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第10期精选论文之三: 室内燃烧源排放颗粒物及多环芳烃的粒径分布研究

随着人们经济水平的提高，城市居民平均每天约60%~90%的时间处于室内。因此，室内空气质量对人体健康具有极大影响。室内环境中因存在燃煤、燃柴、烹饪、吸烟、燃蚊香、艾灸、燃香、印刷等人为活动而导致室内空气质量变差，其中燃烧排放的可吸入颗粒物（PM₁₀）及负载具有致癌性的多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）等有机污染物而备受关注。为保护人群健康，我国《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）规定苯并[a]芘（BaP）日均值标准为1 ng/m³。济南冬春季室内PM_2.5的调查结果显示，办公室PM_2.5中PAHs的致癌毒性当量浓度（BaP_TEQ）为10.75 ng/m³，高于超市（7.05 ng/m³）和餐厅（0.75 ng/m³）的测量值，吸烟成为是办公室PAHs污染的主要原因。广州夏季办公室的调查结果显示，PM_2.5中PAHs的BaP_TEQ值低于1 ng/m³，其中印刷和吸烟活动与PAHs浓度升高有密切关系。另外，中医外治疗法中常用的灸法，寺庙和家庭燃香，以及夏季驱蚊虫的蚊香，其燃烧过程排放的烟雾均含有大量的PAHs，对室内暴露人群的身体健康造成直接威胁。目前，室内燃烧源排放PAHs的研究主要集中于燃料燃烧与烹饪活动，但研究室内燃香、艾灸和燃蚊香等排放颗粒物及PAHs粒径分布的报道很少。

厦门工商旅游学校张剑辉及厦门大学环境与生态学院吴水平等通过对焚香、燃蚊香、艾灸和吸烟等室内人为活动进行模拟测量，得到颗粒及PAHs的排放因子，显示颗粒物排放因子（mg/g）的顺序为艾绒（18.28~22.46）>香烟（11.56~13.38）>竹签香（9.50~12.87）>蚊香（3.68~4.11 mg/g），而BaP_TEQ排放因子（mg/g）的顺序为艾绒（4.82~11.65）>蚊香（2.64~3.17）>香烟（2.50~2.80）>竹签香（1.99~2.17）。采用炭粉制作的无烟蚊香，其燃烧效率高，烟雾产生量少，但PAHs排放量仍较高；艾绒由于在制作过程中经压实处理，自由燃烧过程中处于缺氧状态，释放大量PAHs；尽管香烟的焦油含量差异较大，但香烟烟雾和PAHs的排放因子差异不明显，说明焦油含量不是影响香烟烟雾和PAHs释放量的主要因素。BaP_TEQ粒径分布显示，其在<1 mm粒径段的占比为85% ~ 98%，明显高于该粒径段内颗粒物质量的占比（63% ~ 91%）。由于亚微米颗粒主要沉积于支气管和肺部，在研究室内人群呼吸健康时，应重点关注亚微米颗粒的影响。另外，在实际房间内模拟艾灸和吸烟活动时，对烟雾颗粒数浓度的监测显示，燃烧后颗粒数浓度快速上升，且粒径<0.5 mm的颗粒数浓度均占绝对优势（>96%）；颗粒数浓度在燃尽时达到峰值，而后在4 h内呈指数规律衰减，且< 0.3 mm的细颗粒衰减最快（见下图）。因此，在室内存在燃烧源时，有效的通风是减少室内人群暴露风险的有效手段。

该研究获国家自然科学基金项目（41171365）资助。相关成果发表于《分析测试学报》2019年10期第1171~1178页。

doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2019.10.003

【引用本文】：张剑辉，张宁，林昭，吴水平. 室内燃烧源排放颗粒物及多环芳烃的粒径分布研究[J]. 分析测试学报，2019，38(10): 1171-1178.

【Cite this article】: ZHANG Jian-hui, ZHANG Ning, LIN Zhao，WU Shui-ping. Study on Size Distributions of Particulates and Their Associated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Indoor Burning Sources[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2019，38(10): 1171-1178.

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