乌干达城市人口通过室内灰尘暴露于有机磷酸酯和新型溴化阻燃剂的首次评估:东非地区的赋存特征、来源解析与健康风险

《Emerging Contaminants》:Exposure of urban population to organophosphate esters and novel brominated flame retardants via indoor dust: Occurrence, sources and health risks in Uganda, East Africa

【字体: 时间:2026年02月02日 来源:Emerging Contaminants 6.9

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  本研究针对非洲地区室内阻燃剂数据匮乏的现状,首次对乌干达坎帕拉家庭室内灰尘中有机磷酸酯(OPEs)和新型溴化阻燃剂(NBFRs)进行了定量分析。研究人员采用GC-MS技术检测发现,∑5OPEs和∑4NBFRs浓度范围分别为1,520-102,000 ng g-1和214-6,600 ng g-1,TDCIPP和TBP-AE分别为其主要成分。通过主成分分析识别出家用物品、电器和地板饰面为主要排放源。健康风险评估显示所有化合物的危害指数(HI)均低于1,致癌风险(CR)值为10-6-10-12,表明当前风险可忽略,但儿童暴露水平较高。该研究为撒哈拉以南非洲地区提供了重要的基线数据,对热带城市环境的化学管理具有指导意义。

  
在现代城市生活中,我们每天有80%-90%的时间在室内度过,而室内环境已成为阻燃剂暴露的关键途径。这些广泛应用于消费品和建筑材料中的化学物质,特别是作为传统溴化阻燃剂替代品的有机磷酸酯(OPEs)和新型溴化阻燃剂(NBFRs),由于具有添加性特性,易从产品中释放并吸附在沉降灰尘上。尽管全球范围内对这类化学物质的关注日益增加,但非洲地区特别是东非的相关数据仍然严重缺乏。这种数据缺口使得我们难以全面了解热带城市环境中人群的实际暴露水平和潜在健康风险。
正是在这样的背景下,Godfrey Muhwezi等研究人员在《Emerging Contaminants》上发表了关于乌干达城市人口通过室内灰尘暴露于阻燃剂的开创性研究。该研究首次对东非地区室内灰尘中OPEs和NBFRs的赋存特征、来源解析及健康风险进行了系统评估。
研究团队采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对从坎帕拉市家庭采集的43个灰尘样本进行分析,同时通过问卷调查收集家庭特征信息。质量控制措施包括使用程序空白和加标回收实验,确保数据的可靠性。健康风险评估采用美国环保署模型,通过计算平均日暴露量(ADD)、危害商(HQ)和危害指数(HI)来量化非致癌风险,同时评估致癌风险(CR)。
研究结果显示,所有灰尘样本中均检测到TNBP、TBOEP、TCIPP、TCEP和TDCIPP五种OPEs,而EHDPP的检出率仅为20.9%,TPHP未检出。∑5OPEs浓度范围为1,520-102,000 ng g-1,中位数为21,900 ng g-1。其中TDCIPP浓度最高(中位数15,700 ng g-1),显著高于南非、日本和美国等地区的报道值,可能源于不受规管的进口产品。NBFRs方面,∑4NBFRs浓度范围为214-6,600 ng g-1,中位数为712 ng g-1,以TBP-AE为主要成分(中位数238 ng g-1)。统计分析表明OPEs浓度显著高于NBFRs,这与其更广泛的双重功能(阻燃和增塑)应用相关。
通过相关性分析和主成分分析(PCA),研究人员识别出OPEs的主要来源为消费品、泡沫材料和电子设备外壳,其中TBOEP、TCIPP、TCEP和TDCIPP在第一主成分(PC1)上具有高载荷,解释方差为42.7%,而TNBP在第三主成分(PC3)上单独聚集,表明其可能来源于液压流体和工业润滑剂等维护材料。NBFRs的来源分析显示,HBB、PBT和PBEB在PC1上聚集,可能共同来源于塑料、橡胶和纺织品,而TBP-AE在PC2上独立分布,反映其作为替代品在膨胀聚苯乙烯和绝缘板中的特定应用。
健康风险评估揭示了重要的暴露模式。平均日暴露量计算显示,摄入是主要的暴露途径,儿童通过摄入的OPEs暴露量(中位数条件下为0.038-53×10-6mg kg-1bw day-1)显著高于皮肤接触(0.00077-18×10-6mg kg-1bw day-1)。儿童的总暴露量普遍高于成人,特别是在高暴露情景下,儿童对∑5OPEs的暴露量可达310×10-6mg kg-1bw day-1,而对∑4NBFRs的暴露量为7.1×10-6mg kg-1bw day-1
非致癌风险评估显示,所有化合物的危害指数(HI)均低于1(儿童最高为170×10-3,成人为11×10-3),表明当前暴露水平下的非致癌风险可忽略。致癌风险评估中,仅对具有癌症斜率因子(CSF)的OPEs进行了计算,TDCIPP和TCEP的总致癌风险值在10-6数量级,低于USEPA的安全阈值(10-6),但儿童的风险值(平均2.2×10-6,高暴露5.7×10-6)相对高于成人(平均0.15×10-6,高暴露0.37×10-6),提示需要关注儿童的脆弱性。
这项研究的意义不仅在于提供了乌干达乃至东非地区首套室内阻燃剂暴露的基线数据,更重要的是揭示了热带城市环境中新型污染物的赋存特征和暴露模式。研究发现乌干达家庭灰尘中OPEs和NBFRs的浓度处于全球中低水平,但TDCIPP等特定化合物的浓度较高,提示需要关注特定进口产品带来的局部污染。研究结果对制定针对性的室内环境管理策略和化学品监管政策具有重要参考价值,也为全球热带地区类似环境下的暴露评估提供了方法学借鉴。未来需要扩大研究范围,纳入更多室内微环境,并结合生物监测数据,以更全面评估长期暴露的健康影响。
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