==============大气颗粒物中多环芳烃的污染特征及来源识别
德州、北京重污染过程PM 2.5 中PAHs污染特征及来源分析
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ ａｒｏｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ ( ＰＡＨｓ) ꎻ ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓꎻ ｈｅａｖｙ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｅｐｉｓｏｄｅｓꎻ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ ｒａｔｉｏｓꎻ ｔｏｘｉｃ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ
( ＴＥＱ)
１ 月１—４ 日ꎬＰ６ 为 １ 月 ８—１３ 日.
１ ２ 样品预处理
根据 ＯＣ 浓度截取 ＯＣ 质量约为 ４００ μｇ 的石英
膜样品ꎬ置于 １２５ ｍＬ 提取罐中ꎬ在样品膜上加入一定
大气颗粒物中的 ＰＡＨｓ 是一类重要的有机物ꎬ在
气颗粒物智能采样仪( ＴＨ￣１６Ａ) ꎬ４ 个通道切割粒径
煤燃烧、生物质燃烧及机动车尾气被认为是大气颗粒
ＰＭ ２ ５ 浓度ꎬ其余 ３ 个通道均放置石英膜ꎬ用于有机碳
环境中广泛存在ꎬ主要来自于不完全燃烧过程
物中 ＰＡＨｓ 的主要来源
[３]
[１￣２]
Ｃｏｎｔｒｏｌꎬ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ( ＩＪＲＣ) ꎬ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｐｅｋｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７１ꎬ Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ＰＡＨｓ ａｒｅ ｏｆ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｎｃｅｒｎ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅｉｒ ｃａｒቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｉｎｏｇｅｎｉｃ ａｎｄ ｍｕｔａｇｅｎｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ
( Ｎｏ.９１８４４３０１ꎬ ９１５４４２１４)
第１期
李 晓等:德州、北京重污染过程 ＰＭ ２ ５ 中 ＰＡＨｓ 污染特征及来源分析
邯郸市可吸入颗粒物上多环芳烃来源识别和解析
邯郸市可吸入颗粒物上多环芳烃来源识别和解析
宋丽
【期刊名称】《环境科学与管理》
【年(卷),期】2009(034)007
【摘要】环境空气中多环芳烃的来源包括自然源和人为源,本文根据化学质量平衡(CMB)受体模型对邯郸市大气颗粒物中多环芳烃进行源解析,测定邯郸市非采暖季和采暖季可吸入颗粒物中多环芳烃的浓度,对其污染水平进行比较分析.根据污染源调查结果,确定市区多环芳烃的主要排放源类,并建立相应的源成分谱.应用化学质量平衡受体模型解析邯郸市可吸入颗粒物上多环芳烃主要来源的分担率,并根据分析结果针对性提出了多环芳烃污染防治对策.
【总页数】4页(P47-50)
【作者】宋丽
【作者单位】邯郸市环境保护局,河北,邯郸,056002
【正文语种】中文
【中图分类】X513
【相关文献】
1.邯郸市可吸入颗粒物中多环芳烃的污染特征研究 [J], 董恒利;马沛生
2.可吸入颗粒物中多环芳烃的分布特征与来源解析 [J], 李昌平;司蔚
3.可吸入颗粒上多环芳烃来源的识别和解析 [J], 张勇;常艳文;马可;王萍;韩艳刚
4.上海市城区道路绿化带土壤多环芳烃来源识别与解析 [J], 陈平
5.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], 吾拉尔·哈那哈提;迪丽努尔·塔力甫;买里克扎提·买合木提;王新明;丁翔
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深圳市大气中多环芳烃的污染特征与来源识别
Ｐ ｌ ｔｎ ｈ ｒｃｅｉａｉｎ ａ ｄ ｓｕ ｃ ｄ ｎｉｃ ｔ ｎ ｏ ｏｙ ｙＨ ｒ ｍａｉ ｈ ｄ ｏａ ｂ ｎ Ｐ Ｈｓ ｎ Ｓ ｅ ｚ ｅ ｏ ｕａ ｔｃ ａ ａｔｒｚｔ ｎ ｏ ｒｅｉｅｔ ａｉ ｆｐ ｌｃｃ ｃ ａｏ ｔ ｙ ｒｃ ｒ ｏ ｓ（Ａ ）ｉ ｈ ｎ ｈ ｎ ｌ ｏ ｉ ｆ ｏ ｃ ａｍｏｐ ｅｅ Ｌ ｈ— ａ ｇ Ｚ ０Ｕ Ｚ ｉｈ ａ Ｌ ｈｏ ａ， Ｉ Ｄ — ｕ ｎ （ｈｎ ｈｎ Ｅ ｖｒｎ ｎａ Ｍｏ ｉ ｒ ｇＣ ｎｅ ｔ ｓｈ ｒ． Ｉ ｉ ｎ ， Ｈ ｈ— ｕ ， ＩＳ ａ —ｉ ＬＵ ｅ ｑ ａ ’ Ｓ ｅｚｅ ｎ ｉ ｍｅｔｌ ｎｔｉ ｅｔｒ Ｚ ｇ ｏ ｏｎ Ｓｍｉｎ Ｓ ｅｚ ｅ １０ ９ Ｃ ｉａ． ｈｎ Ｅ ｖ ｏ ｍ ｎａ Ｓ ｉｎｅ ２ １ ，１９： １０ ￣ ４ ５ ｔ ｏ ， ｈ ｎｈ ｎ５ ８ ０ ， ｈｎ ）Ｃ ｉａ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔｌ ｃ ｃ， ０ １ （） ４ ９ １ １ ｒ ｅ ３
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多 环 芳 烃 （Ａ ） 为优 先 控 制 的有 毒 有 害 污 染 问题 也 日益 严 重． 些 学者在 这 方 面做 了大 Ｐ Ｈｓ作 一
８ ， １ 污染 物 ， 有致 癌 、致 畸 、致突 变 性等 毒性 ， 在 量 有 深度 的研 究 【 刚但 是 尚未 有人 以深 圳 市 为 具 且 环境 中广 泛分 布 ． 】 大气 中 Ｐ Ｈｓ主要 来源 于 人 研 究 对 象， 冬 、夏 两季 全 面 调 查大 气 中 Ｐ Ａ 分 ＡＨｓ 类 的活 动 ， 汽 车 尾气 的排放 、工业 燃 料 的不 完 的污 染 情况 ． 如 全燃 烧 、 的燃 烧 、垃圾 焚烧 以及 工 业排 放等 ｌ． 煤 本 研 究按 功 能 组 别 选 取 深 圳 市 １ ３个 代 表 Ｐ ＡＨｓ污 染 受 到 国 内外 学 者 的持续 关注 ［ 由于 性 点位 ， 冬 季 和 夏 季 ２个 阶段 采 样 ， 究 深 圳 ３］ 一． 分 研 Ｐ ＡＨｓ 的组 分 多、来源 复 杂， 在于 气相 与大 气 市 大 气 中 Ｐ 多存 ＡＨｓ 的 污 染 特 征 并 进 行 初 步 来 源 颗粒 物 中， 以综合 分 析两相 中的 Ｐ 所 ＡＨｓ含 量， 识 别 ． 准 确 掌握 其在 地 区 环 境 中浓度 变 化 情况 ， 污 染 收稿 日期 ：２ １— 卜 ｌ 弄清 ００１ ９ 物 的来源 ， 能使 防治 工作 有 的放矢 ． 市在 过 基 金项 目 ：深圳 市人 居环 境委 员会 专项 资金 才 深圳 去 的三 十 多年 中经 济得 以迅猛 发 展， 大气 环 境 但
大气粉尘中常见多环芳烃类化合物的提取及含量测定
大气粉尘中常见多环芳烃类化合物的提取及含量测定徐林林;张立中【摘要】采用便携式PM2.5采样器和玻璃纤维滤膜对大气粉尘进行采样,以加压液体萃取、超声波辅助提取和微波辅助提取3种方法对多环芳烃类化合物进行提取,以超高效液相色谱和质谱联用方法进行测定.共检测出16种多环芳烃类化合物,分别为:萘、苊、苊烯、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、(苊)、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-c,d]芘和苯并[g,h,i]苝.3种提取方法均可有效提取大气粉尘中的多环芳烃类化合物,加压液体萃取法的提取效率最高、超声波辅助提取法次之、微波辅助提取法最低.超高效液相色谱和质谱连用方法可有效地分析大气粉尘中的多环芳烃类化合物,线性方程的相关系数不低于0.998 3,测定值的相对标准偏差不超过0.80％,检出限不高于0.27 ng/g.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2015(035)002【总页数】6页(P204-209)【关键词】大气粉尘;多环芳烃;雾霾;提取;超高效液相色谱-质谱【作者】徐林林;张立中【作者单位】长春师范大学化学学院,吉林长春130032;空军航空大学飞行基础训练基地,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】X132多环芳烃广泛存在于自然环境中，煤、石油、天然气、木材和有机高分子的不完全燃烧及工业生产过程中均可产生大量的多环芳烃类化合物［1-2］。
该类化合物目前已成为自然环境尤其是大气中的重要污染物。
由于该类化合物具有潜在的致突变及致癌性［3］，美国国家环境保护局已将其列为自然界污染源，并列出了需优先控制的16种多环芳烃［4］。
另一方面，随着当今中国工业化程度的加剧，环境持续恶化，“雾霾”已成为亟须解决的环境问题［5-6］。
“雾霾”中含有大量的多环芳烃类物质，对人体健康构成巨大威胁。
因此，对于大气中多环芳烃类化合物的控制及检测有着至关重要的意义。
西安采暖季大气中多环芳烃的污染特征及来源解析
第31卷第7期2010年7月环境科学ENVIRONMENTAL SCIENCEVol.31，No.7Jul.，2010西安采暖季大气中多环芳烃的污染特征及来源解析李文慧1，张承中1，马万里2，周变红1，刘焱明1，蒋君丽1，李一凡2（1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西安710056；2.哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室国际持久性有毒物质联合研究中心，哈尔滨150090）摘要：采用改进型的大流量主动采样器，对西安采暖季大气总悬浮颗粒物（TSP ）样品和气相样品进行了连续采集，利用GC-MS 测定多环芳烃（PAHs ）的浓度.结果表明，颗粒态和气态样品中Σ16PAHs 平均值分别为（108.15ʃ41.44）ng /m 3和（260.14ʃ99.84）ng /m 3，2 3环的PAHs 主要分布在气态中，而>4环的PAHs 主要分布在颗粒态中，PAHs 的气固相分配系数和其过冷饱和蒸气压具有良好的相关性.温度与分配系数也具有显著相关性，并应用逐步回归方法得出分配系数与温度的回归方程.利用特征分子比值法进行源解析，发现西安大气中PAHs 主要来源于煤的不完全燃烧和汽车尾气的排放，并利用因子分析和多元线性回归对各种来源的贡献率进行了计算.通过污染指数与因子的代表物质进行偏相关分析，发现某些PAHs 与SO 2、NO 2来自于相同的污染源.关键词：多环芳烃；气粒分配；来源解析；因子分析；偏相关分析；西安中图分类号：X51文献标识码：A文章编号：0250-3301（2010）07-1432-06收稿日期：2009-09-19；修订日期：2009-12-08基金项目：陕西自然科学基金项目（2007D20）；陕西省教育厅专项科研基金项目（06JK268）作者简介：李文慧（1985 ），女，硕士研究生，主要研究方向为大气污染物控制，E-mail ：1985liwenhui@ Pollution Characterizations and Source Apportionment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Air During Domestic Heating Season of Xi ’anLI Wen-hui 1，ZHANG Cheng-zhong 1，MA Wan-li 2，ZHOU Bian-hong 1，LIU Yan-Ming 1，JIANG Jun-li 1，LI Yi-Fan 2（1.School of Environmental and Municipal Engineering ，Xi ’an University of Architecture and Technology ，Xi ’an 710055，China ；2.International Joint Research Centre for Persistent Toxic Substances （IJRC-PTS ），State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment ，Harbin Institute of Technology ，Harbin 150090，China ）Abstract ：TSP samples and gas phase air samples were collected by an improved high volume active air sampler during domestic heating season in Xi ’an ，and the concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs ）were analyzed via GC-MS.The results showed that average concentrations ofΣ16PAHs in TSP and gas phase were （108.15ʃ41.44）ng /m 3，（260.14ʃ99.84）ng /m 3，respectively.Two and three ring PAHs dominated in the gas phase ，while more than four ring PAHs were mainly adsorbed on the particle phase.Good correlation was found between gas-particle partition coefficient and the respective sub-cooled vapor pressures of PAHs.A significant correlation was also found between partition coefficient and temperature ，and the regression equation was put forward by stepwise linear regression method.Ratio analysis illustrated that coal burning and vehicle exhaust were the main source of PAHs in Xi ’an.Contribution of each source was calculated by factor analysis and multiple linear regression.Partial correlation analysis was applied to study the relationship between air pollution indexes and some representative PAHs of individual factors ，which indicated some PAH had same source to SO 2and NO 2.Key words ：polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs ）；gas-particle partitioning ；source apportionment ；factor analysis ；partialcorrelation analysis ；Xi ’an 多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons ，PAHs ）是目前广泛关注的一类致癌、致畸、具有内分泌干扰作用的有机污染物，其中油的挥发、污水、汽车尾气、工业排放等是主要人为源，森林火灾则是主要的自然来源［1］.PAHs 普遍存在于大气环境中，可以通过呼吸作用、饮食和皮肤接触等途径进入人体，严重危害了人体健康.国内外对大气中PAHs 的浓度、形态、来源、迁移、转化及其对人体健康的影响开展了广泛研究［2］.西安是我国中西部的重要城市，空气污染比较严重，有研究表明西安冬季大气颗粒物种PAHs 的污染比较严重［3］，但目前该地区的研究主要集中在对大气颗粒物PAHs 的研究［4］，关于大气中气相PAHs 、在气相和颗粒相间的分配、以及其与气象因素的相互关系的研究较少.西安作为哈尔滨工业大学国际持久性有毒物质联合研究中心（IJRC-PTS ）7期李文慧等：西安采暖季大气中多环芳烃的污染特征及来源解析的全国大气主动采集项目（China air active sampling，CAAS）的监测点之一，从2008年11月 2009年3月，对西安冬季采暖季大气中多环芳烃进行了为期4个月的连续采集.本研究初步分析了西安采暖季大气中颗粒相和气相PAHs的变化规律，对PAHs在两相间的分配行为和影响因素加以讨论，并运用比值法、主成分分析/多元线性回归方法，对多环芳烃的来源进行解析.本实验数据和结论的获得可以对西安大气PAHs污染状况有大致的了解，以期为当地政府对其防治提供科学依据.1材料与方法1.1采样采样点设在西安建筑科技大学市政学院楼顶，周围没有明显污染源和高大障碍物，采样高度28m，采样时间2008-11-15 2009-03-03，为期4个月，每周采集1个样品，每个样品采集24h （12：00 次日12：00），一共采集14组样品.采样器为改进型的KB-1000型大流量采样器，以石英纤维滤膜（20cmˑ25cm）收集颗粒态样品；以串接于石英纤维滤膜后的2个聚氨酯泡塑（polyurethane foam plugs，PUF，9.5cmˑ5cm）收集气相样品，控制气体采样流速为0.800m3/min.采样前，玻璃纤维滤膜用铝箔包裹，放入马弗炉中于450ħ烘烤7h，冷却至室温后取出，放入干燥器中平衡24h称重.PUF垫在使用前分别先用热的肥皂水，清水把PUF清洗一遍，然后用丙酮和正己烷分别索氏萃取24h，真空干燥.1.2样品的预处理和分析样品的预处理和分析在哈尔滨工业大学国际持久性有毒物质联合研究中心（IJRC-PTS）实验室进行，其过程详见文献［5］的报道.在样品进行预处理前，分别加入4种PAHs代标（naphthalene-D8、fluorene-D10、pyrene-D10、perylene-D12），PUF和滤膜样品分别用丙酮︰正己烷混合液（1ʒ1，体积比）和二氯甲烷索氏萃取24h，萃取物经浓缩后采用硅胶层析柱进行净化分离，再旋转蒸发氮吹，最后定容到1mL，用GC-MS分析.16种美国EPA提出的优控PAHs的定性与定量由Agilent6890N型气相色谱仪和Agilent5973质谱仪完成，色谱柱为HP-5MS型（60mˑ0.25mmˑ0.25μm），升温程序为：柱温90ħ保持1min，然后以10ħ/min的速度升温到180ħ，保持1min，再以3ħ/min的速度升温到280ħ，保持20min.恒流无分流进样2.0μL，载气为高纯He气（99.99%），流速设定为0.8mL/min.PAHs定量采用外标曲线法定量.1.3质量控制与质量保证为检验操作污染，整个实验过程中共设置4个场地空白（仪器运行1min）和2个实验室空白（溶剂空白），而且在同批处理的样品中（10个），还附加回收率实验，并按照与样品相同的试验步骤进行分析，以测定16种PAHs的回收率，回收率范围为71.36% 106.37%；空白试验结果表明有个别样品能够检测到naphthalene，其余物质均未检出.4种代标的回收率范围分别为：naphthalene-D8（52.9% 87.34%）、fluorene-D10（62.16% 93.53%）、pyrene-D10（70.56% 106.78%）和perylene-D12（63.53% 121.56%）.其中文中给出的数据均经过空白和代标回收率校正.为了考察采样过程中污染物的穿透情况，每个月进行一次穿透实验，其中串联的第二个5cm PUF 被切割成一个3cm和一个2cm的PUF，通过计算最下面2cm PUF采集的PAHs的含量占总PUF的百分比来判断实验过程中是否发生穿透.结果表明，3次穿透实验中2cm的PUF采集的PAHs占总PAHs百分比在1.5% 5.6%之间，均小于20%，说明本实验中通过串联2个5cm PUF在采集大气中的PAHs不会发生穿透现象.2结果与讨论2.1大气中PAHs的含量特征表1列出了西安采暖季大气中PAHs在颗粒相和气相中的含量.采暖初期，大气中PAHs的含量迅速增加，其后趋于稳定.16种PAHs在颗粒相中均有检出，而气相中个别高环PAHs未能检出.气相中PAHs的浓度为35.79 472.76ng/m3［平均（260.14ʃ99.84）ng/m3］.颗粒相PAHs的浓度为44.69 198.84ng/m3［平均（108.15ʃ41.44）ng/m3］，低于2004年西安采暖季（121.61 302.25 ng/m3）的浓度［3］，这与近年来西安市政府及有关部门采取了一系列减排措施有关，如关停了大量污染严重的中小型燃煤锅炉，大力推广天然气等清洁燃料的使用，以及推广集中供热等，使西安市的大气质量，特别是采暖季大气环境质量有了明显的好转.总多环芳烃（Σ16PAHs，气相和颗粒相）的浓度范围为180.48 619.26ng/m3，与天津（73.9 523.83341环境科学31卷ng/m3）［6］采暖期的污染程度相当，略高于北京（242.4ng/m3）［7］，与我国南方城市比较，西安采暖季大气中多环芳烃的浓度比广州（8.11 106.26 ng/m3）［8］污染严重很多.可以看出在采暖季，北方城市比南方城市污染严重，这与北方城市冬季采暖有很大关系［5，9］.与国外一些城市相比，西安采暖季大气中PAHs 污染较重，高于汉城［（89.29ʃ74.26）ng/m3］［10］、芝加哥［（82ʃ5.9）ng/m3］［11］、伯明翰［（44.8ʃ19.1）ng/m3］［12］、多伦多（50ng/m3）［13］.表1大气中多环芳烃在颗粒相和气相中的含量/ng·m－3 Table1Concentrations of PAHs in gas and particle phase/ng·m－3PAHs气相中的浓度颗粒相中的浓度最低值最高值平均值标准差最低值最高值平均值标准差萘（Nap，2环）7.0032.9015.558.750.25 1.080.480.22苊（Acy，3环） 1.1299.2331.5828.120.07 1.760.390.43二氢苊（Ace，3环） 1.9016.44 6.45 4.510.020.160.060.03芴（Flo，3环）23.4294.0151.6819.210.17 2.480.640.60菲（Phe，3环）57.34151.2891.8730.73 2.1731.898.207.92蒽（Ant，3环） 2.7425.2612.90 6.770.21 3.570.820.87荧蒽（Flu，4环）17.5844.3029.418.75 4.4163.6019.0216.06芘（Pyr，4环）10.7432.7220.208.04 3.1221.6510.47 5.34苯并［a］蒽（BaA，4环）0.05 1.370.420.34 2.6015.958.60 3.54 （Chr，4环）0.09 1.840.730.46 6.1920.9013.07 4.30苯并［b］荧蒽（BbF，5环）0.000.070.020.01 5.7020.6213.66 4.46苯并［k］荧蒽（BkF，5环）0.000.050.020.01 3.5712.938.67 2.53苯并［a］芘（BaP，5环）0.000.020.010.01 2.9116.218.31 3.42二苯并［ah］蒽（DahA，5环）0.000.000.000.000.72 2.33 1.650.41茚并［1，2，3-cd］芘（IcdP，6环）0.000.000.000.00 3.107.99 6.39 1.48苯并［ghi］苝（BghiP，6环）0.000.000.000.00 3.909.897.71 1.76Σ16PAHs35.79472.46260.1499.8444.69198.84108.1541.44图1为气相和颗粒相中PAHs的相对含量.从中可以看出气相中PAHs占总含量的比重要高于颗粒相，占总PAHs含量的71%.其中，气相中PAHs 主要是由分子量低、易挥发的2 3环的化合物组成，而这些化合物通常主要以气态形式存在于大气中，其中菲占了绝对优势，高达25%，其它含量较高的化合物依次为芴、苊、萘、蒽和二氢苊，一些4环化合物也占有较高含量如荧蒽（7.99%）和芘（5.48%），而高环化合物只有0.05%存在于气相.颗粒相中16种PAHs组分在均有检出，其中4 6环化合物为主，对此黄业茹等也得到过类似的结论［14］，其中4环化合物占颗粒相PAHs的47.30%，5 6环占42.94%，而低环PAHs只有9.76%存在于颗粒相中.4 6环中除二苯并［ah］蒽含量较低外（1.65%），其它8个化合物的相对含量相当，占10%左右，而且其它分子量低的2 3环化合物都在颗粒相中被检测出来，其中3环化合物菲（7.58%）含量较高.致癌性最强的苯并（a）芘主要以颗粒态形式存在，占总PAHs的2.26%.2.2PAHs的相分布图1颗粒相与气相中PAHs各化合物相对含量Fig.1Relative abundances of PAHs in gas and particle phase半挥发性有机物在气固两相间的分布可用分配系数KP值［15］来衡量.通常，按照下面的公式计算KP值：KP=（F/TSP）/A式中，F和A分别为PAHs在颗粒相和气相中的质量浓度（ng/m3），TSP为总悬浮颗粒物质量浓度（μg/m3）.图2为16种PAHs气粒分配系数取对数后的43417期李文慧等：西安采暖季大气中多环芳烃的污染特征及来源解析月变化.从中可以看出16种PAHs 的分配系数有随着分子量增加而增大的趋势，这是由于相对分子质量小的组分挥发性强，主要以气相形式存在，颗粒相中的浓度很小，K P 值较小；相反颗粒相中高环的PAHs 含量较高，K P 值较大.不同月份各物质的分配系数也存在差异，1月要比12月和2月高，这主要是由于西安温度差异造成的，西安冬季1月温度最低，组分不易挥发以颗粒形式存在，K P 值较大，其中4环PAHs 的分配系数的月变化更明显，如图2所示.图216种PAHs 气粒分配系数的月变化Fig.2Monthly changes of gas particle coefficients of 16PAHs对于一组性质相近的有机物来说，气粒分配系数K P 值与其过冷饱和蒸气压P oL 呈线性相关，如下所示：lg K P =m lg P oL+b式中m 、b 为常数［16］，其数值大小与有机物的种类和颗粒物的性质有关.研究表明，当有机物达到气粒分配平衡时，m 的值接近－1［17］.将本研究数据代入该公式进行拟合，结果如图3所示.从相关性分析可以看出，分配系数与其过冷饱和蒸气压有很好的线性相关（R 2=0.93），m 值为－1.23，偏离分配平衡时的理论值（－1），说明此时大气中的PAHs 并没有达到气粒动态平衡，m 值偏离－1可能是由于以下3个原因：①采样时间正好为西安采暖季，燃煤产生了大量的PAHs ，使采样过程中不断有新的污染源输入；②冬季，天气较为寒冷，油类燃烧不完全，使环境不断输入PAHs ；③有机物在颗粒物上的吸附有部分属于不可逆吸附，尤其是一些易挥发的物质在污染源释放过程中有可能扩散到颗粒物里面的空隙中，不易再释放到空气中.PAHs 在气固两相间的分配行为十分复杂，受气象条件影响较大.通过PAHs的分配系数与气象参数图3PAHs 气粒分配系数与过冷饱和蒸气压对数相关Fig.3Relationship between gas particlecoefficients and vapor pressure进行偏相关分析，发现分配系数与气温显著负相关（0.05显著性水平下）.对PAHs 的分配系数与气象参数进行多元线性回归，由于分配系数间量级差距过大，这里对其取对数进行回归，得到其回归方程为：lg K P =－0.031ˑT －3.049表明分配系数随着温度的升高而下降，这主要是由于温度升高气相中PAHs 质量浓度升高造成的；实际工作中可以根据大气温度计算K p 值，从而可以根据某一相中PAHs 的质量浓度来推测另一相的质量浓度.2.3比值法用于PAHs 的源解析研究表明，燃料种类和燃烧条件的不同会导致生成的PAHs 组成和相对含量都不同，因此，可以根据不同化合物含量的比值识别污染源.大气中多环芳烃的组成受多种因素影响如燃烧温度、空气/燃料比和传输过程中环境条件的变化等，但一些多环芳烃之间的相对含量往往比较稳定，因此，可以根据多环芳烃的特征比值来定性判断大气中多环芳烃的来源.利用比值法进行PAHs 源解析工作应用广泛，已有许多报道［1，5］，表2总结了常用的比值［18］，并计算得到了西安采暖季大气中特征化合物比值.表2中的数据表明，研究区内的PAHs 来源，主要以燃煤、汽油、柴油污染源为主.西安冬季取暖更偏向燃煤，这也充分反映出我国北方采暖季节燃煤量较大的特点，这与文献［19］的结论相同.其次通过特征化合物比值范围，还可以识别出柴油和汽油源，说明交通工具排放的汽车尾气对西安冬季大气中的PAHs 贡献也不可忽视.这与Wang 等［19］的研究结果相同，其对大连地区的冬季土壤中PAHs 的5341环境科学31卷表2特征化合物比值Table2Summary of diagnostic indicators项目C Bap/C BghiP C Phe/C Ant C BaA/C Chr C BbF/C BkF C IcdP/（C IcdP+C BghiP）汽油0.30 0.40 3.40 8.000.28 1.20 1.07 1.450.18柴油0.46 0.817.60 8.800.17 0.36—0.35 0.70煤0.90 6.60 3.00 1.00 1.20 3.53 3.87—西安大气 1.058.690.63 3.550.45来源进行了解析，结果表明燃煤占总PAHs排放量的72%，交通尾气排放占20%.2.4主成分分析/多元线性回归用于PAHs源解析对16种PAHs的浓度数据采用主成分提取法提取因子并结合方差极大旋转进行因子分析，提取特征值>1的因子共3个，方差贡献率依次为61.6%、23.9%和7.1%，包含了原始数据信息的90%以上，因此用这3个因子来分析PAHs的来源是可行的.表3中同时列出了16种PAHs的因子载荷结果.表3方差极大旋转后的主因子载荷Table3Rotated component matrixPAHs主因子1主因子2主因子3Nap0.904－0.304－0.197Acy0.9040.0240.307Ace0.933－0.0420.268Flo0.8590.3460.300Phe0.8950.5900.132Ant0.8860.4130.148Flu0.8780.2930.285Pyr0.6130.7310.091BaA0.2830.9190.185Chr0.1380.8970.282BbF－0.1390.4090.683BkF－0.0870.3200.547BaP0.2950.6080.464DahA0.4670.3960.743IcdP0.1870.3400.891BghiP0.4020.4400.724提取主成分方差/%61.57023.8937.130累积方差/%61.57085.46492.594特征来源煤+焦炉天然气交通第一因子中高载荷的Phe、Ant、Flu和Pyr是煤炭燃烧指纹物质［20］，Ace和Flo为焦炉的主要指示物［20］，因此判断该因子主要指示了煤炭燃烧和焦炉排放的混合源.西安地区能源结构中煤炭的大量使用是西安空气中PAHs的重要贡献源之一，据统计，2005年西安市燃煤消费量为500.73万t，主要是工业应用和供热［21］.该地区有焦炉源，这是由于煤气供应的需求，存在如西安焦化厂等大型焦炉源，吴蔓莉等［4］也发现焦化厂对西安空气中PAHs有很大的贡献.第二因子中高载荷的Chr、BaA、Pyr和Phe是天然气燃烧的主要指示物［20，22］.西安市天然气城市气化工程，使得天然气在能源消耗比例上变重.第三因子载荷较高的BbF、BkF、IcdP、DahA和BghiP为交通排放源的主要指示物［20］.交通源的高贡献也契合了近年来西安市区机动车保有量以年平均约12.7%的速度增长［21］，排放总量难控制的状况.以标准化主因子得分变量为解释变量，标准化的PAHs总量为被解释变量，进行多元线性回归.采用逐步回归的方法，设定进入方程的变量的显著水平为0.05，从方程中剔除变量的显著水平为0.10，由此获得方程的标准化回归系数可以反映各主成分因子，即各主要源的相对贡献.采暖季的标准回归方程为：ρΣPAHs=0.884f1（煤+焦炉）+0.388f2（天然气）+0.256f3（交通）由此得到采暖季焦炉+煤、天然气和交通的贡献率分别为57.9%、25.4%和16.8%.用采样当天的空气污染API指数（PM10、SO2、NO2）与提取因子的代表物质浓度进行偏相关分析，结果见表4所示.SO2与因子一的代表物质（Ace、Phe）显著正相关（p<0.05），这是由于空气中SO2主要来自化石燃料，主要是煤的燃烧，与因子一的代表物质来自相同的污染源.NO2与因子一中的燃煤的代表物（Ace）和因子三的代表物质（IcdP）显著正相关（p<0.05），这是由于NO2主要是来自燃料的燃烧和汽车尾气的排放.PM10与代表物质无显著相关，这与PM10来源比较复杂有关.3结论（1）西安采暖季大气气相中PAHs的平均浓度为260.14ng/m3，颗粒相中PAHs的平均浓度为108.15ng/m3.气相中PAHs的总含量要高于颗粒63417期李文慧等：西安采暖季大气中多环芳烃的污染特征及来源解析表4因子的代表物质与API指数的偏相关分析Table4Partial correlation analysis for specific PAHs representatives of the individual factors and API index项目因子1因子2因子3 Ace Phe BaA Chr IcdP BghiP系数概率系数概率系数概率系数概率系数概率系数概率SO20.1260.0420.3210.0480.2360.4840.5800.3450.3940.2300.4390.176NO20.2260.0500.2540.0780.4580.1570.6250.4560.4440.0320.3530.287PM100.4480.1670.3780.2520.3050.3620.3870.2400.1860.5830.0580.866相，气相中PAHs是由分子量低、易挥发的2 3环的PAHs组成，颗粒相中则以4 6环的PAHs为主.（2）气粒分配系数与其过冷饱和蒸气压有很好的线性相关（R2=0.93），并应用逐步回归方法得出分配系数与空气温度的回归方程为lg KP=－0.031ˑT－3.049.（3）采用特征化合物比值法对西安市大气中PAHs的来源进行了解析.结果表明，西安大气中PAHs主要来源于煤的不完全燃烧，也有相当部分来源于汽车尾气排放.（4）通过主成分分析/多元线性回归法解析西安市大气中PAHs污染的主要来源为煤炭燃烧/交通排放、焦炉和石油，贡献率分别为48%、28%和24%.污染指数与各因子的代表物质浓度偏相关分析发现某些PAHs与SO2、NO2来自于相同的污染源.参考文献：［1］Ma W L，Li Y F，Sun D Z，et al.Polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls in topsoils of Harbin，China［J］.Arch Environ Contam Toxicol，2009，57（4）：670-678.［2］Barnabe N，Lanrier P.Polycyclic aromatic hydrocarbons in the air in the St Lawrence Basin［J］.Environ Sci Technol，2003，37（10）：2094-2099.［3］刘颐亭，邓顺熙，潘华.西安市冬季大气颗粒物中多环芳烃的分布特征［J］.安全与环境学报，2007，7（1）：67-70.［4］吴蔓莉，史新斌，杨柳青.城市工业区大气颗粒物中多环芳烃的含量及来源分析［J］.西安建筑科技大学学报，2007，39（2）：259-262.［5］马万里，李一凡，孙德智，等.哈尔滨市大气气相中多环芳烃的研究［J］.环境科学，2009，30（11）：3167-3172.［6］孙韧，朱坦.天津局部地区空气颗粒物上多环芳烃分布状态［J］.环境科学研究.2000，13（4）：14-17.［7］周家斌，王铁冠，黄云碧，等.北京部分地区空气PM10中多环芳烃的季节性变化［J］.中国环境科学，2005，25（1）：115-119.［8］谭吉华，毕新慧，段菁春，等.广州市大气可吸入颗粒物（PM10）中多环芳烃的季节变化［J］.环境科学学报，2005，25（7）：856-862.［9］万显烈，杨凤林.大连市区空气中PAHs来源、分布及随季节变化分析［J］.大连理工大学学报，2003，43（2）：160-163.［10］Park S S，Kim Y J，Kang C H.Atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons in Seoul，Korea［J］.Atmos Environ，2002，36（17）：2917-2924.［11］Sun P，Blanchard P，Brice K A，et al.Trends in polycyclic aromatic hydrocarbon concentrations in the Great Lakesatmosphere［J］.Environ Sci Technol，2006，40（20）：6221-6227.［12］Harrad S，Laurie L.Concentrations，sources and temporal trends in atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons in majorconurbation［J］.Environ Monit，2005，7（7）：722-727.［13］Motelay M A，Harner T，Shoeib M，et ing passive air samplers to assess urban-rural trends for persistent organicpollutants and polycyclic aromatic hydrocarbons. 2.Seasonaltrends for PAHs，PCBs，and organochlorine pesticides［J］.Environ Sci Technol，2005，39（15）：5763-5773.［14］黄业茹，狄一安，施钧慧，等.北京、东京、筑波大气中有机污染物组成研究［J］.环境科学研究，2001，14（1）：4-8.［15］Sitars I E，Bakeas E B，Siskos P A.Gas/particle partitioning of seven volatile polycyclic aromatic hydrocarbons in a heavy trafficurban area［J］.Sci Total Environ，2004，327（1-3）：249-264.［16］Galarneau E，Bidleman T F，Blanchard P.Seasonality and interspeces differences in particle/gas partitioning of PAHsobserved by the Integrated Atmospheric Deposition Network（IADN）［J］.Atmos Environ，2006，40（1）：182-197.［17］Castellano A V，Cancio J L，Aleman P S，et al.Polycyclic aromatic hydrocarbons in ambient air particles in the city of LasPalmas de Gran Canaria［J］.Environ Intern，2003，29（4）：475-480.［18］张树才，张巍，王开颜，等.北京东南郊大气TSP中多环芳烃的源解析［J］.环境科学学报，2007，27（3）：452-458.［19］Wang D，Tian F，Yang M，et al.Application of positive matrix factorization to identify potential sources of PAHs in soil ofDalian，China［J］.Environ Pollut，2009，157（5）：1559-1564.［20］Simcik M F，Eisenreich S J，Lioy P J.Source apportionment and source/sink relationships of PAHs in the coastal atmosphere ofChicago and Lake Michigan［J］.Atmos Environ，1999，33（30）：5071-5079.［21］刘毅宽.西安市大气污染源最优化削减方案决策模型的研究［D］.西安：西安建筑科技大学，2007.［22］Rogge W F，Hildemann L M，Mazurek M A，et al.Source of fine organic aerosols.2.Noncatalyst and catalyst-equipped automobilesand heavy-duty diesel trucks［J］.Environ Sci Technol，1993，27（4）：636-651.7341。
柳州市大气颗粒物中多环芳烃的分布特征及来源
柳州市大气颗粒物中多环芳烃的分布特征及来源Ξ何星存1,陈孟林1,杨崇毅2,洪伟良2,倪小明1,叶耀平2(1.广西师范大学资源与环境学系,桂林541004;2.广西柳州市环境保护监测站,柳州545001) 摘要:采用气相色谱/质谱联用技术(G C/MS)检测了柳州市大气颗粒物样品中的PAHs,比较了柳州市各区大气颗粒物中多环芳烃含量的差异以及不同季节对多环芳烃含量的影响,讨论了其分布规律及污染源。
关键词:PAHs;G C/MS;柳州市;大气颗粒物中图分类号:X513 文献标识码:A 文章编号:(K)04259(原1002-1264)(2005)01-0007-03Distribution and Sources of PAH s on Atmospheric P articulates in Liuzhou City HE X ing2cun1,CHE N Meng2lin1,Y ANG Chong2yi2,H ONG Wei2liang1,NI X iao2ming1,YE Y ao2ping2(1.Department of Res ources and Environmental Science,G uangxi Normal University,G uilin541004,China;2.Liuzhou Environmental M onitoring Center,Liuzhou545001,China)Abstract:The com position of polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)in fly ash sam ples of Liuzhou City were ana2 lyzed using G C/MS technique.The differences of the contents of PAHs in fly ash sm ples from every district were com pared.The changes of the PAHs of different seas ons were discussed.Finally we analyzed the distribution of PAHs in Liuzhou and the s ources of contamination.K ey w ords:PAHs; G C/MS; Liuzhou city; atm ospheric particulates 多环芳烃是一类重要的环境有机污染物。
大气颗粒物上多环芳烃的识别和源解析的进展
大气颗粒物上多环芳烃的识别和源解析的进展孙 韧 朱 坦 白志鹏(南开大学环境科学系,天津300071)摘要 本文对当前大气颗粒物上PA H s的识别和源解析的定量及定性和半定量的方法进行了综述。
定性及半定量方法简便易行,但误差大;化学质量平衡法(CM B)结果较准确具体,但PA H s会发生化学反应而降解,并且没有各种燃烧源较完整的PA H s成份谱,这已成为CM B广泛推行的障碍;多元统计方法不考虑PA H s的降解,但要求数据量大。
国内外的科学工作者用不同的方法和手段,使PA H s来源的识别和源解析工作有了一定进展。
关键词 多环芳烃(PA H s) 大气颗粒物 识别 源解析 受体模型 多环芳烃(PA H s)化合物的数量大,种类多,分布广,对人类危害大,其中多种多环芳烃已被鉴定出具有致癌性。
欧美各国已将苯并(a)芘等一些有致癌活性的多环芳烃列入大气优先控制污染物之中[1]。
根据我国大气环境质量标准(GB3095—96),大气污染物中将增加苯并(a)芘(B aP)。
B aP是PA H s中一种致癌活性较强的化合物。
研究结果表明,人群暴露在B aP含量较高的空气中是造成肺癌死亡率增加的重要因素。
PA H s的源解析工作的核心是识别PA H s的来源,并确定各污染源的分担率。
应用PA H s源解析结果可为制定合理的大气污染总量控制方案、环境质量控制标准以及制订可行的区域环境规划提供必要的依据。
1 PA H s的来源与环境中的行为111 PA H s的来源 大气环境中的大部分PA H s是由人类生活和生产活动过程中燃料的不完全燃烧产生的(见图1)。
PA H s 来源天然源生物合成自然界燃烧(火山爆发、森林山火等)人为源燃料燃烧流动源(机动车、飞机等)静止源小型源(民用炉等)大型源(发电厂、焦化炉、 石油精炼、有色 金属冶炼等)废物焚烧图1 PA H s的来源 在燃烧过程中,PA H s的生成量以及向大气中排放量大不相同,影响因素有燃料的种类、燃烧的条件、排放控制措施等。
武汉市大气PM 2.5 中多环芳烃的分布特征及来源
( ＩＤ) ꎬ ｄｏｗｎｔｏｗｎ ａｒｅａ ( ＤＴ) ꎬ ａｎｄ ｂｏｔａｎｉｃａｌ ｇａｒｄｅｎｓ ( ＢＧ) . Ｔｈｅ ｓｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ＰＡＨｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ２２������ ８１) ｎｇ∕ｍ３ . Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙꎬ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＰＡＨｓ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ａ ｃｌｅａｒ ｓｅａｓｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ａｃｒｏｓｓ ａｌｌ ｓｉｔｅｓꎬ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｖａｌｕｅｓ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ
收稿日期: ２０１７￣１０￣１２㊀ ㊀ ㊀ 修订日期: ２０１７￣１２￣２１
ห้องสมุดไป่ตู้
ＩＤꎬ ｗｈｉｌｅ ｗｏｏｄ ｂｕｒｎｉｎｇ ｈａｄ ａ ｇｒｅａｔ ｉｍｐａｃｔ ａｔ ＢＧ. Ｉｔ ｎｏｔｅｗｏｒｔｈｙ ｔｈａｔ ｖｅｈｉｃｌｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｗａｓ ａ ｍａｊｏｒ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｒ ｔｏ ＰＡＨｓ ａｔ ａｌｌ ｓｉｔｅｓꎬ ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓꎬ ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｏｆ ａｉｒ ｍａｓｓ ｈａｓ ｉｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｔｈｅ ＰＡＨｓ ｉｎ
２０１８ 年 ４ 月
第 ３１ 卷㊀ 第 ４ 期
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
环㊀ 境㊀ 科㊀ 学㊀ 研㊀ 究
Ｖｏｌ.３１ꎬＮｏ.４ Ａｐｒ.ꎬ２０１８
李宽ꎬ周家斌ꎬ袁畅ꎬ等. 武汉市大气 ＰＭ ２������ ５ 中多环芳烃的分布特征及来源[ Ｊ] . 环境科学研究ꎬ２０１８ꎬ３１(４) :６４８￣６５６. Ｃｉｔｙꎬ Ｃｈｉｎａ[ Ｊ] .Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ２０１８ꎬ３１(４) :６４８￣６５６.
成都大气颗粒物中多环芳烃(PAHs)污染特征
成都大气颗粒物中多环芳烃(PAHs)污染特征杨菊;韩丽莎【摘要】本研究采用主动采样技术历时一年连续采集大气TSP样品,利用GC-MS 分析测试TSP中16-PAHs的质量浓度,分析大气TSP中PAHs的浓度变化特征,成分谱分布规律.研究结果表明:成都TSP中PAHs浓度范围为15.75~295.63ng/m3,年平均浓度及标准偏差为82.16±53.31 ng/m3,在Spearman相关检验中TSP中PAHs浓度与气温呈显著的负相关性,相关系数为:-0.6855,TSP中PAHs与TSP质量浓度成正相关关系,相关系数为:0.7186,全年大气TSP中PAHs浓度呈现出冬季>春季>秋季≈夏季的季节变化特征.【期刊名称】《资源节约与环保》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】4页(P64-67)【关键词】多环芳烃(PAHs);TSP;成分谱;污染特征【作者】杨菊;韩丽莎【作者单位】成都理工大学 610059;四川省环境保护厅监测处 610015【正文语种】中文多环芳烃（PAHs，polycyclic aromatic hydrocar3ons）是指两个或两个以上苯环以线性、角状或簇状等稠环方式相连组成的有机化合物，是一种具有半挥发性、持久性和致癌致毒作用的持久性有机污染物（POPs）。
在美国环保局（USEPA）公布的129种优先控制的污染物中PAHs占据了16种。
其中BaA、BaP、B3F、BkF、CHR、DahA和IcdP这7种物质被认为是人体致癌物或可能的致癌物[1]，且分子量较大的PAHs具有更强的亲脂性，更容易吸附在有机质含量高的颗粒物中；相反地，低环数PAHs则具较高的挥发性、水溶性和生物有效性，同时也具有较高的生物降解速率[2]。
国外对大气中PAHs的研究开始于20世纪80年代初，对不同城市大气中PAHs的浓度水平及污染特征等有较全面的研究，同时还建立了一套PAHs来源解析的判识方法，国内近年来对大气中PAHs的污染研究报道日趋增加，但采样覆盖时间较短，没有进行长期连续采样监测。
戴树贵-环境化学课后习题及答案
戴树贵-环境化学课后习题及答案环境化学思考题与习题及答案第一章 绪论作业习题：● 根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程？● 环境污染物有哪些类别？主要的化学污染物有哪些？ 讨论习题：● 如何认识现代环境问题的发展过程？ 思考题：● 举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。
第二章 水环境化学作业习题：● 请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中*23H CO ⎡⎤⎣⎦、3HCO -⎡⎤⎣⎦和23CO-⎡⎤⎣⎦的表达式，并讨论这两个体系之间的区别。
● 请导出总酸度、2CO 酸度、无机酸度、总酸度、酚酞酸度和苛性酸度的表达式作为总碳酸量和分布系数（α）的函数。
● 在一个pH 为6.5、碱度为1.6mmol/L 的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少mmol/L 的碳酸钠才能使水体pH 上升至8.0。
若用NaOH 强碱进行碱化，又需要加多少碱？（1.07mmol/L ，1.08mmol/L ）● 具有2.00×10-3mol/L 碱度的水，pH 为7.00，请计算*23H CO ⎡⎤⎣⎦、3HCO -⎡⎤⎣⎦、23CO-⎡⎤⎣⎦和-OH ⎡⎤⎣⎦的浓度各是多少？（*23H CO ⎡⎤⎣⎦＝4.49×10-4mol/L 、3HCO -⎡⎤⎣⎦＝2.00×10-3mol/L 、23CO-⎡⎤⎣⎦＝9.38×10-7mol/L 和-OH ⎡⎤⎣⎦＝1.00×10-7mol/L ）● 若有水A ，pH 为7.5，其碱度为6.38 mmol/L ，水B 的pH 为9.0，碱度为0.80 mmol/L ，若以等体积混合，问混合后的pH 值为多少？（pH ＝7.58）● 溶解1.00×10-4mol/L 的()33Fe NO 于1L 具有防止发生固体()3Fe OH 沉淀作用所需最小H +⎡⎤⎣⎦浓度的水中，假定溶液中仅形成[]2Fe OH +和[]2Fe OH +，而没有形成[]422Fe OH +。
土壤表层中多环芳烃的分布特征及来源解析
土壤表层中多环芳烃的分布特征及来源解析摘要本文通过综述各地区表层土壤中PAHs的研究成果，归纳总结出表层土壤中多环芳烃的分析检测方法、不同地区多环芳烃在表层土壤中的分布特征，并且采用不同方法探索了多环芳烃来源的来源。
关键词多环芳烃；土壤；分布特征；来源解析多环芳烃（PAHs）是由2个或2个以上苯环以稠环形式相连的有机化合物，具有致癌、致畸、致突变性，对人类的健康和生态环境产生潜在的威胁。
美国环境保护署已经16种多环芳烃列入优先控制有毒有机污染物黑名单中。
PAHs土壤污染是世界各国所面临的重大环境与公共健康问题之一。
我国不同地区的土壤都含有一定种类和数量的PAHs，土壤中的PAHs主要来源于人为的排放，如煤、石油、木材、有机高分子化合物、烟草和其他碳氢化合物的不完全燃烧。
1 检测方法1.1 土壤样品采集样品的采集点可在所研究地区划分网格均匀取点，也可选定各点代表工业区、农业区、城市居民区等典型区域分块取点进行研究。
采用五点法布点、四分法取样的基本方法：确定点以后，土壤的取样一般在对角线交叉点及其周围用取5个土样，或以选定的点为中心呈梅花状取5个土样。
取样深度为0cm~20cm左右的表层土壤，需去除表层动植物残留物以及植物的根系。
取样后需均匀混合，在室温下自然阴干，研磨，用60目筛或80目筛处理。
避光保存待用。
1.2 土壤中PAHs的萃取准确称取10g土壤样品于25mL离心管中，加无水硫酸钠4g并混合均匀，用丙酮和二氯甲烷混合溶剂超声萃取，连续萃取3次，每次萃取20min，温度控制在(25±1)℃，样品经离心处理后收集每次的萃取液。
1.3 PAHs的净化与浓缩将萃取液在旋转蒸发器中浓缩后加入正己烷15mL，超声震荡使其充分溶解，再将溶剂浓缩至4-5mL，然后过SPE硅胶柱，洗脱液用高纯氮气吹干，用甲醇定容至4mL，然后过0.45?m滤膜，转移溶剂为乙腈，保存于棕色进样瓶待测。
1.4 色谱及检测条件色谱条件如下：温度25℃，检测波长254nm，注射体积10?L，选用了Supelco 公司的LC-PAH柱，柱的规格为25 cm×4.6 mm ID，流动相为V（乙腈）：V（水）=40：60，流速1.2mL·min-1。
北京市典型排放源PM2.5中多环芳烃成分谱特征
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北京市典型排放源 8P"?H 中 多环芳烃成分谱特征
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南京市大气颗粒物中多环芳烃变化特征
南京市大气颗粒物中多环芳烃变化特征杨丽莉;王美飞;张予燕;胡恩宇;吴丽娟【摘要】PM10 and PM2.5 samples were collected in Nanjing between January 2010 and December 2010.16 EPA priority PAHs were extracted by microwave extraction mothed and were quantified using HPLC. The results showed that the year average concentrations of PAHs in PM10 and PM2.5 were 25.07 ng/m3 and 19.04 ng/m3 respectively, the concentrations ranged from 11.03 ng/m3 to 53.56 ng/m3 in PM10 samples, 10.82 ng/m3 to 36.43 ng/m3 in PM2.5 samples respectively. The variation of PAHs concentrations in PM10 and PM2.5 was similar. The highest concentration of PAHs in PM10 was observed in winter, with the lowest level in summer. 5-6 rings of PAHs were the abundant compounds in PM10 and PM2.5 , and the percent of these PAHs in winter and in summer closed. The diagnostic ratios suggested vehicle emission was the predominant sources for particulate PAHs in Nanjing. The characteristics of atmospheric PAHs pollution in Nanjing and the northern city was difference.%逐月采集南京市大气中不同粒径的颗粒物,采用HPLC分析了2010年每个月PM10和PM2.5颗粒物样品中的多环芳烃( PAHs)的种类和浓度水平. 结果表明:PM10中PAHs年均值为25.07 ng/m3 ,范围为11.03~53.56 ng/m3;PM2.5中PAHs年均值为19.04 ng/m3 ,范围为10.82~36.43 ng/m3. PM10和PM2.5中PAHs总体浓度有着相似的变化趋势,呈现凹形变化曲线;在南京市大气颗粒物中吸附的PAHs大部分以5~6环的高环数组分为主,大部分PAHs和∑PAHs的相关性较好,年度变化幅度不大,分析结果表明,颗粒物中PAHs的来源与稳定的排放源相关,机动车排放不容忽视,与北方城市燃煤污染有着较大的区别.【期刊名称】《中国环境监测》【年(卷),期】2016(032)001【总页数】5页(P53-57)【关键词】多环芳烃;PM10;PM2.5;变化特征【作者】杨丽莉;王美飞;张予燕;胡恩宇;吴丽娟【作者单位】南京市环境监测中心站,江苏南京 210013;南京市环境监测中心站,江苏南京 210013;南京市环境监测中心站,江苏南京 210013;南京市环境监测中心站,江苏南京 210013;南京市环境监测中心站,江苏南京 210013【正文语种】中文【中图分类】X823多环芳烃(PAHs)广泛存在于环境中, 由于其致癌性、积聚性、移动性等被认为是优先控制的一类污染物，有16种PAHs在20世纪被美国环保局(USPEA)列入优先控制污染物名单中[1-2]。
室内空气中多环芳烃的污染分析及形态分布
实验六室内空气中多环芳烃的浓度水平及形态分布多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物。
它是环境中广泛存在的一类有机污染物，是石油、煤炭等化石燃料及木材、烟草等有机质在不完全燃烧时产生的，具有致癌性、致畸性和致突变性。
在已知的1000多种致癌物中，PAHs占1/3以上。
PAHs的存在形态及分布主要受其本身物理化学性质、气温以及其它共存污染物如飘尘、臭氧等影响。
空气中PAHs主要以气态、颗粒态（吸附在颗粒物上）两种形式存在，但在一定条件下两者间可以相互转化。
空气中PAHs可以与臭氧、氮氧化物和硝酸等反应，生成致癌活性或诱变性更强的化合物。
人们绝大部分时间在室内生活或工作。
一方面室外空气中的PAHs会进入室内；另一方面室内本身也有不少PAHs的污染源，如抽烟、采暖、烹调等。
因此，室内空气PAHs污染往往比室外更严重，对人体健康有很大的影响。
一、实验目的1.掌握室内空气中气态、颗粒态PAHs样品采集、提取、分析方法。
2.掌握高效液相色谱仪的测定原理及使用方法。
3.分析评价室内空气中PAHs的浓度水平及形态分布。
二、实验原理室内空气中PAHs的污染现状分析包括样品的采集，前处理及浓度测定。
本实验用XAD-2和玻璃纤维滤膜分别采集空气中气态、颗粒态PAHs；用二氯甲烷作萃取剂，超声提取样品中PAHs，氮气吹干浓缩样品中PAHs；采用梯度淋洗结合可波长切换荧光检测器的高效液相色谱法测定样品中痕量PAHs的峰高或峰面积，以外标法进行定量。
通过测定分析，评价室内空气中PAHs的污染水平及形态分布。
三、仪器和试剂1. 仪器(1)高效液相色谱仪：带荧光检测器或紫外检测器。
(2)小体积气体采样泵。
(3)超声清洗器。
(4)电动离心机。
(5)比色管：10 mL、25 mL。
(6)离心管：10 mL。
(7)移液管：10 mL、25 mL。
(8)采样管：自制。
大气降尘中多环芳烃的含量与分布特征
大气降尘中多环芳烃的分布特征及源解析栾辉1朱先磊2,3沈璐2,3付先强2,3王铁冠2,3(1.中国石油安全环保技术研究院；2.中国石油大学（北京）地球科学学院；3.中国石油大学（北京）北京市地球探测与信息技术重点实验室)摘要为探讨大气降尘中多环芳烃的污染水平和来源的解析，于2008年冬、春、夏、秋四个季节采集了北京昌平地区大气降尘样品，采用超声抽提方法，使用GC/MS测定了样品中PAHs的含量。
结果表明，冬、春、夏、秋四个季节样品中多环芳烃总量分别为18.6μg/g、17.3μg/g、15.1μg/g和11.0μg/g，单体化合物均值分别为1.04μg/g、0.96μg/g、0.84μg/g和0.61μg/g。
与其他城市监测结果比较可知：昌平地区大气降尘中PAHs含量相对较低。
使用多种方法对降尘中的PAHs来源进行解析，结果表明：化石燃料燃烧在不同季节中的贡献相对稳定，燃煤在冬季为多环芳烃主要来源之一，在其他季节贡献相对较低。
关键词大气降尘多环芳烃源解析北京昌平地区0引言多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物，是环境中广泛存在的一类有机污染物。
其来源包括天然源与人为源。
人为源是目前环境中存在的PAHs主要贡献者，主要是化石燃料的燃烧。
PAHs因具有强烈的“三致性”（致癌、致畸、致突变），而受到人们的广泛关注。
目前国内外众多城市已经展开了对PAHs 的研究[1-4]。
大气降尘是广义气溶胶的组成部分。
一般将粒径≥30μm，在重力的作用下能够自然沉降的颗粒物称为降尘。
降尘易形成近源污染[5]。
目前，对PAHs的研究主要集中在粒径≤10μm的可吸入颗粒物上，而对大气降尘的研究较少。
已有研究主要在北京、天津、澳门、南京等大城市[5-8]。
为研究北京地区的大气降尘污染以及化石燃料燃烧对大气中多环芳烃污染的贡献度，通过采集北京昌平地区四季大气降尘样品，对其上附着的PAHs进行定量测定，并结合有机地球化学知识进行源解析，这对于人体暴露于毒害性有机污染物中的健康风险评价，确定化石燃料燃烧对大气中多环芳烃的影响程度，制定合理的大气污染总量控制方案具有重要的现实意义。
大气中多环芳烃污染调查
.专业整理 .大气中多环芳烃污染调查1.多环芳烃概述多环芳烃 (Polycyclic Ammatic Hydrocarbons ，简称 PAHs)是指分子中含有两个或两个以上苯环以线状、角状或簇状排列的稠环型化合物，包括萘、蒽、菲和芘等 150 余种化合物，其中多种 PAHs具有致癌性。
早在 1892 年有人发现从事煤焦油和沥青作业的工人多患皮肤癌[lJ。
1915 年日本人山极和石川注意到在动物身上长期涂抹煤焦油可能引起癌状肿瘤[21 ，从而促进了人们对煤焦油中致癌物的研究，并分离出苯并 (a)芘(BaP)这种强致癌性的多环芳烃。
1928年-1929年间英国 Kenna Way 和 Cook 等人发现第一个人工合成致癌性多环芳烃—二苯并(a，h)蒽 (DBA)外，还有苯并 (gru) 芘(BgluP) 、屈 (Chr)、苯并 (a)蒽(BaA)、苯并 (b)荧蒽 (BbV)、苯并 (k)荧 g(BkF)等[3][4]。
2.多环芳烃来源与分布2.1 多环芳烃来源环境中多环芳烃的来源包括自然来源和人为来源[5][6][7] 。
自然来源：多种陆生植物 (如小麦及裸麦幼苗)、多种细菌 (如大肠菌、某些梭形芽孢杆菌 )以及某些水生植物都有合成多环芳烃，包括某些致癌性多环芳烃的能力。
生物体内合成、森林及草原自然起火、火山活动是环境中多环芳烃主要的天然来源。
人为来源： (1)各类工业锅炉、生活炉灶产生的烟尘，如燃煤和燃油锅炉、火力发电厂锅炉、燃柴炉灶； (2)各种生产过程和使用煤焦油的工业过程，如炼焦、石油裂解，煤焦油提炼、柏油铺路等；(3)各种人为原因的露天焚烧(包括烧荒 )和失火，如垃圾焚烧、森林大火、煤堆失火；(4)各种机动车辆排出的尾气；(5)吸烟和烹调过程中产生的烟雾是室内多环芳烃污染的重要来源。
2.1 多环芳烃分布及其特征目前已知的 PAHs约有 200 多种，它们广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤中。
攀枝花市大气颗粒物中多环芳烃污染特征分析及来源识别
攀枝花市大气颗粒物中多环芳烃污染特征分析及来源识别3戴 莉1,吴建会1,唐士豹2,冯银厂1(1.南开大学环境科学与工程学院,天津300071;2.攀枝花市环境保护科学研究所,攀枝花617000) 摘要:2007年2月在攀枝花市不同功能区采集了大气P M 10样品42个和污染源样品32个,采用超声抽提G C /MS 方法测定分析了16种多环芳烃(PAHs )的含量。
结果显示攀枝花市P M 10颗粒相PAHs 单体浓度范围为0.34～416.45ng/m 3,总量浓度范围为24.56～2569.66ng/m 3;攀枝花市5个采样点中河门口片区PM 10多环芳烃单体浓度范围为5.64～416.45ng/m 3,污染最严重。
源样品测定结果分别为扬尘78.74ug/g,煤烟尘6.12ug/g,钢铁工业尘30.54ug/g,焦化尘3187.42ug/g 。
应用比值法和化学质量平衡(C MB )模型对污染源进行识别,燃煤和炼焦是攀枝花市P AHs 的主要来源,对攀枝花市大气可吸入颗粒物中多环芳烃污染的分担率分别为55.8%、19.9%。
关键词:大气;颗粒物;多环芳烃;污染源;攀枝花市 中图分类号:X513文献标识码:A文章编号:(K)09088(原1002-1264)(2009)03-0039-05P ollu tan t C hara cter i za t ion and Sour ce s I den t i f ic a t i on of P olycyc lic Ar o m a t ic Hydroc a r bon s(PAH s)i n A t m ospher i c Pa r t icle s i n Pa nzh ihua C ityD A IL i 1,WU Jian 2hui 1,T ANG Shi 2bao 2,FENG Yin 2chang1(1.College of Envir onmental Science and Enginee ring,Nanka i University,Tianjin 300071,C hina;2.Panzhihua I nstitute for Envir onment Pr otecti on,Panzhihua 617000,China )Abstrac t:T ota l 42at mosphe ric sa mple s of P M 10and 32pollutant source sample s were collected in Panzhihua C ity during Februa r y 2007.The concentrati ons of 16Polycyclic Ar om atic Hydr ocarbons were analyzed using G C /MS .The concentrations of monom ers and t ota l particula te phase P AHs r anged fr om 0.34～416.45ng/m 3,24.56～2569.66ng/m 3,res pective ly .He m enkou had the highest monom ers PAH s concentrati on in five func ti onal areas in Panzhihua,which ranged fr om 5.64t o 416.45ng /m 3.The P AH s content of resuspended dust,coal com bustion fly ash,steal industr y e m issions and coking e m issions were 78.74ug/g,6.12ug/g,30.54ug/g,3187.42ug/g,r espective ly .D iagnostic r a tio m ethod and C MB model wer e e mp l oyed t o identify the P AH s s ources in Panz hihua .Coal co m bustion and coking e m ission which contributed 55.8%and 19.9%,were the main s ources of particulate phase PAHs in Panzhihua .Key wor ds:at mos pheric particula te;polycyclic ar om atic hydr ocarbons;pollutant s ource;Panz hihua 多环芳烃(P AH s )由有机物不完全燃烧或热解等过程产生,某些种类多环芳烃的强致癌特性使多环芳烃成为近年来颗粒有机物的研究热点[1,2]。
北京PM_2_5_中多环芳烃的污染特征及来源研究_段凤魁(1)
第29卷第7期2009年7月环 境 科 学 学 报 Acta Scientiae C ircu mstanti a eV o.l 29,N o .7Ju.l ,2009基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(No .20625722);高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金(No .2007B57)Supported by t h e National S ci ence Fund for D i s ti ngu is h ed Young Scholars (No .20625722)and the N ati on al Excellent Doctoral Dissertati on Author Funds (N o .2007B57)作者简介:段凤魁(1973 ),女,博士,E m ai:l duan f k@m ai.l ts i nghua .edu .cn;*通讯作者(责任作者),E m ai:l h ekb@m ai.l t s i nghua .edu .cn Biography :DUAN Fengku i (1973 ),fe m al e ,Ph .D .,E m ai:l du anfk@m a i .l tsi nghua .edu .cn ;*Correspondi ng author ,E m ai:l h ekb@m ai.l tsi nghua .edu .c n段凤魁,贺克斌,马永亮.2009.北京P M 2.5中多环芳烃的污染特征及来源研究[J].环境科学学报,29(7):1363-1371Duan F K,H e K B,M a Y L .2009.Con centrati on and s ou rces of at m os pheri c polycyclic aro m atic hydrocarbon s (P AH s)i n P M 2.5i n Beiji ng[J].ActaScienti ae C ircum stan tiae ,29(7):1363-1371北京P M 2.5中多环芳烃的污染特征及来源研究段凤魁,贺克斌*,马永亮清华大学环境科学与工程系,北京100084收稿日期:2008 10 14 录用日期:2009 05 07摘要:采用GC /M S 定量分析了2003年9月至2004年7月期间北京市P M 2.5中16种优控P AH s 的含量.研究表明,PAH s 总浓度年均值139.59ng m -3,变化范围1.02~776.4ng m -3.冬季浓度最高271.05ng m -3,夏季最低26.10ng m -3,反映了主要源排放(燃煤)变化与气象条件的共同影响.全年平均不同环数PAH s 所占总浓度的比例由大到小:4环>5环>6环>3环>2环;冬季4环PA H s 所占比例最大(48.7%),其次为5环(32.5%)和6环PA H s(14.9%);夏季5环、6环PAH s 所占比例最高(36.5%),其次为4环PAH s(24.1%).源排放特征化合物比值法和主成分分析法结果都表明,燃煤、机动车和油类挥发是多环芳烃的3类主要污染源,能够解释主成分分析法总方差的88%.关键词:P M 2.5;PAH s ;季节变化;气象条件;主成分分析文章编号:0253 2468(2009)07 1363 09 中图分类号:X511 文献标识码:AConcentrati on and sources of at m ospheric polycycli c aro m atic hydrocarbons(PAH s)i n P M 2.5i n BeijingDUAN Fengku,i HE Keb i n *,MA YongliangDepart m en t of Env i ron m en tal Science and Environm en t ,T si nghua Un ivers it y ,Beiji ng 100084R ecei ved 14Oct ober 2008; accepted 7M ay 2009A bs tract :S i xteen polycyclic aro m atic hydrocarbons (PAH s)w ere deter m i ned by GC /M S i n P M 2.5sa m ples t aken fro m S epte m ber 2003t o Ju l y 2004i n Beijing .The annual average concentrati on of t h e t otal PAH s w as 139.59ng m -3,rangi ng fro m 1.02ng m -3to 776.4ng m -3and sho w ed strong seasonal vari ati on ,that i s ,t he h i gh est val ue i n w i nter (271.05ng m -3)and the lo w es t i n summ er (26.10ng m -3).Thes e resu lt s ind icate t h ei n fl u ence of both m ai n source e m issi on and m eteorol ogical cond itions .Over the whole year ,the average a mounts of the d ifferen t ri ng PAH s appeared i n t h e f oll o w i ng order :4 ri ng >5 ri ng >6 ri ng >3 ri ng >2 ri ng .In w i nter ,the percen tage of 4 ri ng PAH s w as t he h i ghest (48.7%),foll ow ed by 5 ri ng P AH s (32.5%)and 6 ri ng P AH s (14.9%);i n s umm er ,t he percentage of5 ri ng and 6 ring PAH s (36.5%,toget her)w ere h i gh er than 4 ri ng PAH s (24.1%).Res u lts fro m bot h t h e charact eristic rati os of sources and pri n ci pal co m ponen t analysis (PCA )i nd icated t hat coalbu rn i ng ,gas oli ne and d i es el veh i cle e m issions w ere the three m ai n sources of PA H s i n P M 2.5i n B eiji ng .Th ese t hree s ou rces can explai n 88%of the total vari ance .K eywords :P M 2.5;P AH s ;seas on al vari ati on;m et eoro l og i ca l cond itions ;pri nci p al co m ponen t anal ysis (PCA )1 引言(I ntroduction)多环芳烃(po l y cyc lic aro m ati c hydrocarbons ,简称PAH s)是大气颗粒物的重要组成部分,直接或间接地影响着大气环境质量、气候变化和人体健康.通过动物实验研究证实,多环芳烃是一种致癌、致畸、致突变的物质,参与生物及人类机体的代谢作用,具有很强的毒性.美国环保总署(USEPA )在20世纪70年代就公布了16种优先控制的PAH s .日本环境厅1996年公布的234种重点有害大气污染物中大多为PAH s .我国不少城市都较早地开展了P AH s 污染特征、来源等方面的研究(崔文恒等,1993;成玉等,1999;黄翠玲等,2001;黄业茹等,2001;彭林等,2000),但基于P M 2.5长期采样的研究环 境 科 学 学 报29卷仍然较少,因而难以深入探讨PAH s的浓度水平、季节变化特征以及来源.鉴于此,本研究以大气细粒子(fine particle,简称P M2.5)中PAH s为研究对象,采样时间历时约1年,覆盖了北京市春、夏、秋、冬4个季节,典型气象条件下加密采样,深入讨论了16种美国EP A优控多环芳烃的浓度水平、污染特征以及可能的污染来源,可望为北京市大气污染治理提供数据支持.2 实验材料与方法(M aterials and m ethods)2.1 颗粒物样品采集应用北京地质仪器厂生产的中流量P M2.5单通道采样器进行P M2.5样品的采集.该仪器切割头依据惯性碰撞原理设计,切割粒径为(2.5 0.2) m,颗粒物采集误差 5%.采样时段为2003年9月至2004年7月,每月采集至少4个气溶胶样品,每个样品采集24~48h,采样流量为77.56L m i n-1.采样器被放置在距地面约3~4m高的平台上,气流入口距地面约4.5~5.5m.有关采样原理以及采样过程的质量控制与保证详见文献(余学春等,2004).用于进行P AH s等有机组分分析的样品所用滤膜均为石英纤维滤膜(#2500QAT UP),直径为90mm.使用前于500 灼烧2h,以除去可能吸附的有机污染物.所采集的气溶胶样品均用铝箔密封于-4 下储存,直到分析测试.2.2 样品处理与分析2.2.1 试剂与仪器 本研究采用的标准样品包括以下几种:16种多环芳烃混合标样的甲醇溶液(Che m Serv ice公司),使用时加以稀释;内标六甲苯(99%,SUPELCO公司);内标蒽 d10(Sig m a A ldrich 公司);所用化学试剂正己烷、二氯甲烷、丙酮等均为色谱纯,购自D i k m a公司;无水Na2SO4(分析纯,北京化学试剂厂)600 下活化8h;硅胶(100 200目,SUPELCO公司)140 下活化12h.其中16种优控P AH s依次为萘(Na)、苊(A cy)、二氢苊(Ace)、芴(F l)、菲(Ph)、蒽(An)、荧蒽(F l u)、芘(Pyr)、苯并(a)蒽(Ba A)、(Chr)、苯并(b)荧蒽(BbF)、苯并(k)荧蒽(BkF)、苯并(a)芘(BaP)、茚(1,2,3cd)并芘(I nP)、二苯并(ah)蒽(DbA)和苯并(ghi)苝(Bghi P).实验所用全部玻璃仪器均用洗涤剂在自来水中浸泡并超声清洗,然后依次用自来水、去离子水彻底冲洗干净,再用丙酮淋洗,最后在马弗炉中400 下烘烧5h,自然冷却后备用.样品前处理所用仪器包括超声波清洗器、漩涡混合器、高纯水仪、20孔固相萃取装置及固相萃取柱(V arian公司);分析仪器为There m o F i n n i g n公司生产气相色谱 质谱联用(GC M S)(Trace GC/DSQ),配有石英毛细管柱(DM 5M S,30m 0.25mm 0.25mm).2.2.2 样品处理 剪取一定量气溶胶样品,放入锥形瓶中,加入代用标准和萃取溶剂,密封,进行超声萃取,每次30m in.用20mL C6H14与C H2C l2分别萃取2、3次,以分别提取非极性和弱极性以及中等极性/极性组分.5次萃取液合并,旋转蒸发浓缩至3mL左右,进一步用高纯N2浓缩至近干.将其中的有机酸衍生化之后,混合溶液用正己烷萃取3次,合并萃取液后浓缩至约1mL,然后用固相萃取柱进行净化和分离,得到多环芳烃组分.2.2.3 仪器分析条件 使用Finnigan GC T race型GC/M S联用仪进行有机分析.升温程序为:初温50 ,保持2m i n,然后以10 m i n-1、升至280 后保持10m i n,进样口温度为250 ,检测器温度250 ;进样量都为1 L,不分流进样;载气为高纯H e气(99.999%).采用全扫描模式对化合物进行定性,扫描质量范围100~650a mu.在GC/M S全扫描基础上,结合谱图库检索与标准物质保留时间对目标化合物进行定性;然后采用选择离子模式(SI M),根据标准物质的工作曲线进行定量(外标法).2.2.4 质量控制与保证 根据文献中报道的气溶胶中PAH s的大致含量,以标准储备液为基础,配置5种不同浓度系列的标准工作液,在选择优化的实验条件下,进行GC/M S分析,以峰面积响应值与组分浓度绘制标准曲线.结果表明,各组分峰面积与浓度值呈良好线性关系,绝大多数组分相关系数大于0.999,满足后续定量分析要求.为了监控超声萃取、衍生化以及分离净化等环节可能带来的污染,在分析气溶胶样品前,本研究进行了全程空白实验、溶剂空白实验以及加标回收率实验.以蒽 d10为P AH s代用内标物,在实验开始时滴加到滤膜上.结果表明,全程空白实验以及溶剂空白实验中,没有目标组分出现.加标回收率实验表明,该方法中目标组分回收率都在70%~130%之间,满足美国EPA方法的要求.3 结果(R esu lts)3.1 P AH s的浓度水平与季节变化特征本研究中16种美国EP A优控PAH s都能够定13647期段凤魁等:北京PM 2.5中多环芳烃的污染特征及来源研究量检出(表1、图1).多环芳烃总浓度( PAH s)变化范围是1.02~776.4ng m -3,年均值为139.59ng m -3. PAH s 呈明显的季节变化特征,冬季最高,271.05ng m -3;其次是春、秋两季,分别为42.46、36.76ng m -3;夏季最低,26.10ng m -3.这种浓度的季节变化可能是几个因素造成的:主要排放源的变化、气象条件如光照、温度(R ichard et al .,1988)等的影响都会导致颗粒物中PAH s 可能发生化学变化.这些因素既可以是其中某一个起主要作用,又可以是几个协同起作用.当主要污染源发生变化时,一般认为源排放是主导因素.北京地区冬季与其他3个非采暖季节相比,最显著的特点是因供暖而导致的燃煤排放的增加. PAH s 冬/夏天质量浓度比值变化范围是2.4~44.1,与香港交通区PAH s 冬/夏比值接近(1~48),而远远高于其他城市两个季节PAH s 的浓度比值(成玉等,1997).尽管比值范围接近,但北京市气溶胶中PAH s 质量浓度水平却远远超过香港气溶胶浓度水平.根据Guo 等(2003)的研究结果,香港冬季PAH s 总浓度为27 93ng m -3,约是北京市浓度的1/10,与北京市夏季浓图1 2003年9月至2004年7月北京市PM 2.5中不同月份多环芳烃质量浓度水平与分布Fi g .1 The d i stri bu tion and con centrati on of PAH s i n P M 2.5fro m Sep .2003to J u.l 2004,Beiji ng1365环 境 科 学 学 报29卷度接近.与美国H ouston工业区相比(Fraser et a l., 2002),北京市PAH s浓度年均值约是其PAH s浓度(2.5ng m-3)的50倍,冬季则是其100倍.从单个PAH s冬/夏比值来看,最大的是An(44 1),其次是F l u、Pry、Ba A,分别为25.0、24.9、24 7.研究表明这几种化合物一般来自于化石燃料燃烧过程.强致癌物质BaP冬/夏比值为16.4,说明燃煤是北京市大气中BaP的一个重要污染来源.表1 不同季节16种PAH s的质量浓度Tab l e1 Th e con cen trati ons of16P AH s i n the fou r seas on s ng m-3组分春季夏季秋季冬季年均值极小值极大值N a0.110.080.170.190.16nd1.23A ce0.030.010.040.190.10nd1.19A cy0.080.010.010.020.03nd1.19Fl0.200.040.150.840.44nd3.29Ph 2.000.601.2614.197.050.0256.37An0.600.050.15 2.111.15nd9.20Flu 4.671.582.6739.4918.890.05114.74Pyr 3.821.452.5435.8417.060.05110.92Ba A 3.351.002.5724.9612.430.0775.37Chr 5.482.254.9431.8316.600.0687.43BbF 5.444.285.2030.5215.980.1195.01BkF 4.503.274.5021.8212.060.1463.52BaP 3.031.373.0622.4311.500.0867.54InP 4.244.364.2717.499.590.1484.05DBA 1.550.690.8113.436.520.0261.80Bgh i P 5.995.075.4422.9914.060.1972.80PA H s42.4626.1036.76271.05139.591.02776.40注:nd为低于检出限.16种PAH s中,BaP浓度变化范围1.37~22.43 ng m-3,年均值11.50ng m-3,已经超过GB3095 1996规定的10ng m-3限定值(占全年27%),远远超过世界卫生组织推荐的1ng m-3(占全年84%),超过香港、美国、意大利等等国家和地区浓度水平(Fraser et al.,2002;Guo et al.,2003;Lee et a l., 2001).研究表明,广州、天津、北京等大、中城市的BaP污染水平相近,高于香港城区浓度水平(Guo et al.,2003;Lee et al.,2001),且多数超过GB3095 1996规定标准的2~3倍.其中北京市1996年(黄翠玲等,2001;黄业茹等,2001)BaP浓度约为65ng m-3,而1997年的水平则低了约1/3.这可能和1997年的数据是4个地区的平均值有关(曾凡刚等,2001;2002).石景山区是北京市的老工业区,其污染水平仍较高.本研究中清华园BaP浓度低于文献中其它城区的浓度而接近GB3095-1996规定的BaP标准.这是因为测量点在校园区,车辆或者是工业、商业活动要比市中心相对要少,由此可见同一城市的不同功能区,P AH s污染物水平的差异也很大.与国外城市相比,我国城市的P AH s污染浓度水平要高得多.例如汉城1.17ng m-3和曼谷0.98 ng m-3(Pant h er et al.,1999;K i m et al.,2000),休斯顿0.02~0.87ng m-3(Fraser et al.,2002)等.全年平均而言,不同环数PAH s浓度存在较大差异,分别为(0.15 0.18)ng m-3(2环)、(8.61 7.30)ng m-3(3环)、(63.50 50.11)ng m-3 (4环)、(44.57 53.17)ng m-3(5环)、(21.62 18.34)ng m-3(6环);由此所占P AH s总浓度的百分比由大到小顺序依次是4环(49.74%)>5环(26.04%)>6环(17.04%)>3环(7.05%)>2环(0.13%).不同环数PAH s分布呈明显季节变化特征:冬季以4环PAH s为主,燃煤特征明显;夏季以5环、6环PAH s为主,汽车尾气特征明显;冬季4环P AH s所占比例最大(48.7%),其次为5环(32 5%)和6环P AH s(14.9%);夏季5环、6环P AH s所占比例最高(36.5%),其次为4环PAH s (24 1%).2、3环PAH s由于分子量低,夏季高温、日照强的条件下容易挥发或分解,因而浓度低于其它季节;同时与4~6环PAH s相比,全年浓度都处于较低的水平(见图2).13667期段凤魁等:北京PM 2.5中多环芳烃的污染特征及来源研究图2 全年平均不同环数多环芳烃质量百分比F i g .2 The percentages of d ifferent ri ng PA H s bas ed on annu al average concentrati on s3.2 PAH s 与气象因素的关系对于一般大气污染物,气象因素如风速(风向)、气温、相对湿度、气压、日照强度、日照时数、云量以及混合层高度等的影响表现在污染物扩散和二次污染物的形成两个方面.对多环芳烃而言,气象因素如光照、高温等还可能导致低环PAH s 的挥发或分解.R ichard 等(1988)研究了相对湿度对PAH s 浓度的影响,认为PAH 在相对湿度较高时分解较快.最近的研究表明PAH s 的分解是受到光解作用,氧化作用以及OH 基团的进攻,而最后一个因素尤为重要.在湿度较大的情况下,颗粒物周围包裹着一层水层,容易接受OH 等活性物质,从而导致PAH s 的分解.本研究中多环芳烃与相对湿度的关系如图3所示.采暖期与非采暖期二者的相关性略有不同.采暖期PAH s 与相对湿度呈弱的正相关性,而非采暖期呈负相关性.反映了不同季节影响P AH s 存在的因素是多方面的,如采暖期污染源排放的增加、低的环境温度等.降水对大气颗粒物的主要贡献是其将颗粒物从大气中去除的过程.它对大气颗粒物的去除主要是通过雨除和冲刷两种机制.例如10月11日的一次较大的降水直接导致PAH s 浓度明显偏低(14.4ng m-3),约为前后浓度(平均81.5ng m -3)的1/5.温度对多环芳烃的影响表现在较高的温度将促进PAH s 的分解反应,在中国南方城市尤其明显.如祁士华等(2000)对珠三角地区主要城市的PAH s 浓度特征的研究中证实了这一点.南方城市夏季高温、强烈的太阳辐射等都是促进PAH s 分解的主要因素.本研究中,温度对多环芳烃的影响也比较明显,二者呈较强的负相关,相关系数R 2为0.52.如图3所示,随着温度的升高,PAH s 浓度逐渐下降.冬季二者相关性略差,R 2仅为0.3,说明一方面,采暖期燃煤排放的增加导致P AH s 浓度相应升高,同时,采暖期较低的环境温度减缓了PAH s 的分解,使得温度相对于源排放的增加而言是次要影响因素.风速对P AH s 浓度的影响主要在于稀释作用,较低的风速容易造成污染物的积累,静风条件下污染物浓度最高.本研究中PAH s 总浓度与风速呈弱的负相关性,如图3所示.将采样时间段内风速按照四舍五入的原则分为4个级别:1、2、3m s -1以及大于等于4m s -14个等级,并以此为标准将P AH s 总浓度以及单个PAH 分为4类,计算各风速级别下的平均值,计算结果表明,风速级别较大则污染物的浓度水平较低.这说明大气的水平混合对其有较明显的稀释作用.如上述4个风速级别下P AH s 总浓度分别为109.39ng m -3、62.14ng m -3、47.67ng m -3和14 40ng m -3.可以看出风速级别越大,则浓度降低得越快.1367环 境 科 学 学 报29卷图3 多环芳烃总浓度与气象条件的关系Fig .3 C orrelati on bet w een the t otal concen trati on of P AH s and m eteorological cond iti ons3.3 PAH s 的来源分析PAH s 来源复杂,可以分为两大类:自然源与人为源.自然源如森林大火、草原大火、火山爆发等过程.人为源包括机动车、飞机等流动源的燃油排放、工业和民用的燃煤排放以及垃圾焚烧.此外,还可能来自有机质的热降解过程.气溶胶中PAH s 大部分来自人类生产或生活活动过程中的化石燃料或有机燃料的不完全燃烧.我国是燃煤大国,煤炭占能源消耗的3/4.北方城市中民用煤炉仍然是主要取暖方式之一.近期研究表明(Chen et al .,2005),民用煤炉排放的废气中,致癌性多环芳烃浓度可达103g m -3.与其他煤型相比,含沥青质煤以民用煤炉方式燃烧PAH s 排放量最高,210.6m g kg -1.同时,机动车尾气排放是多环芳烃重要污染源之一.我国机动车保有量增长迅速,目前北京市机动车保有量已经超过300万辆.可以预见随着我国能源结构的改善和经济的进一步发展,机动车尾气排放的贡献将占有越来越大的比重.PAH s 的源解析方法很多,目前应用最多的是受体模型法.受体模型法分为定性/半定量法和定量法.前者包括比值法、轮廓图法、特征化合物法;后者包括化学质量平衡法、因子分析和多重线性回归法.这几种方法各有优缺点,在实际研究中常常几种并用相互作为补充.比值法与因子分析法方法比较简单因而应用广泛.本研究中采用这两种方法对北京市气溶胶中多环芳烃进行来源识别与定量解析.3.3.1 特征化合物比值法 气溶胶中PAH s 的环数分布、浓度水平、特征化合物的存在与否以及其比值大小等都可以用来识别不同排放源.研究发现,汽油发动机尾气中富含苯并(ghi)芘和晕苯(M i g ue l et a l .,1998),而柴油发动机尾气则以荧蒽(Flu)、芘(Pyr)和(Chr)为特征.Flu 、Py r 、Ant 、Phe 一起被发现是木柴燃烧的指示物,B a A 则是燃煤排放的示踪化合物(Kha lili et al .,1995).应用这些化合物的比值可以判别北京市气溶胶中多环芳烃的来源.特征比值法则是由于燃料的种类和燃烧条件的不同情况下,生成的PAH s 组成和相对量都有不同程度的差别,根据其比值高低识别污染源.该方法较简单,应用较多,但仅能做定性识别.同时,由13687期段凤魁等:北京PM2.5中多环芳烃的污染特征及来源研究于大多数比值项中都有BaP,而Ba P是一种反应活性较强的PAH s,会给污染源的判断带来一些不确定性(孙韧等,1997).常用的特征比值包括Ph/An、B a P/Bghi P、B a A/Chr、I nP/(Bghi P+InP)、Ba P/(BaP +Chr)及Phe/(Phe+Ant)等等.本研究中P AH s的各种特征比值如表2所示.表2 不同地区及污染源PAH s特征比值比较Tab l e2 The characteristi c para m eters of d ifferent areas and sou rces研究出处研究地区Ph/An BaP/Bgh i P B a A/ChrInP/(Bgh i P+I nP)BaP/(B aP+Chr)Ph/(Ph+An)本研究北京居民/城区11.940.590.570.460.390.88S i m ci k et a l.,1999Ch icago/LakeM ic h igan,美国7.600.840.66---L ee et a l.,2001Jersey C it y,美国16.800.330.380.560.290.94 Guo et a l.,2003香港交通区3.130.480.380.630.510.76香港工业区2.600.680.220.630.510.72 Fras er et a l.,2002H ouston工业区,美国3.000.370.460.470.420.75 Venk atara m an et a l.,1994Los Angel es隧道,美国-0.260.460.660.65-C ari cch i a et a l.,1999Nap les城区,意大利5.500.240.390.340.470.85源排放(Ch en et al.,2005;Khalili et a l.,1995)燃煤3,3~70.20.9~6.6 1.0~1.2--0.76机动车0.3~0.780.63--0.50道路扬尘2.7-----汽油尾气80.3~0.40.63~1.200.180.49-柴油尾气3.4~80.46~0.810.17~0.360.300.730.65木柴燃烧7.6~8.8,3-0.930.21--Ph/An或Ph/(Ph+An)比值常被用来指示燃烧源排放.Kha lili等(1995)的研究表明Ph/(Ph+ An)比值为0.5、0.65、0.76分别表示汽油尾气、柴油尾气及燃煤的贡献,本研究中此特征值为0.88 (表2),反映出冬季燃煤的贡献.本研究中Ph/An 高达11.94,接近于美国Jersey城区数值(Lee et al.,2004).中科院广州地球化学研究所的近期研究成果表明(Chen et al.,2005),民用燃煤炉燃烧含沥青质煤能排放出大量PAH s,其排放因子高达210.6m g kg-1.计算表明,他们研究中使用的5种煤型Ph/An比值范围为3~70.2.可以判断,燃煤排放是北京市尤其是冬季气溶胶P AH s的一个主要来源.BaP/Bgh i P比值常被用来表征燃油排放.与表2中机动车(包括汽油车、柴油车)BaP/Bgh i P值相比,本研究中0.59在0.30~0.78范围内,说明了机动车是P AH s的重要来源.Ba A/Chr比值0.57介于汽油车尾气与柴油车尾气排放比值之间,同样说明了这两种燃油型机动车的贡献.3.3.2 主成分分析法 除了上述特征比值法定性判断多环芳烃来源外,主成分分析法(Princ i p le co m ponen ts ana lysis,简称PCA)也是目前应用较多的一种来源识别方法(S i m c i k et al.,1999;H arrison et al.,1996).该方法是定性识别主要污染源类型的多元统计分析方法.其基本原理是将污染源看作若干个待求的因子,建立起污染源因子与污染物浓度数据之间的数学模型,再由该数学模型推导出两者之间应满足的关系式.解算得关系式后,需要对关系式系数矩阵即因子负载矩阵进行判断,从而判断出某区域主要污染源的类型及其方差贡献率.本方法基本思想是把实测的多指标即多维向量用少数几个潜在的指标的线性组合来表示.对于大气污染物而言,通常是几种污染物来自同一污染源和多个污染源的叠加,并受到气象条件和地面粗糙度以及其它未知因素等的影响.这些因素可能就是实测数据中未能体现出来的起主导作用的潜在因子,准确找出这些潜在因子,并给予正确的分析和合理的解释.PCA有两种类型:Q 型和R 型,本研究中采用后者.假设有N个样品,每个样品测得P个变量即化学组分浓度,它们之间有相关关系.R 型主成分分析的计算步骤如下:计算样品相关矩阵; 用Jacobi法求相关矩阵R的特征值和特征向量; 求主因子个数M; 求主因子的因子负载矩阵A; 对规格化的因子负载矩阵A进行方差最大正交旋转; 计算各主因子1369环 境 科 学 学 报29卷得分.本研究中以采集的65个P M2.5样品为样本,每个样品16种多环芳烃,即16个变量.主成分分析的结果如表3所示.可以看出,主因子1主要是与3、4环PAH s有很强的相关性.这些化合物一般产生于化石燃料的燃烧.PYR可以视为灰化和焚烧源的指纹性化合物,这些低环的PAH s在该因子上的高负载符合煤焦炉排放的特点.Chr、B a P和BbF负载也较高,这些化合物可能也与高温燃烧源有关,所以该因子可以代表燃煤源.表3 气溶胶中多还芳烃的PCA分析结果T ab l e3 The PCA res u lt f or P AH sources变量主因子1主因子2主因子3N a0.120.190.72A ce0.280.300.88A cy0.01-0.120.87Fl0.890.290.10Ph0.800.490.20An0.750.410.42Flu0.760.610.10Pyr0.790.560.10Ba A0.770.590.12Chr0.670.730.06BbF0.680.910.00BkF0.440.85-0.04BaP0.720.640.11InP-0.050.940.00DBA0.300.84-0.03Bgh i P0.180.91-0.11方差贡献率66.66%14.39%6.88%主因子2可能与机动车排放有关,表现在与交通排放有关的5、6环化合物如DbA、I nP在此主因子上有较高负载系数.Na、Ace、A cy等低环化合物在主因子3有较高的负载,这几种低环数多环芳烃一般与汽油的挥发有关.主因子1、2、3解释总方差的85.7%,说明已经基本包括了主要污染源的信息.需要指出的是,无论是特征比值法还是PCA 法,都只能定性地判别主要污染来源.若要定量化,尚需在定性识别的基础上,运用其它模型如C M B,根据污染源排放清单,进一步解析出每一类污染源的贡献率.4 结论(Conc l u si o ns)1)PAH s不同月份环数分布特征明显.冬季以4环PAH s为主,燃煤特征明显;夏季以5环、6环P AH s为主,汽车尾气特征明显.全年平均不同环数P AH s所占总浓度的比例由大到小:4环>5环>6环>3环>2环,显示燃煤、机动车是两类主要排放源;冬季4环PAH s所占比例最大(48.7%),其次为5环(32.5%)和6环PAH s(14.9%);夏季5环、6环PAH s所占比例最高(36.%),其次为4环P AH s(24.1%).2)PAH s总浓度年均值139.59ng m-3,变化范围1.2~776.4ng m-3.冬季浓度最高271.05 ng m-3,夏季最低26.10ng m-3,反映了主要源排放(燃煤)变化与气象条件的共同影响.BaP质量浓度年均值11.38ng m-3,变化范围0.13~67.54 ng m-3;BaP高浓度值出现在冬季采暖期(平均22 43ng m-3),表明燃煤排放是其主要来源;夏季最低,1.37ng m-3;春、秋两季浓度持平(3.10 ng m-3);BaP质量浓度超过GB3095 1996标准(10 ng m-3)的占全年27%;超过WHO推荐标准(1 ng m-3)的占全年84%.3)与源排放特征化合物比值比较,说明燃煤、汽油、柴油机动车排放是北京气溶胶中PAH s主要来源;应用主成分分析法,识别出燃煤、机动车和油类挥发是多环芳烃3类主要污染源,能够解释总方差的88%.参考文献(R eferences):Caricch i a A M,Ch i avari n i S,Pezza M.1999.Pol ycyclic aro m atic hydrocarbons i n t he urban at m ospheri c particu l atem atter i n t he cit y of N ap l es(Ital y)[J].A t m os Environ,33(23):3731 3738Chen Y J,Sheng G Y,B i X H,et al.2005.Em issi on fact ors for carbonaceou s particl es and po l ycyclic aro m atic hydrocarbon s fro m resi d enti al coal co mbu stion i n Ch i na[J].E nviron Sci Techn o,l39: 1861 1867成玉,盛国英,闵育顺,等.1997.香港气溶胶烃类物质组成、分布及来源初探[J].地球化学,16:45 53Cheng Y,Sh eng G Y,M i n Y S,et a l.1997.C o m pos iti on,d i stri bu tion and s ou rces of hyd rocarbons i n aerosols fro m H ong Kong[J].Geoch i m ica,16:45 53(i n C hinese)成玉,盛国英,闵育顺,等.1999.珠江三角洲气溶胶中正构烷烃分布规律、来源及其时空变化[J].环境科学学报,19(1):96 100 Cheng Y,Sh eng G Y,M i n Y S,et a l.1999.D istri buti on s and s ources of n al kanes i n aeros ols fro m the p earl ri ver d el ta and t heir changes w it h s eason s and fun cti on zones[J].A cta Sci en ti ae C ircum stanti ae, 19(1):96 100(i n Ch i nese)崔文恒,姚渭溪,徐晓白.1993.燃煤污染源多环芳烃的排放规律及其分布特征[J].环境科学学报,13:317 324Cu iW H,YaoW X,Xu X B.1993.Em issi on regu l arit y and d i stri bu tion characteristi cs of polycyclic aromati c hyd rocarbons fro m coal13707期段凤魁等:北京PM2.5中多环芳烃的污染特征及来源研究co mbu sti on s ources[J].A ct a S ci en tiae C ircum stan ti ae,13:317 324(i n Ch i nese)Fras er M P,Yue ZW,Tropp R J,e t al.2002.M ol ecu l ar co mpos i ti on of organ i c fi ne particu l atem atter in H ou st on,TX[J].A t m os Environ, 36:5751 5758Guo H,L ee S,H o K,W ang X,et a l.2003.Particl e associated pol ycyclic aro m atic hydrocarbon s i n u rban air of H ong Kong[J].A t m os E nviron,37:5307 5317H arris on R M,Sm ith D J T,Luhana L.1996.Sou rce apporti on m en t ofat m os pheric po l ycycli c aro m atic hyd rocarbons coll ected f ro m an urban l ocation i n B i r m i ngha m,UK[J].Environ Sci Techno,l30(3): 825 832黄翠玲,徐文菁,赵国栋,等.2001.北京市大气颗粒物中多环芳烃的组成[J].环境科学,22:16 20Hu ang C L,Xu W J,Zhao G D,et a l.2001.Th e Co m position of PAH si n F l y Ash i n Beiji ng[J].Ch i nes e Jou rnal ofEn vi ro m ental Science,22:16 20(i n C hinese)黄业茹,狄一安,施钧慧,等.2001.北京、东京、筑波大气中有机污染物组成研究[J].环境科学研究,14:4 8Hu ang Y R,D iY A,Sh i JH,et a l.2001.PAH s and nor m al al k anes i n urb an air of Beiji ng,Tokyo and T s ukuba[J].Res earch ofE nvironm ental S ci ences,14:4 8(i n Ch i nese)Khalili N R,Scheff P A,H ol se T.1995.P AH source fi ngerp ri nts f or coke ovens,d i es el and gasoli n e engi n es,h i ghw ay tunnels and w ood co mbu sti on e m issions[J].A t m os E nviron,29(4):533 542K i m O N,Reu tergardh L,Dung B,et a l.2000.Po l ycycli c aromati c hyd rocarbons in t h e airborne parti cu late m atter at a locati on40km north of Bangkok,Thail and[J].A t m os Env i ron,34:4557 4563 L ee JH,G i gliottiC L,Offenberg J H,et a l.2004.Sou rces of pol ycycli c aro m atic hydrocarbons to the H udson R i ver A irshed[J].A t m osE nviron,38(35):5971 5981L ee S C,H o K F,Ch an L Y.2001.Polycyclic aromati c hydrocarbon s (PAH s)and carbony l co m pounds i n urban at m os phere ofH ong Kong [J].A t m os Environ,35:5949 5960M i gu el A H,K irch stett er T W,H arley R A,et al.1998.On roade m is s i on s of p articu l ate pol ycycli c aro m atic hydrocarbons and blackcarbon fro m gasoli ne and diesel vehicl es[J].En vi ron Sci T echno,l 32(4):450 455Panther B C,H ooper M A,Tapper N J.1999.A co m parison of a i r partic u lat e m atter and ass ociated pol ycyclic aro m atic hydrocarbon s i n so m e trop i cal and te m perate urban environm en t s[J].A t m os Environ, 33:4087 4099彭林,陈名,张春梅.2000.兰州市大气飘尘中多环芳烃分布及来源判识[J].太原理工大学学报,31:126 128Peng L,C hen M,Zh ang C M.2000.Id entif yi ng the d i stri bu tion and po ll uti on sources of PAH i n airborn partic u lat i n Lanzhou[J].J ournal of Taiyuan Un ivers i ty of T echnology,31:126 128(i n Ch i nese)祁士华,王新明,傅家谟,等.2000.珠江三角洲经济区主要城市不同功能区大气气溶胶中优控多环芳烃污染评价[J].地球化学,29: 337 342Q iS H,W ang X M,Fu J M,e t a l.2000.Eval uation on poll u tion of p ri orit y polycyclic aro m ati c hydrocarbons i n aeros o l s at d ifferent fun cti on areas of m ai n citi es i n Pearl R i ver Delt a econo m ic region [J].Geoch i m i ca,29:337 342(i n C hinese)R i chard M.K a m ens Z,Gu o J,et a l.1988.I n fluence of hu m i d it y, s un li ght,and te m perat u re on the dayti m e decay of pol yaro m atic hydrocarbons on at m ospheric s oot particl es[J].Environ S ciTechno,l 22(1):103 108S i m ci k M F,E i sen reich S J,L i oy P J.1999.Sou rce apportionm ent and s ource/si nk relati ons h i p s of PAH s i n t h e coastal at mosph ere of Ch icago and Lake M ich i gan[J].A t m os E nviron,33:5071 5079孙韧,朱坦,白志鹏.1997.大气颗粒物上多环芳烃的识别和源解析的进展[J].城市环境与城市生态,10:27 31Sun R,Zhu T,B aiZ P.1997.Sou rce apporti on m en t and i ndentification of pol ycycli c aro m atic hydrocarbons on airborn particu l ate[J].U r b an Environm en t&U rban Eco l ogy,10:27 31(i n Ch i n ese)V enkat ara m an K,Fried l ander M.1994.S iz e d istri buti on s of pol ycyclic arom ati c hyd rocarbons and el e m en tal carbon 2.Amb ient m easure m en t and effects of at m os pheri c processes[J].En vi ron S ci& Tec hno,l28:563 572余学春,贺克斌,马永亮,等.2004.北京市P M2.5水溶性有机物污染特征[J].中国环境科学,24:53 57Y u X C,H e K B,M a Y L,e t a l.2004.Poll uti on character of P M2.5 w ater s o l ub l e organ ic co m pounds i n Beiji ng C ity[J].Ch i n a Environm en tal Sci en ce,24:53 57(i n Ch i n ese)曾凡刚,王玮,吴燕红,等.2001.北京前门、天坛、定陵地区大气中多环芳烃研究[J].中央民族大学学报,10:162 166Zeng F G,W ang W,W u Y H,et a l.2001.The research on PAH s i n the at m osphere:i n B eiji ng Q ianm en,T i antan,Di ng li ng D i strict[J].J ournal of the C entralU nivers it y For Nati onaliti es(Natural S cience Ed ition),10:162 166(i n C h i nese)曾凡刚,王关玉,田健,等.2002.北京市部分地区大气气溶胶中多环芳烃污染特征及染源探讨[J].环境科学学报,22:284 288 Zeng F G,W ang G Y,T ian J,e ta l.2002.Poll u tion characteristi cs and s ource apportionm ent ofPAH s i n at m ospheric aerosols of so m e regions in B eiji ng[J].Act a Scienti ae C i rcum stanti ae,22:284 288(i n Ch i nese)1371。
大港地区大气颗粒物中多环芳烃分布及污染源识别的研究
大港地区大气颗粒物中多环芳烃分布及污染源识别的研究朱坦;孙韧;张林;江理明
【期刊名称】《中国环境科学》
【年(卷),期】1998(018)004
【摘要】多环芳烃(PAHs)是一类对人体危害较大的有机污染物.目前对大气环境中PAHs来源识别技术还处于探索与发展阶段.为了解天津大港油田地区大气环境中PAHs污染状况与来源,对天津市大港地区大气颗粒物中10种PAHs分布及污染源开展了调查.结果表明:大港地区10种PAHs总浓度平均为169ng/m3,比市区对照点的465ng/m3低63.7%,其中苯并(a)芘(BaP)平均浓度为 13.6 ng/m3 ,比市区对照点的41.1ng/m3低66.9%.实验结果经统计处理发现BaP浓度与其它9种PAHs浓度存在一定的相关性,相关系数均在0.60以上.利用比值法进行源识别得出:大港石化区PAHs主要来源为燃煤污染;而大港油田区PAHs主要来源为燃油污染.【总页数】4页(P289-292)
【作者】朱坦;孙韧;张林;江理明
【作者单位】南开大学环境科学系,天津,300071;南开大学环境科学系,天
津,300071;南开大学环境科学系,天津,300071;南开大学环境科学系,天津,300071【正文语种】中文
【中图分类】X1
【相关文献】
1.北京市西三环地区大气颗粒物中多环芳烃的分布特性 [J], 李峣;钱枫;何翔
2.北京西三环地区大气颗粒物中多环芳烃的分布 [J], 李峣;钱枫;何翔
3.太原市大气颗粒物中多环芳烃的分布及污染源识别的研究 [J], 彭林;染丽明
4.莱芜大气污染源排放颗粒物中多环芳烃研究 [J], 高鲁红
5.宁夏地区大气颗粒物中多环芳烃的污染分布特征研究 [J], 王慧;韩春景;韩春香因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Abstract：Mass concentrations characteristics of airborne particuIates of different sizes and mass concentration distribution of PAHs in airborne particuIates of different sizes in Beijing in two typicaI months，June and December 2000，representing non-heating and heating seasons，were investigated. Source identification and apportiontment of PAHs was processed by both ratio method and CMB receptor modeI for the inhaIabIe particuIates（PM10 ）. The resuIts show that mass concentration of particuIates in Beijing was much higher in heating season than that in non-heating season. The mass proportions of particuIates of various sizes between different seasons were different. The proportion of PM10 in totaI particuIate matters was 0.662 in heating season and 0.734 in non-heating season. PAHs were much enriched in fine particuIates. ResuIts of source apportiontment show that coaI burning and vehicIe emissions are the major sources of PAHs in PM10 . Key words：airborne particuIate；PAHs；CMB；source apportionment；ratio method
如图 1 所示，6 月 PM2.5 ，PM2.5 ~ 10 和 PM10 ~ 100 的平均 质量浓度分别约占!（TSP）的 0.426，0.307 和 0.267；12 月相应值则为 0.480，0.183 和 0.337。结果表明，北京 市细粒子 PM2.5 污染特征明显，占 !（TSP）的 0. 426 ~ 0. 480，且相对含量基本恒定，表明 PM2.5 有比较稳定的 污染来源。采暖期颗粒物质量浓度的增加，主要是由 于 PM10 ~ 100 的显著增加引起的。其原因是冬季气候干 燥，降水大量减少，裸露地增多，加上采暖期燃煤量大 量增加，使得土壤风沙、道路及城市扬尘、燃煤锅炉排 放量比非采暖期明显增大，且增加的扬尘等排放多以 粗颗粒物为主，从而引起粗颗粒物质量浓度增加幅度 较大。
环境科学研究
第 18 卷 第 2 期
Research of EnvironmentaI Sciences
VoI. 18，No. 2，2005
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
大气颗粒物中多环芳烃的污染特征及来源识别
吹脱浓缩定容至 1 mL。 1 .DB - 5 石英毛细管柱（30 m X 0.25 mm X 0.25 !m），GC - MS 分析采用 HP 6890 piuS/5973N 型色质联 用仪；电离电压为 70 eV；升温程序，初始温度 70 C 维 持 4 min，以 10 C /min 速率升温至 300 C，维持 10 min； 以氘代 、氘代苊醌、氘代 、氘代菲（Aidrich，USA）作 内标物质，采用内标法进行定量分析。实际分析中用 苯并［a］蒽、甲基菲、苯并［ghi］ 、 、荧蒽、 、芘、苯 并［b］荧蒽、苯并［k］荧蒽、茚并［1，2，3 - cd］芘、苯并
2000 年 6 月 0 . 176 0 . 129 0 . 075 0 . 734
0 . 583
2000 年 12 月 0 . 246 0 . 163 0 . 118 0 . 662
0 . 724
5.6 倍。且其在 2 个季节的含量都超过了《环境空气 质量标准》（GB3095 - 1996）中规定的可吸入颗粒物中 B［a］P 的日平均质量浓度限值 10 ng/m3 。 2 . 1 . 3 不同粒径颗粒物中!（PAHS）的分配特征
目前用于颗粒物中 PAHs 来源识别并解析的方法
收稿日期：2004 - 01 - 15 修回日期：2004 - 08 - 10 作者简介：王淑兰（1964 - ），女，吉林长春人，博士后 .
主要有 比 值 法、轮 廓 图 法、特 征 化 合 物 法、多 元 统 计 法［2］和化学质量平衡模型（CMB）解析法等。笔者采用 相关的源谱数据，结合 2000 年环境监测数据，在充分 分析 PAHs 污染特征的基础上，分别利用比值法和化 学质量平 衡 模 型 识 别 和 解 析 了 北 京 市 大 气 颗 粒 物 中
中图分类号：X513
文献标识码：A
文章编号：1001 - 692（9 2005）02 - 0019 - 04
Pollution Characterization and Source ldentification and Apportionment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons（PAHs）in Airborne Particulates
20
环境科学研究
第 18 卷
品 11 和 15 个。 1.2 样品前处理
于 100 !m 的粒子）进行分析讨论。图 1 为 2 次监测期 间不同粒径区间颗粒物质量浓度的分布特征。
收集的样品用二次精馏的二氯甲烷，在索氏抽提 器中抽提 18 h。提取液经无水硫酸钠干燥，以 K - D 浓缩器浓缩后，过硅胶层析柱进行净化，再经高纯氮气
（Aidrich，USA）和氘代芘（Aidrich，USA）为回收率内标， 测得加标回收率为 79.75% ~ 114.62% 。
2 结果与讨论
图 1 颗粒物质量浓度的分布特征 Fig. 1 DiStribution characteriSticS of particie
maSS concentration
PAHs 的主要来源。
1 实验方法
1.1 采样 采样地点位于北京市联合大学化工学院内；观测
时间分别在非采暖期（2000 - 06 - 23—07 - 07）和采暖 期（2000 - 12 - 16—26）2 个 典 型 季 节；采 样 仪 器 为 Anderson 撞击式多级采样仪，采样器流量为 100 L/min。 观测期间用石英滤膜分别对 TSP（空气动力学直径小 于 100 !m 的粒子），PM1（0 空气动力学直径小于 10 !m 的粒子），PM2.（5 空气动力学直径小于2 . 5 !m 的粒子） 进行连续采样，在采暖期和非采暖期分别获得有效样
WANG Shu-Ian1，2 ，CHAI Fa-he2 ，ZHANG Yuan-hang1 ，ZHANG Yuan-xun1 ，WANG Wei2
（1 . CoIIege of EnvironmentaI Sciences，Peking University，Beijing 100871，China； 2 . Chinese Research Academy of EnvironmentaI Sciences，Beijing 100012，China）
王淑兰1，2 ，柴发合2 ，张远航1 ，张元勋1 ，王 玮2
（1 . 北京大学 环境学院，北京 100871；2 . 中国环境科学研究院，北京 100012）
摘要：研究了北京市 2000 年采暖期和非采暖期 2 个典型代表月（6 月和 12 月）不同粒径颗粒物的质量浓度特征以及不同粒径颗粒物中!（PAHs）分布 特征，并同时利用比值法和化学质量平衡（CMB）受体模型对可吸入颗粒物（PM10 ）中 PAHs 的来源进行识别和解析。研究结果表明：北京市采暖期
表 1 TSP，PM10 和 PM2.5 的日均质量浓度 Tabie 1 Daiiy annuai maSS concentration of TSP，PM10 and PM2.5
监测时间 !（TSP）/ !（PM10 ）/ !（PM2.5 ）/ !（PM10 ）/ !（PM2.5 ）/ （mg·m - 3 ）（mg·m - 3 ）（mg·m - 3 ）!（TSP） !（PM10 ）
2 . 1 颗粒物及 PAHS 的污染特征分析 2.1.1 颗粒物的质量浓度特征
在联合大学化工学院内，2 次监测期间 3 种粒径颗 粒物（TSP，PM10 和 PM2.5 ）的日均质量浓度列于表 1。如 表 1 所示，6 月 TSP，PM10 和 PM2.5 的日均质量浓度分别为 0.176，0.129 和 0.075 mg/m3 ，12 月相应值分别为 0.246， 0.163，0.118 mg/m3 。结果表明，3 种粒径颗粒物的质量 浓度均是采暖期高于非采暖期。由不同颗粒物质量浓
度的比值可以看出，北京市细粒子污染比较严重。
2 . 1 . 2 颗粒物中 PAHS 的质量浓度特征 分别对 3 种颗粒物样品中 PAHS 的组成及含量进
行分析，共检测出 54 种 PAHS。表 2 列出了几种主要 的 PAHS 质量浓度和 54 种 PAHS 总质量浓度及其在不 同粒径颗粒物中所占比例。结果表明，北京市大气颗 粒物 中 的 PAHS 种 类 多，含 量 也 相 对 较 高。不 论 是 PAHS 的质量浓度还是其在不同粒径颗粒物中所占的 比例都是采暖期明显高于非采暖期。以 PM10 中苯并 ［a］芘（B［a］P）为例，12 月的日均质量浓度约是 6 月的