湿沉降后大气中多环芳烃污染特征的变化规律研究

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多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)属于半挥发性有机物(SVOCs)中的一类,其来源比较广泛,主要来自于人为活动如工业生产,农业种植等,且具有一定的致癌性。大气中的PAHs可以进行长距离的迁移,加重了污染的程度,因此近年来在国内国外引起了广泛研究。哈尔滨市夏秋季节降雨多发,冬春季节降雪频繁,气候条件特殊,因此研究湿沉降后的大气具有很好的科研价值。本文对哈尔滨市降雨和降雪后24h大气中PAHs的污染特征的时间变化规律进行了分析,利用受体模型分析了PAHs的污染来源,对冬季污染浓度较高阶段大气PAHs的健康风险进行评估,对PAHs的气粒分配参数进行了探讨,并利用了三种模型对气粒分配进行了预测研究。本实验采集了降雨降雪后大气样品,分析其浓度组成特征,发现降雨后PAHs的整体水平较低,风速与PAHs之间的浓度变化没有相关性。发现降雪后大气中的PAHs的浓度水平整体要比降雨后高,其中气相PAHs最高浓度达到了1292ng/m~3,风速与两相之间的浓度变化有着很好的负相关性。对于降雨和降雪而言,部分PAHs会随着时间的推移而发生浓度的大幅度变化,不同PAHs有着不同的变化趋势,而其余大部分PAHs则保持着浓度的相对平稳。组成上,低环PAHs的组成随时间变化波动较大,其中4环PAHs在两相中的占比有着较大的变化。通过呼吸吸入暴露和皮肤接触暴露两种途径对降雪采样期间的PAHs进行健康风险评价,青年,成人以及儿童的平均癌症风险值为1.447×10-4,1.044×10-4和9.658×10-5,晚高峰时段汽车尾气的排放和供暖燃煤使得致癌风险有显著提高。结合特征分子比值法和主成分分析,并结合哈尔滨市实际情况,得出降雨后,煤炭燃烧是哈尔滨市PAHs的主要来源;降雪后,供热燃煤、秸秆焚烧以及汽车尾气的排放是其主要来源。通过后向轨迹模型分析了采样期间的气流运动路径,发现降雨后的气流主要来自西北地区,降雪后的气流主要来自西北地区和西南地区。对于哈尔滨大气中PAHs的气粒分配规律的研究,首先分别研究了log KP与log KOA的关系和log PL~0与log KOA的关系,并对降雪后24h大气中PAHs的气粒分配进行时间序列分析,发现降雪后PAHs气粒分配不稳定,很难达到平衡态。对降雪后24h大气中PAHs的气粒分配行为进行了预测,发现HB模型、DE模型和LMY模型对于4环PAHs有更好的预测效果;对于2-3环PAHs,HB模型、DE模型不能很好地符合,而LMY模型有着很好的预测效果;对于5-6环PAHs而言,HB模型和DE模型已不再适用,LMY模型更能描述其趋势。
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