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太原市交通相关PM2.5的化学组成、来源及对人群心肺功能的健康影响

作　者: 徐建军
导　师: 张志红
学　校: 山西医科大学
专　业: 劳动卫生与环境卫生学
关键词: PM2.5 化学组成无机元素多环芳烃来源解析暴露剂量潜在暴露剂量 1-羟基芘肺功能心血管功能
分类号: R128
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

第一部分：太原市交通相关PM2.5 化学组成及来源解析目的：研究太原市冬季和春季两个季节交通路口和室内PM2.5的污染特征；定量描述PM2.5的化学组成及微观特征；运用不同的源解析方法探究PM2.5的主要来源方法：用质量法和在线检测法测定研究地点的PM2.5浓度；应用石墨炉原子吸收法、原子荧光法检测研究地点PM2.5中的无机元素；应用离子色谱法检测研究地点PM2.5中的离子成分；应用高效液相色谱法检测研究地点PM2.5中的多环芳烃；应用SEM-EDX法测量研究地点单个PM2.5的形态及能谱。并应用富集因子法、比值法及因子分析法等多元统计方法对其来源进行解析。结果：1、研究地点PM2.5浓度分别是冬季(市区)路口(160.69±121.5)μg/m3>春季(市区)路口(132.5±29.11)μg/m3>春季(市区CDC)室内(99.72±.24.17)μg/m3>春季(郊区)路口(55.4±.29.38)μg/m3。除了春季(郊区)路口低于PM2.5国家最新二级标准75μg/m3,其它均高于我国空气质量标准。2、研究地点PM2.5中12种无机元素约占PM2.5质量比为20.42%-35.70%；富集因子分析元素主要分为地壳源元素(K、Na、Ca、Mg)和人为源元素(Zn、Pb、As、Hg, Ni、Cd);因子分析结果表明交通来源、煤炭燃烧源和自然源土壤尘是太原市PM2.5中无机元素的主要来源。3、研究地点PM2.5中四种阴离子中SO42-浓度最高,其他依次为Cl->NO3->F-,比值法源解析结果表明太原市PM2.5中水溶性离子主要为煤炭燃烧源。4、研究地点PM2.5中13种PAHs占PM2.5的质量比约为0.21%-0.55%。PAHs中BaP含量除春季郊区低于国家标准外,其他均超标,冬季超标尤为严重；比值法和因子分析法结果均表明交通污染源和煤炭燃烧源是太原市PM2.5中PAHs的主要来源。5、使用高分辨率的场发射扫描电子显微镜和EDX能谱分析系统对PM2.5样品进行微观形貌特征及成分分析,确定出PM2.5主要由含碳颗粒、初级矿物尘颗粒、反应矿物尘颗粒等组成。分别来源于交通污染源、煤炭燃烧源和自然源土壤尘。结论1、太原市的PM2.5污染比较严重。2、太原市的PM2.5主要来源是煤炭燃烧源、交通污染源和自然源三大类。第二部分：太原市交通相关PM2.5的暴露对人群心肺功能的影响目的：评价太原市交通警察和疾病预防控制中心(CDC)工作人员工作环境PM2.5暴露水平,研究工作环境PM2.5暴露与人群肺功能和心血管功能的关系。方法：选择59名外勤交通警察(暴露组)、29名疾病预防控制中心工作人员(对照组)为研究对象,对研究对象进行问卷调查搜集人群的基本情况,应用环境监测和时间-活动日记相结合的方法连续采样一周,计算研究对象工作时间内PM2.5暴露剂量和潜在暴露剂量。用高效液相色谱法检测两组人群工作环境中的芘和尿中1-OHPy的水平。于环境检测一周结束后,检测肺功能、心血管功能。结果：1、交通警察工作交通路口的PM2.5浓度(132±49)μg/m3大于CDC办公室内PM2.5浓度(99.72±.24.17)μg/m3,差别有统计学(P<0.05)；8小时工作时间内交通警察的暴露剂量、潜在暴露剂量分别为(1.06±0.23)mg和(1.69±0.37)mg也大于CDC工作人员(0.798±0.19)mg和(0.798±0.19)mg(P<0.05)；交通警察工作环境PM2.5中芘浓度(7.08±2.95)ng/m3大于CDC工作人员工作环境PM2.5中芘浓度(3.67±0.99)ng/m3,差异有统计学意义(P<0.01)；交通警察尿中1-OHPy浓度(0.28±0.15)umol/molCr大于CDC工作人员尿中1-OHPy浓度(0.19±0.18)umol/molCr,差别有统计学意义(P<0.05)。2、男性交通警察最大呼出流速(PEF)和FEV1.0/FVC%分别为(4.70±0.28L/s)和(0.82±0.03)低于男性CDC工作人员(6.53±0.41L/s)和(0.92±0.02),差异有统计学意义(P<0.01)；男性交通警察FEW1.0实测值/FEV1.0预计值%和PEF实测值/PEF预计值%异常率分别为(31.5%)、(36.8%)比CDC男性工作人员异常率(12.5%)、(15.4%)增高,差异有统计学意义(P<0.05)。3、交通警察组收缩压{男(132.10±12.58)}、{女(122.43±18.83)}均高于CDC工作人员组的收缩压{男(120.75±20.16)}、{女(111.54±13.03)},差异有统计学意义(P<0.01)；男性交通警察的脉压差(41.43±10.6)高于CDC男性工作人员(36.13±=11.39),差异有统计学意义(P<0.01)；男性交通警察的血压异常率(47.37%)和心电图异常率(28.95%)高于CDC男性人员的血压异常率(25.00%)和心电图异常率(18.75%),差异有统计学意义(P<0.05)。结论：交通警察工作环境的PM2.5浓度高于CDC工作人员室内工作环境中的PM2.5浓度；PM2.5浓度的增高可能使人群肺通气功能下降；PM2.5浓度的增高可使人群心血管功能异常率增加。

全文目录

目录  4-6
中文摘要  6-8
Abstract  8-12
主要缩略语对照  12-14
第一部分太原市交通相关PM2.5 化学组成及来源解析  14-39
  前言  14-15
  材料与方法  15-20
    1.1 技术路线  15
    1.2 主要试剂  15-16
    1.3 主要仪器  16
    1.4 采样点的选择  16
    1.5 PM2.5的采集和检测  16-17
    1.6 PM2.5样品的分析  17-19
    1.7 PM2.5源解析方法  19
    1.8 质量控制  19-20
    1.9 统计分析  20
  结果  20-36
    2.1 研究地点PM2.5浓度检测结果  20-21
    2.2 研究地点PM2.5中元素浓度及来源解析  21-25
    2.3 研究地点PM2.5水溶性离子浓度及源解析结果  25-26
    2.4 研究地点PM2.5中多环芳烃浓度及源解析结果  26-31
    2.5 研究地点PM2.5单颗粒分析结果  31-36
  讨论  36-38
  结论  38-39
第二部分太原市交通相关PM2.5暴露对人群心肺功能的影响研究  39-52
  前言  39-40
  材料和方法  40-43
    1.1 技术路线  40
    1.2 研究对象  40-41
    1.3 实验方法  41-42
    1.4 质量控制  42-43
    1.5 数据整理和统计分析  43
  结果  43-49
    2.1 研究对象一般情况  43
    2.2 研究对象工作环境中PM2.5检测结果  43-44
    2.3 研究对象工作时间内的暴露剂量和潜在暴露剂量结果  44
    2.4 研究对象工作环境中PAHs---芘和尿中1-OHPy的检测结果  44-45
    2.5 研究对象肺功能结果比较  45-46
    2.6 肺通气功能指标与PM2.5暴露的相关性分析  46
    2.7 研究对象肺功能指标异常率比较  46-47
    2.8 研究对象心血管功能结果比较  47-48
    2.9 心血管功能指标与PM2.5暴露的相关性分析  48
    2.10 研究对象心血管功能异常率比较  48-49
  讨论  49-51
  结论  51-52
全文总结及展望  52-53
参考文献  53-58
综述  58-68
  参考文献  65-68
附录一、实验中金属元素测定的条件  68-71
附录二、尾气PM2.5 人群健康效应调查问卷  71-74
个人简历  74-75
致谢  75

太原市交通相关PM2.5的化学组成、来源及对人群心肺功能的健康影响

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