东印度地区PM2.5中多环芳烃来源及相关健康风险的化学调查

这些肉眼看不见的颗粒为什么与你息息相关

城市空气中的微小颗粒可以深入我们的肺部而不被察觉。这些微粒表面附着着称为多环芳烃（PAHs）的化学物质，其中若干已知具有致癌性。本研究追踪了东印度两座快速发展的城市中，人们呼吸到的这些携带PAHs的细颗粒（PM2.5）的数量，它们的来源、随季节的变化，以及对长期健康的潜在影响。研究结果不仅对德尔古布尔（Durgapur）和拉尼甘杰（Raniganj）的居民具有意义，也适用于南亚及更广地区的城市-工业走廊中的居民。

在繁忙工业带追踪污染空气

研究人员在四个社区持续监测了一整年的空气：德尔古布尔的工业区、商业区和住宅区，以及邻近拉尼甘杰的一个工业区。所有采样点均位于印恒河平原（Indo‑Gangetic Plain），这是世界上污染最严重的地区之一。研究团队每三天采集一次PM2.5样品，分析13种不同PAH化合物，同时测定碳基成分和当地气象数据。这一长期、连续的记录使他们能够观察污染在冬季、前季风、季风和后季风等季节间如何变化，并考察交通、工业、家庭用燃料以及风向和温度变化等因素的共同影响。

污染量有多高以及何时达到高峰

附着在PM2.5上的PAH含量显著偏高，尤其在工业区。年均水平从德尔古布尔商业区约186纳克/立方米，到拉尼甘杰工业区接近500纳克/立方米不等。冬季和后季风月通常最为污染，而季风期间因降雨增多和对流层混合层增高，浓度最低。PAH混合物主要由具有四至六个芳香环的较重、结构更复杂的分子主导，这类重PAH更倾向于附着在固体颗粒上，并且在空气中更不易降解。特别是标记为IcP、BgP和B(b+k)F的重PAHs与高温燃烧密切相关，因而对健康尤为令人担忧。

化学指纹揭示了来源

为找出这些PAH的来源，研究组采用了两种互补的方法：分析PAH化合物对之间的简单比例，并运用统计技术将随污染协同升降的物质进行分组。两种证据均指向燃烧是主要来源：工业和电厂的煤与焦炭燃烧、交通的柴油和汽油排放，以及家庭用于烹饪和取暖的生物质和煤。在工业化的拉尼甘杰，煤燃烧和车辆燃料共同解释了大部分PAH负荷；在德尔古布尔的商业和住宅区域，车辆尾气与家庭中燃烧的木材、农作物残余和其他固体燃料的贡献更大。天然来源或石油泄漏等来源的贡献相对较小。

从城市烟雾到癌症风险

随后，研究把复杂的化学测量转换为更直观的指标：终生癌症风险。每种PAH都被换算为“苯并[a]芘当量”（benzo[a]pyrene equivalent），用于表示与一种已充分研究的致癌物相比混合物的毒性强度。所有采样点得到的毒性当量水平大约在34至110纳克/立方米，远高于世界卫生组织针对该参照化合物的指南值。按照美国环境保护署的方法，作者估算了成年人和儿童在持续吸入该空气情况下的增量终生癌症风险。在所有地点与所有季节，计算出的风险均高于通常的“可接受”范围，并且常处于该机构定义的“高风险”类别；成年人由于吸入率更高和暴露时间更长，面临更大的风险。

对公众与政策的含义

简言之，这些东印度城市的空气中含有被燃烧产生的化学物质包裹的细颗粒，可能会提高终生癌症风险，尤其是在工业社区和冬季时段。研究显示，重点控制少数关键来源——煤燃工业过程、柴油和汽油车辆，以及家庭燃烧固体燃料——将带来最大的健康收益。作者建议，常规监测如苯并[a]芘这类标志性化学物质与PM2.5联合跟踪，可以帮助识别污染热点并在推广更清洁技术与更严格排放控制时监测成效。尽管细节针对德尔古布尔和拉尼甘杰，但这一信息具有广泛适用性：在快速城市化的地区，控制燃烧方式对于让空气更安全至关重要。

引用: Subair, M.Y., Karigowda, Habib, G. et al. Chemical investigation of polycyclic aromatic hydrocarbon sources and associated health risks in PM_2.5 from Eastern India. Sci Rep 16, 11986 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41899-0

关键词: 空气污染, 多环芳烃, PM2.5, 城市工业排放, 癌症风险