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《北京大学》 2008年
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环渤海西部地区大气中的PAHs污染

刘书臻  
【摘要】: 大气中的多环芳烃(PAHs,polycyclic aromatic hydrocarbons)污染长期以来受到研究人员和政府部门的广泛关注。环渤海西部地区人口密集,工农业发达,PAHs排放密度较高。在本研究中,结合传统的主动采样技术和自行开发的被动采样技术,对该地区大气中的气相和颗粒相的PAHs污染特征进行了观测分析,同时通过收集降尘对大气PAHs的沉降进行估算,利用轨迹方法对研究区域大气PAHs传输特征进行了初步探讨。所观测物种为除萘以外的15种USEPA优控PAHs。 环渤海西部地区大气中PAHs浓度为:主动采样(24 h四次)54~1000 ng/m(3298±425 ng/m3)、被动采样(四季度)237~1500 ng/m3(752±337 ng/m3),高出欧美发达国家城市大气浓度数倍乃至一个数量级以上,是近年来世界上大气PAHs浓度水平最高的地区之一。与其他研究结果不同,环渤海西部地区大气PAHs浓度的城乡差别并不显著,城乡比值仅为1.24,而城乡样点的PAHs水平均高于背景点3~6倍。农村高浓度的大气PAHs主要是由农村地区煤/生物质的低效燃烧带来的高水平PAHs排放有关。 主动采样和被动采样结果所得PAHs的气固比例均小于2,低于世界温带其他地区报道(一般 4)。在大气PAHs的气固分配过程中,log KPM10与log pl0的线性回归斜率mr小于-1,此现象与其他研究报道(一般为-0.6~-1)不同,反映了分配中主导机制是元素碳的吸附作用而非有机碳的吸收作用。PAHs的气固分配对其在环境中的降解、沉降和传输等行为有重要影响。 比较各季节大气PAHs浓度可以发现,冬季浓度最高,秋季次之,而春夏季最低。气相PAHs的冬夏比值为2左右,主要与冬季煤和生物质较多的燃用有关,大气扩散条件也有一定影响;冬季颗粒相PAHs比夏季高一个量级左右,排放、大气扩散条件、温度降水的季节变化是影响颗粒相PAHs冬夏比值的重要因素。大气PAHs高值分布区主要集中在河北省东北和西南部,河北西北部和山东西北部普遍较低。PAHs的空间分布与局地排放强度、人口密度、GDP等参数有显著正相关关系。 选用特征比值FLA/(FLA+PYR)和IcdP/(IcdP+BghiP)进行判断,发现煤和生物质燃烧是本区域大气PAHs的主要来源,燃油源在非采暖期有一定贡献。利用USEPA的PMF模型将本区域PAHs来源归为工业煤/交通、秸秆、生活煤和薪柴/炼焦,相应的贡献率分别为16.7%、18.1%、24.0%、41.2%,解析结果与排放估算结果基本一致。 研究区域PAHs沉降通量为8.5±6.2μg/(m2.d),大于上世纪90年代初英国城市中观测结果。城市与农村站点的PAHs沉降通量无显著差别(比值为1.29),而高出背景点6倍左右,与大气PAHs浓度的城乡差别相似。中高分子量(FLA~BghiP)与低分子量PAHs(ACY~ANT)沉降通量的空间分布模式不同,前者与大气PAHs浓度的空间分布类似,而后者在河北西北部山区沉降通量较高。利用轨迹模型分析显示本区域PAHs大气输出的可能性在冬季最大。
【学位授予单位】:北京大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X51

【引证文献】
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10 高月兰;烟丝中添加凹凸棒石对卷烟焦油、有害物质含量以及吃味的影响研究[D];江南大学;2004年
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