我国西部典型农村区域大气纳米颗粒物污染特征及暴露评价

Three typical rural areas (including Chengdou Plain, Guanzhong Plain and a pasturing area of Qinghai Lake) were chosen to study the indoor and outdoor nanoparticles in Western China. The collection of nano-particle samples and the measurements of number concentrations were conducted simultaneously. The characteristics of mass, carbonaceous fractions, elements and ions for nanoparticles were investigated. Furthermore, the source contributions of nanoparticles were also examined by using PMF, PCA and CMB. Basing on these results, the exposure assessment for atmospheric nano-particles and special components (polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals) were carried out for the typical rural area in Western China.

本项目立足我国西部农村地区,选取具有典型代表性的三个研究区域（成都平原、关中平原和青海湖牧区）的农村环境站点，同步采集室内、外大气纳米颗粒物样品并实时测量其数目浓度。针对采集的纳米颗粒物样品进行理化组分分析，获得我国西部农村地区纳米颗粒物的数目浓度、质量浓度、碳组分、元素组成、有机组分和离子组成等化学组分特征。在上述各组分定量分析的基础上，运用正矩阵因子分析法、主成分分析法以及化学质量平衡法等数理统计手段解析其来源及贡献。基于纳米颗粒物理化分析结果，开展针对我国西部农村典型地区大气纳米颗粒物及特定组分（多环芳烃和重金属元素）的暴露评价研究。

我国是农业大国，农村人口占总人口60%以上，目前农村能源利用水平相对较低，煤及生物质燃料仍然是生活用能的主要来源，低质量的燃煤和生物质燃料产生大量对健康有害的污染物质。但是目前针对农村区域细颗粒物、纳米颗粒物污染水平、化学组分、来源及暴露评价等研究尚未见报道，因此有必要在我国西部农村地区开展大气颗粒物研究，以获得第一手的观测数据，为评价西部农村大气颗粒物污染状况，掌握其来源规律以及进一步开展气溶胶化学和人体健康风险评估提供基础数据。目前农村环境保护日益受到政府和民众的关注，本项目的研究成果将为未来制订相关的标准和政策提供参考依据。. 本项目按照原申请书研究目标、内容及年度计划，选取我国西部具有典型代表性的农村环境站点和高原站点，开展了大气纳米颗粒物样品和细颗粒物样品采集,并同步开展了不同波段大气光吸收研究。针对采集的颗粒物样品进行理化组分分析及光学特征研究，最终获得颗粒物的质量浓度、数目浓度、碳组分、元素组成、有机组分和离子组成等化学组分特征，同时探讨了其来源贡献。针对颗粒物及特定组分（多环芳烃和重金属元素）进行了暴露评价研究。主要研究内容包括：获得颗粒物数量浓度日内、季节变化特征、粒径分布与影响因素，及气象要素指标；获得采样点颗粒物样品的质量浓度及主要化学组分包括碳组分、水溶性离子、元素以及有机成分分析，并开展了糖类组分的测量，以及光学特征黑碳和棕碳的分析，获得了主要化学组分的变化特征；结合化学组分分析，及特定指示物和数理分析软件，开展了贡献来源及其贡献份额的探讨；依据所测得PAHs和重金属元素浓度水平重点计算出研究区域优先控制的16种多环芳烃（PAHs）和主要重金属元素的暴露量和潜在剂量。. 目前已发表的主要成果及数据：获得农村碳组分的特征及特定碳组分对于生物质燃烧源的指示意义；利用生物质燃烧指示物左旋葡聚糖估算关中生物质燃烧对超细颗粒物贡献；分析部分农村以石煤为主的能源结构及采用的简陋燃烧方式是导致污染的主要原因；对比了农村、偏远地区（青海湖牧区）等不同环境下大气碳组分的特征，并提出其成因分析；获得陕西农村冬季大气颗粒物优控11种PAHs浓度水平；以及农村冬季PAHs和主要重金属污染特征及暴露风险评价。通过研究认为目前农村大气污染控制应重点关注散煤及生物质燃烧两类源，并提出了污染控制建议。