2017年秋の長春市におけるPM中の多環芳香族炭化水素の発生源配分と健康リスク評価

[Source Apportionment and Health Risk Assessment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in PM in Changchun City, Autumn of 2017].

• Yi-Xuan Zhang
• Fang Cao
• Han Zheng
• Dong-Dong Zhang
• Xiao-Yao Zhai
• Mei-Yi Fan
• Yan-Lin Zhang

抄録

本研究では、2017年秋に長春市の大気中から30個のPMサンプルを採取した。サンプル中の17種類の多環芳香族炭化水素（PAH）の濃度と組成特性をガスクロマトグラフィー質量分析法（GC-MS）で分析した。診断比および主成分分析法を用いてPAH類の汚染源を特定した。健康リスク評価は、ベンゾ(a)ピレンの等価発がん性濃度と生涯発がんリスクの両方を算出して行った。その結果、長春市の秋の平均PM濃度は(50.84±12.23)μg-mであり、有機炭素(OC)と元素炭素(EC)の含有量は(17．07±5.64）μg-m、（1.33±0.75）μg-mであり、PM全体の37%を占めている。PAHの総濃度は(15.69±5.93)ng-mであり、中～高リング数のPAHに支配され、全PAHの84.26%を占めていた。長春市の大気中のPAHは主に自動車の排気ガス（44.48％）＞石炭燃焼（29.16％）＞バイオマス燃焼（26.36％）に由来しており、地方交通機関（ガソリン車）の排気ガスが主な汚染源となっている。ベンゾピレンの平均発がん性濃度は1.55ng-mと5.38ng-mの範囲にあり、平均発がん性等価濃度は(6.44±1.53)ng-mであり、一般的には軽度の汚染レベルと考えられている。呼吸によるPAHの摂取は、成人女性の健康被害が最も大きく、次いで成人男性、小児の順であるが、全人口の生涯発がんリスク値が1×10を超えていないことから、健康リスクは許容範囲内と考えられる。

In this study, 30 PM samples were collected from the atmosphere in Changchun City in the autumn of 2017. The concentration and composition characteristics of 17 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the samples were analyzed by gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). The diagnostic ratio and principal component analysis method were used to determine the source of PAHs pollution. The health risk assessment was carried out by both calculating the equivalent carcinogenic concentration of benzo(a)pyrene and the lifetime risk of cancer. Results show that the average PM concentration in autumn in Changchun is (50.84±12.23) μg·m, and the content of organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) are (17.07±5.64) μg·m and (1.33±0.75) μg·m, respectively, accounting for 37% of the total PM. The total concentration of PAHs is (15.69±5.93) ng·m, which was dominated by medium- to high-ring-number PAHs, accounting for 84.26% of total PAHs. The atmospheric PAHs in Changchun mainly originate from motor vehicle exhaust emissions (44.48%) > coal combustion (29.16%) > biomass burning (26.36%), local transportation (gasoline vehicles) emissions being the main source of pollution. The average carcinogenic concentration of benzo(a)pyrene is in the range of 1.55 ng·m and 5.38 ng·m, and the average carcinogenic equivalent concentration is (6.44±1.53) ng·m, which is generally considered a slight pollution level. The ingestion of PAHs by breathing is the most harmful to the health of adult women, followed by adult males and children, however since the lifetime carcinogenic risk value of the entire population did not exceed 1×10, their health risks are considered to be at acceptable levels.