新的模型显示,高排放的煤气炉会将燃烧产生的苯弥漫到整个家庭,增加癌症的风险远远超出厨房,特别是在小或不通风的房间。
美国的煤气炉燃烧使用丙烷或天然气,会产生二氧化氮、甲醛和苯等副产品。长期接触苯会导致白血病。最近的一次危险材料杂志刊登了一项调查使用煤气炉的美国人的苯暴露研究报告。
介绍 在美国人们90%的时间都在室内度过,受到室内空气污染的影响。4700万美国家庭使用天然气炉灶,而全球有数亿家庭使用天然气炉灶。
2020年,全球白血病新发病例474519例,死亡311594例。在美国,2023年分别有59610和23710例白血病发病例和死亡数,使其成为癌症死亡的十大原因之一。
根据世界卫生组织的提示,苯在任何浓度水平上都是不安全的。它会导致疲劳、嗜睡、头痛、身体疼痛、颤抖、记忆力丧失、眼睛发炎和皮肤过敏。
加州环境保护局下属的环境健康危害评估办公室(OEHHA)将参考水平设定为十亿分之一(ppb)。法国、以色列、日本、秘鲁和欧盟等国家已经将室外阈值设定在1.3至5 g/m之间。
该研究包括630万美国人使用者5%苯排放最多的煤气炉。研究使用了美国国家标准与技术研究所(National Institute of Standards and Technology)的CONTAM模型,该模型模拟了多个室内区域的空气质量,并被用于估计室内的污染物水平。
他们第一次通过比较住宅建筑室内来源的苯的预测值和测量值, 用CONTAM’s验证了VOCs,特别是苯。然后,他们将87个家庭的早期苯测量值与6个家庭的室内苯测量值相结合。
CONTAM’s接着模拟了24栋建筑布局中的苯浓度,面积在690到2840平方英尺之间。使用美国环保局健康风险评估,他们估计了低,中,高炉灶使用水平的健康风险,通过有开窗户的,用头罩,或两者兼而有之进行修正。
低用量定义为早上用一次火烹饪为五分钟,晚上用两次火。中度使用量每个燃烧器在中度火焰上燃烧30分钟——早上一个燃烧头,晚上两个——(不使用烤箱)。
高用量表示每个燃烧头41分钟的中火,早上2分钟,晚上4分钟,晚上在350华氏度下使用134分钟。
患病风险——无通风条件 随着煤气炉的大量使用,CONTAM’s预测24个平面图中的许多平面图中的苯浓度在95%左右,经过一两个小时的烹饪后,苯在整个房子中有效地混合,导致厨房以外的房间中的浓度显著增加。因此,苯暴露在没有通风的小房子(<900平方英尺)和高煤气炉中是最高的。
从公寓楼住宅到个人造住宅、附属住宅到独立住宅,这一比例逐渐下降。卧室的风险最高,因为人们三分之一的时间都呆在那里。
虽然计算出的所有场景的长期非癌症风险(危害商数 Hazard Quotients)都很低(HQ<1),但在没有通风的情况下,高煤气炉使用下的苯浓度确实超过了加利福尼亚州的OEHHA 8小时参考接触限值(REL),这是一个非癌症影响的基准。无论通风情况如何,低度或中度使用不会造成超标。
通风状态下的风险 效率为25%的通风设备可将苯的平均浓度降低了约25%,为不通风情况下的四分之三。在75%的效率下,只有四分之一。
整天开着窗户会导致95%到99%的苯在高用量和中用量时及时消散。更实际的是,在适度开窗的情况下,早上和下午各一小时,晚上两小时苯含量下降了42%。
癌症风险 终生癌症风险增量(Incremental Lifetime Cancer Risk ILTCR)是指特定污染物通过一种有害因素引起的估计癌症风险,在本例中,是通过吸入的苯。
在不通风的情况下,从高到中终生癌症风险增量超过世卫组织安全阈值IE-06的4-16倍。高使用率的住宅区覆盖率最高。在这方面,成年人增加了9倍,儿童增加了16倍。
儿童比成人呼吸频率更快、更轻,这样增加了体内的苯浓度。这一估计值可能很低,因为它没有考虑到儿童在使用煤气炉时呆在厨房里的时间。
适度使用煤气炉会增加卧室的风险,但不会增加厨房或客厅的风险。无论通气情况如何,低剂量使用不会增加风险。
通风效果 在高使用量时,在高效通风的通风设备下,适度开窗使用可将癌症风险降低25%以上。效率为50%和75%的抽油烟机降低了成人和儿童的风险,但无法消除尽。
中度使用时,50%和75%效率的通风设备显著降低了癌症风险,对于儿童,即使使用75%效率的通风设备,风险仍然高于世卫组织阈值。
白血病估计 对于使用苯排放最高的5%的煤气炉的630万美国人的研究人群中,在考虑到没有通风的高排放煤气炉使用情况时,该研究估计每年多发生16-69个白血病病例,公寓楼最高。总的来说,在这一特定高排放煤气炉使用群体与不考虑防护相关条件下,高和中用量分别与每年平均43和10例有关,而低用量则为1.5例。
结论 这项研究第一次评估了燃气灶引起的苯致癌风险,以及暴露于此类气体的高危人群患白血病的风险。
该研究发现,暴露在煤气炉下会增加患癌症的风险,尤其是在高、中煤气炉使用率的家庭。为了改善公众健康,必须限制这种暴露,尤其是在通风不良的小房子里。
改用电炉或电磁炉,使用煤气炉应长时间打开所有窗户,或者在使用炉灶时使用高效的抽油烟机,都可以降低这些风险。然而,对室外空气中苯含量高,需要更广泛的国家政策措施。
Journal reference:
Garg, A., Kashtan, Y., Nicholson, Y., et al. (2025). Exposure and health risks of benzene from combustion by gas stoves: A modelling approach in U.S. homes. Journal of Hazardous Materials. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2025.137986, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389425009021