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黑碳颗粒物(Black carbon,BC)是由生物质或化石燃料不完全燃烧产生的粒径范围为0.1~1μm的碳颗粒物。BC对人体健康的影响比较大,同时BC还是造成霾污染和诱发全球变暖的重要污染物。上海市是我国的经济和金融中心,其大气污染具有典型的多源复合型污染的特点,黑碳的浓度相对较高,因此研究上海市城区黑碳的污染特征以及环境暴露水平对于控制黑碳污染具有重要意义。由于BC浓度的时空分布差异较大,固定点采样不能准确反映个体BC的暴露特征,因此个体采样是研究黑碳暴露风险的更为有效的方法。论文对MicroAeth个体黑碳采样仪应用的数据有效性进行了分析,并采用该个体采样器对上海市与交通、餐饮相关的典型区域的黑碳暴露水平进行了测定,探讨了上海城区BC与PM2.5短期个体暴露特征,测定了不同通风方式对室内外BC与PM2.5浓度分布的影响,分析了上海地区黑碳颗粒物个体暴露特征。 研究结果表明: MicroAeth采样数据有效性易受环境温湿度、振动和自身设计缺陷的影响,但通过将仪器连接干燥管后固定于采样服内并联用降噪均值算法(ONA)和K-N经验公式优化数据可以有效减少上述因素的影响,保障数据的有效性。 上海城区交通路口、厨房、路边烧烤摊、公共场所吸烟室等典型BC排放源场所进行的实测结果发现,家用厨房个体BC暴露浓度比餐厅和食堂环境高,而食堂厨房个体BC暴露健康风险远远高于家用厨房,主要与厨房通风条件、烹饪时长等因素密切相关。 实验结果发现,不同的通勤方式带来的个体暴露水平和风险等级也不同,交通通勤个体平均BC暴露浓度水平由小到大排序为:步行<自行车<公交车<出租车<地铁。由于暴露时间、暴露浓度及呼吸速率的差异,各交通方式的个体BC吸入性暴露剂量由小到大排序则为:出租车<地铁<自行车<公交车<步行。 通风方式对室内空气质量以及室内外交换的影响比较大。室内外测定结果表明,BC粒径分布相对于PM2.5较小,更易穿透建筑缝隙,导致室内外BC浓度比值(I/O)的波动范围为0.35~1.13,要略高于PM2.5的波动范围为0.28~1.07。无室内燃烧源的普通办公室内BC、PM2.5在不同通风方式下的渗透系数(Fin)波动范围分别为0.405~0.935、0.295~0.930。 采用队列研究,对上海市城区个体BC与PM2.5短期暴露健康效应进行了尝试性的研究,结果发现个体黑碳暴露水平与收缩压、舒张压及肺功能指标FEV1/FVC均有一定的相关性,与炎性指标FeNO没有相关性;在短期大气污染物暴露与急性健康效应研究中,BC是较PM2.5更好的大气污染标志物。