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北京高校宿舍窗膜中鄰苯二甲酸酯暴露研究

日期:2020年08月25日 編輯:ad201107111759308692 作者:無憂論文網 點擊次數:540
論文價格:150元 論文編號:lw202008180914294367 論文字數:38254 所屬欄目:工程碩士論文
論文地區:中國 論文語種:中文 論文用途:碩士畢業論文 Master Thesis

本文是一篇工程碩士論文,本研究共選取 14 個校區 145 個宿舍的室內窗膜作為研究對象,探究其污染特征。分析室內外空氣環境數據、環境因素以及人為因素對窗膜中 PAEs 濃度的影響,對其污染源進行解析。通過窗膜中 PAEs 濃度計算室內環境中 PAEs 濃度,估算學生宿舍中 PAEs在口入、吸入和皮膚接觸三種途徑下的人體暴露量,并進行健康風險和致癌風險評估。


第 1 章 緒論


1.1 研究背景及意義

室外空氣污染已經普遍引起人們的重視,但同樣會對健康產生重大而有害的影響的室內空氣污染卻容易被人們忽視。人大約有 90%的時間處于室內環境中,美國環境保護署(USEPA)對人體暴露于空氣污染物的研究發現室內污染物的水平可能比室外水平高2~5 倍,某些情況下高達 100 倍以上[1]。室內空氣品質的惡化對辦公室人群、孕婦、兒童、老年人和呼吸道疾病患者危害最大。人在長期接觸室內空氣污染物后會產生困倦、頭暈、胸悶等不適癥狀或疾病,即病態建筑綜合癥[2],對人體的身體健康與工作效率都產生極大的負面影響。目前對室內空氣品質的研究已經成為建筑環境科學相關領域內一個新的重要組成部分。而我國對住宅室內的空氣污染研究始于 70 年代[3],相對于發達國家而言起步較晚。各種新型材料的使用使得室內污染物的來源更加多樣化,種類也更加豐富。目前可被檢測出的室內污染物超過 300 種,其中超過 20 種為致癌污染物[4]。

室內污染物主要分為氣體污染物(以揮發性有機物(VOCs)為主)、微生物污染物(過敏反應物、病毒和真菌等)和可吸入顆粒物(PM2.5 和 PM10)。非工業建筑中檢測到的 VOCs 的總和統稱為 TVOC,分為八類:烷類、烯類、芳烴類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類及其它,包括甲醛、苯系物等[5]。世界衛生組織(WHO)將沸點在 240~400℃室內有機物規定為半揮發性有機物(SVOC)[6],包括多溴聯苯醚(PBDEs)、鄰苯二甲酸酯(PAEs)、多環芳烴(PAHs)等。SVOC 具有不易降解和在環境中相對穩定的特點,可長期存在于室內環境中,甚至超過數十年。流行病學和毒理學研究結果均表明 SVOC 可損害人體的內分泌系統、生殖系統、呼吸系統等,甚至部分具有致癌效應[7],對人體健康造成長期甚至跨代的持續性危害。

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1.2 PAEs 概述

鄰苯二甲酸酯(PAEs),又稱酞酸酯,屬于脂溶性化合物。PAEs 主要用于聚氯乙烯(PVC)材料,使其由硬塑膠變為有彈性的塑膠,起到增塑劑的作用。PAEs 被普遍應用于玩具、食品包裝材料、醫用血袋和膠管、乙烯地板和壁紙、清潔劑、潤滑油、個人護理用品(如指甲油、頭發噴霧劑、香皂和洗發液)等數百種產品中[11]??諝庵械臍庀嗪皖w粒相物質可以在窗戶玻璃的內表面發生冷凝聚集,沉積形成一層有機膜[12](簡稱窗膜)。窗膜可作為被動空氣采樣器,不斷累積室內空氣中的氣相和顆粒相 PAEs。USEPA 將 PAEs 列為 B2 類人類可能致癌物[13]。中國環境監測總站將鄰苯二甲酸二甲酯(Dimethylphthalate,DMP)、鄰苯二甲酸二丁酯 (Dibutyl phthalate ,DBP)和鄰苯二甲酸二辛酯( Dioctyl phthalate,DNOP)列為水中優先控制污染物[14]。歐盟 1999年公布的 1999/815/EEC 指令規定兒童玩具及相關用品中,鄰苯二甲酸(2-乙基已基)酯(Bis(2-Ethylhexyl)phthalate,DEHP)、DBP、鄰苯二甲酸丁基芐酯(Butyl benzylphthalate,BBP)、鄰苯二甲酸二異壬酯(Diisononyl phthalate,DINP )、鄰苯二甲酸二異癸酯(di-iso-decyl phthalate,DIDP) 及 DNOP 不得超過 0.1%的限制。丹麥遵循上述歐盟所規定的六項含量要求外,另外規定針對小于三歲幼童所使用的玩具及育兒物品中其他任一項鄰苯二甲酸酯類含量不得超過 0.05%。

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第 2 章 問卷調查與實驗方法


2.1 問卷調查

2.1.1 調查對象

在北京市西城、海淀、朝陽 3 個中心城區和房山、大興、懷柔 3 個遠郊城區內選擇13 所高校(科研機構)共 14 個校區的學生宿舍作為研究對象。不同城區、朝向的樣本占比情況圖 2.1.1 所示。按照城區對樣本進行分類,朝陽區宿舍 27 間,大興區宿舍 30間,房山區宿舍 8 間,海淀區宿舍 29 間,懷柔區宿舍 6 間,西城區宿舍 45 間。按照性別對樣本進行分類,男生宿舍 71 間,女生宿舍 74 間。按照朝向對樣本進行分類,朝北宿舍 56 間,朝南宿舍 75 間,朝東宿舍和朝西宿舍各 7 間。

對室內人員的個人生活習慣進行問卷調查。共發放 230 份調查問卷,收回 194 份,回收率 84.3%。以宿舍為單位進行匯總整理,最終得到有效問卷 115 份,其中男生宿舍54 間,女生宿舍 51 間。城區、朝向和性別分布結果如表 2.1.1 所示。

圖 2.1.1 樣本分布情況
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2.2 實驗儀器與材料

2.2.1 實驗試劑

溶劑:蒸餾水,正己烷(色譜純),二氯甲烷(色譜純)。

氣體:氮氣(≥99.999%),氦氣(≥99.999%)。

15 種 PAEs 混標:DMP、DEP、DIBP、DBP、DMEP、DMPP、DEEP、DPP、DNHP、BBP、DBEP、DCHP、DEHP、DNOP、DNP 的混合標準物質,濃度為 1000μg/mL,溶于正己烷,購于美國 AccuStandard 公司。

2.2.2 儀器與耗材

儀器:美國 Onset HOBO 數據記錄器,美國 LightHouse 3016IAQ 手持式塵埃粒子計數器,優利德 UT393A 手持激光測距儀,上海精宏 DHG-9036A 電熱恒溫鼓風干燥箱,索氏提取裝置(冷凝器,索式提取器,燒瓶,鐵架臺),昆山舒美 KQ_5200DE 數控超聲波清洗器,上海亞榮 RE-2000A 旋轉蒸發儀,恒奧 HSC-12B 氮吹儀,安捷倫 7820AGC-5977E MS 氣相色譜一質譜聯用儀。

耗材:無塵紙(美國金佰利)、聚四氟乙烯樹脂板(特氟龍板)、美紋紙膠帶、2mL進樣瓶、125mL 棕色磨砂玻璃廣口瓶、25mL 具塞玻璃試管、250mL 燒杯、10mL 量筒、5mL 試管、膠頭滴管,玻璃棒,1mL 玻璃注射器、0.45μm 有機微孔濾膜、不銹鋼鑷子。

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第 3 章 窗膜中 PAEs 的污染特征.....................................17

3.1 窗膜中 PAEs 濃度水平及檢出率....................................17

3.2 窗膜中 PAEs 濃度的相關性分析..................................20

3.3 窗膜中 PAEs 濃度的差異性分析...............................27

第 4 章 窗膜中 PAEs 濃度影響因素分析............................33

4.1 問卷調查結果...............................33

4.1.1 宿舍室內裝修與家具.......................................33

4.1.2 宿舍人員個人生活習慣................................33

第 5 章 室內環境中 PAEs 暴露與風險評估.............................46

5.1 室內環境中 PAEs 濃度水平...................................46

5.1.1 室內窗膜-空氣間 PAEs 分配關系.............................46

5.1.2 室內 PAEs 濃度計算模型...............................46


第 5 章 室內環境中 PAEs 暴露與風險評估


5.1 室內環境中 PAEs 濃度水平

5.1.1 室內窗膜-空氣間 PAEs 分配關系

氣粒分配是有機物在空氣中的分散和轉移重要影響因素。PAEs 的飽和蒸汽壓較低但吸附性強,可吸附在空氣中的懸浮顆粒物、室內降塵和物體表面。室內環境中的空氣相較于室外流動性弱,其中的氣相和顆粒相 PAEs 通過表面交換作用吸附在窗膜上,并不斷沉積,并在太陽的照射下發生光解作用。

室內空氣中 PAEs 的濃度與吸附介質的分配情況密切相關。使用辛醇-空氣分配系數(KOA)建立模型可計算出室內 PAEs 的氣-粒分配系數,以窗膜中 PAEs 的濃度為基礎數據,分別對氣相、顆粒相和降塵中 PAEs 濃度進行獨立計算,進而分析得出室內環境中的 PAEs 污染特征。

表 5.1.1 PAEs 理化性質參數

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第 6 章 結論與展望


6.1 結論

(1)145 個窗膜現狀樣本中均檢出 14 種 PAEs,DIBP、DBP、DEEP、DCHP、DEHP、DNOP 和 DNP 的檢出率最高,均為 100%;其次為 DNHP 和 DPP,分別為 93.8%和 90.0%,DMPP 檢出率最低,為 2.1%。72 個累積樣本中 DIBP、DBP、DEEP、DCHP、DEHP、DNOP 和 DNP 的檢出率最高,均為 100%。

(2)大多數分子量相近的 PAEs 組分間存在顯著相關關

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