苏兵
太原市疾病预防控制中心 山西太原 030012
【摘 要】目的：了解太原市空气PM2.5中多环芳烃的来源组成。方法。结果。结论。
【关键词】采暖期；PM2.5；多环芳烃；因子分析
多环芳烃（PAHs）是一类持久性的有机污染物，广泛存在于环境中，可通过大气、水以及食物途径在人体富集，有较强的致畸、致癌和致突变性。室外多环芳烃一般主要来源于化石燃料燃烧、工业生产活动以及垃圾与秸秆木头等的焚烧。多环芳烃排放入大气中后，大部分附着于颗粒物表面，从而成为颗粒物健康危害性的一个重要方面。国际癌症研究所（IARC）已把PM2.5归为“一类致癌物”，而多环芳烃是其致癌性的关键因素之一。由于不同地区污染源、气候以及地理状况等的差异，大气中多环芳烃的污染状况亦有不同。通过一定方法进行来源分析，对于掌握该地目前各类污染源排放情况很有必要。本研究采用因子分析法（Factor analysis）对太原市2016年采暖期空气PM2.5中多环芳烃的来源进行了初步解析。
1资料与方法
1.1样品采集和前处理
在全市设置2个采样点，一个位于城市中部迎泽区，太原市疾控中心大院（点A）；另一个位于城市北部尖草坪区，离太钢集团等污染企业较近（点B）。采样高度均为15m，两个采样点紧邻周边为居民区、办公楼，以及繁忙交通道路。采样时间为每月10日至16日（1、2、3、11、12月），每日采样20h。
1.2分析方法
1.2.1 采样
采样地点太原市疾病预防控制中心三楼顶；采样仪器为大气颗粒物采样器，采用中流量TH-150型（武汉天虹仪器仪表有限公司）采样器，采样平均流量为100L/min。PM2.5采样时间为2016全年每月的10-16日连续采集7天，12个月连续监测，每天采样24h，同时准确记录实际采样时间、大气压力、平均气温等资料，共获得PM2.5样品93份。
1.2.2 仪器与试剂
微量分析天平，LE225D型（德国赛多利斯公司）。
高效液相色谱仪，LC-20AT（日本岛津公司），配备二极管阵列紫外检测器、荧光检测器。色谱柱：C18反相色谱柱（4.60mm×250mm，5µm）
标准品单标和内标购自德国Dr.Ehrenstorfer Gmb，16中多环芳烃混标购自北京曼哈格科技有限公司（MANHAGE）。
玻纤滤膜（PALL Corporation），直径90mm。
实验用乙腈、甲醇均为色谱纯纯，购自美国Honeywell。实验用水为高纯水，直接购买屈臣氏蒸馏水。
1.2.3 PM2.5样品中多环芳烃成分分析
1.2.3.1 样品前处理
收集采样后的样品用二次精馏的二氯甲烷，在索氏抽提器中抽提18h。提取液经无水硫酸钠干燥，以K—D浓缩器浓缩后，过硅胶层析柱进行净化，再经高纯氮气吹脱浓缩，置换溶剂为乙腈，最后定容至1 mL。
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1.2.3.2 标准曲线绘制及分析方法
配置不同浓度的标准系列，分别取10ul进样，使用峰面积定量，绘制标准曲线，每个工作日对PAHs两个不同浓度点进行测定，用以检验标准曲线。
1.3质量控制
1.3.1 PM2.5质量浓度分析
采样前、后分别将滤膜至于干燥器内恒重24h，用重量法根据采样前后滤膜的增重和标准状况采样体积，计算PM2.5和24h平均质量浓度。
1.3.2 PM2.5中多环芳烃成分分析
采样前玻纤滤膜经450℃灼烧4 h，采样后于 -20℃ 以下保存。以十氟联苯为回收率内标，测得加标回收率为79.75％～114.62％。
2结果
2.1基本描述
太原市区两个监测点采暖期多环芳烃监测结果表明，毗邻污染企业的B点的13种多环芳烃浓度均高于市中心的A点，但经对数变换后t检验显示，二者差别无统计学意义。其中，构成比较大的组分有：荧蒽、芘、苯并[g，h，i]苝、苯并[a]蒽、菲、苯并[a]蒽等，占比均高于或接近10%。
2.2来源分析
根据已有研究可知，苯并[g，h，i]苝是汽油燃烧排放的关键标志物[1]，同时，苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘以及茚并[1，2，3-cd]芘与机动车排放也高度相关，故我们认为因子1代表的可能主要是以汽油燃烧为主的交通污染源。菲是燃煤排放的重要标志物，蒽也是燃煤和冶钢排放的标志之一，因此我们认为因子2可能主要代表燃煤污染，包括供暖用煤、工业用煤及燃煤电厂等。
3 讨论
因子分析法是将复杂数据降维的多元处理方法，可以通过计算变量间的内部关系，简化原变量的协方差结构，寻找其中的共同因素，将多个变量归纳为少数几个因子，从而使结果易于理解。本研究分析了太原市采暖月份空气PM2.5中13种多环芳烃成分，结合有关的污染源排放特征的资料，确定太原市空气PM2.5中多环芳烃有两个主要来源，分别为交通污染和燃煤污染，贡献分别约占2/3和1/3。徐建军在2012年冬季对太原市空气PM2.5化学组成的分析结果与本文基本一致，但其未讨论污染源贡献率。
从多环芳烃组成来看，以汽油燃烧为主导的交通污染源中，4~6环的高分子量多环芳烃为主要组分。而以发电、冶金、水泥工业为基础的燃煤污染，因可能采用无烟煤，并且炉内燃烧完全以及污染控制措施较好，排放的多环芳烃多以2~4环的低分子量组分为主，不易附着在PM2.5上。国内一些相关文献也获得了相似的结果。
由上可见，目前，太原市附着于空气PM2.5中的多环芳烃大多来自交通污染，尽管本地交通污染本身并不是PM2.5的主要贡献源，但却是PM2.5中多环芳烃的主要贡献源，应当引起足够的重视。2016年太原市将本市内出租车全部更新为纯电动汽车，是控制交通污染的一项重要举措。另外，太原市PM2.5中多环芳烃燃煤源占比较小也可能与产业升级企业停产减产有关。总之，太原市空气污染源结构简单，从交通和燃煤两个方面着手，是治理污染的关键点。
参考文献：
[1] 李英红，谭吉华，段菁春，等.中国主要排放源颗粒相多环芳烃的成分谱特征[J].环境科学与技术，2015，38（6）：58-69.
*项目来源：中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所2014年卫生行业专项“雾霾天气人群健康风险评估和预警关键技术研究”（201402022）
论文作者:苏兵
论文发表刊物:《中国医学人文》(学术版)2018年2月第4期
论文发表时间:2018/7/10
标签：芳烃论文; 太原市论文; 滤膜论文; 污染源论文; 燃煤论文; 因子论文; 空气论文; 《中国医学人文》(学术版)2018年2月第4期论文;