南京市不同功能區(qū)PM10 中多環(huán)芳烴的污染特征.doc

-專業(yè)文檔，值得下載!-專業(yè)文檔，值得珍藏！-南京市不同功能區(qū)PM10中多環(huán)芳烴的污染特征胡偉1，鐘秦1*，石瑩瑩1，司蔚2，常為民2，柏仇勇21.南京理工大學(xué)化工學(xué)院，2.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇南京210094摘要：PM10是衡量大氣環(huán)境質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一；多環(huán)芳烴(PAHs)是具有強(qiáng)烈致癌性的有機(jī)污染物，大多吸附在粒徑小于10m顆粒物上。利用長(zhǎng)期定位實(shí)驗(yàn)采集了南京市兩典型功能區(qū)大廠地區(qū)和山西路的PM10樣品，對(duì)其PAHs質(zhì)量濃度進(jìn)行了分析測(cè)定，研究了不同功能區(qū)PM10中PAHs的時(shí)空污染特性。研究結(jié)果表明：南京市PM10污染比較嚴(yán)重，其質(zhì)量濃度變化范圍在0.1157mgm-30.3913mgm-3之間；經(jīng)分析PM10中16種優(yōu)控多環(huán)芳烴（PAHs）發(fā)現(xiàn)，全年大廠地區(qū)的PAHs的質(zhì)量濃度與山西路PAHs的質(zhì)量濃度沒(méi)有明顯的高低之分；PAHs總質(zhì)量濃度的空間變化不明顯，時(shí)間變化也沒(méi)有規(guī)律性；比較PM10與PAHs的月平均質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)，兩者之間的變化沒(méi)有相關(guān)性，各自的質(zhì)量濃度變化也沒(méi)有規(guī)律性，分析其結(jié)果可能是由于PAHs的不穩(wěn)定性造成的。關(guān)鍵詞：PM10；多環(huán)芳烴；污染特征；南京市中圖分類號(hào)：X513文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-2175（2008）02-0549-04PM10是指大氣環(huán)境中空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于10m的固體顆粒物，它是目前我國(guó)各城市大氣環(huán)境的首要污染物，對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量起到了決定性的影響作用。多環(huán)芳烴(PAHs)是環(huán)境中廣泛存在的具有致癌性的有機(jī)污染物，它主要由化石燃料的不完全燃燒產(chǎn)生。大氣中的PAHs大多吸附在粒徑小于10m顆粒物上1-3。這些PAHs種類繁多，大多吸附于PM10上，并通過(guò)干、濕沉降作用，遷移到水體和沉積物中，直接或間接地影響著大氣環(huán)境質(zhì)量、氣候和人體健康，進(jìn)而破壞生態(tài)環(huán)境4-12。此外，還有許多研究表明，PAHs對(duì)人體中樞神經(jīng)、血液的毒害作用很強(qiáng)，許多PAHs與皮膚長(zhǎng)期接觸會(huì)導(dǎo)致皮膚癌13,14。為此，筆者于2005年在南京市兩個(gè)典型功能區(qū)：大廠地區(qū)（工業(yè)區(qū)）和山西路（商業(yè)區(qū)）進(jìn)行PM10樣品的采集工作，對(duì)其中PAHs的質(zhì)量濃度進(jìn)行了測(cè)定，以研究大氣層結(jié)相對(duì)穩(wěn)定的條件下PM10中PAHs的分布特征。1采樣與分析方法1.1樣品采集通過(guò)資料調(diào)查，結(jié)合實(shí)際情況，在南京市設(shè)立兩個(gè)功能區(qū)采樣點(diǎn)采集環(huán)境空氣中的PM10樣品：大廠地區(qū)（工業(yè)區(qū)）和山西路（商業(yè)區(qū)）。本次采樣預(yù)采集12個(gè)月的樣品，每個(gè)月連續(xù)3次采樣，每次對(duì)各個(gè)采樣點(diǎn)采樣24h。1.2樣品預(yù)處理與分析將樣品用二氯甲烷索氏提取24h，冷卻至室溫后進(jìn)行K-D濃縮，然后用硅膠柱層析，將收集到的層析液再進(jìn)行K-D濃縮，吹氮濃縮至近干，定容至1mL。最后用美國(guó)Waters公司高效液相色譜進(jìn)行分析，檢測(cè)器和色譜柱分別為2478紫外檢測(cè)器、NUCLEOSILR100-5C18PAH色譜柱，標(biāo)樣為美國(guó)ChemService公司生產(chǎn)的16種優(yōu)先控制PAHs混標(biāo)。2結(jié)果與討論2.1PM10月變化特征根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)繪出兩個(gè)采樣點(diǎn)一年內(nèi)PM10質(zhì)量濃度的變化趨勢(shì)，如圖1所示。從圖1可看出，大廠地區(qū)（工業(yè)區(qū)）的PM10質(zhì)量濃度明顯高于山西路（商業(yè)區(qū)）。大廠地區(qū)重工業(yè)企業(yè)比較多，尤其化工企業(yè)占的比重較大，PM10污染比較嚴(yán)重；山西路屬商業(yè)繁華地帶，主要污染源是汽車(chē)尾氣，相對(duì)重工業(yè)區(qū)污染較輕一些，與圖示相符?？傮w來(lái)說(shuō)，南京市PM10污染比較嚴(yán)重，研究期間，其質(zhì)量濃度變化范圍是0.1157mgm-30.3913mgm-3，與我國(guó)在1996年頒布的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB30951996)中規(guī)定的PM10的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度相比，超標(biāo)24倍。00.10.20.30.4123456789101112月份PM10質(zhì)量濃度B/(mgm-3)大廠地區(qū)山西路圖1兩個(gè)采樣點(diǎn)PM10質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)Fig.1ThechangedtrendchartofPM10intwospots550生態(tài)環(huán)境第17卷第2期（2008年3月）2.2PM10中PAHs的組成及其含量分布特征各樣品中16種PAHs的質(zhì)量濃度得出后，每月取3次的算術(shù)平均值，以降低個(gè)別樣品產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，得到大廠地區(qū)和山西路的PAHs質(zhì)量濃度值分別列于表1和表2中。從表1、表2中數(shù)據(jù)可以看出，1至8月份大廠地區(qū)中低環(huán)的多環(huán)芳烴質(zhì)量濃度大致都要高于山西路中多環(huán)芳烴的質(zhì)量濃度，如萘、二氫苊、芴、苊和菲，而9至12月份正好相反；中環(huán)的多環(huán)芳烴質(zhì)量濃度在兩地區(qū)分布不穩(wěn)定，幾乎沒(méi)有什么關(guān)系，如屈；高環(huán)的多環(huán)芳烴在兩地區(qū)中的質(zhì)量濃度呈現(xiàn)一定的時(shí)間特征，1至3月份山西路地區(qū)的多環(huán)芳烴質(zhì)量濃度要大于大廠地區(qū)，而4至12月相反，即山西路地區(qū)的多環(huán)芳烴質(zhì)量濃度整體要小于大廠地區(qū)，如苯并k熒蒽、二苯并k熒蒽、茚并1,2,3-c,d芘和苯并g,h,i苝。2.3兩地區(qū)的PAHs總質(zhì)量濃度的變化規(guī)律把兩個(gè)采樣點(diǎn)每個(gè)月樣品中平均的16種PAHs的質(zhì)量濃度加和，得到每個(gè)月的總質(zhì)量濃度，如圖表1大廠地區(qū)16種PAHs質(zhì)量濃度月平均值Table1ThemonthlyaverageconcentrationofPAHsinDachangarea組分名稱(PAHs)/(ngm-3)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月萘6.8004.8600.2328.28926.6071.3564.66311.7355.8261.8266.39813.232二氫苊5.4150.8890.7068.05210.54652.86224.23920.75926.67244.6791.2691.148芴1.5340.8513.5162.0086.40810.91719.8931.1249.5491.56217.2081.058苊40.01720.0065.04140.87073.58654.65237.7306.26863.9919.22132.33011.877菲1.8341.0394.0042.1076.6337.38914.5530.4197.8171.78921.8724.030蒽13.8397.5034.02520.55726.23328.51864.0521.95432.1132.16612.97312.838熒蒽6.3533.5096.76614.35515.52612.40536.0712.39818.6983.37114.85320.171芘8.8794.2668.7106.09211.0569.27421.9131.48511.2082.73028.66213.385屈5.5922.5044.09110.1645.3034.21710.0760.3145.5381.35714.0535.358苯并a蒽6.8263.8675.9405.3104.9493.3006.2250.0203.2672.1547.4876.141苯并b熒蒽18.5078.73111.0526.31216.46221.81622.7770.0639.8790.34220.4726.319苯并k熒蒽5.4043.8165.20112.2748.7816.8182.9420.2766.7432.08112.3416.285苯并a芘6.2383.6214.4924.3744.4106.4692.9600.5650.2832.4330.3716.972二苯并a,h熒蒽5.1933.5897.67114.6026.8279.2527.9085.9347.6282.71314.1658.472茚并1,2,3-c,d芘4.6393.0703.3798.9736.7936.1778.0226.1578.5002.79514.5277.231苯并g,h,i苝13.3378.61012.43511.80114.10917.31510.0055.63110.19710.07517.86217.852表2山西路16種PAHs質(zhì)量濃度月平均值Table2ThemonthlyaverageconcentrationofPAHsinShanxiroad組分名稱(PAHs)/(ngm-3)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月萘16.27412.84020.31536.59029.82973.07014.23859.7243.9870.1522.5535.736二氫苊4.2163.5690.76710.7908.1230.8519.92018.8869.5732.3517.4110.641芴1.8021.8432.9646.8200.8938.9765.0827.6190.8870.8850.1071.900苊46.76931.46423.90340.21210.26540.88514.31943.4544.0688.77113.86827.001菲3.5831.4384.0696.3110.0924.2680.8674.1421.8280.8351.0241.083蒽17.4479.21716.66720.3524.80817.5217.43922.34710.0658.3825.66714.890熒蒽7.7733.2268.45910.4852.9269.9793.20612.3901.6394.4824.5119.844芘10.3855.1568.71310.3361.2986.5432.2498.7860.9222.9662.5343.557屈4.9222.5146.0194.0380.5502.9661.7223.4540.3241.3511.3878.776苯并a蒽5.4634.2934.2503.9160.8561.6411.3781.7801.3701.8983.2672.043苯并b熒蒽8.5295.76512.7199.2673.0616.2515.1857.0943.1193.3444.2602.052苯并k熒蒽7.6243.7896.4143.7201.0995.2044.2703.3792.1472.3694.2348.041苯并a芘9.4053.5735.0884.9790.9500.1291.2860.0811.4032.2723.2211.153二苯并a,h熒蒽9.3874.9215.7877.1064.8060.2512.0013.4173.3152.8126.8107.792茚并1,2,3-c,d芘6.5173.3518.6114.9061.8450.8372.0982.2872.4122.6546.2992.673苯并g,h,i苝17.7539.45113.55516.3894.3810.3551.5400.3685.4255.39011.7440.057胡偉等：南京市不同功能區(qū)PM10中多環(huán)芳烴的污染特征5512所示。由圖2可以看出，大廠地區(qū)（工業(yè)區(qū)）的PAHs的質(zhì)量濃度與山西路（商業(yè)區(qū)）PAHs的質(zhì)量濃度沒(méi)有明顯的變化規(guī)律，兩個(gè)地區(qū)高濃度交替出現(xiàn)，PAHs的空間變化不明顯。分析其原因，可能是因?yàn)閮傻氐奈廴緛?lái)源不同，而且污染源產(chǎn)生PAHs具有不穩(wěn)定性，所以變化沒(méi)有規(guī)律。山西路地區(qū)九、十月份PAHs質(zhì)量濃度處于最低點(diǎn)，與期間召開(kāi)“十運(yùn)會(huì)”，加強(qiáng)環(huán)境治理力度，加強(qiáng)監(jiān)督執(zhí)法、美化環(huán)境、凈化空氣有關(guān)。2.4PM10質(zhì)量濃度與PAHs的相關(guān)性分析分別就大廠地區(qū)的PM10和PAHs的月平均質(zhì)量濃度，及山西路的PM10和PAHs的月平均質(zhì)量濃度作圖，如圖3和圖4所示。從圖3和圖4可以看出，PAHs的質(zhì)量濃度變化與PM10的質(zhì)量濃度變化幾乎沒(méi)有什么相關(guān)性，各自的質(zhì)量濃度變化也沒(méi)有規(guī)律性，這樣的結(jié)果可能是由于PAHs的不穩(wěn)定性造成的。3結(jié)論（1）南京市PM10污染嚴(yán)重，研究期間，其質(zhì)量濃度變化范圍是0.1157mgm-30.3913mgm-3。與我國(guó)在1996年頒布的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB30951996)中規(guī)定的PM10的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度相比，超標(biāo)24倍；（2）全年大廠地區(qū)（工業(yè)區(qū)）的PAHs的質(zhì)量濃度與山西路（商業(yè)區(qū)）PAHs的質(zhì)量濃度沒(méi)有明顯的高低之分，PAHs的空間變化不明顯，時(shí)間變化也沒(méi)有規(guī)律性；（3）比較PM10與PAHs的月平均質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)兩者之間的變化沒(méi)有相關(guān)性，也就是說(shuō)，PAHs的質(zhì)量濃度不受PM10質(zhì)量濃度的影響，不隨PM10質(zhì)量濃度的增加而增加。參考文獻(xiàn)：1CANCIOJAL,CASTELLANOAV,MARTINSS,etal.SizedistributionsofPAHsinambientairparticlesoftwoareasofLasPalmasdeGranCanariaJ.Water,AirandSoilPollution,2004,154(1-4):127-138.2于國(guó)光,王鐵冠,吳大鵬,等.北京市大氣氣溶膠中多環(huán)芳烴的研究J.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,37(1):72-78.YuGuoguang,WangTieguan,WuDapeng,etal.AstudyofPolycyclicAromaticHydrocarbonspresentinBeijingAerosolsJ.JournalofChinaUniversityofMining&Technology,2008,37(1):72-78.3陳曉秋,張建華,俞是聃,等.交通路口大氣氣溶膠的污染狀況以及多環(huán)芳烴的污染特征研究J.分析測(cè)試技術(shù)與儀器,2007,13(3):194-198.ChenXiaoqiu,ZhangJianhua,YuShidan.ThepollutionstateofAtmosphericAerosolandpollutionpropertyofPAHsinAtmosphericAerosolatthetrafficcrossingJ.AnalysisandTestingTechnologyandInstruments,2007,13(3):194-198.4杜剛.遼寧省大氣可吸入顆粒物中重金屬及多環(huán)芳烴污染特征研究J.環(huán)境保護(hù)科學(xué),2007,33(2):1-3.00.050.10.150.20.250.30.35123456789101112月份PAHs的月平均質(zhì)量濃度/（gm-3）大廠地區(qū)，山西路圖2兩個(gè)采樣點(diǎn)PAHs質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)Fig.2ThechangedtrendchartofPM10intwospots00.050.10.150.20.250.30.35123456789101112月份PM10月平均質(zhì)量濃度/（mgm-3）00.050.10.150.20.25PAHs月平均質(zhì)量濃度/（gm-3）PM10月平均質(zhì)量濃度，PAHs月平均質(zhì)量濃度圖4山西路的PM10和PAHs月平均質(zhì)量濃度比較曲線Fig.4ThecompareofmonthlyconcentrationofPM10andPAHsinShanxiroad00.050.10.150.20.250.30.350.40.45123456789101112月份PM10月平均質(zhì)量濃度/（mgm-3）00.050.10.150.20.250.30.35PAHs月平均質(zhì)量濃度/（gm-3）PM10月平均質(zhì)量濃度，PAHs月平均質(zhì)量濃度圖3大廠地區(qū)的PM10和PAHs月平均質(zhì)量濃度比較曲線Fig.3ThecompareofmonthlyconcentrationofPM10andPAHsinDachangarea552生態(tài)環(huán)境第17卷第2期（2008年3月）DuGang.StudyonpollutioncharacteristicofheavymetalelementsandPAHsinabsorbableparticulatematterofLiaoningProvinceJ.EnvironmentalProtectionScience,2007,33(2):1-3.5程金平,趙文昌,謝海英,等.焦化廠周邊PM10-梧桐葉片-土壤介質(zhì)中PAHs相關(guān)性研究J.環(huán)境科學(xué),2007,28(8):1802-1805.ChengJinping,ZhaoWenchang,XieHaiying,etal.CorrelationofPolycyclicAromaticHydrocarbons(PAHs)inPM10-Phoenixtreeleaves-soilsystemofaCoking&ChemicalfactoryinShanghaiJ.EnvironmentalScience,2007,28(8):1802-1805.6葉翠杏,王新紅,印紅玲,等.廈門(mén)市不同功能區(qū)冬季PM10中多環(huán)芳烴的污染特征J.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2006,26(9):1532-1538.YeCuixing,WangXinhong,YinHongling,etal.CharacteristicsofPAHsinPM10aerosolscollectedfromdifferentdistrictsinXiamenJ.ActaScientiaeCircumstantiae,2006,26(9):1532-1538.7李秋歌,高士祥,王格慧,等.南京市大氣氣溶膠中多環(huán)芳烴的污染趨勢(shì)J.南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)),2007,43(5):556-560.LiQiuge,GaoShixiang,WangGehui,etal.PollutiontrendofPolycyclicAromaticHydrocarbons(PAHs)inNanjingAtmosphericAerosolJ.JournalofNanjingUniversity(NaturalSciences),2007,43(5):556-560.8VIANAM,QUEROLX,ALASTUEYA,etal.CharacterisingexposuretoPMaerosolsforanepidemiologicalstudyJ.AtmosphericEnvironment,2008,42,1552-1568.9VIANAM,LOPEZJM,QUEROLX,Etal.TracersandimpactofopenburningofricestrawresiduesonPMinEasternSpainJ.AtmosphericEnvironment,2008,42:1941-1957.10MARIANAVC,RUBEMCH,ADRIANAD,etal.MutagenicactivityofairborneparticulatematterinapetrochemicalindustrialareaJ.MutationResearch,2008,650:196-201.11NGABEB,POISSANTL.PolycyclicaromatichydrocarbonsintheairintheStLawrencebasinJ.EnvironmentScienceTechnology,2003,37:2094-2099.12WITTG,LEIPET,KA-CHRISTIANEMEIS.Usingfluffylayermaterialtostudythefateofparticle-boundorganicpollutantsinthesouthernBalticseaJ.EnvironmentScienceTechnology,2001,35:1567-1573.13KIMBM,RONALDCH.ApplicationofSAFERmodeltotheLosAngelesPM10dataJ.AtmosphericEnvironment,2000,34:1747-1759.14MIGUELAH,KIRCHSTETTERTW,HARLEYRA.On-road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