上海市大型展会部分室内空气污染物分布特征与健康风险评价
2021-06-15张莉萍倪骏郑毅鸣张莉君丁一辰张琳陈健
张莉萍,倪骏,郑毅鸣,张莉君,丁一辰,张琳,陈健
上海市疾病预防控制中心公共服务与健康安全评价所,上海 200336
现代社会人类主要以室内活动为主,研究表明,室内空气质量与健康密切相关[1]。我国展览业经过近十年的高速发展,展会数量、面积已居于世界前列。由于场所的特殊性,大型展会布展时普遍大量使用多种装修材料,且无法预留足够的挥发时间即开展,并在开展的过程中开启集中空调,密闭门窗,以上原因极易造成展会室内空气污染。目前展会室内污染水平的调查较多[2-3],而对于该场所从业人员多种污染物所致健康风险的研究较少。本研究对上海市大型展会室内空气污染物水平开展监测,并进行从业人群污染物暴露风险评价,为进一步提高展会室内空气质量和制定相关卫生政策提供客观依据。
1 材料与方法
1.1 监测时间和指标
目前展会室内污染主要来源于布展材料,依据化学性污染物温度高时挥发性较高的特性[4],本研究选择2019年、2020年的夏季(7―9月)分别对上海某大型会展中心的9个展馆进行监测,监测指标包括甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨和总挥发性有机物(total volatile organic compounds,TVOC)。每个展馆均选择展期首日的10:00―12:00对展馆进行监测。
1.2 布点
GB/T 18204.6―2013《公共场所卫生检验方法 第6部分:卫生监测技术规范》[5]规定:展览馆营业面积>1 000 m2的场所布置3个采样点,香港《办公室及公众场所室内空气质素管理指引》[6]规定:20 000~30 000 m2布置21 个采样点。由于监测所选展馆均为矩形面积且均约为2.7 万m2,GB/T 18204.6―2013 布点原则并不适用于超大型的空间,因此本次监测参照香港《办公室及公众场所室内空气质素管理指引》棋盘式设置21个采样点。各采样点采样高度为1.5 m,采样点避开走道和送风口,距离墙壁大于0.5 m。
1.3 监测方法和评价标准
按照GB/T 18204.2―2014《公共场所卫生检验方法 第2部分 化学污染物》[7]要求监测室内空气污染物中甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨和TVOC。采样前用皂膜流量计校准采样器流量,甲醛用吸收液以0.5 L·min-1流量采样,采集气体10 L;氨用吸收液以0.5 L·min-1流量采样,采集气体20 L;苯、甲苯、二甲苯用活性炭管以0.5 L·min-1流量采样,采集气体20 L;TVOC 用Tenax TA采样管以0.5 L·min-1流量采样,采集气体10 L;并记录采样时的温度和大气压。使用比色法分别对甲醛、氨进行检测,使用热解吸-毛细管气相色谱法分别对苯、甲苯、二甲苯、TVOC的质量浓度(后称:浓度)进行检测。甲醛、氨、TVOC、苯、甲苯、二甲苯检出限分别为0.005 5、0.017、0.005 6、0.005 6、0.011、0.011 mg·m-3,按照GB 37488―2019《公共场所卫生指标及限值要求》[8]对测定结果进行评价。
1.4 质量控制
由经过培训的专业人员进行现场采样,承担分析任务的实验室具备相应的资质认证,采集样品时设空白对照,采平行样。实验室质控主要采用加标回收和重复测试的方式。样品加标回收率控制为>80%,重复测试值以及平行样测试值的平均偏差<20%。
1.5 健康风险评估模型
运用美国环境保护局健康风险评估模型开展从业人员健康风险评估,该模型包括两个部分:非致癌风险评估和致癌风险评估。
1.5.1 非致癌风险评估
(1)式中:RHQ为单污染物的危害商值;mCDI为单污染物的日平均暴露量,mg·kg-1·d-1;m’RfD为污染物的参考剂量,mg·kg-1·d-1。
(2)式中:ρ为污染物浓度,mg·m-3;VIR为呼吸速率,m3·d-1;tED为暴露持续时间,d;mBW为标准成人体重,kg;tAT为终身平均时间,d。
(3)式中:RHI为多污染物的非致癌总危害商值。
当RHI<1为健康风险较小,RHI≥1为健康风险较大。
1.5.2 致癌风险评估
(4)式中:RCR为单污染物致癌风险;mCDI为污染物的日平均暴露量,mg·kg-1·d-1;fSF为斜率因子,(mg·kg-1·d-1)-1。
(5)式中:RTCR为多污染物的致癌总风险。
根据EPA推荐的致癌风险,RTCR>1×10-4为高风险,RTCR介于1×10-6~1×10-4为低风险,RTCR<1×10-6为无风险。
1.5.3 风险评估参数本研究采用美国环境保护局健康风险评估模型针对会展中心展馆工作人员进行健康风险评估。污染物浓度(ρ)按监测浓度的中位值计;通过查阅美国环境保护局的综合风险信息系统数据库中的推荐值[9],得到甲醛和苯的斜率因子(fSF)分别为4.6×10-2、2.7×10-2(mg·kg-1·d-1)-1;甲醛、苯、甲苯、二甲苯的吸入毒性参考值(m’RfD)为2×10-1、4×10-3、8×10-2、2×10-2mg·kg-1·d-1;暴露持续时间(tED)按每周工作40 h(折算为1.667 d)、每年工作35周、工作年限30年计算,本研究取1 750 d;一生平均时间(tAT)取决于人群的期望寿命,本研究取70 岁假定为25 550 d;根据《中国人群暴露参数手册(成人卷)》[10]我国城市地区成人男性、女性标准体重为67.3、57.5 kg,呼吸速率为18.1、14.6 m3·d-1。
1.6 统计学分析
采用 SPSS 21.0 进行数据统计分析。采用Shapiro-Wilk 检验法对数据的正态性进行检验,数据呈非正态分布,采用中位数(M)和百分位数(P25,P75)描述,两组间比较采用Mann-WhitneyU检验。检验水准α=0.05。统计过程中原始检测数据低于方法检出限的数值,以方法检出限的1/2代替。
2 结果
2.1 室内空气污染情况
本次监测的上海某大型会展中心室内空气总合格率为96.3%(182/189),室内空气相关指标检测结果见表1。甲醛的合格率为98.4%,最大值为0.16 mg·m-3,是标准限值的1.6 倍;氨的合格率为99.5%,最大值为0.22 mg·m-3,是标准限值的1.1 倍;TVOC 的合格率为98.4%,最大值为0.976 mg·m-3,是标准限值的1.6 倍;苯、甲苯、二甲苯合格率均为100%,最大值约为标准限值的15%~35%。
表1 2019—2020上海市大型展馆室内空气污染物检测结果(n=189)Table 1 Indoor air pollutant concentrations in a large exhibition center in Shanghai,2019-2020 (n=189)
2.2 不同通风模式下的室内污染物浓度比较
甲醛、氨、苯、TVOC 浓度在不同的通风模式下差异有统计学意义(均P<0.05),全新风+开启馆门的通风方式下甲醛、氨、苯、TVOC 浓度低于新风+回风+馆门关门的通风方式,甲苯、二甲苯浓度均低于最低检出限,在不同的通风模式下差异无统计学意义(均P>0.05)。见表2。
表2 不同通风模式展馆室内空气污染物质量浓度Table 2 Indoor air pollutant concentrations in exhibition halls with different ventilation modes单位(Unit):mg·m-3
2.3 不同展馆的室内污染物浓度比较
服装、鞋类展馆的甲醛浓度高于游戏、动漫周边产品的展馆(Z=-5.45,P<0.001),氨、苯、甲苯、二甲苯、TVOC 在不同展品展馆内的浓度差异无统计学意义(均P>0.05)。见表3。
表3 不同展品展馆室内空气污染物质量浓度Table 3 Indoor air pollutant concentrations in different exhibition halls单位(Unit):mg·m-3
2.4 从业人员健康风险评估
结果显示:男性、女性的致癌风险分别为4.2×10-5、3.8×10-5,属于可接受水平,为低风险;男性、女性的总危害商值为0.025 0、0.021 9,非致癌风险属于低风险。见表4。
表4 大型展会不同性别从业人员健康风险值Table 4 Health risks of employees of different genders in a large exhibition center
3 讨论
本研究显示,展馆室内空气中甲醛、氨、TVOC 浓度存在一定程度的超标现象,苯、甲苯、二甲苯合格率均为100%,展馆室内污染物总合格率均较高。风险评估结果显示,大型展会从业人员致癌风险和非致癌风险均属于可接受水平,为低风险,男性从业人员健康风险略高于女性从业人员,这主要与男、女性的生理特征差异有关,男性呼吸量较大,单位时间内比女性吸入的污染物多,这与国内其他关于室内环境中污染物对男性的潜在健康风险高于女性的研究结论一致[11]。
本次研究显示,室内污染物浓度最大值是标准值的1.1~1.6 倍。大量研究已证实建筑装修装饰材料会产生甲醛、氨、TVOC 等化学性污染物[12],主要是因为布展过程中使用了大量的板材、塑料、涂料、胶凝材料、广告美工材料、纤维织品材料等多种建筑装修装饰材料。同时,展台搭建完成后通常立即进行展览,也造成了污染物浓度的超标,但TVOC 浓度在竣工后100~130 d 内可完全降至卫生标准以下,甲醛浓度则需要1年甚至更长时间才能低于卫生标准[13]。因此需严把材料质量关,使用绿色环保布展材料,从源头控制室内空气污染。
足够的新风量可以稀释室内空气中的污染物。本次研究显示,全新风+开启馆门的通风方式下污染物浓度水平低于新风+回风+馆门关门的通风方式,这与区继军等[14]研究结果基本一致。建议在展会期间合理加大集中空调通风系统的新风量,开启馆门,使得室内气压与室外相对正压有利于室内污染物的稀释扩散和排出至室外。
本研究针对展出不同展品的展馆室内空气污染物开展监测,发现服装、鞋类的展馆内甲醛的浓度高于其他展馆,与张金萍等[15]研究结果一致,也有研究表明展品会对人群健康造成不良影响[16],因此展品的卫生安全性不容忽视,应加强对展品卫生安全性的管理。
综上所述,本研究显示大型会展室内污染物存在一定的超标现象,大型展会从业人员致癌风险和非致癌风险均属于可接受水平,为低风险,同时通风模式、展品类型对室内污染物浓度均会产生影响。因此建议会展运营管理单位合理规划布展时间,尽可能预留污染物挥发的时间,减少布展材料的负载量,展会期间加强通风,引导布展单位使用绿色环保布展材料。本研究对大型展会室内空气污染物开展监测,分析健康风险水平,明确健康风险管控措施,为完善大型会展场所的卫生监督管理、卫生标准的制定以及企业健康风险管控提供有意义的参考。
本研究也存在一定的局限性,主要是研究样本数量有限,仅在夏季开展监测,可能未反映大型展会室内污染物全年的实际情况;同时,选择的暴露评价模型参数中的暴露时间可能偏离实际的暴露时间,因此如何全面科学的开展大型展会从业人员健康风险评估仍需进一步的研究。