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(1.山西大學(xué) 環(huán)境科學(xué)研究所，山西 太原 030006；2.香港浸會大學(xué) 化學(xué)系，中國 香港 999077)

引言

1 樣品采集和分析

1.1 樣品采集

采用PM2.5大流量大氣采樣器(Thermo Anderson，USA)采集太原市2013年1月14日至19日的大氣PM2.5樣品。采樣地點(diǎn)為山西大學(xué)環(huán)資學(xué)院樓頂，距地面高度約25 m。PM2.5濃度采用氣溶膠檢測儀(TSI Inc.，USA)在線連續(xù)監(jiān)測。采樣前，濾膜在馬弗爐中450 ℃下烘烤4 h后，置于避光的恒溫干燥器中。采集PM2.5于石英纖維濾膜或聚碳酸酯濾膜上，采樣流量1.13 m3/min，白天采集12 h，夜間采集12 h。樣品用鋁箔包裹好后裝入密封的樣品袋中，避光儲存于-20 ℃冰箱內(nèi)，直至檢測分析。

1.2 樣品處理

1.3 樣品分析

2 結(jié)果與討論

2.1 PM2.5濃度

2013年1月，太原市PM2.5質(zhì)量濃度日平均值為160 μg/m3，為GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》限值(75 μg/m3)的2.1倍，PM2.5污染較嚴(yán)重。PM2.5在60～165 μg/m3之間出現(xiàn)的頻率最高，達(dá)到70%以上。

2.2 PM2.5中PAHs和NPAHs濃度

2013年冬季采暖期，太原市PM2.5樣品中16種優(yōu)控PAHs和3種NPAHs的含量(平均值)如表1所示。由表1可以看出，16種PAHs總含量在102～153 ng/m3范圍內(nèi)，其中CHR、BbF、BkF、BaP、BghiP的含量較高，其白天或夜間的濃度均接近或超過我國對BaP規(guī)定的日平均濃度限值(10 ng/m3)，可見太原市區(qū)域環(huán)境PM2.5中存在嚴(yán)重的PAHs污染。3種NPAHs的總含量在0.41～0.48 ng/m3，其中含量由高到低的順序?yàn)椋?-NP>9-NA>2-NFL。夜間PAHs和NPAHs的濃度均高于白天。

表1 太原市大氣顆粒物上PAHs和NPAHs含量1) ng/m3

PAHs和NPAHs是一類具有很強(qiáng)的“三致”作用的環(huán)境有害物質(zhì)，其主要來源于有機(jī)物質(zhì)的不完全燃燒排放，部分NPAHs還來源于母體PAHs在大氣環(huán)境中的硝化反應(yīng)。PAHs和NPAHs易吸附于顆粒物上形成復(fù)合污染，使顆粒物的危害更為嚴(yán)重。太原市是我國重要的重工業(yè)城市，由于特殊的地理位置和工業(yè)結(jié)構(gòu)、燃料結(jié)構(gòu)以及明顯的盆地逆溫和冬季輻射逆溫，污染物不易擴(kuò)散，導(dǎo)致夜間的污染物累積，其濃度高于白天。

2.3 PM2.5中和濃度

2.4 PAHs/NPAHs和和的來源

表2 PAHs及和的來源解析

2.5 PAHs與NPAHs的毒性評價(jià)

PAHs類物質(zhì)相對于BaP的致癌活性稱為PEFs，專門用于估算致癌性PAHs及其衍生物的癌癥風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)文獻(xiàn)[12]提供的各種PAHs及其衍生物的PEFs值及計(jì)算公式，可估算大氣顆粒物中PAHs及NPAHs的等效毒性(BaPeq)和個體致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，如表3所示。當(dāng)Bapeq<10 ng/m3，個體致癌指數(shù)<1.0×10-5時，污染物對人體健康的威脅較小，屬于達(dá)標(biāo)水平；當(dāng)Bapeq>10 ng/m3，個體致癌指數(shù)>1.0×10-5時，對人體健康存在致癌風(fēng)險(xiǎn)，則需要采取措施，以減少空氣中有害物質(zhì)的濃度[13]。

表3 太原市PM2.5中PAHs和NPAHs的BaPeq、個體致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

由表3可知，太原市PM2.5中總PAHs的白天和夜間BaPeq值均>10 ng/m3，個體致癌指數(shù)>1.0×10-5，具有潛在的致癌風(fēng)險(xiǎn)；而總NPAHs的BaPeq值和個體致癌指數(shù)均未超過標(biāo)準(zhǔn)，無明顯的致癌風(fēng)險(xiǎn)。考慮到某些NPAHs的毒性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PAHs[2]，且本研究中NPAHs測定的種類較少，只是探索性地測定了煤煙型污染條件下典型NPAHs化合物的濃度，故PM2.5中多種NPAHs的暴露水平及其對人體健康的潛在威脅仍值得繼續(xù)關(guān)注。

3 幾點(diǎn)建議

3.1 減少PM2.5直接排放

如加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，禁止新建擴(kuò)建煉油、石化、水泥、鋼鐵、鑄造、建材等高污染企業(yè)以及使用煤炭、重油和渣油等高污染燃料的工業(yè)項(xiàng)目，促進(jìn)工業(yè)污染防治，對燃煤鍋爐實(shí)施除塵升級改造，確保煙塵達(dá)標(biāo)排放。

3.2 推廣清潔能源

如推廣使用天然氣；完成中小燃煤鍋爐的清潔能源替代工作等，改善能源結(jié)構(gòu)。

3.3 控制城市揚(yáng)塵

如嚴(yán)禁施工現(xiàn)場拌制混凝土，采用預(yù)拌混凝土和干拌砂漿；城市建筑垃圾運(yùn)輸車覆蓋篷布；開展揚(yáng)塵污染防治示范工地建設(shè)；加強(qiáng)城市道路揚(yáng)塵污染控制，提高道路保潔水平等。

3.4 控制機(jī)動車尾氣

如提高車用汽油和車用柴油標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)尾氣檢測，推行機(jī)動車環(huán)保標(biāo)志管理；落實(shí)黃標(biāo)車限行規(guī)定，逐步擴(kuò)大黃標(biāo)車限行范圍；推進(jìn)電動汽車和液化天然氣汽車的使用及其充電、加油設(shè)施建設(shè)等。

4 結(jié)論

4.1 2013年1月，太原市PM2.5日平均質(zhì)量濃度為我國空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的2倍以上，PM2.5污染較嚴(yán)重。

4.3 PAHs中CHR、BbF、BkF、BaP、BghiP等成分的含量較高，存在嚴(yán)重的PAHs污染，并有潛在的致癌威脅。

4.4 PM2.5中檢測到PAHs衍生物NPAHs，其毒性及潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)還需要深入研究。

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