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大气可吸入颗粒物污染已经成为我国许多城市的首要污染物,受到各级政府的广泛关注。北京市大气可吸入颗粒物污染一直是困扰北京市空气质量不能达标的主要问题,特别是春季沙尘天气对北京大气颗粒物污染具有重要贡献。因此,研究密云大气可吸入颗粒物污染特征与来源解析具有重要意义。
本研究使用四通道大气颗粒物采样仪在密云两个采样点现场采集PMl0样品,通过测量颗粒物的质量浓度、分析EC/OC、离子浓度和元素浓度,了解其污染特征,并运用PMF模型对其来源进行解析。同时,为了解燃煤电厂固定源排放有机物气粒分配特性,应用自主研发的Teflon三级采样器采集大同市二电厂燃煤锅炉排放的有机物污染物,然后在实验室使用GC/MS定性和定量分析其化学组成。
2006年2月密云大气可吸入颗粒物PM10的质量浓度为122.01μg/m<3>,2006年4月为224.4μg/m<3>,通常是白天的浓度低于夜间;两次观测期间大气PM10的平均浓度为173μg/m<3>,如果不统计沙尘天气则PM10的质量浓度为149μg/m<3>,沙尘暴对密云大气:PM10的浓度贡献为26.78μg/m<3>。密云大气PM10中存在高浓度的地壳元素、有机物、硫酸盐、硝酸盐和氯化物,而且地壳类元素占有相当大的比重。2006年密云大气PM10中二次有机碳气溶胶的平均浓度为16.46μg/m<3>,占有机碳的72.68%,占PM10质量浓度的11.20%;2月下旬3月初密云大气中二次有机气溶胶明显高于4月中下旬,二次有机碳的转化率在这一时段更高。2006年密云大气可吸入颗粒物的主要来源为土壤尘、道路扬尘、燃煤排放尘、二次粒子、机动车道路扬尘和生物质燃烧。各种扬尘源和包括机动车直接排放在内的交通扬尘源是影响密云大气PM10的主要污染源,而冬季燃煤排放在PM10排放总量中占相当份额。
大同二电厂燃煤排放的有机物样品分析结果表明,颗粒态和气态中可识别的有机物以正构烷烃和多环芳烃为主,另外还包括支链烷烃、环烷烃、甾烷和藿烷等少量其他有机物。正构烷烃的质量浓度略高于多环芳烃,在颗粒态和气态碳数谱图中都表现出明显的双峰态;多环芳烃中以三环结构的物质为主,而五环以上结构的有机物很少;多环芳烃气态/颗粒态质量浓度比明显低于正构烷烃的比值,可见,燃煤源排放过程中多环芳烃分配于气态的浓度虽然比颗粒态高,但低于正构烷烃分配在气态的比例。