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中国多环芳烃：排放特征、大气迁移路径与肺癌风险关联探究

一、引言

1.1研究背景与意义

多环芳烃（PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs）是一类由两个或两个以上苯环以稠环形式相连的有机化合物，广泛存在于自然环境中。PAHs主要来源于化石燃料（如煤、石油、天然气）的不完全燃烧、工业生产过程以及机动车尾气排放等人为活动，同时，森林火灾、火山喷发等自然过程也会产生一定量的PAHs。由于PAHs具有环境持久性、生物累积性和致癌、致畸、致突变性（简称“三致”效应），对生态环境和人类健康构成了严重威胁，已成为全球关注的重要环境污染物之一。

中国作为世界上最大的发展中国家，经济的快速增长伴随着能源消耗的急剧增加。煤炭在中国的能源结构中一直占据主导地位，尽管近年来清洁能源的使用比例逐渐上升，但煤炭在工业生产、发电、居民取暖等领域仍广泛应用。煤炭的不完全燃烧是PAHs的重要排放源之一，加之中国庞大的工业体系，包括炼油、冶金、化工等行业，以及快速增长的机动车保有量，使得中国面临着严峻的PAHs污染问题。

研究表明，PAHs排放后可通过大气传输进行长距离迁移，不仅影响排放源周边地区的环境质量，还可能对区域乃至全球环境产生影响。大气中的PAHs可吸附在颗粒物表面，随着大气环流传输到远离排放源的地区，造成跨界污染。在中国，东部沿海地区和大城市周边由于经济发达、人口密集、工业活动频繁以及交通拥堵，PAHs污染尤为严重。长三角、珠三角和京津冀等地区不仅是PAHs的高排放区域，也是大气传输的重要受体区域，受到本地排放和区域传输的双重影响。

肺癌是全球范围内发病率和死亡率均较高的恶性肿瘤之一。近年来，中国的肺癌发病率和死亡率呈上升趋势，严重威胁人民的生命健康。大量的流行病学研究、动物实验和细胞实验表明，PAHs是导致肺癌的重要环境危险因素之一。PAHs进入人体后，可通过代谢转化为具有亲电性的活性中间体，这些活性中间体能够与DNA、RNA和蛋白质等生物大分子结合，形成加合物，导致基因突变、细胞异常增殖和癌变。长期暴露于含有PAHs的环境中，尤其是高浓度的PAHs污染环境，会显著增加人群患肺癌的风险。此外，PAHs还可能与其他环境污染物（如重金属、颗粒物等）协同作用，进一步加剧对人体健康的危害。

深入研究中国PAHs的排放特征、大气迁移规律以及与肺癌风险的关联，对于全面了解PAHs的环境行为和健康效应，制定科学有效的污染防控策略，保护生态环境和人类健康具有重要的现实意义。通过准确量化PAHs的排放源和排放量，揭示其在大气中的传输路径和影响因素，有助于评估PAHs污染的范围和程度，为区域大气污染防治提供数据支持；探究PAHs暴露与肺癌风险之间的定量关系，能够为肺癌的预防和早期诊断提供科学依据，提高公众对PAHs污染危害的认识，增强自我保护意识；基于研究结果制定针对性的污染控制措施，如优化能源结构、加强工业污染源治理、控制机动车尾气排放等，有助于减少PAHs的排放，降低其对环境和人体健康的危害，促进经济社会的可持续发展。

1.2国内外研究现状

在多环芳烃排放研究方面，国外起步相对较早。欧美等发达国家利用先进的监测技术和模型，对各类排放源进行了详细的量化分析。例如，美国通过长期的监测和研究，建立了较为完善的多环芳烃排放清单，涵盖了工业、交通、居民生活等多个领域的排放情况。欧盟也开展了一系列相关研究项目，如“欧洲环境空气质量监测网络”，对多环芳烃的排放特征和时空分布进行了深入探究，为制定严格的环境标准和管控措施提供了科学依据。

国内在多环芳烃排放研究上也取得了显著进展。随着对环境问题的重视，中国科研人员采用实地监测、排放因子法和模型模拟等多种手段，对国内多环芳烃的排放源和排放量进行了大量研究。研究发现，中国多环芳烃的主要排放源包括燃煤、工业生产和交通等。其中，燃煤排放由于中国以煤炭为主的能源结构而占据重要比例，尤其是民用煤炭的燃烧，因其燃烧效率低、污染控制措施相对薄弱，成为多环芳烃的重要排放源。工业领域中，炼油、冶金、化工等行业的生产过程也会产生大量多环芳烃。在交通方面，柴油车尾气排放的多环芳烃含量较高，随着机动车保有量的持续增加，交通源对多环芳烃排放的贡献也日益凸显。此外，国内学者还对不同地区的多环芳烃排放特征进行了研究，发现东部沿海地区和大城市周边由于经济活动密集，多环芳烃排放量明显高于其他地区。

在多环芳烃大气迁移研究领域，国外学者运用数值模拟模型，如大气化学传输模型（CTM）等，对多环芳烃在大气中的迁移、扩散、转化等过程进行了深入模拟和分析。通过这些模型，能够预测多环芳烃在不同气象条件和地理环境下的传输路径和浓度分布，评