对人体健康造成持久且不可逆的不良影响，比如致癌、致畸、致突变等。美国环境保护署已将 16 种 PAHs 列为优先污染物，可见其危害之大。
此前，虽然对 PAHs 的研究不少，在京津冀、长三角、太原、重庆等多地都有相关研究，但大部分研究存在局限性。很多研究没有将 PAHs 的来源与健康风险联系起来，这就好比只知道危险存在，却不知道危险从何而来，导致难以制定有效的策略来降低 PAHs 带来的健康风险。而且，在 COVID-19 疫情期间，虽然实施了封锁措施，为研究被动减排对空气污染物的影响提供了契机，但针对 PAHs 在疫情期间的研究却不多，尤其是关于封锁措施对 PAHs 特定来源健康风险影响的研究更是空白。
为了填补这些研究空白，更好地了解 PAHs 对健康的威胁以及如何应对，呼和浩特的研究人员开展了一项关于 COVID-19 封锁期间呼和浩特市 PAHs 特征、来源及健康风险的研究。该研究成果发表在《Environmental Health and Preventive Medicine》期刊上。
二、研究方法
研究人员在呼和浩特市进行了一系列研究工作。首先，他们在 2019 年 12 月 26 日至 2020 年 2 月 28 日期间，于主要为居民区的采样点，使用中流量空气采样器收集了 62 个 23 小时的 PM2.5 样本。样本采集后，通过一系列化学分析步骤，利用索氏提取器等设备测定其中 16 种 PAHs 的浓度。
接着，研究人员运用正定矩阵因子分解（PMF）模型分析 PAHs 的来源。由于数据量限制，该模型仅对整个采样期进行源解析。同时，使用增量终身癌症风险（ILCR）模型计算 16 种 PAHs 通过摄入、吸入和皮肤接触途径的致癌风险，并通过蒙特卡罗模拟（MCS）评估风险的概率分布和敏感性。
三、研究结果
- PAHs 浓度变化：研究发现，在整个采样期（WP）、封锁前（pre-LD）和封锁期（LD），PM2.5 的日均浓度和∑16PAHs 的日均浓度都有所不同。Pre-LD 期间，由于气象条件不利，PM2.5 和 PAHs 浓度较高。而在 LD 期间，受 COVID-19 封锁措施和气象条件改善的影响，PM2.5 和 PAHs 浓度分别下降了 33.7% 和 62.8%。与其他地区相比，呼和浩特市 WP 期间∑16PAHs 浓度高于一些国外城市，如南欧城市、纽约州等，低于印度部分城市。这表明发展中国家可能面临更严重的 PAH 污染问题，同时也说明北方城市冬季供暖会导致 PAH 污染加剧。此外，呼和浩特市 BaP（一种强致癌 PAH）浓度在 pre-LD 期间较高，超过了中国国家环境空气质量标准（CNAAQS）的日均二级限值。
- PAHs 来源解析：通过 PMF 模型分析，确定了 PAHs 的主要来源，包括煤炭燃烧（51.1%）、柴油排放（21.9%）、汽油排放（12.9%）、工业排放（9.3%）和生物质燃烧（4.7%）。其中，煤炭燃烧是主要来源，这与北方城市冬季大量使用煤炭供暖有关，而在一些南方城市，车辆排放可能是主要来源。
- 健康风险评估：健康风险评估结果显示，呼和浩特市 WP 期间 BaP<sub>eq</sub>（以 BaP 为基准的等效浓度）的日均浓度远高于全球平均水平。7 种致癌 PAHs（∑7CPAHs）对 PAHs 毒性贡献最大，其 BaP<sub>eq</sub>占总 BaP<sub>eq</sub>的 99.1%。ILCR 计算结果表明，除男性儿童外，其他人群的 ILCR 均超过高健康风险阈值（1×10?4）。不同性别和年龄组中，女性的∑ILCR 值高于男性，成年人的∑ILCR 值高于青少年和儿童。摄入和皮肤接触途径的健康风险高于吸入途径。MCS 模拟结果进一步证实，PAHs 对除男性儿童外的所有群体都存在不可忽视的致癌风险。
- 健康风险的来源归因：结合 PMF 和 ILCR 模型（PMF-ILCR）结果发现，PAHs 和∑ILCR 的来源贡献存在差异。工业排放对∑ILCR 的贡献最高（29.1%），但对 PAH 浓度的贡献仅为 9.3%；煤炭燃烧对 PAH 浓度贡献最大（51.1%），对∑ILCR 的贡献为 28.4%；柴油排放对∑ILCR 和 PAHs 的贡献分别为 18.6% 和 22.0% 。
四、研究结论与讨论
这项研究全面评估了 COVID-19 封锁对呼和浩特市 PAHs 特征、来源及特定来源健康风险的影响。研究结果表明，封锁措施和气象条件改善使 PAHs 浓度显著下降，但 PAHs 带来的致癌风险仍不容忽视。特别是工业排放和煤炭燃烧，既是 PAHs 的重要来源，也是健康风险的主要贡献者。因此，调控工业排放和煤炭燃烧对于降低工业城市的致癌风险至关重要，这为制定城市污染治理和健康防护策略提供了关键依据。
然而，该研究也存在一些局限性。例如，ILCR 模型中的大部分暴露参数基于美国环保局数据，本地化参数较少，且使用 2 个月的高浓度 PAHs 数据代表整个供暖期可能高估了 ILCR。未来的研究可在这些方面进行优化，以提高健康风险评估的准确性，更好地保障公众健康。
