德州、北京重污染过程PM2.5中PAHs污染特征及来源分析

为探讨华北地区秋冬季重污染过程PM2.5(细颗粒物)中PAHs(多环芳烃)的污染水平、分布特征及来源,分别采集2018年11月17日—2019年1月19日德州市和北京市PM2.5样品,利用气相色谱-质谱法测量两个站点6次重污染过程中26种PAHs浓度水平,分析PAHs污染特征、分子组成分布及其来源,并利用毒性当量因子估算了PAHs毒性.结果表明:①6次重污染过程中,德州站点∑26 PAHs浓度为62~191 ng/m^3,北京站点为61~129 ng/m^3.②单位质量PM2.5中PAHs的浓度北京站点更高.③两个站点PAHs分子组成分布较为一致,萘、蒽、芴等低分子量的PAHs浓度较低,高分子量PAHs浓度较高,浓度最高的分别为苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘、苯并[a]蒽和甲基荧蒽等.④特征比值结果显示,PAHs来源包括柴油车尾气、燃煤和生物质燃烧,德州站点受生物质燃烧影响更为显著.⑤毒性当量计算结果表明,德州站点毒性当量浓度(TEQ)高于北京站点,6次重污染过程中两个站点PAHs的TEQ平均值在6.5~17.2 ng/m^3之间,低于国内其他一些地区,但苯并[a]芘的浓度在5.2~13.1 ng/m^3之间,超过了GB 3095—2012《环境空气质量标准》日均值的标准限值(2.5 ng/m^3),对人体健康存在潜在危害.研究显示:秋冬季重污染过程中,北京站点单位质量PM2.5中PAHs的浓度较高,两个点位PAHs分子组成分布特征及来源较为相似,且均对人体健康存在潜在危害;应进一步加强对PAHs浓度水平的控制,这不仅有利于持续改善PM2.5污染,也有助于减轻人体潜在的健康风险.

华北区域点冬季二次有机气溶胶特征与影响因素

为探明二次有机气溶胶(SOA)的污染特征和影响因素,本研究于2018年11月—2019年1月对华北区域点(德州市郊区点)细颗粒物(PM2.5)的化学组成进行了在线测量,并分析了PM2.5中有机碳(OC)、元素碳(EC)和水溶性离子组分的污染特征及PM2.5与气象要素之间的相关性.结果表明,观测期间德州PM2.5污染严重,平均质量浓度为(115.6±24.6)μg·m^-3;其中,有机碳和元素碳是PM2.5的主要成分,平均质量浓度分别为(8.2±5.8)μg·m^-3和(2.6±2.2)μg·m^-3,占PM2.5总质量的7.1%和2.2%;PM2.5与风速呈负相关,与相对湿度呈正相关,与气温的相关性较差,偏北风对PM2.5浓度影响较大.同时,本研究利用EC示踪OC/EC比值法对PM2.5中的二次有机碳(SOC)进行了估算,通过估算得到的SOC结果表明,华北区域点冬季SOC是OC的重要组成部分,平均浓度为(4.0±2.9)μg·m^-3,占OC的45.7%,SOC在白天占比较高(62.7%),早晚由于有局地生物质燃烧影响,SOC占比降低,约占OC的42.7%.本研究还分析了SOC生成的影响因素,分析了德州市冬季O3、含水量、酸度与SOC的相关性.结果表明,SOC受臭氧浓度影响,但在白天和夜晚表现出不同的相关关系,可能存在不同的生成机制.最后,利用ISORROPIA模型估算了颗粒物的含水量和酸度,发现SOC在高含水量和低含水量下存在不同的关系,高含水量更能促进SOC生成;在高含水量下SOC与H+具有显著相关性,但在低含水量下则不相关,表明颗粒物含水量较高、H+浓度较高情况下液相酸催化反应可能对SOC具有重要贡献.