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室内尘土的重金属及无机元素室内尘土富集了大量重金属和无机物元素.对重金属元素的研究主要集中在重金属元素的种类、质量分数w、来源、毒理等.Qasem等[12]对约旦工业区的办公室研究指出室内尘土中的重金属主要有Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Fe和Al,但不同粒径的室内尘土富集的重金属种类和w不同,Cr、Ni、Cu、Zn、Pb和Fe集中分布在8~32μm颗粒物上.Rasmussen等[30]对加拿大渥太华的家庭尘土研究得出家庭尘土包含的重金属元素主要有Pb、Cd、Sb、Hg、Al、Ba、Ti,且w依次为233、4.42、5.54、1.728、24281、454、763、0.14mg•kg-1,室内源对Pb、Cd、Ti、Hg元素的贡献较大.Lisiewicza等[31]对波兰家庭和办公室的尘土的研究表明办公室尘土中Ni、Cu、Zn、Pb的含量比家庭尘土中的明显高.Kima等[32]在对韩国大田区地铁站尘土的研究发现室内尘土的重金属污染物指数和城市污染指数相关性很高,地铁站尘土中重金属Cu、Pb的w分别为4470、660μg•g-1,且此w与建筑的时间有关系,建筑时间越长的w越高.Jabeen等[33]对巴基斯坦家庭尘土的研究揭示出家庭尘土中Cu来源于街道尘土,Zn来源于腐朽的垃圾,Ca取决于有色颜料和地毯,Pb在通风的情况下来源于室外,不通风的情况下,来源于室外和室内,且室内源的主要是油漆.Meyer等[34]对德国东部对不同的3个区域(煤矿开采和金属冶炼区、农业区、化工产品的生产区)的室内尘土中的重金属的研究表明室内尘土中Pb和Cd表面负荷率差异很大,主要是由外在居住环境,通风、供暖类型、居住区的建筑时间和居住的人数条件的差异导致的,并指出在重金属污染严重地区的Pb和Cd主要来源于外面的环境和空气中的尘土及人为活动引起的二次悬浮,而在轻污染区,主要来源于室内源.Chen等[35]对加拿大家庭尘土的研究发现了Pb可以作为氡(放射性元素)暴露的指示.Boreland等[36]对澳大利亚布罗肯希尔地区家庭尘土的研究指出房子的整改可以降低室内尘土中的Pb的含量.
Plumlee等[37]对美国世界贸易中心大厦的室内尘土的研究得出大厦内尘土的元素组成随功能区的不同而不同,以Si和Ca为主,S、Mg、Al、Fe、有机C、碳酸盐、Na和K次之.Qasem等[12,31-32]在对约旦的工业区办公室的研究表明室内尘土中的水溶性离子有F-、Cl-、Br-、NO3-、CO42-、SO42-、Li+、Na+、K+、Mg2+和Ca2+等.
室内尘土的有机物研究对室内尘土中的有机物研究主要集中在有机物的种类、w、来源和危害.室内尘土的有机物主要有多环芳烃(PAHs)、溴系阻燃剂(BFRs)、多卤代化合物(PFCs)、多溴联苯醚(PBDEs)、内分泌干扰物、羧基化合物、直链烷基苯磺酸盐、挥发性有机化合物、邻苯二甲酸盐、尼古丁等,此外,还有微生物(真菌、细菌、酵母),室内尘土中不同的有机物的来源不同,同种有机物在不同的室内环境下的w和种类不同[38-48].Maria等[13]对意大利巴勒莫区的研究表明室内尘土中总的PAHs的w为36~34453μg•kg-1.Kang等[49]对香港的商业办公室、小学、购物中心、医院、电子厂、生产车间的室内尘土进行了分析得出PAHs的w为1.17~25.5μg•g-1,而且生产车间的w最大.溴系阻燃剂主要来源于各种商业和消费商品,如电器、家具、室内装潢用品等,在世界不同的地区都发现了比较高w溴系阻燃剂[50].Stuart等[17]对英国居民家里、办公室和车里尘土的研究发现溴系阻燃剂的w分别为260000、31000和340000ng•g-1.Wang等[51]对杭州的电子废物回收区和市区室内尘土中的溴系阻燃剂研究指出电子废物回收区的十溴二苯乙烷的w为100~47000ng•g-1,仅是市区的1/4,人均吸入的溴系阻燃剂为3.01~87.6ng•d-1.多溴联苯醚是溴系阻燃剂的一种,Andreas等[52]对德国、澳大利亚、美国和英国的家庭尘土研究指出多溴联苯醚的w的中值和范围分别为74ng•g-1和17~550ng•g-1、1200ng•g-1和500~13000ng•g-1、4200ng•g-1和520~29000ng•g-1、10000ng•g-1和950~54000ng•g-1.Heather等[53]对美国蒙大拿州、新泽西州、俄亥俄州、威斯康星州、北卡罗来纳州和马里兰州的家庭及宾馆的尘土用不同的方法(SRM2583、SRM2584、SRM2585)进行了研究,得出室内粉尘土标准参考材料中的多溴联苯醚的w为3830、3740、4780ng•g-1.Tan等[54]对新加坡的家庭尘土的研究表明成人和小孩通过呼吸作用吸入的多溴联苯醚分别为2.0和0.33ng•d-1.Bryiny等[56]对加拿大渥太华家的庭尘土的研究发现多溴联苯醚的w为170~170000ng•g-1,中值为1800ng•g-1,算术平均值为5500ng•g-1,且多溴联苯醚主要因为使用塑料阻燃剂、软的装饰、电器、电子设备、绝缘体等产生的.
2室内尘土样品的采集方法
早在1967年,Royster等[55]就设计了简单的工具来测量室内尘土的再悬浮,室内尘土的收集方法有主动法和被动法.主动法包括表面擦拭法、按抽法、扫尘土法、吸尘土器法;被动法是指用静态的降尘土缸或非静电板来收集室内尘土.但是每一种收集方法收集的尘土与实际附着在物体表面的尘土都存在差异[56-57].研究者根据各自的目的选择了不同的方法对室内尘土进行了研究,结果都有一定的差异.Adgate等[58]采用擦拭法测得地板和窗台上面积尘土量分别为0.05~7.0g•m-2和0.12~13g•m-2,Pb的面积质量分别为0.0004~116g•m-2、0.03~430g•m-2,w(Pb)范围分别为19~33000、24~91000μg•g-1.Roberts等[59]用吸尘土器法得到地板和窗台上面积尘土量分别为1.0~26mg•m-2和1.0~63g•m-2,地板上Pb的面积质量为38~3871μg•m-2,w(Pb)的范围为75~700μg•g-1.Chueng等[60]采用HVS3、Rudel等[61]吸尘土器法对PAHs进行了研究.
3室内尘土的危害
室内尘土是室内环境的污染源,对人的健康影响很大.室内尘土中的微生物和杀虫剂是引起过敏性疾病、哮喘病、慢性呼吸道感染、干咳、眼镜刺痛、喉咙痛、皮肤病和室内综合症的重要原因,也与儿童的患白血病,精神紊乱、非霍奇金淋巴瘤、癌症有很大的关系[62-77].博物馆室内尘土能够破坏文物,影响文物美学观赏价值和视觉效果[78-79].4展望近年来,国外对室内尘土的研究取得了显著进展,但仍有许多问题尚未解决.今后的研究应在以下方面加强.1)系统的研究不同功能室内环境尘土的理化性质,由于不通功能环境室内尘土的来源不同,所以性质会存在差异,分析其异同,进而探讨其来源十分必要.2)不同功能的室内环境在相同条件下(采样位置),室内尘土较长时段(春、夏、秋、冬)的理化性质的分布.3)室内尘土的来源是一个比较复杂的问题,但沙尘天气对室内环境的影响有其独特性,确定沙尘天气对室内环境的贡献率,可以减少沙尘天气对人体健康的影响,为室内环境的改善提供科学依据.4)可用室内尘土来研究室内环境风险.通过确定不同功能室内环境中的室内尘土中有害物质的种类及其含量,可进一步评估室内环境风险,进而提出相应的改善和应对措施.
作者:杨岩岩刘连友王焕芝单位:北京师范大学减灾与应急管理研究院