海峡西岸大气PM10中多环芳烃的分布特征

论文总字数：19074字

目 录

1 材料与方法……………………………………………………………5

1.1 研究地点……………………………………………………………………………………6

1.2 采样过程……………………………………………………………………………………6

1.2.1 采样仪器与试剂………………………………………………………………………6

1.2.2 样本采集与分析………………………………………………………………………6

1.2.3 质量控制………………………………………………………………………………7

2 结果与讨论……………………………………………………………7

2.1 PAHs的粒径分布特征 ……………………………………………………………………7

2.1.1 ∑17PAHs的分布特征 ………………………………………………………………8

2.1.2 不同环数PAHs的分布特征 …………………………………………………………8

2.2 昼夜变化特征 ……………………………………………………………………………10

2.2.1 不同粒径PAHs质量浓度的昼夜变化特征…………………………………………10

2.2.2 不同种类PAHs的昼夜变化特征……………………………………………………11

2.2.3 不同环数PAHs粒径分布的昼夜变化………………………………………………12

2.3 各组分分布特征 …………………………………………………………………………13

2.4 排放源分析 ………………………………………………………………………………14

2.5 气象要素分析 ……………………………………………………………………………15

2.5.1 温度 …………………………………………………………………………………15

2.5.2 风速 …………………………………………………………………………………15

2.5.3 风向 …………………………………………………………………………………16

2.5.4 能见度 ………………………………………………………………………………17

2.5.5 相对湿度 ……………………………………………………………………………18

3 结论 …………………………………………………………………18

参考文献 ………………………………………………………………19

致谢 ……………………………………………………………………21

台湾海峡西岸大气PM₁₀中多环芳烃的分布特征

陈雪

，China

Abstract：In order to study the distribution characteristics and influencing factors of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) of PM₁₀ in summer in Xiamen suburban, the quality of 17 PAHs samples collected in Xiamen suburban was analyzed by the ratio diagnosis method. The results showed that ∑17PAHs did not change much between daytime and night, and that ∑17PAHs of daytime was a little higher than that of night. ∑17PAHs of daytime and night both showed a bimodal distribution, but they had different peak values. The main component of PAHs in Xiamen suburban was the coarse mode particles with particle sizegt; 2.1μm, and PAHs with 2~4 rings accounted for the largest proportion. With the increase of particle size, the proportion of high-ring PAHs gradually increased. The percentage of high-ring PAHs at night was larger than that of daytime. Low-ring PAHs varied little between daytime and night, and the content of PAHs of 4~7 rings was greater than that of daytime. The main sources of PAHs in PM10 in Xiamen suburban were the consumption of gasoline and diesel. In addition, there was a small part from the emission of smelters during the day, as well as a small part from the emission of coal combustion at night. The concentration distribution of Σ17PAHs was negatively correlated with temperature and relative humidity while positively correlated with wind speed, wind direction angle and visibility.

Key words：PAHs; size distribution; diurnal variations; source apportionment

引言

PM₁₀指的是空气动力学等效直径≤10μm的颗粒物，又称为可吸入颗粒物。PM₁₀可以被吸入人体内，在呼吸系统、肺部等部位堆积，从而引发疾病^[1]。一部分可吸入颗粒物来自于污染源的直接排放，如烟囱排放和车辆尾气排放；另一部分则来源于大气中硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、挥发性有机化合物（VOCs）及其它化合物之间互相作用所形成的细小颗粒物^[2]。多环芳烃(PAHs) 是一类持久性有机污染物(POPs)，具有致癌和致突变的效应，广泛存在于大气、水、土壤中，会直接对人体健康产生危害。1976年，国际癌症研究中心（IARC）将苯并（a）芘列为第一个被发现的具有致癌活性的环境化学物质，苯并（a）芘具有较强的致癌活性，因此人们通常把苯并（a）芘作为多环芳烃致癌性的标志，其致癌性可占全部PAHs的1%~20%^[3]。PAHs能与大气中的物质发生反应生成芳烃类衍生物，如硝基多环芳烃和羟基多环芳烃，这些二次污染物对人体产生的的危害更大^[4-5]，因此对大气气溶胶中PAHs的研究是当前一项有意义的工作。

樊曙先等人（2010年）研究分析了雾过程对大气气溶胶PM₁₀中多环芳烃粒径分布的影响。张健等人（2015年）研究了厦门春季PM₁₀中PAHs的成分谱特征及其与气象要素相关性的分析。叶翠杏等人（2006）研究了厦门市不同功能区大气层结相对稳定的条件下PM₁₀中PAHs的分布特征，并对颗粒物中PAHs的主要来源进行分析。王群等人（2016）研究了郑州市PM₁₀和PM_2.5中多环芳烃(PAHs)的污染特征、来源及对健康的影响。S Sun等人（2016年）研究了南京夏季PM ₁₀以及多环芳烃（PAH）的污染程度，来源和肺癌风险。

PAHs的来源包括自然源和人为源。自然源主要包括森林大火、火山喷发、生物合成等。人为源主要有交通排放、工业排放、垃圾焚烧和填埋、食品制作过程^[6]，以及交通过程产生的沥青颗粒以及道路扬尘^[7]。自然界中PAHs存在生物降解、水解、光化反应等汇，使得环境中的PAHs含量存在动态平衡且始终保持较低水平。但近些年来随着人类活动的加剧，PAHs的动态平衡遭到破坏，使得环境中PAHs的含量持续增加^[8]。干沉降和湿沉降是去除空气中PAHs的主要过程，并且湿沉降对PAHs的去除能力比干沉降大得多，对PAHs的清除率达50%以上^[9]。

厦门市风景优美，气候温和，是重要的旅游城市。旅游业带动了厦门市的经济发展，同时也对环境造成了一定的污染。为了能在发展经济的同时保证当地居民的居住和生活环境，研究厦门市大气PM₁₀中PAHs的分布特征、污染来源以及影响因素是非常有必要的。本文拟通过分析PM₁₀中多环芳烃的粒径分布特征、昼夜变化特征以及分组分布特征，探究厦门市郊区春季多环芳烃分布特征的影响因素，了解气象要素和人为因素对多环芳烃分布特征的影响，为城市大气污染治理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究地点

厦门市在东经118°04'04"，北纬24°26'46"附近，位于中国东南沿海，是中国重要的经济特区，东南沿海重要的中心城市、港口城市及旅游城市。厦门市处于亚热带季风区，受到亚热带季风气候的影响，全年温暖湿润，年平均气温约为21℃，主导风向为东北风。此次采样地点位于厦门市郊区——大嶝岛。大嶝岛（24.33°N，118.22°E）位于厦门市东部海面，面积约为13平方公里，常住居民约有2万人，是厦门最大的卫星岛，以旅游业带动岛内经济发展。大嶝岛的植被覆盖率达90%以上，水质量和空气质量均达到国家环境一级标准，被称为“天然氧吧”。岛上交通污染源较少，有一座35KV的变电站，除此之外没有任何工厂，冶炼厂，即没有工业生产排放源。

1.2 采样过程

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