室内矿物燃料的燃烧、吸烟、空调系统、机械扬尘、花粉和室外输入等都会使得室内空气中的颗粒物浓度增加。粒径在10 μm以下的颗粒物由于能进入人体呼吸道而被称为可吸入颗粒物(IP)。可吸入颗粒物随空气进入呼吸道后,由于粒径大小不同,在呼吸道内滞留的部位不同,造成的危害也不同。 粒径在5~10 μm的颗粒物易被上呼吸道阻留,部分可经咳嗽、吐痰排出体外,但对局部粘膜产生刺激作用,可引起慢性鼻炎和咽炎。 粒径小于5 μm的颗粒物可进入呼吸道深部,沉积在肺泡内的颗粒物,可促进肺泡壁纤维增生。
图1-3显示出在有吸烟者存在的室内环境中人们暴露于可吸入颗粒物下的浓度水平,用密闭空间中可吸入颗粒物浓度对单位体积的人群密度作图。在这个理论计算中,假设任何时候人群中有三分之一是吸烟者,在一天中的任何时间,对每三个吸烟者,有一支烟在连续燃烧。通常在办公室是每100 m3有4个人,在餐馆里是每100 m3有25个人,而在影剧院、火车上和飞机上等拥挤场所可达每100 m3有50人。空气交换速率ke的值通常在1 h-1(不通风的建筑)到26 h-1(通风较好的商业飞机)。显然吸烟者越多、空气交换速率越小,或两者同时存在时,密闭空间的可吸入颗粒物浓度会大大超标。
室内空气中的可吸入颗粒物化学成分复杂,含有二氧化硅、石棉等无机物和多种金属元素及其氧化物,另外还可吸附苯并[a]芘等多环芳烃化合物。
石棉是几种硅酸镁盐矿物的总称,具有纤维性结构,广泛用做保温、绝缘、耐火和装饰材料。这些材料在老化、磨损过程中,会使室内空气中的石棉浓度升高。
长期接触石棉的工人和受石棉污染的居民,支气管癌和胸膜-腹膜间皮瘤患病率较高。市售的许多类型的石棉具有致癌性。此外,石棉与吸烟之间还有明显的协同作用。
多环芳烃(PAHs)与煤和生物质燃烧排放出的气体和颗粒物有关。例如,苯并[a]芘就是含碳燃料及有机物在温度高于400℃时经热解环化和聚合作用生成的产物。苯并[a]芘最适宜的生成温度是600~900℃,当温度高于1000℃时则分解为CO2和水。
室外PAHs的浓度通常在1 ng·m-3以下,但室内有生物质燃烧过程存在时,浓度可高出几倍。吸烟也是PAHs化合物和颗粒物的来源。据估测,一支未经过滤的香烟可使吸烟者摄入25 ng苯并[a]芘,假定呼吸速率为23 m3·d-1,吸一支烟相当于呼吸一天含1 ng·m-3苯并[a]芘的空气。
苯并[a]芘是已确定的致癌物。我国《室内空气质量标准》规定室内空气中苯并[a]芘的限值为1.0 ng·m-3。
据调查,长期暴露在可吸入颗粒物含量为0.20mg·m-3的环境下,可引起人群呼吸道患病率、人群就诊率增加,造成小学生呼吸和免疫功能下降、鼻咽喉患病率增加,并能诱导孕妇胎盘芳香烃羟化酶(arylhydrocarbon hydroxylase,简称AHH)活性增加。
我国《室内空气质量标准》规定室内空气中可吸入颗粒物的限值为0.15 mg·m-3。
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