基于特征标志物的大气多环芳烃精细化定量源解析研究

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a class of toxic compounds that ubiquitously and abundantly exist in the atmosphere. They can exert carcinogenic, teratogenic and mutagenic effects on the human body. Identifying the sources of PAHs is prerequisite to the manage and control of them. However, due to their multi-source feature and high similarity of compositions between sources, there are great uncertainties in traditional source apportionment methods. Accurate source apportionment of PAHs is always the focus but difficulty in PAH studies. In this study, both gas and particle phase of air samples will be collected in the Pearl River Delta (PRD) region. Specific organic and inorganic tracers will be selected and the latest local source profiles will be utilized or measured to calculated the source contributions of PAHs by both PMF and CMB models. The results will be compared with traditional methods and verified by the data of routine observation, back trajectory, fire spot and statistical analysis. The influencing factors for differences in modeling results will be explored. The source apportionment accuracy will be improved. The research findings will provide scientific basis and technical support for the atmospheric PAH control.

多环芳烃（PAHs）是大气中广泛存在、含量较高、具有三致作用的重要毒害有机污染物。识别PAHs来源是对其进行管控的前题。但由于PAHs来源众多且组成在各类源中具有相似性，传统源解析在识别其主要来源时不确定性很高。准确识别其来源一直是关于PAHs研究的重点和难点之一。本项目拟选取珠江三角洲地区为研究区域，在采集气/颗粒两相样品的基础上，筛选特异性有机无机标志物（tracer），利用或补充测定最新本地特征源谱，综合使用PMF和CMB模型对珠三角大气PAHs进行精细化来源解析，并通过对比传统源解析方法结果及常规观测、后向轨迹、火点和统计数据，验证精细化源解析效果，探讨影响不同方法结果差异的因素。研究结果可提高源解析的精确度。研究成果可为控制大气PAHs污染提供科学依据和技术支撑。

多环芳烃（PAHs）是大气中广泛存在且含量较高的毒害有机污染物，但由于PAHs来源众多且组成在各类源中具有相似性，传统源解析在识别其主要来源时不确定性很高。本项目在降低源解析不确定性方面主要进行了以下工作：（1）对我国13种市售香烟烟气中56种多环芳烃（PAHs）及其烷基化、含氧/硫衍生物进行了广谱测定，对吸烟PAHs人体暴露进行了定量评估，并探讨了香烟来源的PAHs与其他燃烧来源的组成区别；（2）利用基于分子标志物的受体模型法，对珠三角典型城市大气PAHs进行了源解析；（3）探讨了PAHs气、颗粒两相分配对源解析的影响。.主要研究结果如下：.（1）香烟主流烟气中56种PAHs总浓度为244.2 ± 28.5 至 10254.8 ± 481.5 ng/支，其中母体、烷基化和含氧/硫PAHs分别占比16-23%、64-74%和6-18%。.（2）香烟主流烟气苯并(a)芘等效浓度（BaPeq）范围为3.6-120.2 ng/支，平均值高达72 ng/支，即吸一支烟的BaPeq摄入量相当于甚至高于在广州雾霾天吸入约30立方米空气（成人一天呼吸约10 m3 空气）。.（3）除了indeno[1,2,3-cd]pyrene/(indeno[1,2,3-cd]pyrene +benzo[g,h,i]perylene)基本可以将香烟烟气和机动车分离开外，传统的母体PAHs单体及其异构体比值很难有效区分香烟烟气与其他燃烧源。当引入烷基化PAHs后，retene/(retene +chrysene) 能够进一步区分香烟烟气和燃煤。.（4）广州四季4采样点观测结果表明虽然近年来PAHs致癌风险相比前些年显著下降，但农村显示出高于城区的风险，特别是一个路边点位的风险在4个点位中是最低的，表明即便在珠三角的特大城市，机动车排放不再是PAHs毒性的主导源。生物质燃烧和燃煤成为PAHs及其毒性的主要来源，冬季路边点位甚至表现出生物质燃烧为第一主要源。因此，控制燃煤和生物质燃烧对于降低PAHs的致癌风险可能非常重要。.（5）相比气相+颗粒相解析结果，单纯利用颗粒相数据进行PAHs源解析会低估机动车的贡献达68%，而高估生物质燃烧的贡献达47%，表明进行PAHs源解析时应考虑两相分配的影响。