曼谷城市公园 PM2.5的化学成分、氧化潜力及其公共健康影响研究

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Environmental Challenges CS8.0

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  为探究 PM2.5健康风险,研究人员对曼谷两公园 PM2.5的化学组成、氧化潜力(OP,用 DTT 法测定)及来源进行分析。发现两地 PM2.5超 WHO 标准,Cr 致癌风险超标,揭示城市公园 PM2.5污染及健康威胁。

  
随着城市化进程加速,空气污染成为全球公共健康的严峻挑战。细颗粒物(PM2.5)因其粒径小、易吸附有毒物质,可深入人体呼吸系统甚至血液循环,引发呼吸道炎症、心血管疾病及慢性疾病风险。尽管城市公园常被视为 “绿色氧吧”,但其 PM2.5的化学组成、氧化毒性及来源却鲜少被系统研究。在此背景下,泰国研究人员针对曼谷城市公园展开专项研究,旨在揭示这类公共空间的 PM2.5污染特征及其对公众健康的潜在威胁,相关成果发表于《Environmental Challenges》。

为明确曼谷城市公园 PM2.5的污染现状与健康风险,泰国研究团队于 2024 年 1 月 30 日至 2 月 8 日,在隆比尼公园(Lumphini Park)和通布里隆公园(Thonburirom Park)采集 PM2.5样本。研究运用多种技术手段:通过离子色谱、总有机碳分析仪测定水溶性无机离子(WSII)和水溶性有机碳(WSOC);利用电感耦合等离子体质谱(ICP - MS)分析金属元素;采用日落实验室碳分析仪检测有机碳(OC)和元素碳(EC);借助二硫苏糖醇(DTT)法评估 PM2.5的氧化潜力(OP);运用主成分分析(PCA)和多元线性回归(MLR)解析污染来源;依据美国环保署(EPA)指南开展健康风险评估。

研究结果


1. PM2.5质量浓度特征


隆比尼公园 PM2.5浓度范围为 20.4 - 57.1 μg/m3,均值 32.5±12.7 μg/m3;通布里隆公园浓度范围 19.3 - 56.2 μg/m3,均值 31.7±12.3 μg/m3。尽管均低于泰国污染控制部门(PCD)标准(37.5 μg/m3),但分别为世界卫生组织(WHO)推荐标准(15 μg/m3)的 2.2 倍和 2.1 倍,表明曼谷城市公园存在显著 PM2.5污染。冬季气象条件(低风速、高湿度)及城市排放是污染累积的主因。

2. 化学组成分析


  • 碳质组分:OC 为主要成分,隆比尼公园 OC 最高 22.7 μg/m3,通布里隆公园 22.2 μg/m3。OC/EC 比值显示两地存在机动车尾气、生物质燃烧及煤燃烧来源,二次有机气溶胶(SOC)贡献占比 11.0% - 14.1%。
  • 水溶性无机离子:SO42-和 NH4+为主要离子,表明二次无机气溶胶(SIA)形成是重要污染途径,K+提示生物质燃烧影响。
  • 金属元素:Na、Ca、Al 等地壳元素含量较高,但 Cr、Mn、Ni 等重金属浓度超标,Cr 在两地均显著富集,提示工业排放和交通源的强烈影响。

3. 氧化潜力(OP)评估


通布里隆公园的体积归一化 OP(DTTv)均值 3.7±0.6 nmol/min/m3,高于隆比尼公园(3.5±0.9 nmol/min/m3)。PM2.5的 OP 与 OC、EC、金属元素(如 Cr、V、Mn)呈显著正相关,表明碳质组分和重金属是氧化应激的主要驱动因素。

4. 来源解析


PCA 识别出 4 类主要来源:混合燃烧源(机动车尾气、生物质燃烧)、工业排放与二次气溶胶(SA)形成、道路扬尘再悬浮。MLR 显示,隆比尼公园以混合燃烧源为主(贡献 46.2%),通布里隆公园受工业排放和 SA 形成影响更大(贡献 37.2%)。

5. 健康风险评估


  • 非致癌风险:各重金属的危害商(HQ)均小于 1,非致癌风险较低。
  • 致癌风险:Cr 的致癌风险(CR)值远超可接受阈值(1×10-6),隆比尼公园儿童 CR 为 3.1×10-4,成人 1.6×10-3;通布里隆公园儿童 6.0×10-4,成人 3.0×10-3,提示 Cr 暴露是主要致癌隐患。

结论与讨论


本研究首次系统分析曼谷城市公园 PM2.5的 OP 及来源,证实即使在绿色空间,PM2.5污染仍显著且具高氧化毒性和致癌风险。混合燃烧源、工业排放及二次污染是主要贡献者,Cr 等重金属的富集凸显了 anthropogenic 源的主导作用。研究结果挑战了 “城市公园空气质量安全” 的传统认知,强调需将 OP 评估纳入常规空气监测,并针对交通、工业排放及生物质燃烧制定严格管控措施,以保护公众健康,尤其是儿童和老年人等易感群体。未来研究需扩展至东南亚其他城市,结合长期监测和更先进的受体模型,为区域空气质量改善提供科学依据。

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