大气气溶胶和雾霾：多环芳烃影响深入剖析

图62-1所示为非沙尘期间多环芳烃的平均总浓度和标准偏差。榆林的多环芳烃总浓度最高，为78.8 ng·m-3（34.2～135.0 ng·m-3）。其次为北京（北师大，26.48 ng·m-3）。大气中大部分多环芳烃都是由燃烧源排放的，化石燃料的燃烧是多环芳烃的主要来源。而榆林位于中国西北地区的沙尘源区，同时榆林市是重要的产煤基地，该地区有3个大型的煤矿。从高浓度的多环芳烃可以看出，榆林地区的空气质量受到当地煤矿的严重影响，它是一个受燃煤污染的沙尘源区。在另一个沙尘源区采样点，即位于中国北方的内蒙古多伦，多环芳烃的平均总浓度为3.47 ng·m-3，是6个采样点中浓度最低的，其原因是该地区几乎没有工业排放源。

表6 2-2　6个地点P M 2.5中多环芳烃的浓度（n g· m-3）

-：未检出；n.d.：未检测；*［2 3］；＃［1 7］；**［1 6］。

表62-3　6个地点PM 2.5中脂肪酸的浓度（ng· m-3）及C18∶1／C 18∶0的比值

*［2 3］；＃［1 7］；**［1 6］。
* C12到C18各名称请参见461页表314。

图62-1　6个地点非沙尘期间多环芳烃的平均总浓度及其标准偏差

北京师范大学位于城市中心，受到交通源和采暖排放源的严重影响，因此其多环芳烃的浓度远远高于郊区密云。位于北京东北郊区的密云在非沙尘期间的多环芳烃平均总浓度为4.45 ng·m-3，比香港地区的背景浓度（＜2.5 ng·m-3）稍高。这说明，当在春季西南风盛行的时候，密云的大气可能受到来自北京市区的影响［19，27］。上海和青岛多环芳烃的平均总浓度，分别为6.34和8.36 ng·m-3，比榆林和北师大采样点的浓度低很多。这一结果反映出上海和青岛的多环芳烃污染较轻，其原因可能是上海没有采暖以及较其他采样点降雨较多，而青岛尽管同北京地区一样，在冬季和初春为采暖期，但是由于较多的降雨使得多环芳烃被雨水清除，因此其多环芳烃的含量远低于北师大采样点［26］。(www.xing528.com)

图62-2所示为在非沙尘期间每一种多环芳烃对多环芳烃总浓度的相对贡献，即6个地点多环芳烃的归一化结果。从图中可以看出，在北师大和密云，4环的多环芳烃（Fluor、Pyr、B［a］A、Chry）占总多环芳烃的58%和70%，而上海和青岛较低，为39%和42%。4环的多环芳烃为半挥发性有机物，其在气-固两相的分配，主要受到气溶胶浓度以及相对湿度的影响［26］。C.Schauer等人［26］的研究表明，颗粒态的4环多环芳烃与相对湿度成反比，而颗粒态的5环和6环多环芳烃与相对湿度不相关。在整个采样期间，上海和青岛的平均相对湿度较高，为63%和66%，因此上海和青岛的颗粒态4环多环芳烃含量较低。而北京地区的平均相对湿度为28%，远低于上海和青岛地区，因此其4环的多环芳烃相对总的多环芳烃含量，要远高于上海和青岛采样点。由于B［ghi］P与汽车尾气有较好的相关性［28］，因此B［ghi］P被作为交通源的示踪物［25，29］。对于北师大、青岛和上海，B［ghi］P的相对含量分别为13%、16%、14%，多环芳烃中较高的B［ghi］P含量，表明这些大城市受到交通源的影响严重。这一结论同中国很多大城市的情况相一致［23，30，31］。

图62-2　非沙尘期间6个地点的10种多环芳烃对多环芳烃总浓度的相对贡献

多环芳烃的主要来源是人为源。在城市中，汽车尾气以及采暖和发电厂燃煤，是多环芳烃的2个主要贡献源。很多研究者认为，单个多环芳烃化合物浓度之间的相对比值，可以标示多环芳烃的不同来源。早期的研究总结了很多多环芳烃之间的特征比值与相关排放源之间的联系。表62-4中列出了汽车尾气和燃煤污染源的4对多环芳烃特征比值，以及非沙尘期间6个地点多环芳烃的相应平均比值。由表62-4可知，在密云、北师大和榆林，Pyr／B［a］P和B［a］A／Chry的比值都在交通源排放的特征比值范围内（Pyr／B［a］P：1～6；B［a］A／Chry：汽油，0.28～1.2；柴油，0.17～0.36）；而B［a］P／B［ghi］P和Ind P／B［ghi］P的比值，接近燃煤源排放的特征比值（B［a］P／B［ghi］P：0.9～0.66；Ind P／B［ghi］P：约0.9）。在上海、青岛和多伦，B［a］A／Chry的平均比值在交通源排放的特征比值范围内，而Pyr／B［a］P的比值小于1，在燃煤排放源的特征比值内。这说明，在这些地区，交通和燃煤排放的颗粒物，对大气颗粒物都有明显贡献。在非沙尘期间，6个地点的大气气溶胶的来源，都有交通源和燃煤源的特征。尽管上海冬季和初春没有采暖期，但上海采样点的多环芳烃来源，具有燃煤污染的特征，其原因可能是受到上海地区的大型发电厂和炼钢厂燃煤源排放的影响。

表62-4　6个地点多环芳烃的特征比值

（续表）

*：源自［32］；＃：源自［29］。