大氣顆粒物中多環(huán)芳烴的污染特征范文

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《城市環(huán)境與城市生態(tài)雜志》2015年第四期

隨著城市規(guī)模的不斷擴大，工業(yè)生產和城市生活對城市空氣的污染也逐漸加劇，由此引起的大氣顆粒物中有害物質多環(huán)芳烴（PAHs）的增加也正嚴重影響著人們的健康，從而引起越來越廣泛的關注。由于許多PAHs對人和動物具有致癌、致畸（和）或致突變性等危害，尤其是苯并（a）芘（B（a）P）被確認為具有高度致癌性，對人類健康危害很大。多環(huán)芳烴化學性質穩(wěn)定，是城市大氣環(huán)境中廣泛存在的一類持久性毒害有機污染物。本文對阿克蘇市采暖期和非采暖期大氣顆粒物中16種PAHs進行了定量分析。了解城市大氣環(huán)境質量的當前狀況，分析大氣污染的來源，對防止城市大氣環(huán)境質量的惡化有著重要意義。

1實驗部分

1.1采樣采樣時間為2013年2月（冬季）和3月底（春季，采暖期結束后），采樣離地面高度約1.6m。每個采樣點連續(xù)采樣3d，每個地點采3組樣品。由于工作原因，冬季采樣地點只設在阿克蘇地區(qū)環(huán)保局院內，春季采樣地點見表1。采樣儀器為中流量TSP顆粒物采樣器，采樣濾膜為使用前經350℃高溫焙燒2h的玻璃纖維濾膜，采樣時間為24h。

1.2樣品預處理稱取一定量的濾膜樣品剪碎放入25mL比色管中，加入100mL萃取溶劑丙酮+二氯甲烷（1:1，V/V），用超聲提取10min，提取液通過無水硫酸鈉柱后收集于蒸餾瓶中，提取兩次合并提取液，濃縮至2mL左右，加入10mL環(huán)己烷后再濃縮至1～2mL，溶劑轉換3次。按EPA3630方法用硅膠柱凈化分離多環(huán)芳烴，淋洗液為戊烷+二氯甲烷（3:2，V/V），樣品濃縮后體積為1mL。取1μL進GC/MS分析。

1.3GC/MS分析條件島津GC/MS-QP2010Ultra色質聯(lián)用儀；Rxi-5ms毛細管色譜（30m×0.25mm×0.25μm）。色質操作條件：進樣口溫度280℃；不分流進樣；載氣流速1.0mL/min；柱溫，起始溫度55℃，保持2min，以15℃/min升至100℃后，再以6℃/min升至290℃保持6min；傳輸線溫度為290℃；EI源：230℃；sim方式定量分析。

2結果與討論

2.1實驗結果將采集到的TSP樣品進行檢測，春、冬季大氣顆粒物中多環(huán)芳烴的分析結果見表2和表3。由表2可以看出，阿克蘇市5個采樣點大氣顆粒物中多環(huán)芳烴濃度分布為市政府>環(huán)保局>紅旗坡糖廠>南工業(yè)園區(qū)>西工業(yè)園區(qū)。大氣TSP中不同環(huán)數PAHs春季呈現規(guī)律均為5環(huán)>4環(huán)>6環(huán)>3環(huán)>2環(huán)。春季6環(huán)PAHs比重高，一方面由于春季主要受汽車尾氣排放影響，6環(huán)的苯并［g,h,i］芘含量相對較高；另一方面由于16種PAHs中，3環(huán)和4環(huán)是半揮發(fā)性的，存在于氣相和顆粒物中，而5環(huán)（分子量>252）以上PAHs是難揮發(fā)的，有80%以上存在于顆粒物中，春季采樣氣溫相對較高，致使顆粒相中部分半揮發(fā)性物質向氣相轉移。由表3可以看出，冬季大氣TSP中苯并［a］芘的濃度是春季的7.65倍，冬季大氣顆粒物中PAHs對人體健康危害風險高。大氣TSP中不同環(huán)數PAHs冬季和春季分布規(guī)律不盡相同，冬季為4環(huán)>5環(huán)>6環(huán)>3環(huán)>2環(huán)。阿克蘇市大氣TSP中不同環(huán)數PAHs明顯的季節(jié)變化主要源自半揮發(fā)性4環(huán)和難揮發(fā)性5環(huán)的相對貢獻。

2.2阿克蘇市多環(huán)芳烴源解析阿克蘇地區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)中部，是南疆中心城市，近年來，該地區(qū)強力推進新型工業(yè)化進程，石油石化、鋼鐵冶煉、礦產開發(fā)、煤電能源、煤化工、鹽化工、棉紡織、農林產品深加工等支柱產業(yè)迅速崛起。另阿克蘇地區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，氣候干燥，降雨量少，具有夏季干熱和冬季干冷的氣候特點，年平均氣溫在9.9~11.5℃；采暖期為5個月，冬季時間長，鍋爐污染嚴重；再加上城市交通不夠發(fā)達，冬季嚴寒，導致汽車數量激增。這三方面的原因給環(huán)境保護帶來了不小的壓力。由于特征比值法可以定性分析一些特征污染源，特別在PAHs污染源解析上相當有用，本文亦根據一些文獻特征值（見表4）來對PAHs污染源進行定性分析［4］。名稱根據表4，本文對測定的環(huán)境空氣TSP中不同PAHs之間的比值進行分析，見表5。春季采集的樣品中苯并［a］芘/苯并［g,h,i］苝的比值基本在0.9左右，而熒蒽/芘的比值在0.7，苯并［a］蒽/屈的比值在0.7左右，說明此時的PAH主要受汽車燃燒排放影響，而燃煤污染則相對較弱；冬季采集的樣品中，苯并［a］芘/苯并［g,h,i］苝的比值大于1，而菲/蒽的比值在3.5，苯并［a］蒽/屈的比值在1.04，而熒蒽/芘的比值依然保持在1.11，這說明此時的PAHs主要來源受燃煤污染的作用。

3結論與建議

3.1結論阿克蘇市大氣顆粒物中多環(huán)芳烴春季呈現規(guī)律均為5環(huán)>4環(huán)>6環(huán)>3環(huán)>2環(huán)；冬季為4環(huán)>5環(huán)>6環(huán)>3環(huán)>2環(huán)；阿克蘇市5個采樣點大氣顆粒物中多環(huán)芳烴濃度分布為市政府>環(huán)保局>紅旗坡糖廠>南工業(yè)園區(qū)>西工業(yè)園區(qū)；春季阿克蘇市多環(huán)芳烴污染來源主要是機動車尾氣；阿克蘇市大氣顆粒物中春季6環(huán)PAHs比重高于冬季，冬季4環(huán)PAHs比重明顯高于其他季節(jié)；冬季大氣TSP中苯并［a］芘的濃度是春季的7.65倍，對人體健康危害風險高，冬季大氣TSP中PAHs與采暖帶來的大量燃煤排放有關。

3.2建議由于機動車使用量正在迅速增加，交通污染在非采暖期阿克蘇市大氣有機污染中占首要地位；城市道路基礎設施落后，主要交通干線道路車輛擁堵；受嚴寒氣候和燃料結構的影響，燃煤造成的阿克蘇市冬季PAHs污染相當嚴重。建議加快道路建設，減少機動車輛怠速狀況下廢氣排放；大力發(fā)展公共交通，延長公車運營時間，改善居民出行；增加城市綠化面積，改善空氣質量；加強汽車尾氣治理，嚴格實施國家機動車排放標準，實施機動車環(huán)保標志管理。改變能源消耗結構，增加天然氣等清潔能源使用比例，減少煤炭消耗。

作者：周凌雁 劉樹茂 單位：阿克蘇地區(qū)環(huán)境保護監(jiān)測站 阿克蘇職業(yè)技術學院