《Scientific Reports》：Chemical investigation of polycyclic aromatic hydrocarbon sources and associated health risks in PM2.5 from Eastern India
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本研究针对印度恒河平原PM2.5中致癌性多环芳烃（PAHs）的污染水平、来源及健康风险不明的问题，开展了一项为期一年的多点监测研究。结果表明，工业区PAHs浓度最高，主要来源于生物质、煤炭、汽油、柴油、木材燃烧及机动车排放。健康风险评估显示，所有站点成年人和儿童的终生致癌风险（ILCR）均超出安全阈值。该研究揭示了该地区严重的PAHs污染及健康威胁，为制定针对性排放控制策略提供了科学依据。
在印度工业与人口密集的东部地区，特别是恒河平原，空气污染问题日益严峻。细颗粒物（PM2.5）是影响空气质量和人类健康的关键污染物，而吸附在PM2.5上的多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs）更是其中的“隐形杀手”。这类由不完全燃烧产生的持久性有机污染物，以其强烈的致癌、致突变特性而闻名，长期暴露可显著增加肺癌等多种疾病的风险。然而，在印度东部这片重要的区域，人们对大气PM2.5中到底含有多少PAHs、它们从哪里来、又会对居民健康造成多大的威胁等问题，此前缺乏系统、全面的认知。这种认知的空白，使得制定有效的污染控制与公共卫生防护策略面临巨大挑战。为了回答这些紧迫的问题，一项聚焦于印度东部PM2.5中PAHs的来源与健康风险的研究在《Scientific Reports》期刊上发表。
为了开展这项研究，研究人员在印度西孟加拉邦的杜尔加珀尔和拉尼甘杰两个城市，选取了四个具有代表性的地点，包括工业区、商业区和居民区，在2023年全年进行了PM2.5样品采集。对采集的样品，研究人员利用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析了其中16种优先控制PAHs单体的浓度。基于浓度数据，研究采用了多种技术方法进行分析：通过计算不同PAHs单体的组成比例（四环PAHs占比最高，达29.9-39.6%）和特征诊断比值，初步判断污染来源；运用主成分分析（PCA）进行多元统计分析，进一步识别和量化各类污染源贡献；最后，通过计算苯并[a]芘毒性当量浓度（BaPeq）和终生致癌风险（ILCR），定量评估了PAHs暴露对当地成年人和儿童人群的健康风险。
研究结果
PAHs浓度与时空分布
研究结果显示，所有采样点的PM2.5结合态PAHs年均浓度均处于较高水平，呈现出显著的空间差异。拉尼甘杰工业区（RI）的浓度最高，年均值为（494.44 ± 315.80） ng m-3，其次是杜尔加珀尔工业区（DI），为（416.15 ± 207.57） ng m-3。居民区（DR）和商业区（DC）的浓度相对较低，分别为（320.72 ± 170.71） ng m-3和（185.62 ± 121.56） ng m-3。在单个PAHs化合物中，茚并[1,2,3-cd]芘（IcP）、苯并[ghi]苝（BgP）和苯并(b+k)荧蒽（B(b+k)F）是主要的贡献者。从环数分布来看，四环PAHs在所有站点都占据了总PAHs的最大份额（29.9%–39.6%），这通常与化石燃料的高温燃烧过程相关。
污染源解析
通过应用诊断比值法和主成分分析（PCA）对PAHs来源进行解析，研究清晰地揭示了该地区复杂的污染来源。分析表明，生物质燃烧、煤炭燃烧、汽油燃烧、柴油燃烧、木材燃烧以及机动车尾气排放是研究区域PM2.5中PAHs的主要贡献源。PCA结果进一步支持了这些来源的贡献，表明没有单一的污染源占主导地位，而是多种燃烧源的混合影响，这与该地区密集的工业活动、交通排放以及居民生活能源使用（如生物质和煤炭）的现状相符。
健康风险评估
研究的健康风险评估部分得出了令人担忧的结论。计算得到的苯并[a]芘毒性当量浓度（BaPeq）在拉尼甘杰工业区（RI）最高，达到110.04 ng m-3，表明该地点的PAHs混合物总体毒性最强。更为关键的是，终生致癌风险（ILCR）评估显示，在所有研究站点，无论是成年人还是儿童，其ILCR值均超过了国际上普遍采纳的安全阈值（通常为10-6）。成年人的ILCR值范围在4.76 × 10-6到1.08 × 10-3之间，儿童的范围在3.03 × 10-6到6.87 × 10-4之间。这意味着长期暴露于当前水平的PAHs污染下，当地居民，尤其是工业区居民，面临着不可忽视的额外致癌风险。
研究结论与意义
本研究的系统监测与分析表明，印度东部恒河平原的城市地区正面临着严重的PM2.5结合态PAHs污染。污染水平存在明显的空间梯度，工业区污染最为严重。多环芳烃主要来源于广泛的燃烧过程，包括工业排放、交通源以及生活源。最值得关注的是，基于科学模型的风险评估证实，这种污染已对当地所有年龄段居民的健康构成了明确的致癌风险，其风险水平超过了可接受范围。
这项研究的意义重大。首先，它填补了该区域PAHs污染系统性数据的空白，提供了宝贵的基线资料。其次，通过精确的来源解析，研究明确指出需要控制的优先污染源类型，如生物质和煤炭燃烧，为政府部门制定靶向性的大气污染防治政策（例如，优化能源结构、提升工业排放标准、控制机动车污染）提供了直接的科学依据。最后，研究定量揭示了PAHs污染对公共健康的紧迫威胁，敲响了警钟，强调了立即采取行动以减少暴露、保护脆弱人群（如儿童）的必要性。该研究不仅对印度，也对其他面临类似快速发展与污染问题的发展中地区具有重要的警示和参考价值。
