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多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)属于持久性有机污染物,广泛分布在环境中,是一类种类较多的有机污染物,具有较高的脂溶性和相对低的水溶性。PAHs的毒性高、流动性差,并且难以降解,对人体健康危害较大,因此在环境保护领域受到了广泛关注。
本文对天津市PM10和PM2.5中载带PAHs进行为期一年的样品采集,采用GC-MS方法分析了18种PAHs,得出18种PAHs各单体组分在时间和空间以及环数方面的分布特征,并计算对比了PAHs与PM2.5、PM10,以及四个气象因素的相关性,最后利用特征比值法、主成分分析法(PCA)以及正矩阵因子分解法(PMF),定性并定量地进行了颗粒物载带PAHs的来源解析。
分析结果表明:PM10中秋、冬、春、夏四季的日平均ρ(∑PAHs)分别为135.44μg/m3、282.32μg/m3、47.61μg/m3、19.88μg/m3,在冬季最高,而夏季最低,其分布有明显季节性变化。八个采样点中,北辰区科技园的PAHs污染水平最高,ρ(∑PAHs)为163.48 ng/m3,而天津市环境监测站的ρ(∑PAHs)最小,为88.47 ng/m3。各采样点PM10载带PAHs以中高环单体为优势组分。
PM2.5中秋、冬、春、夏四季的日平均ρ(∑PAHs)分别为97.71μg/m3、238.50μg/m3、33.63μg/m3、17.66μg/m3,在冬季最高而夏季最低,这两个季节中ρ(∑PAHs)在PM2.5中占其在PM10中的比例分别为84.5%和89.1%。东丽区环境监测站的ρ(∑PAHs)最高,为154.23 ng/m3,天津市环境监测站ρ(∑PAHs)最小,为76.24 ng/m3,两个点位日平均ρ(∑PAHs)在PM2.5中的质量浓度值占其在PM10中的比例分别为98.3%和86.2%。三个采样点PM2.5载带PAHs以中高环单体为优势组分。
对秋、冬、春、夏的PM10/PM2.5与其上载带PAHs质量浓度的相关性分析得出,PM10/PM2.5与其上载带的PAHs在秋季和冬季呈现显著相关关系,而春季和夏季则相关性较差。其中,PAHs与PM10的相关系数按大小排序为:秋季>冬季>夏季>春季,PAHs与PM2.5的相关系数按大小排序为:冬季>秋季>夏季>春季。在考查的四个气象因子中,日平均温度和10米风速与PM10/PM2.5中PAHs有显著相关性,推断此二种气象因子是影响颗粒物中PAHs浓度分布的重要气象因素。
采用特征比值法和主成分分析法对PM10/PM2.5载带PAHs进行定性和半定量来源分析,得到主要的污染来源为燃烧源和机动车尾气排放。利用正矩阵因子分解法进行定量来源解析,得到天津市八个采样点位PM10中PAHs主要来自于五种污染源:燃煤源、机动车尾气排放、二次扬尘、工业排放源,以及生物质燃烧源,其中,燃煤源和机动车尾气排放的贡献率最大。天津市三个采样点位PM2.5中PAHs主要来自于四种污染源:燃煤源、机动车尾气排放、二次扬尘、工业排放源,其中,燃煤源和机动车尾气排放的贡献率最大。