当前世界环境

介绍

在过去的几十年里，快速的城市化增加了人类对能源和食物的需求，极大地影响了氮循环。惰性N₂气体通过人为过程转化为活性形式，例如化石燃料燃烧、化肥制造、污水处理、生物质燃烧等。根据几项研究，活性氮的增加会导致氮循环的失衡，¹土壤酸化，²生物多样性的丧失，^3－4富营养化的生态系统⁵等。

气态氨（NH_3.)是主要的碱性微量气体，对大气中的总活性氮有显著贡献，并影响降水、云水和空气中颗粒物的总体酸度。^6-9它的沉积改变了二氧化硫和二氧化氮排放的运输寿命和沉积模式。^10-12在城市背景下，NH_3.通过中和酸性物质如HNO来发挥关键作用作为前体_3.、盐酸、H₂所以₄在大气中作为化学沉降物产生铵盐，构成细粒二次气溶胶(直径< 2.5µm)。NH_3.成为城市空气中硝酸盐气溶胶的主要来源(式1)。^13.

城市空气质量与氨化气溶胶有直接关系，但其前体还没有很好地量化。^14.释放NH_3.在车辆尾气中是城市空气中氨负荷的主要原因。由于三种催化剂的效率越来越效益，以减少NOx排放和柴油车辆中的选择性催化还原（SCR）系统的效率越来越多。^15-16

NH_3.对病态综合征的联系

所有室内结构在外面的环境中'沐浴'。它意味着封闭结构内的空气是外部空气的延伸，并且其质量可能在室外空气的变化而根据结构的渗透性，污染物的性质和其他因素的渗透而变化。^17.NH_3.已直接与病人建筑综合征（SBS）联系起来，使工作环境不安全不安全。在城市地区，NH_3.是由建筑材料，制冷机组，化学品储存，家用清洁剂，烟草烟雾等贡献。暴露在高浓度的nhh中_3.可能导致头痛，恶心和眼睛，鼻子，喉咙和皮肤灼热感。NH_3.已被证明为参与与肝功能衰竭和遗传尿素循环酶疾病相关的神经病药物生理学的关键参与者。^18.高血症也可能导致脑功能障碍涉及广泛的神经精神和神经学症状。虽然室内NH._3.不是一个广泛研究的现象，但少数报告证实了它的发生和不利的健康影响。北京的一项研究表明，室内空气污染是由NH引起的_3.以及在新建的公司办公室使用的混凝土中释放的苯。^19.室内nhh浓度较高_3.(3-6 ppm)与该公司在斯德哥尔摩的参考办公室(用作对照)(氨<0.1 ppm)相比，在新建的北京办公室测量。与斯德哥尔摩参照组不同，北京办公室的员工对工作满意度较低和工作压力较大的抱怨率较高。Meininghaus et al。^20.报告NH._3.水平高达312μg/ m^3.在法国学校的课堂上该学校的一些教师和学生抱怨出现头痛、眼睛干涩、上呼吸道刺激等症状。采用毒理学参考值(TRV)计算研究污染物的暴露风险。如果污染物浓度低于TRV，就不会被视为对研究的健康终点的风险。对于非致癌化合物，TRV的依据是急性接触后产生的感官刺激症状，北欧建筑条例委员会的限值作为NH的指导方针_3.（4000μg/ m^3.）。然而，由于NH而发展感觉刺激的风险_3.在这项研究中被发现是微不足道的。此外，还进行了健康风险评估，方法是根据OEHHA/INDEX值提出的接触限值和人口接触某一化合物的实际情况，推导出安全边际值(MoS)。^21.对NH得到MoS_3.芬兰的暴露隐含了该国的忽略不计的健康风险。无论其起源的来源如何，nh_3.如果存在以上安全限制，则超越可能对囚犯的环境和健康产生重大影响。

NH的主要来源_3.在印度

NH_3.排放量在世界大部分地区都没有受到监管。在NH的源区中_3.在南亚，其中一个热点是印象突然平原，浓密地居高产，肥沃的农田以及充足的牲畜。大量使用肥料和牲畜废物的充分捐款导致了非常高的大气氨。农田中的灌溉活动与肥料应用和氨释放的时期有关。印度拥有农业第二大土地面积及其肥料消费2012年16.8 TG。^22.由于印度的热带气候，像NH这样的挥发性气体_3.容易从农田、植被覆盖的土壤、垃圾填埋场、化石燃料燃烧等地蒸发到大气中。此外，工业化和服务业，nhh的其他来源_3.制冷装置、车辆排放、制造过程、人为活动等排放物在城市地区发挥着重要作用。^23.印度没有任何政策来控制NH_3.排放和反应性氮气物种。NH_3.排放和沉积预算平衡也显示出巨大的差距，这表明需要对nhh进行全面的研究_3.在印度。^24.新德里是最重要的北印度城市，是由于北方邦和印度地理地图上的北方邦和哈里亚那等农业密集型状态。坐在这个地点，由于污染物在大气中的分散以及蓬勃发展的污染源，因此污染了污染的接收结束。本研究旨在衡量室内NH的丰富和季节变化_3.在人口稠密的首都德里的两个选定地点，这两个城市家庭有各自鲜明的特征，如在人为活动、动态室内资源、土地覆盖和土地利用模式、植被覆盖等方面的根本差异。

方法

据了解，很少有研究强调NH的室内浓度_3.全世界。^25.有足够的文学报告的崛起室内NH_3.然而，在印度，各种报告都证实了户外NH_3.集中在德里的城市景观中。^26-28本研究的目的是研究NH在室内的丰度和变异情况_3.，根据选定的德里城市家庭的地方和季节影响。此外，对目前的室内NH进行毒理学风险评估_3.浓度进行。为此目的，NH_3.每月从2017年7月至2018年6月在家庭内厘定浓度。

网站描述

德里占地1484平方公里。它是印度的首都，人口不断增长，超过2500万。它位于北纬28°-24 ' -17 "和28°-53 ' -00 "之间，东经76°-50 ' -24 "和77°-20 ' -37 "之间。本研究选取了德里Mayapuri和Dwarka地区的两个家庭(Dwarka household, DH和Mayapuri household, MH)作为采样点(图1)。这两个城市地区都有自己独特的特点，适合开展本研究。下文讨论了这些领域的具体特点:

Mayapuri

这是一个靠近德里西部的地方。Mayapuri的座标是北纬28°37' 46 "和东经77°7' 39 "。它主要是一个工业化地区，有有限的居住区和Tihar监狱。Mayapuri支持大型工业设施生产重金属和轻金属、化学品、处理厂和金属堆场等。汽车服务在这个地区很普遍。回收金属废料和销售汽车零部件是Mayapuri广受欢迎的商业活动，使其成为印度最大的汽车和工业零部件市场中心之一。总的来说，这个地方现在是住宅单位(DDA和私人)、商业和工业服务的结合。

dwarka.

它位于德里西南区。Dwarka的坐标是28°35'31''n和77°2'5'的E.它是与Indira Gandhi国际机场在附近的资本高度计划和开发的住宅郊区之一。该地区是住宅用地的典型代表，附近的NH-8和Najafgarh Road的车辆交通排放。

图1:分别显示Mayapuri和Dwarka地区两个采样点的卫星视图。 点击此处查看数字

表1描述了两个具有代表性的家庭，DH和MH的特征，这两个家庭分别在德里的Dwarka和Mayapuri地区作为本次研究的采样点。

表1：采样网站户的特点。

抽样方法

NH_3.在流量计的帮助下，使用小体积泵以1 LPM的速率收集。空气通过一个开敞式过滤器吸入，并通过硅管与含有吸收溶液的冲击器相连。铵气溶胶不会溶解在吸收溶液中，因为它们沉积在PTFE过滤器(直径47mm)上，安装在整个组件前面的开口过滤器包上。^26.吸收25mm H的溶液₂所以₄用来收集NH_3.．取样时间为2017年7月至2018年6月，大部分时间为每月7天，白天8小时(上午9:00至下午5:00)。抽样的NH_3.由于一些问题，无法在2018年4月在两个地点完成。

化学分析

NH_3.在实验室用紫外-可见分光光度计用靛酚蓝法对两个地点获得的样品进行分析。五氰亚硝基高铁酸钠催化苯酚-次氯酸盐与氨水反应生成吲哚酚蓝_3.在碱性溶液。颜色强度与NH含量成正比_3.存在于样品中。在630nm的波长下测定所得铵离子复合物的强度。

结果与讨论

NH的室内水平_3.

室内NH_3.浓度范围为1.3至241.2μg/ m^3.μ g/m为32.5 ~ 254.5 μ g/m^3.在DH位点。表2为NH的描述性统计_3.在两个选定的地点。NH的平均值_3.分别为57.2 g/m和102.5 g/m^3.在MH和DH位点分别，平均值的差异除了两个站点的动态室内源之外，平均值的差异与底层户外因素有关。MH位点坐落于居住和商业活动有限的工业区附近。它与DH位点不同，这是一个良好计划的住宅区家庭的典型例子。NH的室内来源_3.对整体室内气相浓度是突出的贡献者。^{29 - 30日}NH_3.家庭中的浓度可以归因于室内来源，例如囚犯的清洁剂，烹饪，吸烟，代谢活动等，以及陆地覆盖和土地使用模式，邻近的人类活动，植被覆盖的显着变量户外功能，影响环境NH的大气化学，温度等_3.空气中的水平。表3列出了室外nhh排放的来源清单_3.在室内抽样网站，MH和DH周围。据报道，大多数印度网站都有丰富的自由可用NH_3.在大气中。^26.高浓度的气态NH_3.在城市遗址直接与人口，人为活动的增加和缺乏适当的卫生相关联。NH_3.从不同来源排放的中和剂没有发现类似浓度的反酸性物质，导致nhh滴定不完全_3.在环境空气中，因此其气相在空气中普遍存在。^26.NH的室内浓度_3.通常比室外的浓度高，因为在室内，平衡被推向气态(方程式1)。^32-33

表2：室内气态NH的描述性统计_3.水平(µg / m^3.)。

表3：NH的源库存_3.Dwarka和Mayapuri地区不同户外来源的排放分别在DH和MH位点附近。(Source-31)

图2显示了室内NH_3.在整个抽样月中，卫生署地点相对于MH地点仍然较高。表1讨论了这两户家庭的室内特征以及NH的主要室内来源_3.被确定为囚犯，清洁剂，烹饪，含有高蛋白质水平的非素食的代谢活动，我们可能会假设城市家庭的家庭设置和生活方式相当相似，这可能会有类似的影响或更少，在NH的排放_3.在家里。室内NH的较高值_3.除两处地点的住户排放量外，卫生署地点与MH地点的排放量比较，可归因于若干周边因素。Dwarka是德里的一个郊区住宅区，在混凝土建筑和住宅之间有很高的绿色覆盖面积，作为我们的采样地点，住宅周围有许多市政公园、树木和植被。周围土壤的挥发可能是造成室内NH的原因之一_3.DH网站的排放量。增加NH._3.已知排放是由城市地区可能较小的农业来源引起的。虽然，DH场地周围公园，树木和家庭植物中的间歇肥料无法排除。此外，靠近Najafgarh排水管及其分支，囤积大量死亡和腐烂物质可能会增加环境空气中的气态氨水量，特别是在季风期间。在大多数抽样日（从2017年7月到2018年6月），室内NH_3.除在季风季节NH时的某些日子出现少数情况外，卫生署监测点的空气质素持续较高_3.与卫生署相比，在MH地点记录的水平较高。虽然印度中央污染控制委员会(CPCB)没有定义室内空气质量，但我们已经尝试使用由CPCB定义的环境空气限值。环境nhh的最大限值_3.（24小时）已被规定为400μg/ m^3.通过和本研究中的记录值良好。更高的室内NH._3.与标记增加NH的MH位点相比，DH位点记录水平_3.发生在只有住宅特征的地点DH。室内NH水平直线下降_3.在MH网站可能归因于本网站的工业化环境。从行业和其他来源释放的酸性物种与NH相结合_3.这些氧化还原滴定转换NH_3.变成氨化的气溶胶形式，从而减少其在周围空气中的气相存在。

图2:室内空气湿度的月变化3.浓度在两个采样点。 点击此处查看数字

室内NH的季节变化_3.

室内NH浓度最高_3.8月份记录，月平均值为212.4和151.2μg/ m^3.在DH和MH位点。以前的研究表明，季风展示了NH_3.由于高湿度和温度、潮湿的环境、死的和腐烂的有机物排放等因素造成的浓度。^26.10月季风期后，NH出现急剧下降_3.浓度降至38.5µg/m^3.和77.4µg / m^3.在MH和DH位点。图3A和3B揭示了室内NH_3.浓度在冬季的几个月内没有显示DH或MH位点的任何显着增加，这意味着温度降低不受欢迎的室内NH_3.．随着夏季的临近，NH_3.3月份的水平逐渐增加，5月，6月和6月在DH位点（图3A），其可归因于NH的较高挥发_3.在家庭内部的温度增加，户外局部来源，如周围土壤覆盖着植被，树木和大型公园。在图1中。如图3B所示，由于MH位点附近的自然绿叶，因此未观察到类似的趋势，但六月的突然增加（78.3μg/ m^3.）被认为是由于季风在6月底季风的开始，在干燥的夏季。室内NH的季节性贡献_3.使用饼图绘制水平(图4a和4b)。在卫生署地点，季风季节(七月至九月)所占比例最高，达41%，其次是夏季(三月至六月)，占22%。但后季风季节(10月)和冬季(11 - 2月)的变化均不显著，分别为19%和18%。在MH站点，季风季节的贡献率为51%，其余季节的贡献率不显著(夏季16%，后季风17%，冬季16%)。据报道，在相对湿度(超过50%)和温度较高的情况下，室内的NH_3.与寒冷和干燥的月份相比，浓度更高。^34.图5显示了重要的²相对湿度与气态NH之间的值_3.DH和MH位点分别为0.66和0.70。

图3：（a）室内NH3.在抽样月的MH浓度。虚线表示平均值，实线表示框内的中值或第二个四分位数。箱线图代表25-75TH.百分位。圆圈代表离群值。 （b）室内NH3.在抽样月份的DH浓度。虚线表示平均值，实线表示框内的中值或第二个四分位数。箱线图代表25-75TH.百分位。 点击此处查看数字

图4.：NH的季节变化3.A）DH和B）MH网站的丰富 点击此处查看数字

图5：相对湿度与气态NH浓度之间的相关性3.a) MH和b) DH。 点击此处查看数字

计算室内NH的刺激潜力（IP）和安全裕度_3.

Meininghauset al .,^20.二手毒理学参考值（TRV）计算污染物急性暴露的风险（见介绍）。非致癌物质NH的刺激潜力_3.，表示为污染物浓度与TRV(4000µg/m)之比^3.）。我们使用相同的风险评估NH_3.在不同季节在卫生部和MH地点短期接触后，使用公式2指示健康风险(如果有的话)。

IP = C_S./和……（2）

在那里,IP是nh的刺激潜力_3.在一个季节，c_S.是NH的平均浓度_3.TRV为NH的毒理学参考值_3.（4000μg/ m^3.）。表4显示了NH的IP值_3.在不同的季节。很明显NH的IP比率_3.所有季节都小于1，所有季节DH和MH，这表明由于室内NH，没有涉及的急性健康风险_3.目前浓度暴露。

表4：NH的不同季节的刺激潜力_3.在DH和MH网站

长期室内暴露于NH的风险表征_3.可以使用MOS（安全保证金）概念来计算。^21.MoS是在动物中没有可测量影响的暴露限度(根据描述适当毒理学极限的主要研究)除以人类暴露限度(E)的比值，由公式3给出。^21.

MoS = EL / E ......（3）

el for nh._3.是300µg / m^3.．根据NH的年平均浓度_3.得到了气态nh3的MoS值_3.暴露在DH和MH位点分别计算为2.9和5.2。观察到我们研究中的e值远远低于DH和MH位点的OEHHA毒理学极限（EL），因此获得的MOS在我们的采样位点上高于1，这意味着没有与之相关的室内健康危害现在的NH._3.浓度。

室内NH的危险商_3.

非致癌剂的危险商（HQ）可以定义为吸入暴露的物质（E）和参考浓度（RFC）的潜在年平均日平均暴露的比率（低于不利健康影响的水平发生）。e可以通过使用等式（4）来计算。^35.

其中，c是（mg / m的浓度）^3.)的污染物(NH_3.在这种情况下），IR是成人的吸入率（0.83米^3./ h);ED为暴露持续时间，W为成年人平均体重，D为每周暴露天数，WK为一年暴露周数。DH和MH位点的E值为12.1 × 10^-3和6.7×10^-3毫克/公斤/天。

对NH使用RfC_3.为0.5 mg / m^3.NH的总部_3.在卫生署和MH的检出率分别为0.40和0.22。两个室内场地的HQ值均<1，这代表可忽略的危害。

NH的毒理学限值_3.这里使用过的研究是在世界发达的部分中进行的研究。然而，需要充分理解他们在快速发展的国家的室内城市建立的重要性。在这里，NH的室内浓度_3.与发达国家的住宅建筑相比要高得多。印度大多数室内空间的空气，如学校，居住等。由于内部环境受到自然通风的户外环境的持续影响，因此室外空气的延伸。^36.在印度语境中，强调应在建造房屋时奠定适当的通风;对于通风良好的房屋，应考虑烹饪灶上方的窗户和交叉通风等措施。^37.虽然室内浓度高于尚未建立污染物的户外浓度，但通过连续交换通过门窗发生的新鲜空气群，通过频繁稀释室内空气来防止毒性限制。空气质量不佳，居住是狭窄的空间，通风不足，高乘员密度，传统烹饪燃料使用，或在发展中国家的贫困地区的卫生周围环境不足。农村家庭生物质燃料使用期间的平均24小时暴露于颗粒物质，是231±109 mg / m^3.在印度南部。^38.室内NH._3.这些情况下的浓度可能会增加超出可接受的限度，这些限度对于乘员危害，并且需要进一步研究。

表5:室内空气NH比较_3.全世界不同地点的浓度。

室内nhh比较_3.全球不同地点的浓度

表5比较了室内空气的NH_3.全世界不同地点的浓度。不同的环境环境和室内生活条件导致可变的室内NH_3.在全球范围内。印度的亚热带条件促进了更高的NH_3.与较冷的国家相比，环境空气中的浓度。此外，发达国家具有更好的生活条件和卫生安排，占室内环境较少的氨释放。

结论

对于人们与室外空气相比，人们呼吸更多的室内空气，室内空气污染研究具有明确的相关性。关于室内NH的报告_3.污染很少见。本研究提出了NH的丰富_3.在两种染色家庭中，代表德里生活环境的住宅和产业特征。结果显示了室内NH的季节变异性_3.自然通风家庭的水平。除了或多或少常见的室内nhh来源外，家庭室外环境也存在显著的潜在差异_3.在房屋内。DH网站的NH贡献更高_3.在整个采样期间的室内空气中，与MH站点相比，这两个站点记录了最高的NH_3.集中在季风季节。对于像印度这样的亚热带国家，季风和夏季为NH提供了更大的可能性_3.由于腐败和NH的挥发性增加而释放_3.温度较高。在MH位点（季风之外，没有观察到主要的季节变异，这可能是由于其产业化的环境，其中碱性NH_3.得到迅速中和。NH的风险表征_3.在使用相关毒理学限制的家庭中，急性和慢性暴露的毒理局限性显示室内NH_3.不会对囚犯的健康构成威胁虽然目前的NH水平_3.在所选地点并不危险，但它可能在适当的时间内对人类健康产生巨大效果，并且在较少发达的拥挤区域具有较差的生活条件的情况下可能更糟。因此，对室内NH更全面的研究_3.在发展中国家以及全世界肯定需要它的影响。

确认

我们非常感谢DST钱包进行财务支持。我们还要感谢JNU为提供本研究的基础设施。作者Ankita Katoch真诚地承认从CSIR-UGC颁发的初级研究奖学金。本研究是DRS-Net的一部分（通过学生沉积研究网络）-India。

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