石家庄市大气颗粒物中有机物污染特征及来源分析

摘要

石家庄市位于京津冀地区，因其特殊的地理环境和工业结构，大气污染较为严重。近年来，石家庄市灰霾天气频繁发生，大气细颗粒物是导致灰霾天气的首要污染物。有机物(organic matter, OM)是大气环境中细颗粒物的主要组成成分，许多具有致癌、致畸、致突变作用。有机碳(organic carbon，OC)和元素碳(element carbon，EC)是颗粒物中有机物存在的主要形式，多环芳烃(PAHs)是有机物中对人体健康及环境危害较大、“三致”效应明显的典型有机物。
　　本文通过采集2015.05～2016.04期间石家庄市郊区和市内大气细颗粒物PM10、PM2.5和PM1样品，得到了石家庄市大气细颗粒物浓度水平，分析不同粒径细颗粒物的相关性并探讨气象参数对其影响;分析细颗粒物PM10、 PM2.5和PM1中OC、EC及PAHs的浓度水平及组成特征，计算其与气象参数的相关系数并探讨在不同的气象参数条件下OC、EC及PAHs浓度的变化，分别采用OC/EC比值法、PAHs特征化合物比值法和主成分分析法定性定量解析OC、EC及PAHs的来源，主要得出以下结论:
　　石家庄市冬季大气污染严重，首要污染物为细颗粒物PM2.5和PM1; OC是细颗粒物PM2.5和PM1中主要的组成成分，平均占比为24.78％和29.02％; PAHs单体中苯并(a)芘绝对含量远超过标准值，但PAHs总量占细颗粒物中有机物比例较小;气象参数中相对湿度与细颗粒物、OC和EC呈显著正相关，风速与细颗粒物和PAHs呈显著负相关，温度与OC、EC和PAHs呈显著负相关;大气颗粒物中OC、EC和PAHs的定性分析结果表明燃煤和机动车尾气是其主要来源，应用主成分分析法定量解析其来源，结果表明，燃煤和机动车尾气对细粒子PM2.5和PM1中有机物的贡献占46.36～55.60％;对PAHs的贡献为48.51～55.93％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 大气颗粒物及其环境效应

1．1．1 大气颗粒物基本性质

1．1．2 大气颗粒物的环境效应

1．2 大气颗粒物中有机物

1．2．1 有机物的化学组成

1．2．2 有机物的来源

1．2．3 有机物的源解析

1．2．4 有机物的采样及分析

1．3 本论文研究的主要内容及创新点

1．3．1 研究意义及研究内容

1．3．2 本文主要的创新点

第2章 样品的采集和分析

2．1 样品的采集

2．1．1 采样点位的确定

2．1．2 采样时间和采样流程

2．2 样品分析

2．2．1 实验仪器和试剂

2．2．2 有机碳和元素碳测定

2．2．3 多环芳烃测定

2．2．4 质量保证和质量控制(QA／QC)

第3章 大气颗粒物污染特征及影响因素分析

3．1 大气颗粒物PM10、PM2．5 和PM1质量浓度变化分析

3．2 相关性分析

3．3 颗粒物与气象因素的关系

3．3．1 颗粒物浓度与气象参数相关性分析

3．3．2 风向对颗粒物浓度的影响

3．3．3 特殊时期气象参数对颗粒物浓度的影响

3．4 本章小结

第4章 大气颗粒物中有机碳和元素碳污染特征研究

4．1 石家庄市大气颗粒物中OC和EC的质量浓度分析

4．2 石家庄市大气颗粒物中OC和EC的相关性分析

4．3 气象因素对石家庄市郊区颗粒物中OC和EC的影响分析

4．4 来源解析

4．4．1 OC／EC比值法

4．4．2 OC和EC与其组成的相关性分析

4．4．3 颗粒物中碳组分来源解析

4．5 本章小结

第5章 颗粒物中多环芳烃的污染特征

5．1 PAHs质量浓度水平

5．2 气象因素对PAHs总量的影响

5．2．1 相对湿度

5．2．2 温度

5．2．3 降雨

5．2．4 风速

5．2．5 风向

5．3 PAHs源解析

5．3．1 定性分析-特征比值法

5．3．2 PAHs环数分布

5．3．3 定量分析-因子分析

5．4 PAHs健康风险评价

5．4．1 BaP致癌性

5．4．2 毒性等效浓度

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢