石家庄冬春两季大气颗粒物中多环芳烃的变化特征

【摘要】石家庄地处京津冀地区，能源消耗量不断攀升，区域大气污染日趋严重，大气中不同粒径的颗粒物已成为首要污染物，目前尚未有人对石家庄不同粒径颗粒物中PAHs进行分析，文章建立了适合石家庄本地大气颗粒物的多环芳烃分析方法，得到了大量分析数据，为寻找污染物中各组分的污染规律和变化特征，评估其环境影响，从而制定合理的大气污染物控制对策提供了科学依据。本文在石家庄6个国控大气自动监测站点，采集了采暖期和非采暖期两季的不同粒径的大气颗粒物样品，分析了TSP、PM10、PM2.5的质量浓度，创新性的分析了PM10、PM2.5中的16种优控多环芳烃，总结了石家庄市区大气颗粒物中多环芳烃在采暖期前后的变化特征，主要内容有：1)文章首次在石家庄全市范围内长时间、跨季节布设点位，对PM2.5、PM10、TSP三种不同粒径的颗粒物同时进行手工监测，采集了采暖季和非采暖季21天共369个样品，分析了石家庄市PM2.5、PM10、TSP中16种优控多环芳烃，得到分析数据6273个，获得了石家庄市大气颗粒物中多环芳烃的第一手数据。2)文章针对石家庄多环芳烃污染严重的特点，为建立适应于石家庄本地特点的分析方式，对多环芳烃前处理方式，净化方式，色谱条件均做了大量的改进，并进行了加标回收等测定，其加标回收率在69.4%至106.0%之间，曲线相关系数在0.9994至0.9999之间，有良好的准确度和精密度。其前处理方式减少了多种有毒溶剂的使用，提高了各种多环芳烃的回收率，色谱的流动相毒性低，对低环数多环芳烃也有良好的加标回收率和曲线相关系数，方法适用浓度范围跨度大，可用于大量样品的快速准确分析。3)本文的研究，结合石家庄市区产业布局和石家庄主要大气污染源分布，分析了石家庄市大气颗粒物中多环芳烃在采暖期前后的变化，以及多环芳烃的空间分布特征。(1)石家庄市大气颗粒物中TSP、PM10、PM2.5在冬春两季都处于较高质量浓度，但冬季受气象条件影响较大，各粒径颗粒物质量浓度变化剧烈，春季变化较平缓。(2)石家庄属于典型的北方城市，采暖期多环芳烃浓度明显高于非采暖期。冬季检出15种多环芳烃，春季检出14种。冬季PM10中BaP含量17.058ng/m3,ΣPAHs含量290.159ng/m3；PM2.5中BaP含量15.702ng/m3，ΣPAHs含量253.695ng/m3。春季PM10中BaP含量5.733ng/m3,ΣPAHs含量75.757ng/m3；PM2.5中BaP含量5.157ng/m3，ΣPAHs含量63.482ng/m3。分析发现BaP与PAHs之间有明显的相关性并建立了两个季节的回归方程。(3)采暖期和非采暖期多环芳烃在石家庄市区的空间分布有很大差异，冬季中心城区轻，郊区重；春季中心城区重，部分郊区较轻，西部高，向东依次降低。造成这种情况的原因与不同点位周边工业、交通、生活情况有关。4)本研究分析了不同环数多环芳烃的比例，确认采暖季和非采暖季多环芳烃的来源均以本地源为主，采用特征比值法对石家庄市可吸入颗粒物上多环芳烃主要来源进行识别和可能来源进行了分析，对石家庄大气颗粒物中多环芳烃的控制有现实意义，研究显示，采暖期和非采暖期的大气颗粒物中。两季多环芳烃成分的变化，可能是由于燃料比例变化和污染来源季节变化。冬季PM10中BaP/BghiP比值为0.952-1.348，在燃煤源类特征值范围内，因此可以认为石家庄PM10中多环芳烃在冬季主要受燃煤源影响；春季BaP/BghiP比值在PM10中为0.673-0.929大部分主要在混合源类的范围，因此，石家庄PM10中多环芳烃在春季受燃煤源和交通源综合影响。对于石家庄市PM2.5中多环芳烃，其特征比值的结果与PM10中多环芳烃的结果非常相似，综合分析两个特征比值，PM2.5中多环芳烃在冬季主要受到燃煤污染源的贡献，在春季受燃煤污染和机动车污染综合作用。
【作者】赵鑫；
【导师】王晓辉；
【作者基本信息】河北科技大学，环境科学与工程，2014，硕士
【关键词】石家庄；PM10；PM2.5；多环芳烃；变化特征；

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