《Atmospheric Environment》：Assessment of health risks from polycyclic aromatic hydrocarbons and their halogenated derivatives in residential indoor environments
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研究在日本 Toyama、Shizuoka 和 Kanagawa 的 45 个住宅中测定了室内空气和灰尘中的 26 种 PAHs 和 40 种 XPAHs，发现 XPAHs 浓度虽低但分布与 PAHs 类似，室内高分子量 PAHs 的室内/室外比超过 10，表明存在显著室内源。风险评估显示吸入途径的 95% 分位数增量终身癌症风险（ILCR）超过 1×10?? 安全阈值，需加强 PM2.5 减排等措施。
泷川哲也（Tetsuya Takikawa）|王琦（Qi Wang）|野野和志（Kazushi Noro）|高桥由香里（Yukari Takahashi）|宫家裕一（Yuichi Miyake）|天贺谷隆（Takashi Amagai）
日本静冈大学营养与环境科学研究生院，静冈县鹤冈区矢田52-1，静冈422-8526
摘要
多环芳烃（PAHs）及其卤化衍生物（XPAHs）是一类具有潜在致癌性的持久性有机污染物。它们在室内环境中的存在情况仍大多未被研究。我们在2022年至2024年间，对日本富山、静冈和神奈川地区的45个住宅的室内空气和房屋灰尘中的26种PAHs和40种XPAHs进行了检测。所有样本中均检测到至少一种XPAH，其浓度虽然比PAHs低10^3至10^4倍，但大小分布和成分相似，表明它们在大气中的行为类似。使用未通风木炉的住宅中，高分子量PAHs（尤其是苯并[a]芘）的室内/室外浓度比大于10，这表明室内是这些物质的主要来源。癌症风险评估显示，吸入是主要的暴露途径，在富山、静冈和神奈川的调查住宅中，95百分位终生癌症风险超过1×10^-6，超过了安全阈值。这些结果表明，室内暴露于PAHs和XPAHs可能对健康构成不可忽视的风险，强调了需要采取缓解措施（如减少PM2.5）来保护公众健康。
引言
卤化多环芳烃（XPAHs）是通过人类活动（如石油化工、汽车制造、造船和非铁金属工业综合体、固体废物与水泥窑共处理、废物燃烧、冶金过程、水泥生产和电子废物拆解等）产生的常见持久性有机污染物（Vuong等人，2020a；Vuong等人，2020b）。大气中XPAHs的主要形成机制并非多环芳烃（PAHs）的直接卤化（Vuong等人，2020a）。PAHs的光化学反应可能是XPAHs的次要来源，尤其是在含有PAHs的海洋环境中（Sankoda等人，2013a；Sankoda等人，2013b；Sankoda等人，2017）。此外，光照会促进XPAHs向醇和醌的异质转化。高浓度的活性氧和高温度会加速这一过程，该过程在湿度为45%时达到峰值（Yang等人，2025）。
多项研究调查了XPAHs的大气污染水平以评估其健康风险。在太原，供暖期间，PM2.5结合的氯化PAHs（ClPAHs）和溴化PAHs（BrPAHs）的浓度分别为15.8和12.9 pg m^-3，是非供暖期间的10倍（Li等人，2024）。供暖期间的BrPAHs平均总浓度（553 ± 148 pg m^-3）显著高于非供暖期间（384 ± 161 pg m^-3），而ClPAHs在供暖和非供暖期间之间没有观察到统计学上的显著差异（Wang等人，2022）。中国的气相中ClPAHs总浓度分别为0.78–4.2 pg m^-3（Jin等人，2020b）、1.8–2.7 pg m^-3（Shu等人，2018）和10–1420 pg m^-3（Gao等人，2018）；韩国为8.6 pg m^-3；日本为<0.0025–41 pg m^-3（Vuong等人，2020a；Vuong等人，2020b）。此外，中国颗粒相中的ClPAHs总浓度分别为60–482 pg m^-3（Shi等人，2020）和16–1,300 pg m^-3（Gao等人，2018）；韩国为9.6 pg m^-3；日本为<0.0025–148 pg m^-3（Ohura等人，2018；Oishi等人，2019；Vuong等人，2020a；Vuong等人，2020b）。
毒性当量（TEQ）和终生癌症风险增量（ILCR）被用作评估XPAHs摄入相关健康风险的指标。在中国，由于ClPAHs和BrPAHs的TEQ值较低（0–0.29 pg m^-3），低于世界卫生组织（WHO）规定的标准（1.0 ng m^-3），因此认为其毒性风险可以忽略不计（Li等人，2024）。韩国最大的工业城市之一蔚山的工业场所记录的ClPAHs、BrPAHs和PAHs的TEQ值分别为4.2、0.5和18.3 pg m^-3，反映了XPAHs的高毒性（Vuong等人，2020b）。孟加拉国的ILCR中位数为2.81 × 10^-3，远高于最大可接受风险水平（10^-4）（Sei等人，2021a）。
尽管室内PAH污染已得到研究，但室内XPAH污染仍大多未被探索（Takikawa等人，2023）。对中国房屋灰尘中16种PAHs和27种PAH衍生物的分析显示，它们的浓度范围分别为511–5472 ng g^-1和422–2900 ng g^-1，其中最丰富的化合物是氟蒽和1,2-苯[a]蒽醌（Kong等人，2025）。在瑞典，使用煤焦油浸渍材料的建筑中，室内空气中的PAHs及其硝化和氧化衍生物的浓度为31–1200 ng m^-3，高于没有煤焦油来源的建筑（14–45 ng m^-3）（Loive等人，2024）。在中国西南部宣威的供暖季节，室内PAHs的总浓度为8.42 μg m^-3，远高于非供暖季节（2.85 μg m^-3）（Han等人，2024）。PAHs的大小分布分析显示，它们主要集中在直径小于1.1 μm的颗粒物中。除了燃烧外，计算机也是室内空气PAH污染的主要来源（Seo等人，2022）。
由于使用低容量空气采样器收集的室内空气量较少（最多只能收集0.001–2.16 m^3的空气），因此测定室内空气中的PAHs和XPAHs浓度仍然具有挑战性（Sei等人，2021a；Wang等人，2021）。最近，我们开发了一种超灵敏的方法，通过气相色谱三重四极杆质谱（GC–MS/MS）和合适的分离柱，可以检测各种环境样本中的72种PAHs和XPAHs（Sei等人，2021b）。在之前的研究中，GC–MS/MS对PAHs、ClPAHs和BrPAs的仪器检测限（IDLs）分别为：苯并[a]芘（BaFL）为0.0023 pg，二苯[a,i]芘（DBaiP）为1.4 pg，9,10-二氯菲（9,10-Cl2Phen）为0.0013 pg，9-氯芴（9-BrAnt）为0.0011 pg，9-溴芴为0.0018 pg，9-溴芴为0.49 pg。这些低IDLs表明所开发的方法可用于分析室内环境（如室内空气和灰尘样本）中的PAHs和XPAHs。
本研究旨在评估由于吸入、灰尘摄入和皮肤接触PAHs和XPAHs而产生的癌症风险。我们使用高灵敏度方法对来自日本多个住宅的室内/室外空气样本中的多种PAHs和XPAHs进行了同时测量，并进行了全面的风险评估。研究了来自富山、静冈和神奈川地区的45个住宅的样本。通过室内/室外（I/O）浓度比和颗粒物PAHs及XPAHs的大小分布来评估PAHs和XPAs的命运。
化学物质与材料
本研究的目标化合物包括26种PAHs、23种ClPAHs和17种BrPAHs（表S1–3）。表S1–3显示了化合物名称的缩写。PAHs和XPAHs的分析标准品是根据我们之前的研究购买或合成的，并进行了纯化（Takikawa等人，2023）。
本研究的目标化合物是26种PAHs、23种氯化PAHs（ClPAHs）和17种溴化PAHs（BrPAHs）（表S1–3）。目标PAHs包括氟蒽（Fle）、菲（Phe）和蒽（Ant）等。
室内空气中的PAHs和XPAHs浓度
从富山、静冈和神奈川收集的室内空气中，PAHs的平均总浓度分别为1.60、3.43和1.95 ng m^-3，而XPAHs的浓度分别为20.0、8.44和4.05 pg m^-3（图1；表S6）。XPAHs的总浓度是PAHs的1.3 × 10^-4–8.7 × 10^-4倍，这与之前的报告一致（Noro等人，2023）。XPAHs的相对较低浓度可能是由于来源有限和形成效率较低所致。结论
所有采样点均检测到XPAHs，其浓度低于PAHs；然而，它们表现出相似的大小分布和环境行为。在某些地点，I/O比率大于10，表明存在室内来源，尤其是高分子量致癌PAHs。癌症风险评估显示，吸入是主要的暴露途径，其中95百分位的ILCR值超过了1 × 10^-6的阈值。
作者贡献声明
泷川哲也（Tetsuya Takikawa）：撰写——原始草稿、可视化、数据分析、概念构思。王琦（Qi Wang）：撰写——审稿与编辑、软件使用、资金获取、数据分析、数据管理。高桥由香里（Yukari Takahashi）：撰写——审稿与编辑、方法论。野野和志（Kazushi Noro）：撰写——审稿与编辑、撰写——原始草稿、可视化、项目管理、方法论、数据分析、数据管理。天贺谷隆（Takashi Amagai）：撰写——审稿与编辑、监督、资源协调。宫家裕一（Yuichi Miyake）：撰写——未引用参考文献
日本国立统计中心，2023年；Ohura，2007年。数据声明
本研究生成和分析的数据集在补充材料中提供。
写作过程中生成AI和AI辅助技术的声明
在准备本工作时，作者未使用AI和AI辅助技术。资助
本研究得到了日本学术振兴会（JSPS KAKENHI）（项目编号22H03763、25KJ2020和23K25017）的支持。利益冲突声明
? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：王琦报告称获得了日本学术振兴会的财务支持。泷川哲也报告称获得了日本学术振兴会的财务支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响研究的财务利益或个人关系。致谢
本研究得到了JSPS KAKENHI（项目编号22H03763、25KJ2020和23K25017）的支持。
