==============大气颗粒物中多环芳烃的污染特征及来源识别

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