菏泽市冬季大气PM2.5和PM10中碳组分来源解析

为研究菏泽市冬季大气颗粒物中碳组分的污染特征和来源,于2016年1月采集菏泽市冬季大气PM2.5和PM10样品,基于热光反射法分析样品中OC(有机碳)、EC(元素碳)及8个碳组分[OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3和OP(裂解碳)]的含量,并计算得到ρ(Char-EC)(Char-EC为燃料燃烧后固体残渣中的EC)和ρ(Soot-EC)(Soot-EC为燃烧后气相挥发物质再凝结形成的EC),以定性识别大气颗粒物中碳组分的来源.结果表明,菏泽市冬季大气颗粒物样品中碳组分浓度处于较高水平,PM2.5中的ρ(OC)、ρ(EC)分别为26.34、9.22μg/m3,PM10中ρ(OC)、ρ(EC)分别为31.82、10.71μg/m3.采样期间大气PM2.5中碳组分(OC、EC、OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、Char-EC、Soot-EC)浓度与PM10中相应各组分浓度的比值均大于0.5(0.60~0.90),表明碳组分多集中于细粒子(PM2.5).大气颗粒物样品中各碳组分浓度具有明显空间差异,各点位大气PM2.5和PM10中ρ(OC)均显著高于ρ(EC)(T检验,P<0.05).菏泽市冬季大气PM2.5和PM10中Char-EC/Soot-EC(二者质量浓度之比)分别为10.04、8.00,并且存在显著的空间差异性(T检验,P<0.05).PMF(正定矩阵因子分解法)解析结果表明,菏泽市冬季大气PM2.5和PM10中碳组分来源主要有4类,包括两类柴油车(1类排放的碳组分中以EC2为主,定义为柴油车-1;1类排放的碳组分中以EC3为主,定义为柴油车-2)、汽油车、生物质燃烧和燃煤混合源,对大气PM2.5中碳组分的分担率分别为13.98%、5.13%、24.47%、41.97%,对大气PM10中碳组分的分担率分别为16.08%、8.21%、18.34%、47.35%.可见,菏泽市冬季大气PM2.5和PM10中碳的主要来源是柴油车、汽油车、生物质燃烧和燃煤.

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