Atmospheric EnvironmentVolume 81, D

Atmospheric Environment
Volume 81, December 2013, Pages 112–116

Cover image
Short communication
Air toxics concentrations, source identification, and health risks: An air pollution hot spot in southwest Memphis, TN

Chunrong Jia, , Jeffery Foran1
Show more
Highlights
•
An air pollution hot spot was identified in southwest Memphis, Tennessee, U.S.A.
•
Southwest Memphis is a low-income, minority concentrated region.
•
The region has a significantly higher burden of air toxics exposure.
•
Cumulative cancer risk was 4 times higher than the national average.
•
This is the first field study to confirm acrylonitrile as a risk driver.
Abstract
Southwest Memphis is a residential region surrounded by fossil fuel burning, steel, refining, and food processing industries, and considerable mobile sources whose emissions may pose adverse health risks to local residents. This study characterizes cancer and non-cancer risks resulting from exposure to ambient air toxics in southwest Memphis. Air toxics samples were collected at a central location every 6 days from June 5, 2008 to January 8, 2010. Volatile organic compounds (VOCs) were collected in evacuated stainless-steel canisters and aldehydes by DNPH cartridges, and samples were analyzed for 73 target compounds. A total of 60 compounds were detected and 39 were found in over 86% of the samples. Mean concentrations of many compounds were higher than those measured in many industrial communities throughout the U.S. The cumulative cancer risk associated with exposure to 13 carcinogens found in southwest Memphis air was 2.3 × 10−4, four times higher than the national average of 5.0 × 10−5. Three risk drivers were identified: benzene, formaldehyde, and acrylonitrile, which contributed 43%, 19%, and 14% to the cumulative risk, respectively. This is the first field study to confirm acrylonitrile as a potential risk driver. Mobile, secondary, industrial, and background sources contributed 57%, 24%, 14%, and 5% of the risk, respectively. The results of this study indicate that southwest Memphis, a region of significant income, racial, and social disparities, is also a region under significant environmental stress compared with surrounding areas and communities.

Keywords
Air toxics; Hot spot; Volatile organic compound; Aldehyde; Acrylonitrile; Disparity
1. Introduction
Memphis, Shelby County, Tennessee, USA is a large, mid-south metropolitan area with a rich social and cultural history. It is also a city and region challenged by air pollution problems, in particular, air toxics pollution and associated health risks. Shelby County is ranked in the top 100 U.S. counties for emissions of air toxics (USEPA, 2012a), and Memphis was ranked the No. 1 asthma challenged city among the 100 largest U.S. cities (AAFA, 2012). Of particular note is southwest Memphis, a local region located south of the Memphis' central city, bordered on the west by the heavily industrialized President's Island and the Mississippi River, on the east by Interstate 69, and transected by Interstate 55. The community is racially homogeneous with 99% of its population composed of African Americans, and a median household income of $17,202 (U.S. Census Bureau, 2010). Twenty-two of the top 30 major emission sources in Shelby County reside in or near southwest Memphis. There are other significant local transportation sources of air pollution, including barge traffic on the Mississippi River, truck and autos on interstate highways, several local rail yards, and air traffic at Memphis International Airport, the busiest airport in the U.S. and second busiest in the world by cargo traffic (Air Council International, 2010). Thus, this community is potentially a “hot spot”, where local emission sources may cause elevated air pollution levels; however, until recently, monitoring data have not been available to profile air toxics or to characterize potential health risks associated with their exposure. This study identifies major air toxics and potential sources, and estimates cancer and non-cancer risks resulting from short- and long-term inhalation exposure to ambient air toxics in southwest Memphis.

2. Methods
2.1. Field sampling and laboratory analysis

The monitoring site was located at a central location, which provided an appropriate representation of exposure to ambient air toxics (Jia et al., 2012). Air toxics samples were collected every six days from 06/05/2008 to 01/08/2010. Volatile organic compounds (VOCs) were sampled using pre-evacuated 6-L stainless-steel canisters, and aldehydes were collected onto dinitrophenylhydrazine (DNPH) coated cartridges at a flow rate of 900 ml min−1. Each sampling event started at 12 am and ended at 12 am the next day, controlled by an automated sampling system. A total of 103 VOC and 104 aldehyde samples were collected. Samples were analyzed by a U.S. Environmental Protection Agency (EPA) certified laboratory. Canister samples were analyzed for 61 target VOCs on a gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) system, following EPA's TO-15 method (USEPA, 1999b). Aldehyde samples were analyzed by a high performance liquid chromatography (HPLC) with an ultraviolet detector using EPA's TO-11A method (USEPA, 1999a). Method detection limits (MDLs) ranged from 0.005 to 0.223 μg m−3 for VOCs, and from 0.004 to 0.012 μg m−3 for aldehydes. Details of quality assurance/quality control (QA/QC) for sampling activities and laboratory analysis were documented in the Quality Assurance Project Plan, which was reviewed and approved by EPA.

2.2. Data cleaning

Ten VOC samples and six aldehyde samples were excluded from the data analysis as they failed QA/QC requirements. The canister sampling was found to have high uncertainty for acrolein, a very reactive carbonyl (USEPA, 2010), and thus acrolein was excluded from data analysis. Acetonitrile had two extremely high concentrations (336 and 108 μg m−3), possibly caused by measurement error or unknown accidental release of this chemical, and they were considered outliers and removed. Detection frequency (DF) was determined as the percentage of measurements above the MDL, and measurements below MDLs were replaced with half MDLs.

2.3. Source identification

Common sources of air toxics were identified by factor analysis using log-transformed concentrations of 25 frequently detected (DFs > 30%) air toxics and Varimax rotation in SAS (Ver 9.3, SAS Institute Inc., Cary, NC). A factor was selected to represent a common source if its eigenvalue was greater than 1 and had at least 2 chemicals with factor loadings >0.65. This method has been successfully applied in a previous VOC study (Jia et al., 2008a).

2.4. Risk assessment

EPA recommends using the 95% upper confidence interval (UCL) of the population mean concentration for estimation of chronic exposure (Singh, 2006). Therefore, UCLs were computed for chemicals with DFs ≥ 30% in ProUCL (Ver 4.1.00), a program that provides an appropriate UCL by comparing 5 parametric and 10 non-parametric methods. Risk of chronic non-carcinogenic health effects was evaluated by comparing the UCLs with the chemical-specific Reference Concentrations (RfCs) (USEPA, 2012b), or with Minimum Risk Levels (MRLs) (ATSDR, 2013) and Chronic Reference Exposure Levels (California OEHHA, 2013) if RfCs were unavailable. We also used MRLs for acute exposure (1–14 days) to examine if high concentrations on certain days could cause adverse health effects. Cancer risks were calculated by multiplying the UCL of the mean air concentration by the inhalation unit risk for 13 air toxics for which unit risks were available in the Integrated Risk Information System (USEPA, 2012b). We calculated cumulative cancer risk as the sum of individual cancer risk estimates assuming that all cancer risks were additive. Finally, we apportioned the cumulative cancer risk to sources identified in the factor analysis, as well as the background concentrations taken from 2005 NATA (USEPA, 2011).

3. Results
3.1. Concentrations and sources of air toxics

The monitoring program detected 60 air toxics in southwest Memphis (Table S1). Twenty six compounds occurred in 100% of samples, including all aromatics (except for styrene); the chlorofluorocarbons (CFCs); most aldehydes; four chlorohydrocarbons; and acetone, acetylene, carbon disulfide, and propylene. Numerous other compounds were detected in more than 90% of samples. Benzene, toluene, ethyl benzene, xylene (BTEX), formaldehyde, acetaldehyde, two CFCs, acetone, carbon disulfide, and acetonitrile occurred at mean concentrations above 2 μg m−3.

Three common factors explained 51% of the total variance (Table 1). The first factor contained aromatics, alkanes and 1,3-butadiene, which are known components of gasoline vapors and vehicle exhausts. This factor also included p-dichlorobenzene and tetrachloroethylene, likely from mobile sources and dry cleaning facilities, respectively ( Logue et al., 2009). Thus, this factor mainly reflected gasoline-related sources, including stationary (refineries) and mobile (vehicles) sources. The second factor was composed of aldehydes, which are oxidation products of hydrocarbons in the atmosphere ( Manahan, 2000); thus, it reflected secondary sources. The third factor was composed of CFCs, important ozone depleting chemicals. No specific sources of CFCs were reported in the region, so this factor reflected fugitive emissions of refrigerants. Other chemicals showed weak correlations, indicating they were from independent sources or represented background concentrations.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สภาพแวดล้อมบรรยากาศเสียง 81, 2013 ธันวาคม หน้า 112-116 ภาพปกการสื่อสารระยะสั้นอากาศความเข้มข้นของ toxics รหัสแหล่งที่มา และความเสี่ยงสุขภาพ: เป็นจุดร้อนมลภาวะอากาศในตะวันตกเฉียงใต้ Memphis, TNChunrong เจีย เจฟ Foran1 ดูเพิ่มเติมไฮไลท์•ระบุเป็นจุดร้อนมลภาวะอากาศในตะวันตกเฉียงใต้ Memphis เทนเนสซี สหรัฐอเมริกา•Memphis ตะวันตกเฉียงใต้จะเป็นแนซ์ ชนกลุ่มน้อยภาคที่เข้มข้น•ภูมิภาคมีภาระสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของการสัมผัสอากาศ toxics•เสี่ยงมะเร็งสะสมได้ 4 ครั้งสูงกว่าค่าเฉลี่ยของประเทศ•นี่คือการศึกษาฟิลด์แรกเพื่อยืนยัน acrylonitrile เป็นโปรแกรมควบคุมความเสี่ยงบทคัดย่อMemphis ตะวันตกเฉียงใต้เป็นภูมิภาคอยู่อาศัยด้วยการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เหล็ก กลั่น และอาหารแปรรูปอุตสาหกรรม และแหล่งมือถือจำนวนมากที่ปล่อยก๊าซที่อาจทำให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพร้ายอาศัยอยู่ในท้องถิ่น การศึกษานี้ระบุลักษณะความเสี่ยงโรคมะเร็งและไม่ใช่โรคมะเร็งเกิดจากการสัมผัสกับสภาวะอากาศ toxics ใน Memphis ตะวันตกเฉียงใต้ ตัวอย่างอากาศ toxics ถูกเก็บรวบรวมที่ส่วนกลางทุก 6 วันจากเดือน 5 มิถุนายน 2008 8 มกราคม 2010 สารอินทรีย์ระเหย (VOCs) ถูกเก็บรวบรวมในกล่องเหล็กสเตนเลสสุญญากาศและ aldehydes โดยตลับ DNPH และมีวิเคราะห์ตัวอย่างสำหรับสารเป้าหมายที่ 73 พบทั้งหมด 60 สารประกอบ และ 39 พบกว่า 86% ของตัวอย่าง หมายถึงความเข้มข้นของสารต่าง ๆ ได้สูงกว่าที่วัดในชุมชนอุตสาหกรรมหลายแห่งทั่วสหรัฐอเมริกา เสี่ยงมะเร็งสะสมที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับสารก่อมะเร็ง 13 ที่พบในตะวันตกเฉียงใต้อากาศ Memphis เป็น 2.3 × 10−4 สี่เท่าสูงกว่าค่าเฉลี่ยประเทศของ 5.0 × 10−5 ระบุโปรแกรมควบคุมความเสี่ยงสาม: เบนซีน ฟอร์มาลดีไฮด์ และ acrylonitrile ซึ่งส่วน 43%, 19% และ 14% ความเสี่ยงสะสม ตามลำดับ นี่คือการศึกษาฟิลด์แรกเพื่อยืนยัน acrylonitrile เป็นโปรแกรมควบคุมความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น มือถือ รอง อุตสาหกรรม และแหล่งพื้นหลังส่วน 57%, 24%, 14% และ 5% ของความเสี่ยง ตามลำดับ ผลการศึกษานี้บ่งชี้ว่า Memphis ตะวันตกเฉียงใต้ ภูมิภาคของรายได้ที่สำคัญ เชื้อชาติ และความแตก ต่างทางสังคม ยัง ภูมิภาคภายใต้ความเครียดอย่างมีนัยสำคัญที่เปรียบเทียบกับพื้นที่และชุมชนที่อยู่โดยรอบสิ่งแวดล้อมกันKeywordsAir toxics; Hot spot; Volatile organic compound; Aldehyde; Acrylonitrile; Disparity1. IntroductionMemphis, Shelby County, Tennessee, USA is a large, mid-south metropolitan area with a rich social and cultural history. It is also a city and region challenged by air pollution problems, in particular, air toxics pollution and associated health risks. Shelby County is ranked in the top 100 U.S. counties for emissions of air toxics (USEPA, 2012a), and Memphis was ranked the No. 1 asthma challenged city among the 100 largest U.S. cities (AAFA, 2012). Of particular note is southwest Memphis, a local region located south of the Memphis' central city, bordered on the west by the heavily industrialized President's Island and the Mississippi River, on the east by Interstate 69, and transected by Interstate 55. The community is racially homogeneous with 99% of its population composed of African Americans, and a median household income of $17,202 (U.S. Census Bureau, 2010). Twenty-two of the top 30 major emission sources in Shelby County reside in or near southwest Memphis. There are other significant local transportation sources of air pollution, including barge traffic on the Mississippi River, truck and autos on interstate highways, several local rail yards, and air traffic at Memphis International Airport, the busiest airport in the U.S. and second busiest in the world by cargo traffic (Air Council International, 2010). Thus, this community is potentially a “hot spot”, where local emission sources may cause elevated air pollution levels; however, until recently, monitoring data have not been available to profile air toxics or to characterize potential health risks associated with their exposure. This study identifies major air toxics and potential sources, and estimates cancer and non-cancer risks resulting from short- and long-term inhalation exposure to ambient air toxics in southwest Memphis.2. Methods2.1. Field sampling and laboratory analysisThe monitoring site was located at a central location, which provided an appropriate representation of exposure to ambient air toxics (Jia et al., 2012). Air toxics samples were collected every six days from 06/05/2008 to 01/08/2010. Volatile organic compounds (VOCs) were sampled using pre-evacuated 6-L stainless-steel canisters, and aldehydes were collected onto dinitrophenylhydrazine (DNPH) coated cartridges at a flow rate of 900 ml min−1. Each sampling event started at 12 am and ended at 12 am the next day, controlled by an automated sampling system. A total of 103 VOC and 104 aldehyde samples were collected. Samples were analyzed by a U.S. Environmental Protection Agency (EPA) certified laboratory. Canister samples were analyzed for 61 target VOCs on a gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) system, following EPA's TO-15 method (USEPA, 1999b). Aldehyde samples were analyzed by a high performance liquid chromatography (HPLC) with an ultraviolet detector using EPA's TO-11A method (USEPA, 1999a). Method detection limits (MDLs) ranged from 0.005 to 0.223 μg m−3 for VOCs, and from 0.004 to 0.012 μg m−3 for aldehydes. Details of quality assurance/quality control (QA/QC) for sampling activities and laboratory analysis were documented in the Quality Assurance Project Plan, which was reviewed and approved by EPA.2.2. Data cleaning
Ten VOC samples and six aldehyde samples were excluded from the data analysis as they failed QA/QC requirements. The canister sampling was found to have high uncertainty for acrolein, a very reactive carbonyl (USEPA, 2010), and thus acrolein was excluded from data analysis. Acetonitrile had two extremely high concentrations (336 and 108 μg m−3), possibly caused by measurement error or unknown accidental release of this chemical, and they were considered outliers and removed. Detection frequency (DF) was determined as the percentage of measurements above the MDL, and measurements below MDLs were replaced with half MDLs.

2.3. Source identification

Common sources of air toxics were identified by factor analysis using log-transformed concentrations of 25 frequently detected (DFs > 30%) air toxics and Varimax rotation in SAS (Ver 9.3, SAS Institute Inc., Cary, NC). A factor was selected to represent a common source if its eigenvalue was greater than 1 and had at least 2 chemicals with factor loadings >0.65. This method has been successfully applied in a previous VOC study (Jia et al., 2008a).

2.4. Risk assessment

EPA recommends using the 95% upper confidence interval (UCL) of the population mean concentration for estimation of chronic exposure (Singh, 2006). Therefore, UCLs were computed for chemicals with DFs ≥ 30% in ProUCL (Ver 4.1.00), a program that provides an appropriate UCL by comparing 5 parametric and 10 non-parametric methods. Risk of chronic non-carcinogenic health effects was evaluated by comparing the UCLs with the chemical-specific Reference Concentrations (RfCs) (USEPA, 2012b), or with Minimum Risk Levels (MRLs) (ATSDR, 2013) and Chronic Reference Exposure Levels (California OEHHA, 2013) if RfCs were unavailable. We also used MRLs for acute exposure (1–14 days) to examine if high concentrations on certain days could cause adverse health effects. Cancer risks were calculated by multiplying the UCL of the mean air concentration by the inhalation unit risk for 13 air toxics for which unit risks were available in the Integrated Risk Information System (USEPA, 2012b). We calculated cumulative cancer risk as the sum of individual cancer risk estimates assuming that all cancer risks were additive. Finally, we apportioned the cumulative cancer risk to sources identified in the factor analysis, as well as the background concentrations taken from 2005 NATA (USEPA, 2011).

3. Results
3.1. Concentrations and sources of air toxics

The monitoring program detected 60 air toxics in southwest Memphis (Table S1). Twenty six compounds occurred in 100% of samples, including all aromatics (except for styrene); the chlorofluorocarbons (CFCs); most aldehydes; four chlorohydrocarbons; and acetone, acetylene, carbon disulfide, and propylene. Numerous other compounds were detected in more than 90% of samples. Benzene, toluene, ethyl benzene, xylene (BTEX), formaldehyde, acetaldehyde, two CFCs, acetone, carbon disulfide, and acetonitrile occurred at mean concentrations above 2 μg m−3.

Three common factors explained 51% of the total variance (Table 1). The first factor contained aromatics, alkanes and 1,3-butadiene, which are known components of gasoline vapors and vehicle exhausts. This factor also included p-dichlorobenzene and tetrachloroethylene, likely from mobile sources and dry cleaning facilities, respectively ( Logue et al., 2009). Thus, this factor mainly reflected gasoline-related sources, including stationary (refineries) and mobile (vehicles) sources. The second factor was composed of aldehydes, which are oxidation products of hydrocarbons in the atmosphere ( Manahan, 2000); thus, it reflected secondary sources. The third factor was composed of CFCs, important ozone depleting chemicals. No specific sources of CFCs were reported in the region, so this factor reflected fugitive emissions of refrigerants. Other chemicals showed weak correlations, indicating they were from independent sources or represented background concentrations.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บรรยากาศสิ่งแวดล้อมเล่มที่ 81, ธันวาคม 2013, หน้า 112-116 ปกภาพการสื่อสารสั้นความเข้มข้นของสารพิษอากาศระบุแหล่งที่มาและความเสี่ยงต่อสุขภาพ: การจุดมลพิษทางอากาศร้อนในทิศตะวันตกเฉียงใต้เมมฟิส, เทนเนสซีChunrong เจี๋ย, เจฟฟรี Foran1 แสดงเพิ่มเติมไฮไลท์•มลพิษทางอากาศจุดร้อนที่ถูกระบุในทิศตะวันตกเมมฟิสรัฐเทนเนสซีประเทศสหรัฐอเมริกา•ภาคตะวันตกเฉียงใต้เมมฟิสเป็นรายได้ต่ำชนกลุ่มน้อยที่มีความเข้มข้นภูมิภาค. •ภาคกลางมีภาระที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของอากาศการสัมผัสสารพิษ. •ความเสี่ยงโรคมะเร็งสะสม 4 เท่าสูงกว่าค่าเฉลี่ยของประเทศ •นี่คือการศึกษาฟิลด์แรกเพื่อยืนยันการ Acrylonitrile เป็นคนขับรถมีความเสี่ยง. บทคัดย่อตะวันตกเฉียงใต้ของเมมฟิสเป็นพื้นที่ที่อยู่อาศัยล้อมรอบไปด้วยฟอสซิลการเผาไหม้เชื้อเพลิงเหล็กกลั่นและอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารและแหล่งมือถือจำนวนมากที่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์ให้กับท้องถิ่นที่อาศัยอยู่ใน การศึกษาครั้งนี้ลักษณะพิเศษและความเสี่ยงโรคมะเร็งที่ไม่ใช่มะเร็งที่เกิดจากการสัมผัสกับสารพิษอากาศแวดล้อมในทิศตะวันตกเมมฟิส อากาศสารพิษที่ถูกเก็บรวบรวมตัวอย่างที่ตั้งอยู่ใจกลางเมืองทุก 6 วันตั้งแต่วันที่ 5 มิถุนายน 2008 ไปวันที่ 8 มกราคม 2010 สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ถูกเก็บไว้ในถังอพยพสแตนเลสและลดีไฮด์โดยตลับ DNPH และวิเคราะห์ตัวอย่าง 73 เป้าหมาย สารประกอบ ทั้งหมดที่ตรวจพบสารประกอบ 60 และ 39 ถูกพบอยู่ในกว่า 86% ของกลุ่มตัวอย่าง ความเข้มข้นเฉลี่ยของสารหลายคนสูงกว่าวัดในชุมชนหลายอุตสาหกรรมทั่วสหรัฐมีความเสี่ยงโรคมะเร็งสะสมที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับสารก่อมะเร็ง 13 ที่พบในทิศตะวันตกเฉียงใต้อากาศที่เมมฟิสได้ 2.3 × 10-4 สี่เท่าสูงกว่าค่าเฉลี่ยของชาติ 5.0 × 10 -5 สามคนขับรถที่มีความเสี่ยงถูกระบุ: เบนซินฟอร์มาลดีไฮด์และ Acrylonitrile ซึ่งทำให้ 43%, 19% และ 14% มีความเสี่ยงที่สะสมตามลำดับ นี่คือการศึกษาฟิลด์แรกเพื่อยืนยันการ Acrylonitrile เป็นคนขับรถเสี่ยงที่อาจเกิด มือถือรองอุตสาหกรรมและแหล่งที่มาของพื้นหลังที่มีส่วน 57%, 24%, 14% และ 5% ของความเสี่ยงตามลำดับ ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าเมมฟิสทิศตะวันตกเฉียงใต้เป็นภูมิภาคของรายได้อย่างมีนัยสำคัญทางเชื้อชาติและความแตกต่างทางสังคมยังเป็นภูมิภาคภายใต้ความเครียดสิ่งแวดล้อมที่สำคัญเมื่อเทียบกับพื้นที่โดยรอบและชุมชน. คำหลักอากาศสารพิษ; จุดที่น่าสนใจ; สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย; ลดีไฮด์; Acrylonitrile; ความเหลื่อมล้ำ1 บทนำเมมฟิส, เชลบีเทนเนสซีสหรัฐอเมริกามีขนาดใหญ่พื้นที่มหานครกลางภาคใต้ที่มีประวัติทางสังคมและวัฒนธรรมที่อุดมไปด้วย นอกจากนี้ยังเป็นเมืองและภูมิภาคท้าทายจากปัญหามลพิษทางอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งมลพิษทางอากาศและสารพิษที่เกี่ยวข้องความเสี่ยงต่อสุขภาพ เชลบีมีการจัดอันดับใน 100 อันดับแรกของมณฑลสหรัฐสำหรับการปล่อยสารพิษทางอากาศ (USEPA, 2012a) และเมมฟิสเป็นอันดับที่ 1 โรคหอบหืดเมืองท้าทายในหมู่ 100 เมืองใหญ่ที่สุดของสหรัฐ (AAFA 2012) ของโปรดโดยเฉพาะเป็นทิศตะวันตกเฉียงใต้เมมฟิสภูมิภาคท้องถิ่นที่ตั้งอยู่ทางตอนใต้ของเมืองเมมฟิสกลางเป้นทางทิศตะวันตกโดยเกาะประธานอุตสาหกรรมหนักและแม่น้ำมิสซิสซิปปีทางทิศตะวันออกโดยรัฐ 69 และ transected โดยรัฐ 55 ชุมชนคือ เชื้อชาติเป็นเนื้อเดียวกันกับ 99% ของประชากรประกอบด้วยชาวอเมริกันแอฟริกันและรายได้ของครัวเรือนเฉลี่ยของ $ 17,202 (สำนักสำมะโนประชากรสหรัฐ, 2010) ยี่สิบสองของด้านบน 30 แหล่งปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญในเมืองเชลบีอาศัยอยู่ในทิศตะวันตกเฉียงใต้หรือใกล้กับเมมฟิส มีที่สำคัญอื่น ๆ แหล่งที่มาของการขนส่งในท้องถิ่นของมลพิษทางอากาศรวมทั้งการเข้าชมเรือในแม่น้ำมิสซิสซิปปี้, รถบรรทุกและรถยนต์บนทางหลวงระหว่างรัฐหลายหลารถไฟท้องถิ่นและการจราจรทางอากาศที่เมมฟิสอินเตอร์เนชั่นแนลแอร์พอร์ตสนามบินที่พลุกพล่านที่สุดในสหรัฐอเมริกาและครั้งที่สองที่คึกคักที่สุดใน โลกการจราจรการขนส่งสินค้า (Air สภานานาชาติ 2010) ดังนั้นชุมชนแห่งนี้อาจเป็น "จุดร้อน" ซึ่งเป็นแหล่งปล่อยก๊าซเรือนกระจกในท้องถิ่นอาจก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศระดับสูง; แต่จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ ข้อมูลการตรวจสอบยังไม่ได้รับการบริการที่รายละเอียดสารพิษอากาศหรือที่จะอธิบายลักษณะความเสี่ยงต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นเกี่ยวข้องกับการสัมผัสของพวกเขา การศึกษาครั้งนี้ระบุสารพิษทางอากาศที่สำคัญและแหล่งที่มีศักยภาพและประมาณการความเสี่ยงโรคมะเร็งและโรคมะเร็งที่ไม่ได้เกิดจากการสัมผัสสูดดมในระยะสั้นและระยะยาวเพื่อสารพิษอากาศแวดล้อมในทิศตะวันตกเมมฟิส. 2 วิธี2.1 การเก็บตัวอย่างภาคสนามและการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการเว็บไซต์ตรวจสอบที่ตั้งอยู่ในทำเลที่ตั้งซึ่งให้เป็นตัวแทนที่เหมาะสมของการสัมผัสกับสารพิษอากาศ (เจี่ย et al., 2012) อากาศตัวอย่างสารพิษที่ถูกเก็บรวบรวมทุกหกวันนับจาก 2008/06/05 เพื่อ 2010/01/08 สารอินทรีย์ระเหย (VOCs) ได้รับการทดลองใช้ก่อนการอพยพ 6-L ถังสแตนเลสและลดีไฮด์ที่ถูกเก็บบน dinitrophenylhydrazine (DNPH) ตลับเคลือบที่อัตราการไหล 900 มล. 1 นาที แต่ละเหตุการณ์การสุ่มตัวอย่างเริ่มต้นที่ 0:00 และสิ้นสุดที่ 00:00 ในวันถัดไปควบคุมโดยระบบเก็บตัวอย่างอัตโนมัติ รวม 103 VOC และ 104 ตัวอย่างลดีไฮด์ที่ถูกเก็บรวบรวม ตัวอย่างที่ได้มาวิเคราะห์โดยหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐ (EPA) ได้รับการรับรองห้องปฏิบัติการ ตัวอย่างกระป๋องวิเคราะห์ 61 VOCs เป้าหมายในแก๊ส chromatography / มวลสาร (GC / MS) ระบบต่อไปนี้ของ EPA วิธี TO-15 (USEPA, 1999b) ตัวอย่างลดีไฮด์ถูกนำมาวิเคราะห์โดยประสิทธิภาพสูงของเหลว chromatography (HPLC) ที่มีการตรวจจับรังสีอัลตราไวโอเลตโดยใช้วิธีการของ EPA TO-11A (USEPA, 1999a) ข้อ จำกัด ของการตรวจสอบวิธีการ (MDLs) อยู่ระหว่าง 0.005-0.223 ไมโครกรัมม. 3 สำหรับสารอินทรีย์ระเหยและ 0.004-0.012 ไมโครกรัมม. 3 สำหรับลดีไฮด์ รายละเอียดของการประกันคุณภาพ / ควบคุมคุณภาพ (QA / QC) สำหรับกิจกรรมการสุ่มตัวอย่างและการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการที่ได้รับการบันทึกไว้ในโครงการประกันคุณภาพแผนซึ่งได้รับการตรวจสอบและอนุมัติจาก EPA. 2.2 ข้อมูลการทำความสะอาดสิบตัวอย่าง VOC หกตัวอย่างลดีไฮด์ได้รับการยกเว้นจากการวิเคราะห์ข้อมูลที่พวกเขาล้มเหลวในความต้องการ QA / QC การสุ่มตัวอย่างกระป๋องก็พบว่ามีความไม่แน่นอนสูงสำหรับ acrolein เป็นคาร์บอนิลปฏิกิริยามาก (USEPA, 2010) และทำให้ acrolein ถูกกีดกันออกจากการวิเคราะห์ข้อมูล acetonitrile มีสองความเข้มข้นสูงมาก (336 และ 108 ไมโครกรัมม. 3) อาจเกิดจากข้อผิดพลาดการวัดหรืออุบัติเหตุที่ไม่รู้จักการเปิดตัวของสารเคมีนี้และพวกเขาได้รับการพิจารณาค่าผิดปกติและลบออก ความถี่ในการตรวจสอบ (DF) ถูกกำหนดเป็นร้อยละของการตรวจวัดดังกล่าวข้างต้น MDL และวัดด้านล่าง MDLs ถูกแทนที่ด้วย MDLs ครึ่ง. 2.3 การระบุแหล่งที่มาของแหล่งที่มาของสารพิษที่พบบ่อยอากาศที่ถูกระบุโดยการวิเคราะห์ปัจจัยที่ใช้ความเข้มข้นเข้าสู่ระบบเปลี่ยน 25 ที่ตรวจพบบ่อย (DFS> 30%) สารพิษทางอากาศและการหมุน VariMax ใน SAS (Ver 9.3, SAS Institute Inc. ซึ่งนิวเคลียส NC) ปัจจัยที่ได้รับเลือกให้เป็นตัวแทนของแหล่งที่พบมากถ้าค่าเฉพาะของมันคือมากกว่า 1 และมีอย่างน้อย 2 สารเคมีที่มีภาระปัจจัย> 0.65 วิธีการนี้ได้รับการใช้ประสบความสำเร็จในการศึกษาก่อนหน้า VOC (เจี่ย et al., 2008a). 2.4 การประเมินความเสี่ยงของ EPA แนะนำให้ใช้ช่วงความเชื่อมั่น 95% บน (ยูซีแอล) ของประชากรหมายถึงความเข้มข้นในการประมาณการของการสัมผัสเรื้อรัง (ซิงห์, 2006) ดังนั้น UCLs ถูกคำนวณสำหรับสารเคมีที่มี DFS ≥ 30% ใน ProUCL (Ver 4.1.00) โปรแกรมที่ให้เหมาะสมยูซีแอลโดยการเปรียบเทียบ 5 คณิตศาสตร์และ 10 วิธีการที่ไม่ใช่พารา ความเสี่ยงของผลกระทบต่อสุขภาพเรื้อรังที่ไม่ก่อให้เกิดมะเร็งได้รับการประเมินโดยการเปรียบเทียบ UCLs ที่มีความเข้มข้นอ้างอิงสารเคมีเฉพาะ (RFCs) (USEPA, 2012b) หรือที่มีระดับความเสี่ยงต่ำสุด (MRLs) (ATSDR 2013) และระดับที่ได้รับสารอ้างอิงเรื้อรัง (แคลิฟอร์เนีย OEHHA 2013) ถ้า RFCs สามารถใช้งานได้ นอกจากนี้เรายังใช้ MRLs สำหรับการเปิดรับเฉียบพลัน (1-14 วัน) เพื่อตรวจสอบในกรณีที่มีความเข้มข้นสูงในบางวันอาจก่อให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์ ความเสี่ยงโรคมะเร็งจะถูกคำนวณโดยการคูณยูซีแอลของความเข้มข้นของอากาศเฉลี่ยจากความเสี่ยงหน่วยการสูดดมสารพิษ 13 อากาศที่ความเสี่ยงของหน่วยที่มีอยู่ในระบบสารสนเทศแบบบูรณาการความเสี่ยง (USEPA, 2012b) เราคำนวณความเสี่ยงโรคมะเร็งสะสมเป็นผลรวมของการประมาณการความเสี่ยงโรคมะเร็งแต่ละสมมติว่าความเสี่ยงโรคมะเร็งทุกคนสารเติมแต่ง สุดท้ายเราเฉลี่ยความเสี่ยงโรคมะเร็งที่สะสมไปยังแหล่งที่ระบุไว้ในการวิเคราะห์ปัจจัยเช่นเดียวกับความเข้มข้นของพื้นหลังที่นำมาจาก NATA 2005 (USEPA, 2011). 3 ผล3.1 ความเข้มข้นและแหล่งที่มาของสารพิษในอากาศโปรแกรมตรวจสอบตรวจพบสารพิษในอากาศ 60 ในทิศตะวันตกเมมฟิส (ตาราง S1) ยี่สิบหกสารประกอบที่เกิดขึ้นใน 100% ของกลุ่มตัวอย่างรวมทั้งอะโรเมติกทั้งหมด (ยกเว้นสไตรีน); chlorofluorocarbons นี้ (CFCs); ลดีไฮด์มากที่สุด; สี่คลอโร; และอะซีโตนอะเซทิลีนคาร์บอนไดซัลไฟและโพรพิลีน สารประกอบอื่น ๆ จำนวนมากถูกตรวจพบในมากกว่า 90% ของกลุ่มตัวอย่าง เบนซีนโทลูอีน, เบนซินเอทิลไซลีน (BTEX) ฟอร์มาลดีไฮด์ acetaldehyde สอง CFCs, อะซิโตน, ซัลไฟด์คาร์บอนและ acetonitrile เกิดขึ้นที่ระดับความเข้มข้นเฉลี่ยมากกว่า 2 ไมโครกรัมม. 3. สามปัจจัยร่วมกันอธิบาย 51% ของความแปรปรวนรวม (ตารางที่ 1 ) ปัจจัยแรกที่มีอะโรเมติกแอลเคนและ 1,3-Butadiene ซึ่งเป็นที่รู้จักส่วนประกอบของไอระเหยน้ำมันเบนซินและยานพาหนะหลักสี่ ปัจจัยนี้ยังรวมถึง P-Dichlorobenzene และ tetrachlorethylene น่าจะมาจากแหล่งมือถือและสิ่งอำนวยความสะดวกซักแห้ง, ตามลำดับ (Logue et al., 2009) ดังนั้นปัจจัยนี้ส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นถึงแหล่งที่มาของน้ำมันเบนซินที่เกี่ยวข้องรวมทั้งนิ่ง (โรงกลั่น) และโทรศัพท์มือถือ (รถ) แหล่งที่มา ปัจจัยที่สองประกอบด้วยลดีไฮด์ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีการเกิดออกซิเดชันของสารไฮโดรคาร์บอนในบรรยากาศ (Manahan, 2000); จึงสะท้อนให้เห็นถึงแหล่งข้อมูลทุติยภูมิ ปัจจัยที่สามประกอบด้วยสาร CFCs โอโซนที่สำคัญสารเคมีทำลาย ไม่มีแหล่งที่มาของสาร CFCs เฉพาะที่ได้รับรายงานในภูมิภาคดังนั้นปัจจัยนี้สะท้อนให้เห็นถึงการปล่อยผู้ลี้ภัยของสารทำความเย็น สารเคมีอื่น ๆ ที่แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่อ่อนแอระบุว่าพวกเขามาจากแหล่งข่าวอิสระหรือเป็นตัวแทนของความเข้มข้นของพื้นหลัง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

หมวดสิ่งแวดล้อม
บรรยากาศ 81 , ธันวาคม 2013 , หน้า 112 และ 116

ภาพปก

สั้นการสื่อสารอากาศสารพิษชนิดแหล่งรหัส และความเสี่ยงต่อสุขภาพ : มลพิษทางอากาศจุดร้อนในตะวันตกเฉียงใต้เมมฟิส ( TN

chunrong เจีย , เจฟฟรี่ย์ foran1

-

เน้นโชว์มากกว่ามลพิษทางอากาศร้อนคือ ระบุในตะวันตกเฉียงใต้เมมฟิส , เทนเนสซี , USA
-
ตะวันตกเฉียงใต้เป็นผู้มีรายได้น้อย เมมฟิส ,ส่วนน้อยเข้มข้นเขต .
-
ภาคมีภาระเพิ่มขึ้น ของสารพิษอากาศแสง .
-
สะสมความเสี่ยงมะเร็ง 4 ครั้งสูงกว่าค่าเฉลี่ยของชาติ .
-
นี่คือการศึกษาครั้งแรกเพื่อยืนยันอะคริโลไนไตรล์เป็นเสี่ยงขับ นามธรรม

ตะวันตกเฉียงใต้เมมฟิสเป็นที่อยู่อาศัยภูมิภาคล้อมรอบด้วยการเผาไหม้ เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์เหล็ก , ธุรกิจและอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารจํานวนมาก และแหล่งที่มีการปล่อยโทรศัพท์มือถืออาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์เพื่อชาวบ้าน การศึกษาลักษณะและความเสี่ยงโรคมะเร็งมะเร็งที่เกิดจากการสัมผัสกับอากาศที่ปลอดสารพิษในทิศตะวันตกเฉียงใต้ เมมฟิส สารพิษเครื่องเก็บตัวอย่างในตำแหน่งกลางทุกๆ 6 วัน ตั้งแต่ 5 มิถุนายน 2551 ถึงวันที่ 8 มกราคม 2553สารอินทรีย์ระเหยง่าย ( VOCs ) ถูกเก็บในถังเหล็กสแตนเลสและ aldehydes อพยพโดยตลับหมึก dnph และวิเคราะห์สำหรับเป้าหมายของสารประกอบอินทรีย์ ทั้งหมด 60 สารที่ตรวจพบและ 39 พบกว่าร้อยละ 86 ของตัวอย่าง หมายถึงความเข้มข้นของสารประกอบหลายสูงกว่าวัดในชุมชนอุตสาหกรรมมากมายทั่วทั้งสหรัฐอเมริกาสะสมมะเร็ง ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับสารก่อมะเร็งที่พบในทางตะวันตกเฉียงใต้เมมฟิสอากาศ 13 × 10 − 4 กองทุน 4 เท่า สูงกว่าค่าเฉลี่ยของชาติ 5.0 × 10 − 5 3 ความเสี่ยงไดรเวอร์ระบุ : เบนซิน ฟอร์มาลดีไฮด์ และอะคริโลไนไตรล์ซึ่งสนับสนุน 43% , 19 เปอร์เซ็นต์ และ 14 % ความเสี่ยงรวม ตามลำดับการศึกษานี้เป็นสนามแรก ยืนยัน อะคริโลไนไตรล์เป็นไดรเวอร์มีความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น มือถือ , มัธยมศึกษา , อุตสาหกรรม และแหล่งข้อมูลพื้นหลังส่วน 57% 24% , 14 % และ 5 % ของความเสี่ยง ตามลำดับ ผลการศึกษาครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่า ตะวันตกเฉียงใต้ เมมฟิส ภูมิภาคของรายได้ ทางเชื้อชาติ และความไม่เสมอภาคทางสังคมยังเป็นภูมิภาคภายใต้ความเครียดทางสิ่งแวดล้อมเมื่อเทียบกับพื้นที่โดยรอบ และชุมชน

คำสำคัญ
อากาศสารพิษ ; จุดร้อน ; อินทรีย์ ; อัลดีไฮด์ ; สี ; ความแตกต่าง
1 บทนำ
เมมฟิส , Shelby County , เทนเนสซี , USA เป็นขนาดใหญ่ กลาง ใต้ กรุงเทพมหานคร มีคนรวยประวัติศาสตร์สังคมและวัฒนธรรม .มันเป็นเมืองและเขตท้าทายโดยปัญหามลพิษทางอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารพิษ มลพิษและความเสี่ยงต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้อง Shelby County มีการจัดอันดับในด้านบน 100 สหรัฐอเมริกามณฑล สำหรับการปล่อยสารพิษทางอากาศ ( กำหนด 2012a , เมมฟิส , ) และเป็นอันดับ 1 ใน 100 หืดท้าทายเมืองเมืองที่ใหญ่ที่สุดของสหรัฐอเมริกา ( aafa , 2012 ) หมายเหตุเฉพาะคือตะวันตกเฉียงใต้ เมมฟิส