乌鲁木齐市大气PM2.5中多环芳烃的污染特征研究

基金项目：自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目（ＫＹ２０１９０７９）收稿日期：２０２０－０９－１７
乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中多环芳烃的污染特征研究
祁倩倩１，２，３，吴智慧１，２，３，彭小武１，２，３，胡潇涵１，２，３∗（１．新疆维吾尔自治区环境保护科学研究院，新
疆㊀乌鲁木齐㊀８３００１１；２．新疆环境污染监控与风险预警重点实验室，新疆㊀乌鲁木齐㊀８３００１１；３．新疆清洁生产工程技术研究中心，新疆㊀乌鲁木齐㊀８３００１１）
摘要：为揭示乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中多环芳烃（ＰＡＨｓ）的污染状况及来源，２０１９年５月至１２月在乌鲁木齐三个点位以每２４ｈ为一个周期采集９７个大气ＰＭ２．５样品，分析其中的ＰＡＨｓ浓度㊂结果表明：乌鲁木齐市三个点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ浓度范围分别为０．６０ ３２．６５ｎｇ／ｍ３㊁０．８９ ８９．８９ｎｇ／ｍ３㊁０．４５ ３９１ｎｇ／ｍ３，三个点位的均值分别为６．６０ｎｇ／ｍ３㊁１７．７９ｎｇ／ｍ３㊁４７．８９ｎｇ／ｍ３㊂三个点位苯并［ɑ］芘的浓度超标率分别为未超标㊁１７．１４％㊁２５．８１％㊂乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ以４环和５环为主，三个点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ季节变化呈现冬季＞春季＞秋季＞夏季的特点㊂可见，大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ的污染状况与其本身的化学性质㊁人为排放及气象条件有关；人类活动特别是工业活动对ＰＡＨｓ浓度的影响较大，冬季空气的扩散条件加剧了工业行为对大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量的不利影响㊂根据相关来源推测，乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ的来源主要为燃烧源㊁汽车尾气㊁和石油等混合源㊂关键词：ＰＭ２．５；多环芳烃；来源解析
中图分类号：Ｘ５１３㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀文章编号：１００８－２３０１（２０２０）０４－０００７－０６
ＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＰｏｌｙｃｙｃｌｉｃＡｒｏｍａｔｉｃＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｗｉｔｈｉｎＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰＭ２．５ｉｎＵｒｕｍｑｉ．ＱＩＱｉａｎ⁃ｑｉａｎ１，２，３，ＷＵＺｈｉｈｕｉ１，２，３，ＰｅｎｇＸｉａｏｗｕ１，２，３，ＨＵＸｉａｏｈａｎ１，２，３∗（１．ＸｉｎｊｉａｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ，Ｕｒｕｍｑｉ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ８３００１１，Ｃｈｉｎａ；２．ＸｉｎｊｉａｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＲｉｓｋＷａｒｎｉｎｇ，Ｕｒｕｍｑｉ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ８３００１１，Ｃｈｉｎａ；３．ＸｉｎｊｉａｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＣｌｅａｎｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｕｒｕｍｑｉ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ８３００１１，Ｃｈｉｎａ）．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆＸｉｎｊｉａｎｇ２０２０，４２（４）：７ １２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｐｏｌｌｕｔｅｓｔａｔｅａｎｄｓｏｕｒｃｅｏｆｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＰＡＨｓ）ｗｉｔｈｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰＭ２．５，９７ｓａｍｐｌｅｓｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰＭ２．５ｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｉｎＵｒｕｍｑｉａｓ２４ｈｏｕｒｓａｃｙｃｌｅｆｒｏｍＭａｙｔｏＤｅｃｅｍｂｅｒｉｎ２０１９．ＴｈｅＰＡＨｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰＭ２．５ｗｅｒｅａｎａｌｙｓｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅＰＡＨｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒａｎｇｅｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｓｉｔｅｓｗｅｒｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ０．６０ ３２．６５ｎｇ／ｍ３，０．８９ ８９．８９ｎｇ／ｍ３，ａｎｄ０．４５
３９１ｎｇ／ｍ３．Ｔｈｅｍｅａｎｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｓｉｔｅｓｗｅｒｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ６．６０ｎｇ／ｍ３，１７．７９ｎｇ／ｍ３，ａｎｄ４７．８９ｎｇ／ｍ３．Ｔｈｅｏｖｅｒｓｔａｎｄａｒｄｒａｔｅｓｏｆｂｅｎｚｏ［α］ｐｙｒｅｎｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｓｉｔｅｓｗｅｒｅｎｏｔｅｘｃｅｅｄｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄ，１７．１４％ａｎｄ２５．８１％．ＴｈｅＰＡＨｓｉｎＰＭ２．５ｗｅｒｅｍａｉｎｌｙ４⁃ｒｉｎｇａｎｄ５⁃ｒｉｎｇ．ＴｈｅｓｅａｓｏｎａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆＰＡＨｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎＰＭ２．５ｉｓｌａｒｇｅｓｔｉｎｗｉｎｔｅｒ，ｓｃｅｏｎｄｌｙｉｎｓｐｒｉｎｇ，ｔｈｉｒｄｌｙｉｎａｕｔｕｍｎ，ａｎｄｓｍａｌｌｅｓｔｉｎｓｕｍｍｅｒ．ＴｈｅＰＡＨｓｐｏｌｌｕｔｉｏｎｗａｓｍａｉｎｌｙ
ｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｒｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｍａｎ⁃ｍａｄｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓａｎｄｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｈａｄａｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎＰＡＨｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎＰＭ２．５．ＴｈｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｗｉｎｔｅｒｗｏｕｌｄｈａｖｅａｇｇｒａｖａｔｅａｄｖｅｒｓｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｎＰＡＨｓｃｏｎｔｅｎｔｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｏｕｒｃｅａｐｐｏｒｔｉｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅＰＡＨｓｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰＭ２．５ｉｎＵｒｕｍｑｉｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｆｒｏｍｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｅｘｈａｕｓｔａｎｄｏｉｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＭ２．５，ＰＡＨｓ，ｓｏｕｒｃｅａｐｐｏｒｔｉｏｎｍｅｎｔ
㊀㊀多环芳烃（以下简称ＰＡＨｓ）是一类由至少两个的苯环以稠环的形式相连的有机污染物，主要来源是
新疆环境保护２０２０，４２（４）：０７ １２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆＸｉｎｊｉａｎｇ
环境中富碳物质的不完全燃烧［１］，是存在于环境多介质中的一类持久性有毒物质，并被联合国环境规划署列为持久性有毒污染物㊂它也是一种三致（致癌㊁致畸㊁致突变）物质，长期接触这类物质可能诱发皮肤癌㊁阴囊癌㊁肺癌等［２］㊂有研究表明，大气中ＰＡＨｓ主要吸附在颗粒物中，因此很容易被吸入到肺部而对人类健康造成很大的威胁［３］㊂人类及动物７０％ ９０％癌症病变是由环境中致癌性化学物质引起的，而ＰＡＨｓ则是环境致癌化学物质中最大的一类［４］㊂美国环保局（ＵＳＥＰＡ）公布的１２９种优先污染物中，包括１６种ＰＡＨｓ，分别为萘（Ｎａｐ）㊁苊烯（Ａｃｙ）㊁苊（Ａｃｅ）㊁芴（Ｆｌｕ）㊁菲（Ｐｈｅ）㊁蒽（Ａｎｔ）㊁荧蒽（Ｆｌｕｏ）㊁芘（Ｐｙｒ）㊁苯并［ɑ］蒽（ＢａＡ）㊁ＢｂＦ苯并［β］荧蒽（Ｃｈｒｙ）㊁苯并［ｋ］荧蒽（ＢｋＦ）㊁苯并［ɑ］芘（Ｂａｐ）㊁茚并［１，２，３⁃ｃｄ］芘（ＩｃｄＰ）㊁二苯并［ɑ，ｈ］蒽（ＤａｈＡ）㊁苯幷［ｇ，ｈ，ｉ］苝（ＢｇｈｉＰ）㊂
准确把握城市大气颗粒物中ＰＡＨｓ的污染状况及来源对于有效控制ＰＡＨｓ㊁保护人类健康有着重要的意义㊂北京 天津地区２００７年到２００８年ＰＡＨｓ的浓度呈现显著的季节变化趋势，秋季和冬季大气中ＰＡＨｓ的总浓度分别为３７７ｎｇ／ｍ３和５２１ｎｇ／ｍ３，明显高于春季和夏季的２５２ｎｇ／ｍ３和１４５ｎｇ／ｍ３［５］㊂印度首都新德里２００３年的研究结果显示ＰＡＨｓ在一年中的最高浓度也是出现在冬季，而夏季则较低［６］㊂吾拉尔㊃哈那哈提等人２０１１年对乌鲁木齐市ＰＡＨｓ的研究表明采暖期汽油和煤源对ＰＭ２．５中总ＰＡＨｓ的贡献率为４６％，而非采暖期混合源的贡献率高达８５％［７］㊂麦麦提㊃斯马义等人２０１７年对春节前后乌鲁木齐市大气颗粒物中ＰＡＨｓ的污染特征㊁来源及健康风险做了相应的研究，结果表明春节期间随着颗粒物浓度的增高其中ＰＡＨｓ的含量也增高［８］㊂‘打赢蓝天保卫战三年行动计划“要求完善环境监测监控网络，加强环境空气质量监测㊂本研究旨在更准确的掌握乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ的污染状况及来源㊂
１㊀试验材料与方法
１．１㊀仪器及试剂
仪器：气相色谱（Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０Ａ） 三重四极杆串联质谱（５９７５Ｃ）（美国安捷伦公司），颗粒物／ＰＭ１０／ＰＭ２．５采样器（青岛崂山应用仪器研究所，２０７１型），色谱柱（美国安捷伦公司，ＤＢ－５ＭＳ，３０ｍˑ０．２５ｍｍˑ０．２５μｍ）㊂石英滤膜（Ｗｈａｔｍａｎ公司，直径为９０ｍｍ，孔径为２ｕｍ），加速溶剂萃取仪：（美国热电，ＡＳＥ３５０），旋转蒸发仪：（ＩＫＡＲＶ１０），全自动氮吹仪：（睿科仪器，ＡＶＴＯＥＯＡ）㊂
药品及试剂：二氯甲烷㊁正己烷（色谱纯㊁赛默飞世尔），多环芳烃１６组分混标：（１０００ｕｇ／ｍｌ，ＣＵＳ－３１０４３，上海澜锐仪器科技有限公司），组分为：萘（Ｎａｐ）㊁苊烯（Ａｃｙ）㊁苊（Ａｃｅ）㊁芴（Ｆｌｕ）㊁菲（Ｐｈｅ）㊁蒽（Ａｎｔ）㊁荧蒽（Ｆｌｕｏ）㊁芘（Ｐｙｒ）㊁苯并［ɑ］蒽（
ＢａＡ）㊁ＢｂＦ苯并［β］荧蒽（Ｃｈｒｙ）㊁苯并［ｋ］荧蒽（ＢｋＦ）㊁苯并［ɑ］芘（Ｂａｐ）㊁茚并［１，２，３⁃ｃｄ］芘（ＩｃｄＰ）㊁二苯并［ɑ，ｈ］蒽（ＤａｈＡ）㊁苯幷［ｇ，ｈ，ｉ］苝（ＢｇｈｉＰ）㊂１．２㊀样品采集
本研究选取３个采样地点㊂１＃采样点为乌鲁木齐市北京路新疆环境保护科学研究院六楼楼顶（Ｎ４３ʎ５１ᶄ５１．９４ᵡ，Ｅ８７ʎ３３ᶄ５６．３４ᵡ），采样点距离地面高度约１８ｍ，采样点附近有西外环交通枢纽，乌鲁木齐第九中学，乌鲁木齐第七十中学，乌鲁木齐１１３中学，乌鲁木齐第３５小学，新疆环科院，科学院，新疆环境监测总站及餐饮饭店㊂２＃点位为乌鲁木齐市米东区明天小镇一期２号楼六楼楼顶（Ｎ４３ʎ５７ᶄ２．８８ᵡ，Ｅ８７ʎ３９ᶄ２５．２３ᵡ），采样点距离地面高度约１８ｍ，点位附近有２家热电联产燃煤电厂，１家水泥厂及１家聚氯乙烯生产企业㊂３＃点位为国家环境保护准噶尔荒漠绿洲交错区科学观测研究站（Ｎ４４ʎ２９ᶄ３３．０３ᵡ，Ｅ８７ʎ３１ᶄ２３．２８ᵡ），采样点距离地面高度约１．５ｍ，点位附近有农田，居住的人少而分散，冬季有小型燃煤锅炉，无交通要道㊂采样点位分布见图１㊂
采样时间从２０１９年５月 １２月，采样期为春季（５月１３日 ５月２０日）㊁夏季（８月１８日 ８月２８日）㊁秋季（１０月９日 １０月１９日）㊁冬季（１２月３日 １２月１３日）㊂每个样品从当日早１０点至次日早１０点采集２４ｈ时，每批样品带１个全程序空白㊂采样流量为１００Ｌ／ｍｉｎ㊂采样前对仪器进行流量校正㊂共得到９７个有效ＰＭ２．５样品㊂
采样滤膜使用前在马弗炉中４５０ħ下灼烧４ｈ，以消除滤膜上的有机本底，冷却后放入恒温恒湿箱，
８㊀㊀㊀㊀新㊀疆㊀环㊀境㊀保㊀护㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４２卷
采样后用铝箔包裹密封，于－２０ħ以下保存至分析
㊂
图１㊀采样点位分布
Ｆｉｇ．１㊀Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｓｉｔｅｓ１．３㊀样品前处理
样品前处理参照‘环境空气和废气气相颗粒物中多环芳烃的测定气相色谱－质谱法“（ＨＪ６４６－２０１３），采用加速溶剂萃取法㊂将滤膜剪碎后放入萃取池，加入替代物，加速溶剂萃取条件：温度１００ħ，压力１５００ｐｓｉ，静态萃取时间５ｍｉｎ，淋洗体积６０％池体积，氮气吹扫６０ｓ，静态萃取次数２次㊂提取液转移入浓缩瓶中，温度控制在４０ħ以下浓缩至５ｍＬ以下，加入５ｍＬ正己烷，继续浓缩，将溶剂完全转为正己烷㊂将氟罗里硅土固相萃取柱固定在固相萃取净化装置上，依次用４ｍＬ二氯甲烷㊁１０ｍＬ正己烷冲洗柱床，待柱内充满正己烷后关闭流速控制阀浸润５ｍｉｎ，打开控制阀，弃去流出液㊂在溶剂流干之前，关闭控制阀㊂将浓缩后的样品提取液全部转移至柱内，打开控制阀，用约２ ３ｍＬ的正己烷洗涤装样品的浓缩瓶２次，将洗涤液转移至固相柱，用１０ｍＬ二氯甲烷／正己烷（１ʒ１）淋洗液洗脱固相柱，收集流出液于氮吹瓶中㊂待淋洗液流过柱后关闭流速控制阀，浸润５ｍｉｎ，再打开控制阀，继续接收流出液至完全流出㊂将流出液置于氮吹仪，氮吹仪在３５ħ浓缩至１ｍＬ以下，加入内标，定容至１ｍＬ，转移至样品瓶待分析㊂
１．４㊀样品的检测
载气为高纯氦气，载气流速为１．０ｍＬ／ｍｉｎ，分流比５ʒ１，进样体积为１μＬ，进样口温度为２８０ħ，升温程序为：８０ħ保持２ｍｉｎ，以２０ħ／ｍｉｎ的速率升至１８０ħ，保持５ｍｉｎ，再以１０ħ／ｍｉｎ的速率升至２９０ħ，保持５ｍｉｎ，离子源温度为２３０ħ㊂１．５㊀质量控制和质量保证
对１６种ＰＡＨｓ进行回收率实验，回收率为６０．５％ ９０．５％㊂测样前，以正己烷为空白样品，保证基线稳定，色谱柱清洁㊂全程序空白测得的浓度均低于检出限，每测试２０个样品后，随机复检一个样品，确保目标化合物浓度定量误差小于５％㊂此外，目标化合物通过谱图解析㊁与标准物质比对保留时间等定性分析内标法定量㊂
２㊀结果与讨论
２．１㊀大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ总浓度变化趋势
三个点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ总浓度均值和苯并［ɑ］芘的浓度均值变化趋势见图２㊂３＃点位㊁１＃点位和２＃点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ浓度范围分别为０．６０ ３２．６５ｎｇ／ｍ３㊁０．８９ ８９．８９ｎｇ／ｍ３㊁０．４５ ３９１ｎｇ／ｍ３，均值分别为为６．６０ｎｇ／ｍ３㊁１７．７９ｎｇ／ｍ３㊁４７．８９ｎｇ／ｍ３，三个点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ浓度均低于北京和贵阳市［９，１０］，３＃点位与海口市接近，１＃点位和２＃点位均高于海口市［１１］㊂与吾拉尔㊃哈那哈提等人２０１１年３至１１月对科学院点位（即本研究中２＃点位）大气ＰＭ２．５中１３种ＰＡＨｓ的研究相比［７］，２０１９年此点位的大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ总浓度明显变小，推测与乌鲁木齐市近几年采取的煤改气等措施有密切的关系㊂１＃点位和２＃点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ浓度分别是３＃点位的２．７０倍和７．５６倍，推测人类活动特别是工业活动对大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ浓度的影响较大㊂
３＃点位㊁１＃点位和２＃点位大气ＰＭ２．５中苯并［ɑ］
９
第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀祁倩倩等：乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中多环芳烃的污染特征研究
芘的浓度范围分别为０ １３．４ｎｇ／ｍ３㊁０．３０ ６．２６ｎｇ／ｍ３㊁０．３０ ２２．９６ｎｇ／ｍ３，均值分别为０．４２ｎｇ／ｍ３㊁１．２７ｎｇ／ｍ３㊁２．８２ｎｇ／ｍ３，与ＧＢ３０９５－２０１２‘环境空气质量标准“规定的苯并［ɑ］芘日均限值（２．５ｎｇ／ｍ３）相比，超标率分别为未超标㊁１７．１４％㊁２５．８１％，也呈现出２＃点位大于１＃点位大于３＃点位的趋势㊂推测工业活动对苯并［ａ］芘的贡献值最大，其次是城市活动㊂
图２㊀大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ浓度
Ｆｉｇ．２㊀ＰＡＨｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎＰＭ２．５２．２㊀大气ＰＭ２．５中１６种ＰＡＨｓ所占的百分数三个点位大气ＰＭ２．５中１６种ＰＡＨｓ所占的百分数见图３㊂由图可以看出三个点位大气ＰＭ２．５中排在前两名的均是苯并［β］萤蒽和荧蒽，不同的是排在第三位的各有不同㊂３＃点位中ＰＡＨｓ前三名为：苯并［β］萤蒽１７．７５％㊁荧蒽１４．１６％㊁芘１０．２８％㊂１＃点位ＰＡＨｓ前三名为：苯并［β］萤蒽１８．４２％㊁荧蒽１２．４１％㊁茚并［１，２，３⁃ｃｄ］芘１１．３３％㊂２＃点位中ＰＡＨｓ前三名为：苯并［β］萤蒽１４．９０％㊁荧蒽１３．３９％㊁二苯并［ɑ，ｈ］蒽１２．９０％㊂
图３㊀大气ＰＭ２．５中１６种ＰＡＨｓ所占的百分数
Ｆｉｇ．３㊀Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆ１６ＰＡＨｓｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰＭ２．５２．３㊀大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ组分分布情况
三个点位ＰＡＨｓ环数所占的百分数见图４㊂由图４看出，ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ以４环和５环为主，３＃点位㊁１＃点位和２＃点位中４环和５环的总和分别占总ＰＡＨｓ的７３．４３％㊁８０．０８％和７４．３８％㊂这与董小艳等人［１２］对北京城郊区的研究结果一致㊂推测工业活动对４环和５环的贡献值较大
㊂
图４㊀ＰＡＨｓ环数所占的百分数
Ｆｉｇ．４㊀ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆＰＡＨｓｒｉｎｇｓ２．４㊀大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ季节变化特征
比较不同季节ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量见图５㊂可以看出，季节变化呈现冬季高，春季和秋季次之，夏季低的特点㊂与王英锋［９］㊁高庚申等人［１０］的研究结果相似，推测冬季ＰＡＨｓ含量高主要是由于采暖期燃气锅炉㊁燃煤锅炉，以及温度㊁气压㊁风速等气象条件不利于污染物的扩散，且冬季乌鲁木齐市颗粒物（ＰＭ２．５）的浓度也是最高的㊂３＃点位春夏秋三个季节大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量接近，冬季约高出５倍左右，是因为冬季３＃点位为附近有家用燃煤锅炉，推测燃煤锅炉对大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量的影响较大㊂秋季２＃点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量低于１＃点位，推测原因是２＃点位位于城郊区，秋季气相扩散条件较好，其余三个季节２＃点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量均为最高，推测工业行为对大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量影响很大㊂２＃点位冬季大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量高于１＃点位和３＃点位约３倍和７倍，推测冬季不利的扩散条件加剧了工业行为对大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量影响㊂
０１㊀㊀㊀㊀新㊀疆㊀环㊀境㊀保㊀护㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４２卷
图５㊀不同季节ＰＨＡｓ浓度变化趋势
Ｆｉｇ．５㊀ＣｈａｎｇｅｔｒｅｎｄｏｆＰＨＡｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅａｓｏｎｓ
２．５㊀大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ来源解析
目前用于识别大气颗粒物中ＰＡＨｓ来源的方法
很多，有比值法［１３］㊁特征化合物法［１３］㊁轮廓图法［１３］㊁因子分解法［１３］㊁多元统计法［１４］和化学质量平衡解析法［１５］等㊂本文所采用的比值法是利用不同燃料的不同燃烧过程的差异来识别颗粒物上ＰＡＨｓ的主要来源㊂计算ＰＡＨｓ的特征比值见表１㊂
苯并［ɑ］蒽／（苯并［ɑ］蒽
＋
）的比值小于０．２被
认为是石油源，大于０．３５为燃烧源，比值０．２ ０．３５之间为两者的混合来源［１６］㊁本研究中２＃点位和１＃点位秋季和冬季苯并［ɑ］蒽／（苯并［ɑ］蒽＋
）比值均
大于０．３，推测认为燃烧源为乌鲁木齐市秋季和冬季ＰＡＨｓ主要来源，夏季和春季则以石油源和混合源为主要来源㊂
表１㊀识别ＰＨＡｓ来源的特征比值
Ｔａｂｌｅ．１㊀ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｒａｔｉｏｏｆｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｎｇＰＨＡｓｓｏｕｒｃｅｓ
苯并［ɑ］蒽／（苯并［ɑ］蒽
＋
）
苯并［ɑ］芘／苯幷［ｇ，ｈ，ｉ］苝荧蒽／（荧蒽＋芘）冬季
秋季夏季春季冬季秋季夏季春季冬季秋季夏季春季２＃点位０．４２０．４１０．１８０．２２１．６１１．５９２．１８１．４５０．５５０．４４０．５２０．５３１＃点位
０．３８
０．４１
０．２２
０．１９
１．２１
１．４８
１．７５
１．３１
０．５４
０．５３
０．３８
０．５８
㊀㊀判断污染类型时利用苯并［ɑ］芘／苯幷［ｇ，ｈ，ｉ］
苝的比值，比值在０．３ ０．４４为交通污染，而比值为０．９ ６．６时为燃煤污染，二者之间则表明是燃煤和交通的混合污染［１７］㊂１＃点位和２＃点位相比，每个季节
２＃点位的比值略大些，结合点位附近的实际情况，２＃点位受燃煤影响较大，１＃点位附近主要是交通污染源，但比值也都大于０．９，推测１＃点位受燃煤㊁餐饮等混合污染源的影响较大㊂
根据荧蒽／（荧蒽＋芘）接近０．４代表石油；０．６ ０．７主要指机动车尾气；大于０．７为草㊁木材等的燃烧［１８］㊂在本研究中两个点位荧蒽／（荧蒽＋芘）的值均在０．４ ０．６之间，推测两个点位ＰＡＨｓ的主要来源为机动车尾气与石油排放共同造成的污染㊂
３㊀结论
１）㊀乌鲁木齐市三个点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ浓度范围分别为０．６０ ３２．６５ｎｇ／ｍ３㊁０．８９ ８９．８９ｎｇ／ｍ３㊁
０．４５ ３９１ｎｇ／ｍ３，均值分别为为６．６０ｎｇ／ｍ３㊁１７．７９ｎｇ／ｍ３㊁４７．８９ｎｇ／ｍ３㊂大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ总浓度呈现出２＃点位大于１＃点位大于３＃点位的趋势，１＃
点位和２＃点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ浓度分别是３＃点位的２．７０倍和７．５６倍，苯并［ɑ］芘的浓度也呈现出２＃点位大于１＃点位大于３＃点位的趋势，采样期间３＃点位㊁１＃点位和２＃点位超标率分别为未超标㊁１７．１４％㊁２５．８１％㊂推测人类活动特别是工业活动对大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ浓度的影响较大㊂
１
１第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀祁倩倩等：乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中多环芳烃的污染特征研究
２）㊀乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ以４环和５环为主，乌鲁木齐市３＃点位㊁１＃点位和２＃点位中４环和５环的总和分别占总ＰＡＨｓ的７３．４３％㊁８０．０８％和７４．３８％，推测工业活动对４环和５环的贡献率更高㊂３）㊀三个点位大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ季节变化呈现冬季大于春季大于秋季大于夏季的特点，主要与ＰＡＨｓ本身的化学性质㊁人为排放及气象条件有关㊂推测冬季不利的扩散条件加剧了工业行为对大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ含量影响㊂
４）㊀根据乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ的来源结果推测，乌鲁木齐市大气ＰＭ２．５中ＰＡＨｓ的来源主要为燃烧源㊁汽车尾气㊁和石油等混合源㊂
参考文献
［１］ＲａｖｉｎｄｒａＫ，ＳｏｋｈｉＲ，ＶａｎＧｒｉｅｋｅｎＲ．Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ：ｓｏｕｒｃｅａｔｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｅｍｉｓｓｉｏｎｆａｃｔｏｒｓａｎｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００８，４２（１３）：２８９５－２９２１．
［２］马万里．我国土壤和大气中多环芳烃分布特征和大尺度数值模拟［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１０．
［３］ＬａｍｍｅｌＧ，ＳｅｈｉｌｉＡＭ，ＢｏｎｄＴＣ，ｅｔａｌ．Ｇａｓ／ｐａｒｔｉｃｌｅｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇａｎｄｇｌｏｂａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓＡｍｏｄｅｌｌｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ，２００９，７６（１）：９８－１０６．
［４］麦麦提㊃斯马义，帕丽达㊃牙合甫，努尔比亚㊃藿加吾买尔．乌鲁木齐市周边地区土壤中多环芳烃的含量及来源［Ｊ］．土壤，２０１６，４８（６）：１１６６－１１７１．
［５］ＷａｎｇＷＴ，ＳｉｍｏｎｉｃｈＳ，ＧｉｒｉＢ，ｅｔａｌ．Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓａｎｄａｉｒ⁃ｓｏｉｌｇａｓｅｘｃｈａｎｇｅｏｆｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＰＡＨｓ）ｉｎｒｅｍｏｔｅｒｕｒａｌｖｉｌｌａｇｅａｎｄｕｒｂａｎａｒｅａｓｏｆＢｅｉｊｉｎｇ⁃Ｔｉａｎｊｉｎｒｅｇｉｏｎ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＳｃｉＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎ，２０１１，４０９（１５）：２９４２－２９５０．［６］ＳｈａｒｍａＨ，ＪａｉｎＶＫ，ＫｈａｎＺＨ．Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＰＡＨｓ）ｉｎｔｈｅｕｒｂａｎａｉｒｏｆＤｅｌｈｉｄｕｒｉｎｇ２００３［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎＭｏｎｉｔＡｓｓｅｓｓ，２００８，１４７（２）：４３－５５．［７］吾拉尔㊃哈那哈提，迪丽努尔㊃塔力甫，买里克扎提㊃买合木提，等．乌鲁木齐市大气可吸入颗粒物中多环芳烃的污染特征及来源解析［Ｊ］．环境污染与防治，２０１５，３７（０１）：３５－４０．
［８］麦麦提㊃斯马义，帕丽达㊃牙合甫，韩梦鑫，等．２０１７年春节前后乌鲁木齐市大气颗粒物中多环芳烃的污染特征㊁来源分析及健康风险评价［Ｊ］．环境化学，２０１８，３７（１１）：２４３３－２４４２．
［９］王英锋，张姗姗，李杏茹，等．北京大气颗粒物中多环芳烃浓度季节变化及来源分析［Ｊ］．环境化学，２０１０，２９（０３）：３６９－３７５．
［１０］高庚申，迟峰，毛金群，等．贵阳市大气细颗粒物中多环芳烃时空分布特征［Ｊ］．环境监控与预警，２０１９，１１（０４）：４３－４７．
［１１］刘洁，蹇丽，文少白，等．海口市冬季大气颗粒物ＰＭ２．５中多环芳烃源解析［Ｊ］．安徽农业科学，２０１５，４３（２８）：２２８－２３０．
［１２］董小艳，王琼，杨一兵，等．２０１７年春节期间北京市城区和郊区大气ＰＭ２．５及其中多环芳烃的污染特征［Ｊ］．环境化学，２０１８，３７
（１０）：２１９１－２１９８．
［１３］汤国才．气溶胶中多环芳烃的污染源识别方法［Ｊ］．环境科学研究，１９９３，６（３）：３７－４１．
［１４］顾树华，张希良，王革华．能源利用与农业可持续发展［Ｄ］．北京：北京出版社，２００１．
［１５］王淑兰，柴发合，张远航，等．大气颗粒物中多环芳烃的污染特征及来源识别［Ｊ］．环境科学研究，２００５，１８（２）：１９－２２，３３．
［１６］ＰａｎｋｏｗＪＦ．ＡｎＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＭｏｄｅｌｏｆＧａｓ／ＰａｒｔｉｃｌｅＰａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇｏｆＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎｔｈｅＡｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．ＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｊ］，１９９４，２８（２）：１８５－１８８．
［１７］李杏茹，郭雪清，刘欣然，等．北京市冬季大气气溶胶中ＰＡＨｓ的污染特征［Ｊ］．环境化学，２００８，２７（４）：４９０－４９３．
［１８］ＫａｖｏｕｒａｓＩＧ，ＫｏｕｔｒａｋｉｓＰ，ＴｓａｐａｋｉｓＭ，ｅｔａｌ．ＳｏｕｒｃｅＡｐｐｏｒｔｉｏｎｍｅｎｔｏｆＵｒｂａｎＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＡｌｉｐｈａｔｉｃａｎｄＰｏｌｙｎｕｃｌｅａｒＡｒｏｍａｔｉｃＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＰＡＨｓ）ＵｓｉｎｇＭｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅＭｅｔｈｏｄｓ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｏｎｌ［Ｊ］，２００１，３５（１１）：２２８８－２２９４．
作者简介：祁倩倩（１９８９－），女，新疆阿勒泰人，中级工程师，研究生，研究方向为环境测试分析㊂Ｅ－ｍａｉｌ：４５１３４２４２４＠ｑｑ．ｃｏｍ
通讯作者：胡潇涵（１９８８－），女，河南平顶山人，中级工程师，研究生，研究方向为环境测试分析㊂Ｅ－ｍａｉｌ：５２４８２８６６９＠ｑｑ．ｃｏｍ
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