燃煤烟尘多环芳烃成分谱特征的研究

为了利用化学质量平衡(CMB)受体模型解析煤烟尘对环境空气中多环芳烃的贡献率,建立煤烟尘多环芳烃成分谱是非常必要的.笔者测定了民用燃煤烟尘和工业燃煤烟尘中13种多环芳烃的组成.对分析结果进行归一化后,确定了民用燃煤和工业燃煤多环芳烃成分谱,并进一步讨论了BaP/BghiP,BaP/COR,PYR/BaP,BeP/BaP和IND/BghiP的特征比值,以及多环芳烃的降解对其造成的影响.      

城市大气中多环芳烃的降雨冲刷

2009年7~8月采集了10场降雨的雨水及对应降雨前后的大气样品,研究降雨对大气中多环芳烃的冲刷和净化作用.雨水中多环芳烃以颗粒态为主,4环组分浓度最高.气态、颗粒态和总的多环芳烃的净化率分别为3.9×102、3.7×104和5.9×103.降雨对大气的冲刷以颗粒物为主,气态多环芳烃的净化主要体现为低环组分(2~3环),高环(4~6环)组分主要以颗粒态的形式进行冲刷和净化,总净化率4~6环组分PAHs高于2~3环组分.大气颗粒态PAHs和气态PAHs的降雨沉降效率与包括降雨时间等在内的降雨综合特征有显著相关关系.     

三种农作物秸秆燃烧颗粒态多环芳烃排放特征

收集3种农作物秸秆玉米,水稻和小麦露天燃烧排放的颗粒物样品,并利用气相色谱-质谱(GC-MS)对样品中的34种多环芳烃(PAHs)进行分析,研究颗粒态PAHs的排放因子及可用于源解析的诊断参数.结果表明,3种秸秆燃烧总PAHs的排放因子为644.18~1798.13μg/kg;其中4环PAHs在秸秆燃烧样品中含量最高,约占38.8%~58.8%,6环PAHs所占比例相对较小,约占5.72%~15.17%.PAHs中部分单体具有相对较强致癌性,对环境和人体健康的影响不可忽视.首次检测分子量为300的高分子多环芳烃二苯并[a,e]荧蒽.在玉米、水稻和小麦秸秆燃烧排放颗粒物中的排放因子分别为6.70,2.77和2.92μg/kg.此外,研究发现BaP/BghiP, Phe/Phe+Ant和Flu/(Flu + Pyr)比值可以作为较好的区分秸秆燃烧与其他来源的诊断参数.     

表层岩溶泉水中多环芳烃污染特征及来源解析

对重庆市南川区4个典型表层岩溶泉进行连续采样观测,利用GC-MS定量分析泉水中16种优控多环芳烃(PAHs)含量,研究了表层岩溶泉水中多环芳烃含量、组成、来源的季节变化以及污染特征.结果表明,4个表层岩溶泉中16种PAHs均有检出.在一年的观测期间,泉水中的ΣPAHs含量变化较大,范围在341~4968 ng·L-1之间,平均值为1772 ng·L-1.7种致癌性PAHs的含量均表现为雨季大于旱季.泉水中PAHs组成以2~3环PAHs为主,其比例均超过了50%.泉水中的PAHs主要来自于煤、生物质以及石油的燃烧,但在2011年6~10月期间,来源于煤、生物质燃烧的PAHs对泉水中PAHs的贡献要更大一些.Ant/(Ant+Phe)和Fla/(Fla+Pyr)比值随季节变化的特点,表明Ant、Phe、Fla和Pyr在表层岩溶带土壤中易于迁移、传输.4个同分异构体比值中,Fla/(Fla+Pyr)比值对源信息的指示更灵敏.与其它地区相比,研究区表层岩溶泉水中的PAHs含量处于较高水平,泉水已受到多环芳烃的污染.     

滇池流域宝象河水库沉积物中多环芳烃的垂直分布特征及来源解析

采用GC-MS检测了滇池宝象河水库沉积物中16种美国环保署(US EPA)优先控制的多环芳烃(PAHs)的含量,并对其垂直分布特征及来源进行分析,以此了解宝象河水库近年来PAHs的变化.结果表明,水库沉积物中16种PAHs均有检出,其含量范围为162.26~762.24ng·g~(-1),平均值为423.30 ng·g~(-1).自底层50 cm至表层,沉积物中PAHs含量呈上升趋势.从多环芳烃环数来看,沉积物中的PAHs以2~3环为主,其含量为128.34~518.81 ng·g~(-1),平均值为279.88 ng·g~(-1),占PAHs总量的42.2%~84.1%,平均值为67.6%.FLA/(FLA+PYR)、Ba A/(Ba A+CHR)和Icd P/(Icd P+Bghi P)3组比值及PAHs各组分的分析结果表明,燃烧过程是沉积物中PAHs的主要来源,主要为煤炭、生物质的燃烧.PAHs含量与总有机碳(TOC)之间有显著正相关关系,TOC影响宝象河水库沉积物中PAHs的分布.     

东海表层沉积物中多环芳烃的分布特征及来源解析

本研究对东海沉积物中多环芳烃(PAHs)组成及含量进行了分析,发现多环芳烃总浓度为8.2~180.2 ng/g,和国内外其它区域相比,整体处于一个低至中等程度的污染水平。东海沉积物中PAHs的分布整体表现为中间低、两端高的格局。内陆架是长江入海物质的主要沉积区,也是PAHs的主要汇集区;陆架北部区域的物质来源复杂,但总体受长江入海泥沙的控制,自西向东PAHs含量梯度递减;研究区域的东北部,较高的PAHs可能源于济州岛的输入;冲绳海槽也含有较高PAHs;而残留沉积区中PAHs含量极低。通过多环芳烃组成特征判断,东海表层沉积物中PAHs主要来自煤、木材、油类的燃烧,还有部分来自油类的泄漏。同时不同区域Ba P/Be P、Ba A/Chry比值的差别表明内陆架及冲绳海槽的PAHs主要来自河流输送,残留沉积区的PAHs可能主要来自大气沉降。     

北京市西三环地区大气颗粒物中多环芳烃的分布特性

于2012年3—12月在北京市西三环地区按粒径分6级采集大气颗粒物样品,采用气相色谱-质谱(GC-MS)对颗粒物样品中16种优控PAHs(多环芳烃)进行分析. 结果表明:颗粒物中ρ(∑₁₆PAHs)(PAHs的总质量浓度)季节变化显著,表现为冬季>春季>秋季>夏季,并且与ρ(PM)(PM为颗粒物)呈良好线性相关;不同粒径颗粒物中ρ(PAHs)呈向小粒子富集的趋势,PM_2.1中ρ(PAHs)约占ρ_sum(∑₁₆PAHs)〔6级颗粒物中ρ(∑₁₆PAHs)总和〕的64%~87%;除夏季3环PAHs占优势外,其他季节均以4~ 5环PAHs占优势;同时,随着粒径的减小,PAHs有向高环数富集的趋势. 运用主成分分析和多元线性回归法进行源解析发现,机动车尾气排放和燃煤是本地区大气颗粒物中PAHs的主要来源;不同粒径颗粒物中的PAHs来源有差异,2.1~10.2μm粒径段颗粒物中PAHs主要来源于机动车尾气排放,贡献率为63.0%;而1.3~2.1μm和<1.3μm的颗粒物中PAHs均主要来源于燃煤,贡献率分别为56.8%和58.7%.      

广州秋季不同功能区大气颗粒物中PAHs粒径分布

利用MOUDI^TM级联分段式采样器采集了秋季广州市区(荔湾采样点和五山采样点)及郊区(新垦采样点)3个采样点的气溶胶样品并使用GC-MS分析了样品中13种多环芳烃的含量.发现3～4环的多环芳烃呈双峰分布,5～7环的多环芳烃呈单峰分布.广州市区和郊区的多环芳烃具有不同粒径分布模式;相对于城区,郊区的多环芳烃存在于更大的颗粒物中,这可能是气溶胶的陈化过程不同导致的.城区的多环芳烃可能主要受吸附作用控制,而郊区的多环芳烃则可能受多种机制控制,如吸附作用、吸收作用和多层吸附.诊断参数值在粒径1～2.5μm和0.1～0.56μm存在较大差异;从浓度上看新垦13种多环芳烃的总浓度为39ng/m³,五山为71～94ng/m³,荔湾为32～154 ng/m³;从组成上看广州市大气颗粒物种多环芳烃以5～7环为主.     

国Ⅳ柴油机颗粒物与颗粒态多环芳烃排放特征

针对一台轻型柴油机,采用国Ⅳ柴油,在不使用和使用后处理装置的条件下,进行ESC循环工况(分别记为ESC-0、ESC-DP)和ETC循环工况(分别记为ETC-0、ETC-DP)下的发动机台架测试.每次测试用一对滤膜采集颗粒物,采样前后分别称重以确定颗粒物质量,进而计算排放因子.用气相色谱-质谱联机(GC-MS)分别分析每张滤膜上颗粒物的多环芳烃(PAHs)组分.ESC-0、ESC-DP、ETC-0、ETC-DP的颗粒物排放因子分别为0.12,0.05,0.48,0.16 g/(kW·h);相应的PAHs排放因子分别为69,35,174,76 μg/(kW·h).后处理分别使颗粒物和PAHs减排56%~68%和49%~56%.总PAHs中,三环PAHs占比重最大(64%±9%).PHE在总PAHs中占比重最大(54%±9%).PAHs的分布与其物理化学特性、柴油中的芳烃含量有关.PAHs特征比值FA/(FA+PY)为0.37~0.51.     

淮河中下游沉积物PAHs的稳定碳同位素源解析

对淮河中下游水相、悬浮物、沉积物中的PAHs(多环芳烃)进行定量分析,在探讨其分布特征的基础上,利用单体烃稳定碳同位素技术揭示研究区沉积物中PAHs的来源. 结果表明:水相中正阳关的ρ(PAHs)最高,达5.01 ng/mL;悬浮物和沉积物中以蚌埠闸的w(PAHs)最高,分别为9.85和1 175.02 ng/g. 沉积物中PAHs的δ13C在-39.4‰~-17.6‰之间.正阳关、平圩、洛河和蚌埠闸等采样点的高环PAHs的δ13C比低环PAHs的小,表明高环PAHs富集12C（轻碳同位素）,显示燃煤源为主要污染源;但这4个采样点PAHs的δ13C与燃煤烟尘相比存在一定差异,表明除燃煤源外可能还存在着少量其他污染源. 双沟镇高环PAHs的δ13C比低环PAHs的大,表明高环PAHs富集13C（重碳同位素),可能是微生物作用所致.      

厦门杏林湾水系表层沉积物中PAHs分析与风险评估

利用ASE-GC-MS(加速溶剂萃取与气相色谱质谱仪联用)方法分析了USEPA(美国环保署)16种优控PAHs在厦门城郊杏林湾水系的19个表层沉积物样点中的含量,并对其组成、来源和风险进行了探讨.结果表明,杏林湾水系表层沉积物中PAHs含量介于413.00~2 748.81 ng·g-1,均值为949.56 ng·g-1;在检测出的13种PAHs中,强致癌性的Bk F和Bghi P检出率高达73.68%,均值分别为69.15 ng·g-1和49.86 ng·g-1;PAHs以2~4环为主,其中2+3环比例均值为61.03%,4环比例均值为23.53%;5和6环均值为15.82%.在所采集的沉积物样品中,中度污染占调查样品数的68.42%,高度污染的占31.58%.利用Ant/(Ant+Phe)和Fla/(Fla+Pyr)比值法和主成分分析方法对杏林湾流域中PAHs其来源进行分析,以及平均沉积物质量基准商(m SQG-Q)法进行生态风险评估,结果表明其PAHs的主要来源为石油源以及石油燃烧源;SQG-Q小于0.50;综合含量、组成特征以及沉积物质量基准商等评价表明,研究区域内靠近杏林工业区一侧的2、3、5和9号采样区以及13号港头采样区表层沉积物中PAHs具有较高的生态安全风险;值得进一步关注.     

北江汛期清远段多环芳烃的污染特征与风险评估

2016年7月于北江清远段采集21个水和表层沉积物样品,采用气相色谱质谱（GC-MS）法测定了样品中的PAHs（多环芳烃）含量,分析了北江水环境中PAHs的污染水平,并对其生态风险进行了评价.结果表明,水中ρ（∑PAHs）介于0.4~110.2 ng/L,表层沉积物中w（∑PAHs）（以干质量计,下同）在54.4~819.8 ng/g之间,平均值分别为41.7 ng/L和424.9 ng/g.与国内水体PAHs污染状况相比,北江清远段水中PAHs污染状况处于中低水平,而表层沉积物污染状况处于中等水平.运用特征比值法对PAHs来源进行分析表明,PAHs主要来源为石油泄漏、化石燃料燃烧.采用商值法对水中PAHs进行生态风险评价,∑PAHs和个别单体的最低风险浓度风险商值大于1.0而最高风险浓度风险商值小于1.0,处于中等污染水平;采用效应区间低、中值法对表层沉积物PAHs进行生态风险评价,仅个别点位表层沉积物中苊烯、蒽和二苯并[a,h]蒽超出生态效应低值,对生态环境潜在负面效应较小.研究显示,北江水和沉积物中PAHs潜在风险处于较低水平.      

辽东湾大气中多环芳烃的含量组成及气粒分配

2016年5月和8月对辽东湾大气环境中气相和颗粒相样品进行了走航和定点采集,并对24种PAHs在气相和颗粒相中的含量和组成进行探讨,对15种PAHs的气粒分配过程进行了分析.结果表明：5月和8月辽东湾大气气相和颗粒相中∑₂₄PAHs总平均含量分别为28.8 ng·m^-3和24.0 ng·m^-3,气相中∑₂₄PAHs含量5月小于8月,颗粒态∑₂₄PAHs含量5月大于8月,低分子量PAHs主要分布在气相中,高分子量PAHs组分主要分布在颗粒相,中等分子量PAHs的气粒分配更容易受到气温等环境条件影响;气粒分配系数K_p随着PAHs分子量增加而增加;lgK_p-lgP_L模型和lgK_p-lgK_OA模型的斜率m分别为-0.35和0.37,偏离平衡态m为-1或+1,辽东湾气粒分配未达到平衡;假设达到平衡态时的lgK_p-lgK_OA模型、lgK_p-lgP_L模型和碳黑-空气模型均表明,5环PAHs的模型预测结果与实际测定结果之间的吻合程度较好,15种PAHs的碳黑-空气模型能够更好地接近野外实际测定值,低分子量和中等分子量PAHs的气粒分配受到碳黑影响较大.     

太原市采暖期PM10中PAHs的碳同位素组成及源贡献率

在太原市7个点位采集采暖期PM10样品,用气相色谱-同位素质谱仪测定环境空气PM10和污染源(煤烟尘和机动车尾气)中9种多环芳烃(PAHs)的碳同位素组成(δ13C),并根据碳同位素质量平衡原理定量环境空气PAHs的源贡献率.结果表明:煤烟尘中PAHs随环数增加贫13C,机动车尾气中PAHs随环数增加富13C;各点位PAHs的δ13C值差别不大,变化趋势与煤烟尘基本一致,煤烟尘是城市PAHs的主要污染源;煤烟尘对各点位荧蒽和苯并[a]蒽的贡献率都大于机动车尾气,对 的贡献率与机动车尾气相当,煤烟尘是各点位荧蒽和苯并[a]蒽的主要来源, 是二者共同作用的结果;煤烟尘和机动车尾气对全市环境空气中荧蒽、苯并[ghi]荧蒽、苯并[a]蒽和苯并[b+k]荧蒽贡献率比都约为7:3,太原市环境空气PAHs污染属于煤烟尘和机动车尾气的复合污染.     

长江口近岸水体悬浮颗粒物多环芳烃分布与来源辨析

对长江口近岸水体悬浮颗粒物中的多环芳烃(PAHs)进行了定量分析.结果表明,悬浮颗粒物PAHs总量为2 278.79～14 293.98 ng/g,排污口附近浓度最高,远离排污口浓度降低;就其组成特征而言,以4～6环PAHs为主,2～3环PAHs相对较少.聚类分析表明.除了城市排污外,河口水动力条件也对近岸PAHs分布特征产生一定影响.此外,悬浮颗粒物浓度、有机碳、炭黑含量也是控制近岸PAHs分布的重要影响因素.主成分分析和PAHs特征参数分析发现,近岸水环境中PAHs的主要来源为矿物燃料的不完全燃烧,此外还有少量石油输入.生态风险评价结果显示,大部分PAH化合物均超过ER-L值和ISQV-L值,表明长江口近岸水体悬浮颗粒物中的PAHs已具有不利的生物影响效应.     

马来西亚海域安达曼海多环芳烃的百年沉积记录

采用GC/MS分析研究了马来西亚海域安达曼海兰卡威岛邻近海域沉积物柱样(WC02)中多环芳烃(PAHs)组成与含量的垂直分布特征,结合210Pb定年,重现了该海域近百年来PAHs的沉积历史(1898~2004年).研究表明,PAHs在整个沉积剖面(0~56 cm)的含量介于13.2~60.1 ng.g-1之间(平均值28.4 ng.g-1),所分析的PAHs中以菲、萘、等化合物为主,与当地周边海域相比污染程度较轻.在20世纪20年代以前,沉积物中多环芳烃含量较低,基本代表当地环境的本底值,即多环芳烃主要来源于天然物质的输入;20年代以后PAHs的总量有所上升,并在20世纪60年代和80年代出现了2个峰值,表明这段时间内多环芳烃的陆源输入特征比较明显,也反映了人类活动在20世纪20年代后开始对该海域产生一定的影响.采用母体、高低环PAH比值对沉积物柱样中PAHs的来源进行分析,表明该海域沉积物受到燃料不完全燃烧产物污染为主、并伴有石油类污染,这与马来西亚西海域周边地区的人类活动(工农业生产、进出口、海上活动等)密切相关,同时也受到马六甲海峡繁忙的海上交通运输影响.对沉积物柱样污染历史进行分析,表明PAHs含量的...     

上海市大气颗粒物中水溶性离子的粒径分布特征

分析了上海市嘉定区不同粒径的大气颗粒物中9种水溶性离子(SO42-、NO3-、NH4+、K+、Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、F-)的分布特征.结果显示,SO42-、NO3-和NH4+含量很高,占9种离子总和的65%～81%.颗粒物的C/A值平均为1.08,说明颗粒物呈中性,略偏碱,这可能与缺少碳酸根等的测定有关.1.5μm颗粒物中的离子占所有粒径段离子的52%～87%,表明离子主要集中在细颗粒物中.NH4+、K+呈单峰分布,峰值出现在0.95μm的颗粒段;SO42-、NO3-、Ca2+、Cl-呈双峰分布,峰值分别出现在0.95μm和3.0～7.2μm的粒径段,其中SO42-、NO3-的较高峰出现在0.95μm的细颗粒段,Ca2+的较高峰出现在3.0μm的颗粒段,Cl-则两峰高度相当;既有双峰分布又有单峰分布的离子是Na+、Mg2+和F-,3种离子的较高峰出现在3.0μm的颗粒段.离子粒径分布与采样期间的气象条件、离子的形成机制和来源有关.     

Seasonal variation and source apportionment of organic and inorganic compounds in PM2.5 and PM10 particulates in Beijing, China

The distribution and source of the solvent-extractable organic and inorganic components in PM 2.5(aerodynamics equivalent diameter below 2.5 microns),and PM 10(aerodynamics equivalent diameter below 10 microns) fractions of airborne particles were studied weekly from September 2006 to August 2007 in Beijing.The extracted organic and inorganic compounds identified in both particle size ranges consisted of n-alkanes,PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbons),fatty acids and water soluble ions.The potential emission sources of these organic compounds were reconciled by combining the values of n-alkane carbon preference index(CPI),%waxC n,selected diagnostic ratios of PAHs and principal component analysis in both size ranges.The mean cumulative concentrations of n-alkanes reached 1128.65ng/m3 in Beijing,74% of which(i.e.,831.7ng/m3) was in the PM 2.5 fraction,PAHs reached 136.45ng/m3(113.44ng/m3 or 83% in PM 2.5),and fatty acids reached 436.99ng/m3(324.41ng/m3 or 74% in PM 2.5),which resulted in overall enrichment in the fine particles.The average concentrations of SO42-,NO3-,and NH4+ were 21.3±15.2,6.1±1.8,12.5±6.1μg/m3 in PM 2.5,and 25.8±15.5,8.9±2.6,16.9±9.5μg/m3 in PM 10,respectively.These three secondary ions primarily existed as ammonium sulfate((NH4)2SO4),ammonium bisulfate(NH4HSO4) and ammonium nitrate(NH4NO3).The characteristic ratios of PAHs revealed that the primary sources of PAHs were coal combustion,followed by gasoline combustion.The ratios of stearic/palmitic acid indicated the major contribution of vehicle emissions to fatty acids in airborne particles.The major alkane sources were biogenic sources and fossil fuel combustion.The major sources of PAHs were vehicular emission and coal combustion.     

青岛近岸表层海水中PAHs的分布特征及物源初步解析

采用固相萃取-高效液相色谱-荧光检测法分析了青岛近岸海水中15种PAHs的质量浓度.结果表明,海水中PAHs的总量变化范围为8.23～272.02 ng.L-1,河口区质量浓度最高,远离城区的清洁区质量浓度最低.就组成特征而言,2～3环PAHs是其主要组分,占总量的质量分数为52.2%～93.8%,4～6环PAHs占总量的质量分数为6.2%～47.8%.表层海水中PAHs总浓度和DOC浓度之间有较好的相关性,相关系数为0.944 3.青岛湾表层海水中PAHs浓度组成相对稳定.利用Fl/(Fl+Py)和An/(An+Ph)分析表层海水中PAHs的来源,结果表明除清洁区表层海水中PAHs主要来源于煤和木材燃烧外,青岛近岸海水中的PAHs主要来源于石油制品和石油燃烧.     

滴水湖及其鲫鱼体内PAHs分布特征与影响因素分析

通过测定滴水湖水体、颗粒物和沉积物体系PAHs含量,探讨其分布与组成特征、影响因素及污染来源.结果表明,滴水湖水体中溶解态、颗粒态和沉积物中PAHs平均浓度分别为16.78ng/L、33.02ng/g和40.98ng/g.统计分析表明,水体酸碱度以及电导率与溶解态低环PAHs之间存在显著相关性,总有机碳(TOC)与沉积物中高环PAHs浓度之间存在显著相关性.溶解态的PAHs来源主要表现为草、木和煤的高温燃烧,部分样点表现为石油源;颗粒态PAHs则主要表现为高温燃烧以及石油泄漏源;而沉积物PAHs的来源则较复杂,除了草、木及煤的高温燃烧源和石油泄漏源,还有部分样点表现为石油的高温燃烧源.鲫鱼肌肉、卵部以及鳃部PAHs含量的测定结果表明,鲫鱼不同部位对PAHs的富集能力具有较大差异.鳃部总PAHs含量最高,其次为鲫肉部分,鲫卵所含PAHs浓度最少.与国内外其他研究相比较,滴水湖鲫鱼体内PAHs含量处于较低水平,但鲫鱼部分样品的BaP等当量浓度略高于EPA规定的可食性生物器官中PAHs含量的上限值.