华中地区特大城市PM2.5 中氯化石蜡的源解析与长期变化趋势:基于斯德哥尔摩公约实施效果的实证研究

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Environmental Pollution 7.6

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  本研究针对氯化石蜡(CPs)在PM2.5 中的生态与健康风险,通过连续监测华中工业区特大城市中短链(SCCPs)和中链(MCCPs)CPs的浓度变化,结合气象数据与HYSPLIT模型,揭示了其季节性特征(冬季最高39.8 ng·m-3 )、年际趋势(SCCPs受2017年公约限制显著下降)及西北/东北区域传输源(占比87.6%),为CPs管控策略提供科学依据。

  

论文解读:

在塑料制品、阻燃剂和金属加工液中被广泛使用的氯化石蜡(Chlorinated Paraffins, CPs),因其持久性、生物累积性和毒性,已成为全球关注的污染物。2017年短链CPs(SCCPs)被列入《斯德哥尔摩公约》管控名单,但中链CPs(MCCPs)的污染趋势与区域来源仍不明确。尤其在中国,CP产业向中部中小城市转移,河南作为生产中心,其PM2.5
中CPs的长期动态数据匮乏。如何评估公约实施效果?区域传输与本地排放孰为主导?不同人群健康风险有何差异?这些问题亟待解答。

郑州大学的研究团队在《Environmental Pollution》发表论文,通过2017-2020年PM2.5
采样(采样点距工业区2公里),结合气相色谱-质谱分析,发现SCCPs浓度(22.6±15 ng·m-3
)显著高于MCCPs(13.2±10.3 ng·m-3
),且冬季浓度达夏季1.7倍。研究运用HYSPLIT模型追溯气团轨迹,揭示87.6%的CPs来自西北/东北工业密集区传输,而本地风速等气象条件也影响显著。值得注意的是,SCCPs浓度在公约实施后逐年下降(2017年34.4 ng·m-3
→2020年19.7 ng·m-3
),但MCCPs未现类似趋势。健康风险评估显示,儿童暴露风险是老年人的4倍。

关键技术方法
研究采用高流量采样器(1.13 m3
·min-1
)采集PM2.5
样本(每日23小时),通过同位素稀释气相色谱-质谱法测定CPs同系物;利用HYSPLIT和PSCF模型解析区域传输路径;结合气象数据(风速、臭氧)及统计学分析(OriginLab软件)探究影响因素;采用美国EPA健康风险模型评估年龄特异性暴露差异。

研究结果

  1. 季节性变化分析
    PM2.5
    中SCCPs主导(C11
    Cl8-9
    ),MCCPs以C14-15
    Cl7-9
    为主。冬季浓度峰值(39.8±23.8 ng·m-3
    )归因于采暖排放与逆温现象,夏季最低(23.3±7.25 ng·m-3
    )与降水冲刷相关。

  2. 年际趋势与公约效果
    2017年后SCCPs年均降幅达42.7%,印证公约有效性;MCCPs因未受管控,浓度波动无规律,提示需扩大监管范围。

  3. 源解析与气象影响
    西北/东北气流携带CP生产设施排放物(占87.6%),本地风速<2 m·s-1
    时CPs易累积。

  4. 健康风险差异
    儿童(<18岁)每日摄入量(3.2 ng·kg-1
    ·d-1
    )显著高于老年人(0.8 ng·kg-1
    ·d-1
    ),但所有群体风险商值(HQ)均<1,暂未达急性危害水平。

结论与意义
该研究首次系统揭示公约实施后中国中部CPs的响应机制:SCCPs管控成效显著,但MCCPs潜在风险凸显;区域传输主导的污染特征呼吁跨省协同治理;儿童脆弱性警示需制定针对性防护标准。成果为全球CPs管控策略优化提供了关键数据支撑,尤其对发展中国家平衡工业发展与污染物减排具有借鉴意义。

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