天津住宅室内PM10/PM2.5污染源成分谱的及特征研究

摘要

随着空气颗粒物来源解析技术的广泛应用，研究者对室外颗粒物污染源特征做了大量的研究，建立了较为完善的源成分谱数据库。然而，现在人们大部分时间在室内度过，室内颗粒物污染源的研究却较为少见，为了对室内环境颗粒物和个体暴露的来源解析服务，本文选取两种主要的室内颗粒物污染源香烟和油烟进行了PM10和PM2.5成分特征研究。对于香烟颗粒物，选取12种香烟，通过实际抽烟环境采集环境烟草烟雾(ETS)源PM10和PM2.5样品，通过环境舱静燃实验采集侧流烟雾(SS)源PM10和PM2.5样品。对于烹调油烟，选取了常用的6种不同类型的食用油，通过实际烹调环境采集烹调油烟源PM10和PM2.5样品。对样品进行了元素、离子、碳、多环芳烃组分的全面分析并研究了组分特征，通过归一化建立了香烟和油烟的PM10和PM2.5无机化学成分谱和多环芳烃成分谱。结合对数浓度图和分歧系数比较不同来源，不同粒径成分谱的差异。
　　 本研究主要内容及结果包括：⑴PM10无机化学成分谱中，OC、EC、离子、元素分别占ETS、SS、烹调油烟的(66.65±14.00)％、(1.85±0.67)％、(1.90±0.36)％、(0.33±0.14)％；(67.55±11.73)％、(6.34±3.56)％、(2.26±0.37)％、(0.40±0.07)％；(30.25±5.37)％、(0.19±0.07)％、(2.13±0.71)％、(0.75±0.13)％。⑵PM2.5无机化学成分谱中，OC、EC、离子、元素分别占ETS、SS、烹调油烟的(62.80±5.15)％、(1.58±0.53)％、(1.93±0.50)％、(0.36±0.17)％；(68.24±11.58)％、(5.59±1.98)％、(6.39±3.73)％、(0.50±0.23)％；(58.62±16.44)％、(0.38±0.05)％、(0.81±0.33)％、(1.69±0.55)％。⑶不同品牌香烟、粗细粒径的ETS成分谱之间差异不大，总体表现为可能相似；不同品种食用油的成分谱差异也不大，但不同粒径的成分谱差异较大，PM2.5中富集更多组分。ETS和SS成分谱差异较大，ETS和烹调油烟成分谱必不相似，Zn/Cd可用来定性区分香烟源和烹调源。⑷室内源主要组分为OC，仅有它的百分含量超过10％。室内颗粒物污染源OC的百分含量远高于室外源，因此，OC是室内污染源的重要指示物。同时也说明，对于室内污染源，有机物成分谱更好的代表其污染特征。⑸ETS、SS和烹调油烟PM10和PM2.5中多环芳烃含量分别为34.62-102.90μg/g、287.37-650.85μg/g、4.69-54.51μg/g；58.16-121.29μg/g、340.66-639.36μg/g、5.98-66.68μg/g。其中ETS和烹调油烟中致癌PAHs、燃烧生成的PAHs、BaP均与总PAHs有较好的相关性。ETS、SS、烹调油烟中含量最高的PAHs分别是BaA、BbFA、Chr；BaA、Chr和FA；Phe、FA和Pyr。香烟中四环和五环PAHs分布较多，油烟中三环和四环PAHs分布较多。ETS、SS、烹调油烟的多环芳烃指示物分别为Ac、Cor和BbFA。PM10和PM2.5的致癌PAHs苯并(a)芘等效总量排序为：SS>ETS>烹调油烟。⑹SS和ETS的PAHs成分谱相必不相似，ETS和烹调油烟的PAHs成分谱必不相似。可用Pyr/BaP值来区分两种室内源。综上，室内污染源的主要组分为OC，有机物相对与无机化学组分可更好的表征室内两种污染源的特征，今后可以加深室内污染源有机成分谱的研究。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

第一节 研究背景

1.1.1 颗粒物的成分及危害

1.1.2 人体对颗粒物的暴露

1.1.3 颗粒物的来源解析

第二节 室内颗粒物的污染源的研究现状

1.2.1 室内颗粒物污染研究现状

1.2.2 室内颗粒物的来源和特点研究

第三节 研究目的、研究内容和方法

1.3.1 研究目的和意义

1.3.2 主要研究内容

1.3.3 研究技术路线图

第二章 采样与分析

第一节 采样仪器和滤膜

2.1.1 采样仪器

2.1.2 采样滤膜及其前处理

第二节 采样方法

2.2.1 室内烟草烟雾

2.2.2 烹调油烟

2.2.3 采样质量控制

第三节 分析方法

2.3.1 质量分析

2.3.2 元素分析

2.3.3 离子分析

2.3.4 碳分析

2.3.5 多环芳烃分析

第三章 室内颗粒物排放源无机化学组分分析

第一节 香烟烟雾源排放颗粒物成分分析

3.1.1 环境烟草烟雾化学成分谱特征

3.1.2 侧流烟雾化学成分谱特征

3.1.3 成分谱相似性的比较

3.1.4 烟草烟雾颗粒物元素特征比值

第二节 烹调油烟源排放颗粒物成分分析

3.2.1 烹调油烟颗粒物化学成分谱特征

3.2.2 成分谱相似性的比较

3.2.3 烹调油烟元素特征比值

第三节 两种室内源颗粒物无机成分谱相似性比较

第四章 室内颗粒物排放源的有机成分分析

第一节 香烟烟雾多环芳烃组分特征

4.1.1 香烟烟雾颗粒物多环芳烃的组分含量

4.1.2 烟草烟雾颗粒物多环芳烃成分谱的确定

4.1.3 多环芳烃环数

4.1.4 不同香烟多环芳烃指示物

4.1.5 特征参数比值

4.1.6 香烟烟雾潜在毒性危害评价

第二节 烹调油烟多环芳烃排放特征

4.2.1 烹调油烟中多环芳烃的组分含量

4.2.2 烹调油烟多环芳烃成分谱的确定

4.2.3 多环芳烃环数分布

4.2.4 不同食用油油烟多环芳烃指示物

4.2.5 特征参数比值

4.2.6 烹调油烟颗粒物潜在毒性危害评价

第三节 室内源颗粒物多环芳烃成分谱相似性比较

第五章 结论及展望

第一节 主要结论

第二节 创新点

第三节 不足与展望

参考文献

致谢

个人简历及研究成果