太原市冬季PM2.5中多环芳烃、硝基多环芳烃和的污染特征①

□□ ， ，，，， ，鸣晖

(1.山西大学 环境科学研究所，山西 太原 030006；2.香港浸会大学 化学系，中国 香港 999077)

引言

1 样品采集和分析

1.1 样品采集

采用PM2.5大流量大气采样器(Thermo Anderson，USA)采集太原市2013年1月14日至19日的大气PM2.5样品。采样地点为山西大学环资学院楼顶，距地面高度约25 m。PM2.5浓度采用气溶胶检测仪(TSI Inc.，USA)在线连续监测。采样前，滤膜在马弗炉中450 ℃下烘烤4 h后，置于避光的恒温干燥器中。采集PM2.5于石英纤维滤膜或聚碳酸酯滤膜上，采样流量1.13 m3/min，白天采集12 h，夜间采集12 h。样品用铝箔包裹好后装入密封的样品袋中，避光储存于-20 ℃冰箱内，直至检测分析。

1.2 样品处理

1.3 样品分析

2 结果与讨论

2.1 PM2.5浓度

2013年1月，太原市PM2.5质量浓度日平均值为160 μg/m3，为GB 3095—2012《环境空气质量标准》限值(75 μg/m3)的2.1倍，PM2.5污染较严重。PM2.5在60～165 μg/m3之间出现的频率最高，达到70%以上。

2.2 PM2.5中PAHs和NPAHs浓度

2013年冬季采暖期，太原市PM2.5样品中16种优控PAHs和3种NPAHs的含量(平均值)如表1所示。由表1可以看出，16种PAHs总含量在102～153 ng/m3范围内，其中CHR、BbF、BkF、BaP、BghiP的含量较高，其白天或夜间的浓度均接近或超过我国对BaP规定的日平均浓度限值(10 ng/m3)，可见太原市区域环境PM2.5中存在严重的PAHs污染。3种NPAHs的总含量在0.41～0.48 ng/m3，其中含量由高到低的顺序为：1-NP>9-NA>2-NFL。夜间PAHs和NPAHs的浓度均高于白天。

表1 太原市大气颗粒物上PAHs和NPAHs含量1) ng/m3

PAHs和NPAHs是一类具有很强的“三致”作用的环境有害物质，其主要来源于有机物质的不完全燃烧排放，部分NPAHs还来源于母体PAHs在大气环境中的硝化反应。PAHs和NPAHs易吸附于颗粒物上形成复合污染，使颗粒物的危害更为严重。太原市是我国重要的重工业城市，由于特殊的地理位置和工业结构、燃料结构以及明显的盆地逆温和冬季辐射逆温，污染物不易扩散，导致夜间的污染物累积，其浓度高于白天。

2.3 PM2.5中和浓度

2.4 PAHs/NPAHs和和的来源

表2 PAHs及和的来源解析

2.5 PAHs与NPAHs的毒性评价

PAHs类物质相对于BaP的致癌活性称为PEFs，专门用于估算致癌性PAHs及其衍生物的癌症风险。根据文献[12]提供的各种PAHs及其衍生物的PEFs值及计算公式，可估算大气颗粒物中PAHs及NPAHs的等效毒性(BaPeq)和个体致癌风险指数，如表3所示。当Bapeq<10 ng/m3，个体致癌指数<1.0×10-5时，污染物对人体健康的威胁较小，属于达标水平；当Bapeq>10 ng/m3，个体致癌指数>1.0×10-5时，对人体健康存在致癌风险，则需要采取措施，以减少空气中有害物质的浓度[13]。

表3 太原市PM2.5中PAHs和NPAHs的BaPeq、个体致癌风险指数

由表3可知，太原市PM2.5中总PAHs的白天和夜间BaPeq值均>10 ng/m3，个体致癌指数>1.0×10-5，具有潜在的致癌风险；而总NPAHs的BaPeq值和个体致癌指数均未超过标准，无明显的致癌风险。考虑到某些NPAHs的毒性要远远大于PAHs[2]，且本研究中NPAHs测定的种类较少，只是探索性地测定了煤烟型污染条件下典型NPAHs化合物的浓度，故PM2.5中多种NPAHs的暴露水平及其对人体健康的潜在威胁仍值得继续关注。

3 几点建议

3.1 减少PM2.5直接排放

如加大产业结构调整力度，禁止新建扩建炼油、石化、水泥、钢铁、铸造、建材等高污染企业以及使用煤炭、重油和渣油等高污染燃料的工业项目，促进工业污染防治，对燃煤锅炉实施除尘升级改造，确保烟尘达标排放。

3.2 推广清洁能源

如推广使用天然气；完成中小燃煤锅炉的清洁能源替代工作等，改善能源结构。

3.3 控制城市扬尘

如严禁施工现场拌制混凝土，采用预拌混凝土和干拌砂浆；城市建筑垃圾运输车覆盖篷布；开展扬尘污染防治示范工地建设；加强城市道路扬尘污染控制，提高道路保洁水平等。

3.4 控制机动车尾气

如提高车用汽油和车用柴油标准，加强尾气检测，推行机动车环保标志管理；落实黄标车限行规定，逐步扩大黄标车限行范围；推进电动汽车和液化天然气汽车的使用及其充电、加油设施建设等。

4 结论

4.1 2013年1月，太原市PM2.5日平均质量浓度为我国空气质量标准的2倍以上，PM2.5污染较严重。

4.3 PAHs中CHR、BbF、BkF、BaP、BghiP等成分的含量较高，存在严重的PAHs污染，并有潜在的致癌威胁。

4.4 PM2.5中检测到PAHs衍生物NPAHs，其毒性及潜在的健康风险还需要深入研究。

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