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为了探讨蚊香燃烧过程中多环芳烃(PAHs)的排放特性和分布规律,掌握影响蚊香燃烧产物中PAHs生成的关键因素,以期为室内环境PAHs污染控制与防治提供理论依据。本文采用一套自制的取样装置采集蚊香燃烧烟气,分别对蚊香原料、灰烬及烟气样品经索式提取、K-D浓缩和硅胶层析纯化后,采用GC-MS分析其US EPA推荐的16种优控PAHs的含量,系统地研究了蚊香及其燃烧产物中PAHs的排放特征。此外,还探讨了3种无机盐添加剂对蚊香燃烧产物中PAHs分布规律的影响,并分析了蚊香燃烧过程中室内空气PAHs浓度的时空分布规律及人体PAHs暴露水平。结果表明:
有烟蚊香烟气中16种PAHs均有检出,都以NaP的排放量最高;微烟蚊香烟气中除了DbA未检出,其余15种PAHs的排放量也以NaP最高;无烟蚊香烟气中仅检测出10-11种PAHs,排放量最高的化合物是Phe,其次为NaP。有烟蚊香和微烟蚊香原料中的PAHs都以3-4环PAHs为主,无烟蚊香原料以2-3环PAHs为主,各类蚊香灰烬和烟气中的PAHs也以2-3环PAHs为主,但是同烟气相比,灰烬中总PAHs排放量仅为4.7%-53.6%。同微烟、无烟蚊香相比,有烟蚊香燃烧烟气中总PAHs排放量较大,毒性也较高。
与其他室内燃烧源PAHs排放量对比,发现蚊香源灰烬中总PAHs排放量低于卫生香源和木柴源,但比香烟源高一个数量级以上;烟气中总PAHs排放量低于燃煤源、木柴源和卫生香源,但明显高于烹调源。无论是烟气样品还是灰烬样品,除个别PAHs外,其余PAHs排放量与各组分及总量间均达到较强的正相关关系。烟气与灰烬之间总PAHs排放量表现出明显的线性关系(R2=0.9054)。
添加NaCl和Na2CO3未能起到降低烟气中PAHs排放的作用,甚至导致烟气中总PAHs排放量和TEQ浓度出现不同程度的增加。比较而言,物质的量分数为2.0%的CaCO3添加剂在降低蚊香烟气中总PAHs排放量和TEQ浓度方面作用最明显,其总PAHs排放量较未加添加剂时降低1.8%,TEQ浓度降低86.6%。
随着蚊香燃烧时间的延长,室内空气中单个PAH浓度基本上都呈现出上升的趋势。蚊香点燃8h,BaP平均浓度超标25倍;室内空气中总PAHs平均浓度在蚊香点燃后1-3h间上升幅度较大,4h后逐渐趋于稳定;蚊香点燃1h,前采样点各PAHs的平均浓度均最高,后采样点浓度均最低,中采样点的浓度介于两者之间。蚊香点燃2h后室内空气中各采样点的PAHs平均浓度分布趋向均匀化;蚊香点燃过程中的8h,居民吸入到体内的PAHs总量为5.41μg,其中BaP的吸入量高达0.04μg。