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大气细颗粒物污染对生态环境和人体健康造成了很大的威胁。因此,研究城市大气PM2.5的污染特征及对人体健康的影响尤为重要。太原市自2017年成为京津冀大气污染传输城市(“2+26”)之一,采取严格的措施控制污染物排放,空气质量有较大的改善。本研究在收集2018年9月2019年8月的大气污染物(PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3)监测数据和气象参数数据的基础上,分季节对PM2.5进行采样。系统分析了PM2.5时空分布特征、与其他污染物和气象因素相关关系;进一步分析了PM2.5中PAHs的污染水平、来源以及对人体健康影响,主要取得以下结论:(1)研究期间,太原市大气PM2.5年均质量浓度为56.67±42.16μg/m3,四季分布特征是冬季(91.34μg/m3)>秋季(51.81μg/m3)>春季(50.72μg/m3)>夏季(33.49μg/m3);PM2.5与其他大气污染物及气象因素的相关分析:PM2.5与PM10、SO2、NO2和CO在四个季节均有显著正相关关系(p<0.01);而PM2.5与O3只在秋季和冬季呈现显著的负相关关系(p<0.01)。春、冬季PM2.5受气象因素影响较大,主要包括湿度、太阳辐射、蒸发量和气压(p<0.01);此外夏、秋季PM2.5与温度有显著的相关关系(p<0.01)。(2)2019年1月2日13日的重污染过程以PM2.5为主要污染物,其次为PM10和NO2;PM2.5与温度、湿度和风速均呈现显著的相关性(p<0.01);天气形势分析结果表明,污染前期,北方冷空气携带较多颗粒物南下,污染后期,处于静稳状态,造成污染物积累;后向轨迹分析结果显示,气团主要经过内蒙、陕西抵达太原,携带的PM2.5和PM10分别为152.39μg/m3和240.68μg/m3。(3)研究期间,太原市大气PM2.5中16种USEPA优控PAHs年均值为27.25ng/m3,季节变化规律为冬季(65.64 ng/m3)>秋季(18.44 ng/m3)>春季(11.42 ng/m3)>夏季(6.18 ng/m3);四个季节中Bbk的含量较高,并且HMW是PM2.5中PAHs的主要成分,占比为43%49%;致癌的PAHs在四季中均占有较高比例,约为50%以上。(4)主成分分析和PMF模型对PM2.5中PAHs来源分析结果指出,交通排放源和煤炭燃烧源为其主要来源;特征比值对不同季节PM2.5中PAHs源解析结果显示,生物质和煤燃烧以及汽车排放对四个季节均有一定贡献,春、秋和冬季中石油源也有一定的贡献;在空间上,PSCF和CWT分析结果显示,夏季主要受太原市以南地区的影响,春、秋和冬季主要受太原本地源及其西北方向地区的影响。(5)健康风险评价结果表明,PM2.5中PAHs的摄入和皮肤接触的癌症风险远高于吸入风险,是吸入风险的近105倍。儿童摄入PAHs的癌症风险高于成人,而成人皮肤接触和吸入PAHs的癌症风险高于儿童。分析三种暴露途径的ΣILCR发现,儿童和成人在秋季和冬季都有致癌风险。