可吸入颗粒物是指悬浮在空气中，能进入人体的呼吸系统、空气动力学当量直径≤ 10μm的颗粒物，也叫可吸入尘或飘尘，简称为PM10。颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5μm直径的可进入呼吸道的深部，2μm以下的可100%深入到细支气管和肺泡。可吸入颗粒物具有较强的吸附能力，是多种污染物的“载体”和“催化剂”，有时能成为多种污染物的集合体，尤其是≤ 2. 5μm的细粒子中，Pb、Mn、Cd、Sb、Sr、As、Ni等含量较高。可吸入颗粒物的浓度以每立方米空气中可吸入颗粒物的毫克数表示，已被定为空气质量监测的一个重要指标。^[1]

国际原子能机构(IAEA)在已发表的国际协作项目《辐射防护重要微量元素膳食摄入量和主要器官、组织含量研究》总结报告中指出: “未来参考人研究的方向之一是亚洲国家空气微粒中的元素，特别是辐射防护重要元素研究，从而为完善亚洲参考人元素生物动力学提供依据^[2] ”。有鉴于此，为补充中国成年男子参考人摄入空气中元素数据，在我国4个不同膳食类型地区采集大气中PM10样品，预处理后，采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)，电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)及原子荧光光谱仪测定样品中46种元素浓度。结合人体呼吸动力学，获得中国成年男子各元素每日吸入量，并与本次志愿者同时同体元素每日膳食摄入量进行了比较，同时估算了几种天然原生放射性核素吸入所致内剂量。

1 材料与方法 1.1 样品采集与制备

选用直径90mm石英滤膜，滤膜采样前置于马福炉600℃灼烧2h后冷却备用，使用前滤膜均称至恒重。分别在我国4个主要膳食类型地区选择了四个城市:北方一区(天津)、北方二区(太原)、南方一区(镇江)和南方二区(成都)。以“双份饭法”采集膳食的同时，在志愿者所在地区分别设置3个采样点(工作场所，休息场所，室外环境)。

采样仪器分别为武汉天虹智能中流量空气总悬浮微粒采样器TH-150C型(天津，太原，镇江)与青岛崂山KC-6120型综合采样器PM10-100型(成都)。采样前将仪器清洗并作流量校准。

在各地区连续3d，每日8h连续采集(探头位于1. 5 ~ 1. 6m高度，模拟正常成年男人口鼻位置)，采样期间对温度，气压等同时做记录，共获得4地区滤膜样品12个。送至实验室预处理。

将1/4含尘滤膜置于50ml定量的离心管中，加入25%硝酸溶液15ml，重复、充分搅拌并将尘膜完全压碎，使飘尘溶入酸液中，将离心管放入超声水浴中，超声、振荡、温浸30min; 再次超声萃取15min，取出，放冷，用高纯水定容50ml，封口，猛烈摇动15s，离心后待测。

1.2 元素测定方法和质量控制措施

本研究分析实验室、仪器、方法和人员与原《亚洲参考人研究》、前三个国家自然科学基金协作组一致，故质控措施与以前研究一致，详细见文献[3]。As和Se采用双道原子荧光光度计(AFS，230E型，日－中精工-科创海光有限公司)，K、Na、Ca、Mg、P、Zn和Fe采用电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES，SPS 8000型，日-中精工-科创海光有限公司)，其余元素都采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS，Elan DRC Ⅱ型，美国Perkin Elmer公司)，按含量水平和仪器量程制备所需稀释液进行测量。

采用国家质量技术监督局批准、基质与含量水平尽可能和所测样品相近(人发或植物)的标准参考物质(GBW09101a、GBW09101、GBW07601-GBW07605)或标准加入法对分析实验室人员和测定技术ICP-MS、ICP-AES、AFS进行分析质量检验，所测定的元素及其检测限结果见表 1。

2 结果 2.1 中国成年男子每日PM10质量

按UNSCEAR成人代表性呼吸率7 300m³·a^-1 (即正常成年男子每日20m³)及所测得各地区PM10质量浓度计算得每日PM10质量，见表 2。

2.2 中国成年男子46种元素空气每日吸入量

以滤膜中46种元素测定获得浓度及每日吸入PM10质量获得各元素每日吸入量。同时参照ICRP现行参考人参数和此类研究惯例，采用4地区各元素每日吸入量的中位数作为全国各元素每日吸入量的代表值，列于表 3。

2.3 中国成年男子原生放射性核素吸入内照射剂量估算

采用本次获得U、Th、Rb日吸入量，初步估算了这几种原生放射性核素年吸入量和所致内照射剂量，列于表 4。

2.4 中国成年男子46种元素空气日吸入量与膳食日摄入量比较

由表 3并结合本次研究所获得的元素膳食每日摄入量(另文叙述)得出各元素每日吸入与食入量比值，列于表 5。

3 讨论

元素分类见文献[3]。

(1) 文献[6, 7]报道，1999年曾用X-荧光光谱法测定了广州、武汉、兰州、重庆四城市大气颗粒物中元素浓度，与本次研究相同的元素有As、Cu、Pb、Se、Zn，这五个元素浓度比本次研究结果均大10 ~ 100倍，表明ICP-MS在对微量的元素分析测量上较以往的方法检测极限更低，结果也更准确，同时也可能与空气采样时间的长短有关。2006年用ICP-MS法测定了北京地区交通繁忙地区PM10样品并分析^[8] 16种相同元素浓度结果也比本次要大，但元素浓度相互间比值基本一致，这可能与采样地区不同有关。

(2) 由表 3可见，此次我国成年男子空气中吸入量前十的元素排列如下: Ca、K、Fe、Al、Mg、Na、Zn、Cu、Pb、P、Mn，这10种元素每日吸入量之和占全部46种元素每日吸入量总和的98. 36%，且均属于在地壳中含量较多的元素。12种辐射防护重要元素占总和的16. 18%，表明对辐射防护而言，大气中除Rn以外的原生放射性核素是不应忽略的。

(3) 由表 4初步估算可见，与文献[5]相比，本次获得的⁸⁷Rb、²³²Th、²³⁸U、²³⁵U、²³⁴U年吸入量偏低，这几种核素所致年吸入有效剂量为9. 71 × 10-9 Sv。这可能是由于采用的估算方法及采样地区(未包括阳江等高本底地区)不同所致。

(4) 表 5获得的元素日吸入量与食入量的比值中，Pb最高，为1. 83 × 10^-3、其次为As、Sn、Th，最小为K、P、Na，表明这三种元素膳食摄入量要远远大于空气中吸入量。其余元素比值均在10^-6至10^-4数量级之间，表明在计算元素到人体的转移规律过程中，空气中元素的吸入量相对于膳食中元素的摄入量来说所占比例是很小的。同理对于辐射防护重要元素，比值亦均在10^-6至10^-4数量级之间，表明空气中元素吸入量与膳食元素食入量相比对人体内照射剂量的贡献较小，但吸食比值较高的Pb和Th等元素不应忽视，其对于整个内照射剂量的贡献是有意义的。

本研究所获结果数据可为补充元素从外界到人体转移规律提供探索性依据，在辐射防护领域，对修正我国成年男子内剂量及完善参考人参数值有着重要意义，同时对其他相关研究领域如环境监测等也有参考价值。