在COVID-19疫情期间，意大利医院室内沉积物中的极性有机化学物质

《Atmospheric Pollution Research》：Polar organic chemicals in indoor depositions from Italian hospitals during the CoViD-19 outbreak

本研究于2019-2023年间对意大利三家医院及疫苗中心室内沉积灰尘（DD）的极性有机化合物（POCs）进行系统分析，采用超声提取结合色谱和质谱技术，发现DD中邻苯二甲酸酯、心理活性物质等浓度波动显著，且医院DD污染水平高于居住和大学环境，主要与人员流动及内部源排放相关，医院工作人员的POCs非饮食性日摄入量达1-100 μg。研究揭示了COVID-19疫情期间医院室内污染特征及潜在健康风险。

　　

安杰洛·切奇纳托（Angelo Cecinato）| 卡蒂亚·巴尔杜奇（Catia Balducci）| 保拉·罗马尼奥利（Paola Romagnoli）| 玛丽娜·切拉萨（Marina Cerasa）| 马蒂亚·佩里利（Mattia Perilli）| 亚历山德罗·巴卡洛尼（Alessandro Bacaloni）

意大利国家研究委员会大气污染研究所（Institute of Atmospheric Pollution Research – National Research Council of Italy），地址：Provinciale 35d路，蒙泰利布雷蒂（Montelibretti），罗马省（RM），邮编00010，意大利

摘要

很少有研究关注医院内的污染问题以及影响医院内部的灰尘（DD）。此外，在意大利的医院中，尚未对与灰尘相关的有机化合物进行过调查。2019年至2023年间，我们开展了四次测量活动，旨在明确COVID-19疫情期间意大利三家医院室内灰尘的化学成分。2021年，我们在一家设有疫苗中心的医院进行了测量；同时也在一所大学和一栋私人住宅中进行了测量；2022至2023年期间，测量范围扩展到了室外灰尘。我们采用了超声波萃取、柱色谱法和GC-MSD技术来分析灰尘成分。本文重点研究了极性有机化合物（POCs）。主要关注的化合物包括邻苯二甲酸酯、精神活性物质、双酚A、烷基酚类、有机磷酸盐、紫外线过滤剂和香料。我们分析了这些化合物的浓度水平、分子特征、变化趋势以及它们在室内和室外的分布情况。研究发现，在疫情期间，灰尘中的这些化合物含量发生了显著变化：邻苯二甲酸酯的含量在0.1至13毫克/克之间，且随时间逐渐下降；有机磷酸盐的含量在0.03至0.3毫克/克之间，2022年有所下降，2023年又有所上升。在医院环境中，尼古丁和可卡因的含量分别在2.0至45微克/克和约5至65微克/克之间，且从2019年到2023年有所增加。我们还评估了新兴的有机污染物（如脂肪酸酯和增塑剂），发现某些新化学物质（如靛蓝）可能与COVID-19的传播有关。医院内部环境与住宅和大学环境的灰尘成分存在差异，这可能是由于人员流动率和内部污染源的不同所致。医院工作人员通过日常接触吸入的这些化合物的量约为：邻苯二甲酸酯1至100微克，有机磷酸盐0.1至10微克。

引言

从上个世纪下半叶开始，室内空气质量变得日益重要，尤其是当确认其中存在有毒物质时。近年来，研究人员的关注点转向了那些没有工业或手工艺活动的场所。许多研究致力于了解烟草吸烟、烹饪和家庭供暖对室内环境化学成分的影响，以及人类接触这些化学物质所带来的健康风险。预计关于室内污染的环境法规将会得到进一步完善 [EPA 2022, Settimo 2017, Glorennec et al 2021, WHO 2021, OSHA 2022, Singh et al 2025]。

室内环境与开放大气环境有显著差异。室内存在特定的污染源，尤其是生物体。由于氧化剂（如臭氧、自由基和氮氧化物）的浓度较低，除非发生燃烧（如烹饪和家庭供暖）或紫外线照射，否则化学物质不易分解。

沉积在室内的灰尘（DD）起着重要作用。由于空气流动和生物体的存在，灰尘不仅数量会增加，还会反复悬浮，使得粗颗粒在空气中停留时间更长，更容易进入人体呼吸道。据估计，人们大约85-90%的时间是在室内度过的，每天可能吸入数百毫克的灰尘。因此，人们会接触到灰尘中的化学物质，其暴露风险也随之增加 [EPA 2011, Scibor et al 2019, Melymuk et al 2020, EPA 2022, Virji et al 2022]。室内灰尘通过摄入和接触途径对人体造成毒性影响，总暴露量不仅取决于吸入的颗粒物。

就室内环境的化学成分而言，研究通常关注污染物的性质和行为（包括气体和颗粒物），以及光照、氧化剂和室外污染的作用 [Daher et al 2011, Romagnoli et al 2016, Zhu et al 2015, Boudehane et al 2016, Baurès et al 2018, Mohammadyan et al 2019, Cheng et al 2021, Palmisani et al 2021]。进一步的研究还涉及微生物和宠物的影响、室内环境的物理特性和气候条件、工程因素以及卫生问题 [Baurès et al 2018, Scibor et al 2019, Wu et al 2021]。室内污染带来的健康风险是毒理学家和流行病学家关注的重点 [Wu et al 2021, Vo et al 2022, Galva et al 2023, Xiao et al 2023]。

住宅（私人家庭）和学校是最常被研究的室内环境 [Blanchard et al 2014, Morgan et al 2014, Takeuchi et al 2014, Romagnoli et al 2016]。车辆、购物中心、教堂、大学和办公室也属于研究范围 [Morgan et al 2014, Rabhi et al 2018, Yadav et al 2018, Sanchez-Pinero et al 2020]。然而，医院受到的关注较少，尽管那里有老年人和免疫抑制患者等特殊人群，他们容易接触到病原体、有害化学物质和新兴的有机污染物（如放射性药物、抗生素、麻醉剂、精神活性物质和消毒剂）。

据我们所知，目前尚未在意大利医院中对与空气中的颗粒物和沉积灰尘相关的有机有毒物质进行研究。

虽然影响室内环境和开放空气的有毒物质类似，但气体相、颗粒物（PM）和灰尘（DD）中各种物质的浓度水平有所不同，许多物质会附着在较大的颗粒上（如皮肤、头发、汗液和咳嗽飞沫） [Dubocq et al 2021, Morrison et al 2021]。与人类活动相关的其他化学物质还包括香料、化妆品和清洁剂 [Tran et al 2016, 2021, Lucattini et al 2018, Api et al 2020]，以及紫外线过滤剂 [Ao et al 2017]。尽管公共场所禁止吸烟，但人们仍常在建筑物外吸烟，烟雾通过皮肤和衣物进入室内 [Boudehane et al 2016, Rabhi et al 2018]。

2019年至2023年间，意大利国家研究委员会大气污染研究所（CNR-IIA）与罗马萨皮恩扎大学（Sapienza University）化学系合作开展了这项研究项目，旨在了解影响意大利医院内部的有机物质的性质，这是此前未被研究过的领域。该项目有两个目标：首先，通过检测多环芳烃和邻苯二甲酸酯的含量来评估灰尘的毒性；其次，研究新兴污染物的存在，包括新的增塑剂（邻苯二甲酸酯替代品、有机磷酸盐）、精神活性物质、烷基酚类、紫外线过滤剂、精油和香料、脂肪酸酯。通过这项研究，我们试图了解COVID-19疫情期间意大利医院的污染特征及其特殊性。关于非极性烷烃和多环芳烃的结果已在其他文献中报道 [Cecinato et al 2024]，而本文重点讨论极性有机化合物（POCs）。

研究地点的时间安排和位置

现场实验分别在2019年、2021年和2022年在三家医院（HOS-1至HOS-3）进行，分别对应COVID-19疫情爆发前、疫情稳定期和感染人数暂时下降期。这三次测量活动分别发生在三个不同的季节：仲秋（11月）、春季（5月）和晚冬（2月）。2023年晚冬，在疫情正式结束后，又在两家医院进行了额外测量。

邻苯二甲酸酯、DEHA和对苯二甲酸酯；有机磷酸盐；脂肪酸和聚羧酸酯

所有地点记录的PEs、DEHA和DEHTPE的平均含量见图1（A-C部分；相应的中位数、最小值和最大值见补充表ST4）。DEHA和DEHTPE在各自组中占主导地位，也是最常被检测到的物质。

医院内的PEs总量波动较大，但从2019年的平均约12毫克/克下降到2023年的约2.3毫克/克。DEHA的含量从2019年的约0.29毫克/克下降到2023年的约0.16毫克/克，DEHTPE的含量保持相对稳定。

结论

研究分析了意大利医院灰尘中的邻苯二甲酸酯、增塑剂、有机磷酸盐、烷基酚类、精油和香料、紫外线过滤剂、脂肪酸酯和化妆品酯的浓度。这些物质的含量与国外报告的结果相似，甚至超过了大学、学校和住宅中的检测值。例如，医院内邻苯二甲酸酯的含量为0.7-13.5毫克/克；尼古丁为2.7-39微克/克；有机磷酸盐为0.01-0.27微克/克；烷基酚类为2.9-41微克/克。

作者贡献声明

保拉·罗马尼奥利（Paola Romagnoli）：撰写、审稿与编辑、方法学研究、数据分析。玛丽娜·切拉萨（Marina Cerasa）：撰写、审稿与编辑、调查工作、数据管理。马蒂亚·佩里利（Mattia Perilli）：方法学研究、调查工作、数据管理。亚历山德罗·巴卡洛尼（Alessandro Bacaloni）：项目监督、项目管理、概念框架制定。安杰洛·切奇纳托（Angelo Cecinato）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、调查工作、概念框架制定。卡蒂亚·巴尔杜奇（Catia Balducci）：项目监督、项目管理、方法学研究

未引用参考文献

Babaei et al., 2024; Cecinato et al., 2023; Demski et al., 2022; D??ng et al., 2023; Li and Chen, 2023; Saygin et al., 2025; Thatcher and Layton, 1995; Wang et al., 2023; Wang et al., 2023; WHO, 2021a; Yu et al., 2021.

声明与披露

• 1
  资金支持：
  作者声明在开展这项研究期间未收到任何资金、资助或其他形式的支持，尽管研究得到了意大利环境部（MATE）和罗马萨皮恩扎大学（University of Rome “Sapienza” 的合作。
• 2
  利益冲突：
  所有作者声明与本文所述工作无任何直接或间接的财务或非财务利益关系。
• 3作者贡献：

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知财务利益或个人关系。