浅谈 | 认识室内空气中多环芳烃（PAHs）污染及其健康风险
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《全球空气状况报告（2020）》（State of Global Air 2020）以全球视角介绍了室内空气污染暴露情况和由此导致的疾病负担。报告中提及的室内空气污染，主要来自取暖或烹饪时的燃料燃烧过程，尤其是煤炭、生物质燃料等固体燃料的燃烧过程。除排放大量颗粒物和一氧化碳等污染物，这类燃料在不良通风条件下的燃烧还会排放多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs）等，对人体健康造成多层次、复合式影响。PAHs是什么？对人体健康会造成哪些危害？又该如何有效管控和防治？本文将从来源成因、污染特点和影响因素以及健康危害三方面展开阐述，并提出有效管控和防治PAHs的措施建议，认识PAHs并了解其健康危害，更好地管控和防治室内PAHs污染。
01
PAHs是什么？如何产生？
PAHs是一类分子中包含两个及以上苯环的有机化合物，属于持久性有毒物质，难以降解，且能长距离迁移[1]。目前，国内外尚无关于对PAHs的明确标准限值规定，我国现行国家标准中一般以苯并[a]芘（BaP）作为PAHs的指示物（这主要因为BaP作为较早发现的环境化学污染物不仅来源广泛、致癌致畸性强烈，且检测方法较为成熟）。现行国家标准中规定环境空气BaP24小时平均浓度上限为2.5ng/m³（GB3095-2012），室内空气BaP24小时平均浓度上限为1ng/m³（GB/T18883-2022）。但值得注意的是，我国香港地区2019年7月1日生效的《辦公室及公眾場所室內空氣質素管理指引》[14]中除规定BaP8小时平均浓度上限为1.2ng/m³以外，还规定了PAHs中另一主要成分萘（NaP）8小时平均浓度上限为10µg/m³。
城市大气中的PAHs主要来自汽车尾气和工业过程排放等人为源；室内空气中PAHs的主要来源于采暖或烹饪的固体燃料的不完全燃烧、吸烟和烹调油烟等，同时也受大气PAHs浓度的影响。PAHs种类众多，健康危害各异。美国环境保护署（US EPA）曾公布16种PAHs作为优控污染物（priority pollutants），其中1级、2A/2B级致癌物共7种[2]。
02
我国室内空气中PAHs污染特点及影响因素
研究显示，我国室内空气中的PAHs污染呈现城市浓度高于农村浓度，而农村的室内PAHs浓度高于室外，且农村地区室内PAHs浓度受燃料类型影响等明显的特点。
Qi等[4]学者测得我国农村和城市室内降尘中PAHs平均浓度分别为16.4μg/g和36.85μg/g，城市高于农村。该研究表明，城市区域更高强度的汽车尾气和工业过程排放可能是抬高其室内PAHs浓度的主要原因。此外，城市在采暖季更高的能源消耗量导致包括PAHs在内的污染排放增加，从而间接导致采暖区室内PAHs浓度上升，如城市区域冬季室内降尘中PAHs浓度呈现北高南低的分布特点[4]（图1）。Feng等[5]学者的研究表明，北京寒冷月份和温暖月份环境颗粒相PAHs总浓度分别为82.9ng/m³和10.1ng/m³，即采暖季显著高于非采暖季。
符楠等[3]学者的研究指出山西和四川两地农村家庭室内PAHs浓度均高于室外浓度，两地PAHs 浓度室内外比率分别为2.3和1.8，同时，使用薪柴家庭室内PAHs总浓度比使用蜂窝煤家庭高约74%（图2）。另据Qi等[4]学者的研究，使用煤、生物质燃料、天然气和电力做饭的家庭，室内降尘中PAHs浓度依次递减，分别为75.2μg/g，31.2μg/g，4.00μg/g和3.77μg/g，差异明显。
图1. 中国家庭（a）和公共场所（b）室内降尘中16种优控PAHs总浓度的分布（来源：Qi等[4]）
图2. 山西农村使用不同燃料家庭室内外多环芳烃日均浓度。蓝色、橙色与灰色分别代表28种PAHs浓度、其中16种优控PAHs浓度和等效BaP浓度（来源：符楠等[3]）
03
PAHs有哪些健康危害？
人体通过吸入、摄入和皮肤接触的方式而暴露于PAHs污染。PAHs具有较强的致癌、致畸、致突变性，威胁人体健康[6]。短期（急性）或长期（慢性）PAHs暴露均可能对人体健康造成危害。急性暴露带来的危害主要取决于暴露时间和PAHs浓度，也与暴露个体的健康状况有关，比如可能会导致哮喘患者的肺功能受损，以及冠心病患者的血栓形成[7]。一般而言，在高浓度PAHs环境中的急性暴露会刺激眼睛，导致恶心、呕吐和腹泻[8]。特定PAHs，如蒽（Ant）和萘（NaP）的反复刺激也会损伤皮肤，导致炎症[9]。在慢性影响方面，相关研究揭示了PAHs长期暴露与肺癌等呼吸道癌症[10]、心血管疾病发病率[11]上升之间的相关性。另一方面，接触PAHs亦可能危及儿童正常发育[12]。
在科学语境下，伤残调整寿命年（Disability-adjusted Life Years, DALYs）* 是用于衡量健康危害的一个常用指标。研究指出，2005-2012年，暴露于受PAHs污染的空气环境导致的中国年均DALYs在8.73×10³yr至1.20×104yr之间[13]。
* DALYs包括两部分：过早死亡导致的寿命损失（years of life lost, YLL）和伤残所致的健康寿命损失（years lived with disability, YLDs）。例如空气污染导致中风造成的过早死亡（早于预期寿命）应计算为寿命损失，而空气污染引发的中风并导致瘫痪的情况则应计算为健康寿命损失。
04
如何有效防治PAHs污染？
室内源方面，以清洁燃料替代固体燃料可有效减少相关污染物的排放，同时开启具有挥发性有机物（VOCs）和颗粒物净化能力的空气净化器等设备也可降低PAHs暴露风险。由于室内空气中PAHs受室外源排放源影响明显。因此，在室外源方面，控制汽车尾气和工业过程的污染排放等雾霾（颗粒物污染）治理措施对降低环境空气PAHs浓度具有协同效应。
PAHs组分复杂，组分间急性毒性、致癌致畸性有所差异且具体作用机制尚不明确；此外，PAHs气相、颗粒相浓度分配及组分构成在时空间分布上亦有所差异。针对上述问题，为有效防治PAHs污染，首先应从以下三方面开展科学研究：
（1）技术手段：开发更便捷、更准确的采样与分析方法。
（2）研究资料：开展系统性的室内PAHs分布特性入户调查，建立可扩展、可回溯的我国各地区居民PAHs暴露数据集。
（3）评价方法：开展队列研究，修正或更新现有暴露风险评价模型；建立适用于我国居民的新评价模型。
此外，还需要进一步完善PAHs污染防控相关规章制度。法规上，基于PAHs健康风险研究的成果，针对其排放管控的要求和措施开展研究，调整优化相应国家标准或评价规范中针对PAHs排放及浓度限值的相关要求。政策上，可参考国务院近期印发的《新污染物治理行动方案》从管理体系、监管执法、资金保障和宣传引导等方面制定细则，加强污染防治力度。
参考文献（上下滑动查看）
[1] 夏文迪. 多环芳烃(PAHs)人体内暴露剂量与致癌风险研究[D]. 中南大学.
[2] USEPA. 1994. Amendments to 1990 clean air act-list of 189 hazardous air pollutants. Washington, DC:U.S. Environmental Protection Agency.
[3] 符楠,吕少君,薛国艳,李大鹏,周变红,陈源琛,杜伟.农村地区固体燃料使用导致的多环芳烃污染和健康风险[J].生态毒理学报,2020,15(03):123-133.
[4] Hong Qi, Wen-Long Li, Ning-Zheng Zhu, Wan-Li Ma, Li-Yan Liu, Feng Zhang, Yi-Fan Li, Concentrations and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons in indoor dust in China, Science of The Total Environment, Volumes 491–492, 2014, Pages 100-107
[5] Baihuan Feng, Lijuan Li, Hongbing Xu, Tong Wang, Rongshan Wu, Jie Chen, Yi Zhang, Shuo Liu, Steven Sai Hang Ho, Junji Cao, Wei Huang, PM2.5-bound polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Beijing: Seasonal variations, sources, and risk assessment, Journal of Environmental Sciences, Volume 77, 2019, Pages 11-19
[6] 刘薇薇,塔娜,赵星华,韩春霞.我国环境中多环芳烃的健康风险评价进展[J].环境与健康杂志,2014,31(12):1104-1108.
[7] Kim, K.-H.; Jahan, S.A.; Kabir, E. A review on human health perspective of air pollution with respect to allergies and asthma. Environ. Int. 2013, 59, 41–52.
[8] Chang, K.-F.; Fang, G.-C.; Chen, J.-C.; Wu, Y.-S. Atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Asia: A review from 1999 to 2004. Environ. Pollut. 2006, 142, 388–396.
[9] Unwin, J.; Cocker, J.; Scobbie, E.; Chambers, H. An assessment of occupational exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons in the UK. Ann. Occup. Hyg. 2006, 50, 395–403.
[10] Rota, M.; Bosetti, C.; Boccia, S.; Boffetta, P.; La Vecchia, C. Occupational exposures to polycyclic aromatic hydrocarbons and respiratory and urinary tract cancers: An updated systematic review and a meta-analysis to 2014. Arch. Toxicol. 2014, 88, 1479–1490.
[11] Poursafa, P.; Moosazadeh, M.; Abedini, E.; Hajizadeh, Y.; Mansourian, M.; Pourzamani, H.; Amin, M.-M. A systematic review on the effects of polycyclic aromatic hydrocarbons on cardiometabolic impairment. Int. J. Prev. Med. 2017, 8, 19.
[12] Kalantary, R.R.; Jaffarzadeh, N.; Rezapour, M.; Arani, M.H. Association between exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and attention deficit hyperactivity disorder in children: A systematic review and meta-analysis. Environ. Sci. Pollut. Res. 2020, 27, 11531–11540.
[13] X. Li, Y. Yang, X. Xu, C. Xu, J. Hong, Air pollution from polycyclic aromatic hydrocarbons generated by human activities and their health effects in China. J. Clean. Prod., 112 (2015), pp. 1360-1367
[14] https://www.iaq.gov.hk/wp-content/uploads/2021/04/new-iaq-guide_eng.pdf
内容撰写：刘奔、方培、许静斯、万睿琳
内容审阅：李嘉江慧、何学娟、CCAPP秘书处
特别鸣谢：健康小组所有成员
本文为CCAPP“清洁空气”经验分享项目的产出
CCAPP“清洁空气”经验分享项目旨在解读和推广全球应对气候变化和改善空气质量相关学术、政策报告，增强行业从业者和政策制定者对先进治理经验的关注和了解，并鼓励全社会从个人层面践行绿色生活理念。
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