论文部分内容阅读
为厘清长三角背景点有机气溶胶的污染特征和来源,于2018年夏季（5月30日至8月14日）和冬季（12月27日至次年1月25日）在崇明岛进行了PM2.5和不同粒径样品的采集,使用气相色谱-质谱技术分析其中正构烷烃（normal alkanes,n-alkanes）和多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的浓度和分子组成,并结合后向轨迹、线性回归拟合和正交矩阵（positive matrix factorization,PMF）等数理统计方法探讨其季节变化和来源。主要结论如下:（1）崇明岛夏季观测期间PM2.5平均为33±21μg·m-3,低于一级标准日均限值35μg·m-3（来自GB3095-2012）,但仍有部分时段污染较重,一级标准超标率约35%;冬季污染较重,PM2.5均值为59±41μg·m-3,约34%的样品超出二级标准日均限值75μg·m-3。（2）夏季PM2.5中n-alkanes平均为26±44 ng·m-3,以碳数大于27的大分子烷烃为主,最高组分为C29/C27,污染期的浓度约为清洁期的11倍。大约68%的n-alkanes来自化石燃料燃烧,污染期主要来自内陆及长三角地区,以机动车和工业排放源为主,而清洁期主要来自海上船舶尾气的排放。冬季n-alkanes平均为70±51 ng·m-3,以C23C25为主。污染期浓度约为清洁期的3.7倍。化石燃料源的贡献达85%,污染期主要来自长三角地区,清洁期则主要来自山东等华北地区。（3）夏季PM2.5中PAHs平均浓度为0.76±1.0 ng·m-3,其中,污染期为1.6±1.4ng·m-3,是过渡期和清洁期的4.116倍。最高组分为苯并[b]荧蒽（BbF）,其次为苯并[ghi]苝。污染期PAHs以56环为主,占比为64%;而清洁期则以34环为主,占比为54%。源解析结果显示:污染期PAHs主要来自内陆、沿海及长三角地区的机动车与工业排放,贡献了51%;而清洁期受海洋气团控制,PAHs主要来源于船舶排放,贡献了45%。冬季观测期间PAHs平均为8.4±4.8 ng·m-3,其中,污染期为过渡期和清洁期的1.62.4倍。冬季PAHs中BbF仍为最高组分,但次高组分为荧蒽和?。与夏季相比,冬季34环PAHs的占比增加,56环PAHs的占比降低。源解析结果显示:冬季燃煤和机动车排放的贡献之和最高,污染期达到了61%,主要来自长三角和华北地区,清洁期船舶排放及其他源的贡献为26%,高于污染期（21%）,可能是由渤海、黄海的船舶尾气排放所致。（3）从粒径分布特征来看,崇明岛夏季n-alkanes主要分布在粗粒子中,而冬季主要分布在细粒子中,均以化石燃料燃烧源为主。夏季植物蜡类n-alkanes（wax plant derived n-alkanes,WNA）呈现粗粒子模态的粒径分布特征,70%82%的WNA存在于粗颗粒物中;与此相对照,冬季污染期WNA呈细模态分布,而过渡期和清洁期呈粗、细双模态分布,但仍以细模态为主,58%79%的WNA存在于细颗粒物中。夏季化石燃料燃烧源n-alkanes（fossil fuel derived n-alkanes,FFNA）呈粗、细双峰模态分布,其中45%67%的FFNA分布在粗粒子中;冬季FFNA虽然也呈粗、细双模态分布,但大部分（71%80%）FFNA分布在细粒子中。（4）冬夏两季颗粒物中的PAHs均主要分布在细粒子中,随着颗粒物粒径的增加,低环数PAHs逐渐增加,高环数PAHs逐渐减少。其中高环数PAHs在夏季三个时期均主要分布在细颗粒物中,而低环数PAHs在夏季污染期时,主要分布在细颗粒物中,过渡期和清洁期时则主要在粗粒子中;而冬季三个时段低环和高环PAHs均主要分布在细颗粒物中。（5）观测期间崇明夏季发生了两次不同灰霾污染事件:局地生物质燃烧（Event 1）和区域传输（Event 2）。夏季Event 1期间,PM2.5中左旋葡萄糖苷浓度为33±34 ng·m-3,高出清洁期1个数量级,植物蜡源烷烃占比（%WNA）为53%,显著高于清洁期（33%）;夏季Event 2期间,污染主要来自长三角和上海地区,CPI1显著低于Event 1,仅为1.4,化石燃料源烷烃占比（%FFNA）达到了82%。冬季发生了4次灰霾污染事件,其中,Event 1期间,PM2.5中左旋葡萄糖苷的浓度和占比均较低,表明生物质燃烧的影响不显著,PAHs和n-alkanes主要来自北方燃煤供暖和南通的工业及交通排放;Event 4期间,污染主要来自西部上风向江苏和安徽等地区,左旋葡萄糖苷的浓度及其在OM中的占比均高于其他三次事件,表明Event 4期间生物质燃烧活动显著。来源分析结果显示:Event 4期间生物质燃烧与化石燃料燃烧源对PAHs的贡献相当,而n-alkanes则以化石燃料燃烧源为主。