不同室内微环境中灰尘的新兴污染物

《BUILDING AND ENVIRONMENT》:Contaminants of Emerging Concern in Dust from Different Indoor Microenvironments

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月07日 来源:BUILDING AND ENVIRONMENT 8.4

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   摘要本研究使用液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)对采集自住宅环境(House)和公共室内环境(PME,包括教室和办公室)的室内灰尘中新兴关注污染物(CECs)的发生与分布进行了调查。靶向筛查鉴定出聚乙二醇(PEG)同系物和乙二醇二苯甲酸酯(DEGDB)为主要的化合物,具有

  

摘要

本研究使用液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)对采集自住宅环境(House)和公共室内环境(PME,包括教室和办公室)的室内灰尘中新兴关注污染物(CECs)的发生与分布进行了调查。靶向筛查鉴定出聚乙二醇(PEG)同系物和乙二醇二苯甲酸酯(DEGDB)为主要的化合物,具有浓度高和检出频率(DF)高的特征。五乙二醇(PentaEG)和六乙二醇(HexaEG)在所有样品中均被检出(DF = 100%),在住宅环境中分别检出中位浓度为 5.10 × 10? 和 3.99 × 10? ng/g,在公共室内环境中分别为 3.24 × 10? 和 2.62 × 10? ng/g。DEGDB 在部分特定样品中表现出较高浓度。有机磷阻燃剂(OPFRs)浓度相对较低,但在公共室内环境中的中位水平较高。药物和农药的检出频率较低,主要出现在特定样品中。除咖啡因外(p<0.05),大多数化合物在住宅环境和公共室内环境之间未观察到统计学显著差异。三聚氰胺在所有样品中均被检出(DF = 100%),在住宅环境中的中位浓度为 2.94 × 10? ng/g,在公共室内环境中为 2.80 × 10? ng/g。与翻修状况相关的差异也有所观察到(p<0.05)。疑似筛查鉴定出额外化合物,其中 PEG 相关寡聚物和二环己胺(DCHA)为主要特征化合物,其他化合物在特定样品中被检出,峰面积在 1.0E+06 至 1.0E+07 之间。风险评估表明,所有危害商值(HQ)均低于 1,表明非致癌风险较低。然而,有限的样本量和不足的毒理学信息为本评估带来不确定性。

引言

在现代社会中,用于各种工业和消费产品的化学品的生产和消耗迅速增加[1]。因此,室内环境作为化学污染物的重要暴露途径引起了关注[2]。特别是,近期研究报告指出,在室内环境中检出了新兴关注污染物(CECs)。CECs 不仅包括新引入的物质,还包括先前已存在的化合物,其环境存在或健康风险才最近被认知,以及已知污染物因新发现的毒理学信息或暴露途径而需要重新评估的情况[3,4]。这些物质包括各种化学品,如药物、个人护理产品以及工业和家用化学品,其中一些可能在使用后进入环境并积累在室内环境中。韩国人在室内环境中的时间超过 80%,因此室内暴露可能构成 CECs 暴露的重要途径,表明需要进行化学品管理和风险评估[5,6]。
室内环境含有从电子产品、家具、建筑材料和消费品中释放的化学品,这些化学品可通过挥发、溶解、接触直接转移、磨损和老化等过程与气溶胶颗粒或灰尘结合。从产品中以气相形式排放的半挥发性有机物(SVOCs)可迁移通过室内空气并吸附在灰尘表面[7,8]。直接接触转移过程——灰尘接触电子设备或家具等表面并获取化学品——被认为是导致灰尘中化学物浓度升高的主要机制之一[9]。此外,塑料材料的磨损和老化可产生微塑料颗粒并纳入灰尘中,塑料中用作添加剂的化学品在此过程中也可能被检出。通过这些过程,室内灰尘充当储库,构成各种污染物的潜在暴露源,先前的研究报告称已在室内灰尘中检测到塑化剂、阻燃剂和季铵化合物(QACs)等化学品[[10], [11], [12], [13]]。
室内灰尘含有广泛的化学污染物。这些污染物可通过多种暴露途径进入人体,包括摄入、吸入和皮肤接触[14]。值得注意的是,摄入已被认为是主要的暴露途径[15]。
塑化剂在化学上不结合于树脂或纤维中,由于其低蒸气压,会持续从塑料产品释放到周围环境中长达数十年[16]。由于这些特性,塑化剂易于在室内灰尘中积累,邻苯二甲酸酯已被报道通过膳食和非膳食途径表现出相对较高的暴露水平。邻苯二甲酸酯被认定为生殖和发育毒物以及内分泌干扰物[17]。邻苯二甲酸酯还被证明会干扰性激素调节并增加与雌激素相关的毒性效应[18,19]。
此外,广泛用于溴化阻燃剂的多溴二苯醚(PBDEs)因法规限制而逐渐被有机磷阻燃剂(OPFRs)等替代阻燃剂取代[20,21]。尽管 OPFRs 通常被认为比传统阻燃剂具有较低的持续性和生物累积潜力,但多项研究报告称其与哮喘、过敏和生殖功能受损之间存在关联[22,23]。其中,三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)和三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCPP)等化合物已被鉴定为具有致癌和神经毒性潜力[[24], [25], [26]]。虽然韩国先前的研究主要调查了特定污染物组,如邻苯二甲酸酯、溴化阻燃剂和有机磷阻燃剂,但关于更广泛范围内 CECs 在室内灰尘中发生的信息仍然有限[20,27,28]。因此,需要进一步调查以增进对韩国室内环境污染物特征的了解。室内灰尘代表高度复杂的基质,包含具有多样化理化特性的化合物,浓度水平范围广泛[29],这带来了重大的分析挑战。相应地,需要具有高选择性和灵敏度的分析技术以有效调查室内灰尘中的污染物。液相色谱联用高分辨质谱(LC-HRMS)是满足这些要求的代表性分析方法,提供高质量准确度和分辨力,以有效鉴定和定量各种污染物[30]。此外,使用 LC-HRMS 可实现疑似筛查方法,无需分析标准品即可通过预测分子式和结构来检测和临时鉴定化合物,从而促进对新兴污染物的全面探索,这些污染物难以通过常规靶向分析捕捉[[31], [32], [33], [34], [35]]。
因此,本研究旨在通过应用基于 LC-HRMS 的靶向和疑似筛查方法,对采集自韩国不同室内环境的室内灰尘中广泛 CECs 的发生、浓度水平和分布模式进行探索性评估。此外,对选定的靶向化合物进行了定量分析,并基于估计的暴露水平进行了初步的人体暴露和风险评估。

各节摘要

样品采集

共采集了 13 个室内灰尘样品,来自住宅环境(House,n=7;样品标签 H1-H7)和公共室内环境(PME,n=6),包括教室(n=3;L1-L3)和办公室(n=3;O1-O3),采集时间为 2024 年 12 月至 2025 年 9 月。为了根据室内环境类型进行比较,教室和办公室样品被归入 PME 类别。采样地点的详细信息见附表 S1。
样品使用配备有灰尘收集装置的真空吸尘器进行采集

质量保证/质量控制

四种前处理方法所得的靶向化合物绝对回收率列于附表 S5 中,靶向化合物在各回收率范围的分布情况总结于图 1。方法 1–3 采用相同的多层 SPE 程序但使用不同的提取溶剂:乙腈、正己烷:丙酮(3:1,v/v)和甲醇。方法 4 涉及顺序溶剂提取而无 SPE。在这些方法中,第一种前处理方法显示出

结论

本研究对采集自住宅(House)和公共室内环境(PME)两种室内环境的室内灰尘样品应用了基于 LC-HRMS 的靶向和疑似筛查分析。
靶向筛查结果表明,PEG 同系物和 DEGDB 等塑化剂是室内灰尘中的主要污染物,表现出高浓度和高 DF。OPFR 浓度总体上低于 PEG 和塑化剂,虽然公共室内环境中的中位浓度高于住宅环境,但该差异在统计学上不显著。

CRediT 作者贡献声明

Yeji Kim: 撰写 – 原稿,调查,形式化分析。Junho Jeon: 撰写 – 审阅与编辑,监督,项目管理,概念构思。
Yeji Kim | Junho Jeon
环境工程系,昌原国立大学,庆尚南道昌原,韩国,51140
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