论文部分内容阅读
生物质燃烧是大气细颗粒颗粒物的重要来源。左旋葡聚糖（Lev）、甘露聚糖（Man）、半乳聚糖（Gal）由于其良好的化学稳定性和较高的浓度水平被认为是示踪生物质燃烧的主要有机化合物,被广泛应用于有关生物质燃烧的检测和估算其对大气颗粒物污染贡献的研究中。目前,我国在大气细颗粒物中生物质燃烧示踪研究的成果,一方面主要集中在对单个城市或区域内的污染浓度水平的分析方面,另一方面主要集中在室内或室外燃烧实验中不同类型的生物质燃烧所得的有机示踪物的比值特征方面,但关于真实大气环境中几种生物质燃烧有机示踪物的比值特征研究相对较少。本文通过分析我国的城市地区（四季）和森林地区（不同纬度）的大气细颗粒物样品,探讨生物质燃烧源的三种有机示踪物的比值特征及分布变化。通过GC-MS定量分析,并结合多元数据统计分析方法得出以下结论:（1）城市地区样品分析结果呈现了生物质燃烧有机示踪物与大气细颗粒物(PM2.5)中有机碳（OC）浓度相互之间的显著相关关系(R城Lev=0.720,R城Man=0.658,R城Gal=0.688),且OC浓度与PM2.5浓度之间存在显著的相关性（R城=0.550）,可见城市大气环境中OC对大气细颗粒物PM2.5具有较大贡献,而生物质燃烧是样品采集区域内PM2.5中OC的主要贡献源之一。（2）森林地区大气细颗粒物样品中,长白山森林自然保护区（长白站）、东平国家森林公园（崇明站）、鼎湖山国家级自然保护区（鼎湖站）、尖峰岭国家森林公园（海南站）的左旋葡聚糖的平均浓度依次为50.51 ng/m3、80.72 ng/m3、24.91 ng/m3、和103.90 ng/m3。PM2.5的浓度分别为39.75μg/m3、133.81μg/m3、39.28μg/m3和44.69μg/m3。OC浓度分别为3.38μg/m3、5.63μg/m3、2.35μg/m3、2.97μg/m3。海南站Lev浓度最高,崇明站PM2.5和OC浓度最高。表明在人为活动更活跃的地区,大气颗粒物浓度较高,生物质燃烧源的贡献相对较小。（3）城市地区（金华市）大气细颗粒物样品中生物质燃烧污染秋冬两季较重,有机示踪物在夏季的浓度最低。秋季Lev浓度水平达四季最高,冬季Man和Gal浓度水平达四季最高。这可能由于Man和Gal与大气气温存在显著负相关（R:-0.465到-0.619）,而与Lev相关关系较弱（R=-0.294到-0.392）。秋季,城区生活区、城郊生活区、近郊地区Lev平均浓度分别为213.90 ng/m3、247.58 ng/m3、271.28 ng/m3,可见城市地区及周边季节性的秸秆燃烧的存在的影响。（4）城市地区（金华市）大气细颗粒物中秋季的Lev/Man比值明显高于其它三个季节,分别为春季4.91±0.85、夏季为5.25±0.89、秋季为13.36±2.09、冬季为3.10±0.42。这可能是由于秋季大量焚烧秸秆造成的结构差异(Lev/Man农作物>Lev/Man软木or硬木)。森林地区大气细颗粒物中Lev/Man比值在长白山站最低（4.0±0.7）,海南站较高（6.8±0.5）,存在较为明显的地域差异,这可能是由于不同地域的植被类型造成的影响(Lev/Man软木<Lev/Man硬木)。（5）利用生物质燃烧有机示踪物比值特征分别对森林地区和城市地区大气颗粒物样品做主成分分析和聚类分析,可以区分为不同季节和不同地域的类别。结果显示,大气环境中,城市地区受季节性秸秆焚烧的影响,秋季的这三种生物质燃烧有机示踪物的比值特征明显区别于其它季节;而森林地区生物质燃烧有机示踪物的比值可初步区分不同地域类型。