大气气溶胶的有机组成及其对多环芳烃和硝基多环芳烃气-粒分配的影响

气溶胶是很多半挥发性有机污染物（SOC）大气传输的主要载体，其有机组成特征对SOC的气-粒分配有非常重要的作用。但在已有的SOC气-粒分配模型中，气溶胶中有机物的极性并没有得到足够重视。申请项目拟选择闽南厦漳泉（厦门-漳州-泉州）三角地区，分季节采集工业区、交通区和偏远地区（或海洋上空）的气溶胶颗粒和气态样品，并对PAHs和硝基PAHs的气-粒分配进行分析。同时，设计吸收模拟装置，以左旋葡聚糖、二元羧酸和富里酸分别代替水提取物中的中性化合物、一元/二元羧酸和多元酸，经雾化进入平衡瓶中进行PAHs和硝基PAHs的有机相-气相分配模拟，据此对不同极性有机物的吸收进行"活度校正"，再结合已有的气-粒分配模型，并考虑气溶胶中不同极性有机物和环境因素的影响，建立不同老化程度气溶胶中PAHs和硝基PAHs的动态平衡分配模型。研究结果可进一步增进大气过程对有机污染物传输和归趋的科学认识。

本研究参考多种文献方法，建立了大气颗粒物中硝基多环芳烃的NCI-GC-MS分析方法，并将此方法应用于隧道及交通区大气颗粒物中硝基多环芳烃的分析。结果表明，硝基多环芳烃与多环芳烃具有相似的季节和昼夜变化规律，但其浓度比相应多环芳烃低2个数量级，昼低夜高的差异也更为明显。来源分析显示，硝基多环芳烃主要来自前体物的二次反应，一次排放的贡献较小，白天以PAHs与OH自由基的反应生成为主，夜间主要来自PAHs与NO3自由基的反应。多环芳烃气粒分配的不确定性主要来自气态PAHs的浓度的不确定（方差贡献78%），其次为颗粒态PAHs的浓度（方差贡献22%），而颗粒物的浓度影响最小（方差贡献0.1%）。多环芳烃的特征比值BaP/BeP可用于气溶胶老化程度的定性表征，多元回归分析显示机动车尾气和燃煤是闽南地区大气PAHs的主要来源。颗粒态和气态PAHs的季节变化存在差别，受温度影响，夏季气态PAHs的浓度达到或超过了秋冬季的浓度，可能来自土壤中PAHs的挥发，而颗粒态PAHs表现为秋冬高春夏低的特征，与颗粒物浓度的变化趋势一致。颗粒物中极性有机碳对有机碳的贡献较高（29-93%），对PAHs在有机物相与气相之间的分配存在重要影响。另外，水溶性有机物中的类腐殖物（HULIS）在500w汞灯的照射下，0-2h内快速光解，2-6h缓慢降解，此行为也可能会影响PAHs的气-粒分配平衡。颗粒物中的有机酸主要以乙二酸为主，其次为丙二酸，总体呈现秋冬高夏春低的特点。多元统计分析显示，汽车尾气和烹调油烟是颗粒物中有机酸的重要来源，但近一半未知源的贡献还需要进一步的研究。本研究过程也发现，夜间PAHs和硝基PAHs的呼吸暴露风险远高于白天，尤其是冬季，而且隧道内1h的暴露风险达与外界环境中2d（秋季）和10h（冬季）的量级相当，隧道内大气污染尤其要引起重视。