环境科学研究  2017, Vol. 30 Issue (4): 491-498  DOI: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.56

引用本文  

赵红帅, 刘保献, 董瑞, 等. 2015年阅兵限行减排措施对北京市环境空气PM2.5中生物质燃烧排放有机物的影响[J]. 环境科学研究, 2017, 30(4): 491-498.
ZHAO Hongshuai, LIU Baoxian, DONG Rui, et al. Research on Organic Matters from Biomass Combustion and Status of Atmospheric Environmental PM2.5 in Beijing before and after Emission Reduction Measures during the 2015 Military Parade[J]. Research of Environmental Sciences, 2017, 30(4): 491-498.

基金项目

北京市优秀人才培养资助项目(2014000021733G210)

责任作者

刘保献(1983-), 男, 山东济宁人, 高级工程师, 主要从事环境监测研究, liubaoxian28@163.com

作者简介

赵红帅(1980-), 女, 高级工程师, 主要从事有机物分析, zhs198069@163.com

文章历史

收稿日期:2016-07-11
修订日期:2016-11-18
2015年阅兵限行减排措施对北京市环境空气PM2.5中生物质燃烧排放有机物的影响
赵红帅1,2 , 刘保献1,2 , 董瑞1,2 , 吴倩3     
1. 北京市环境保护监测中心, 北京 100048;
2. 大气颗粒物监测技术北京市重点实验室, 北京 100048;
3. 北京市中海京城检测有限公司, 北京 100095
摘要:为了考察中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年(大阅兵)北京及其周边地区施行的机动车单双号限行措施和工厂的限排减排措施对北京市环境空气中ρ(PM2.5)、生物质燃烧排放的有机化合物(包括左旋葡聚糖、甾醇类和多环芳烃类化合物)分布状况的影响以及生物质燃烧潜在的风险评估,采集了2015年8月10日-9月1日环境空气PM2.5样品,采用快速溶剂萃取仪提取目标化合物并用气相色谱质谱仪进行分析.结果表明:2015年8月10日-9月1日,减排措施使城市点和交通点位的ρ(PM2.5)分别降低了23%和25%,减排加限行措施使得城市点、交通点和传输点3个点位的ρ(PM2.5)分别降低了44%、45%和66%.控制措施使3个点位的ρ(左旋葡聚糖)降低了92.4%~96.1%,减排措施起了关键作用;但对β-谷甾醇(生物质燃烧的另一个重要示踪物)和餐饮源的典型示踪物--胆固醇却几乎没有影响;生物质的不完全燃烧能够产生大量的PAHs类化合物,采样期间控制措施对3个点位PAHs的排放抑制作用有限,在城市点位中以左旋葡聚糖为示踪物的生物质在燃烧过程中比其他2个点位可排放更多的PAHs类化合物,表明城市点位的风险高于其他2个点位.研究显示,研究不同时期生物质燃烧排放的化合物种类及其质量浓度的变化,以及对于生物质燃烧所带来的风险进行评估,对于制订合理的控制措施、保护空气质量和人类健康具有重要的意义.
关键词大阅兵    生物质燃烧    左旋葡聚糖    甾醇    多环芳烃    
Research on Organic Matters from Biomass Combustion and Status of Atmospheric Environmental PM2.5 in Beijing before and after Emission Reduction Measures during the 2015 Military Parade
ZHAO Hongshuai1,2 , LIU Baoxian1,2 , DONG Rui1,2 , WU Qian3     
1. Beijing Municipal Environmental Monitoring Center, Beijing 100048, China;
2. Beijing Key Laboratory of Airborne Particulate Matter Monitoring Technology, Beijing 100048, China;
3. Beijing Zhonghai Jingcheng Detection Co. Ltd., Beijing 100095, China
Abstract: To study the influence of emission reduction measures and traffic controls on concentrations of PM2.5 and distribution of biomass combustion emissions including levoglucosan, sterol and polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs), and evaluate potential risks from biomass combustion, PM2.5 samples of ambient air in Beijing were collected from August 10 to September 1, 2015(during the military parade to commemorate the Chinese people's Anti-Japanese War and the 70th anniversary of the world anti-fascist war).The samples were extracted by accelerated solvent extraction system and analyzed by gas chromatography-mass spectrometer.The results showed that the concentrations of PM2.5 at urban and traffic positions were reduced by 23% and 25% respectively, through emission reduction measures during this period, and that the concentrations of PM2.5 at urban, traffic and junction positions were reduced by 44%, 45% and 66% respectively, through emission reduction measures and traffic controls.In addition, the emission reduction measures reduced 92.4%-96.1% of levoglucosan.However, beta sitosterol as the other important tracer of biomass combustion and cholesterol as the typical tracer of cooking emission, both reflecting local pollution sources emissions, had no obvious change through emission reduction measures at the three positions.The emission reduction measures had no inhibiting effects on PAHs partly resulting from biomass incomplete combustion.Meanwhile, risk assessment results showed that the biomass combustion emission of PAHs in the urban position, at which levoglucosan was used as the tracer of biomass, was higher than the other two positions, which indicated that the risk of urban position was higher.Therefore, it is important to study biomass combustion emissions and their concentrations during different periods and evaluate the risks, helping formulate reasonable control measures to protect air quality and human health.
Keywords: military parade    biomass combustion    levoglucosan    sterol    polycyclic aromatic hydrocarbon    

生物质是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动植物且能再生的物质,包括林木废弃物(木块木片木屑树枝等)、农业废弃物、水生植物、油料植物、有机物加工废料、人畜粪便及城市生活垃圾等.生物质能源是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源,全球14%左右的能源需求来自生物质能源,发展中国家的比例更是高达35%.我国生物质资源十分丰富,长期以来,一直是我国的主要能源之一[1].生物质燃烧的主要形式包括农村居民使用秸秆和薪柴作为炊事及采暖的燃料、农田废弃秸秆的露天燃烧、森林火灾、草原火灾以及抽烟等,这些过程是大气碳质颗粒物和痕量有机化合物的重要来源,所产生的颗粒物和化合物主要存在于细颗粒物PM2.5中,并且不管是室内还是室外生物质燃烧所产生的烟雾均对人体具有毒性,所以生物质燃烧已经变成了全球关注的焦点[2].

Bernd[3]在2002年总结了生物质的不完全燃烧产生的有机示踪物的种类、主要来源和排放过程,检测到的示踪物包括正构烷烃、左旋葡聚糖及其异构体、植物甾醇、胆固醇和PAHs(多环芳烃类)化合物,这些化合物大部分属于直接排放.Kleeman等[4]综合分析了几种不同类型的生物质燃烧情况,检测了松树、加州橡树、东海岸橡木、桉树和水稻秸秆等燃烧后产生的烟雾中不同粒径的颗粒物中PAHs的浓度,在木材燃烧烟雾超细粒径颗粒物中含有14种PAHs,水稻秸秆燃烧烟雾的超细粒径颗粒物中检测到9种PAHs.Behera等[5]证实室内的生物质燃烧产生的烟雾与增长的肺癌发病率有关系.Naeher等[6]在综述中也提及木材的不完全燃烧产生的有机物大部分存在于PM2.5中,这些颗粒物能够远距离传输,从而造成一次甚至是二次污染,还能让人的身体产生炎症、氧化应激和过敏的现象,甚至具有很强的致癌性,大部分学者将颗粒物的致癌性聚焦在PAHs上.

此外,生物质燃烧过程中产生的颗粒物可占全球颗粒物排放总量的7%左右[2],而在我国北京地区生物质燃烧对ρ(PM2.5)的贡献最高可达44%[7],严重影响了城市和区域空气质量,降低大气能见度,损害人体健康.日益增多的污染排放使得北京空气质量好坏不定,为了保证大阅兵期间北京地区的大气质量,北京及其周边地区实行了一系列的限排减排措施,研究措施前后生物质燃烧状况的变化情况,为控制生物质燃烧和制定相应的政策提供数据支持.

1 样品采集

中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年纪念活动暨阅兵活动的举行时间为2015年9月3日,为了保证阅兵期间的空气质量,从8月16日开始环境保护部就对北京及其周边包括河北、天津在内的7个省、直辖市实行工业企业、燃煤锅炉、建设施工等相关企业的停产限产等限排减排措施(下称减排措施),8月20日开始,北京地区除公交、救护、消防、环卫、执法以及“绿色通道”等城市运行保障类车辆和纯电动小客车外,全市区域实施机动车单双号限行措施.全市各级党政机关和市属社会团体、事业单位、国有企业的机动车在单双号行驶的基础上,再停驶车辆总数的30%,实现公务用车停驶80%(下称限行措施).

8月10—15日(称为Ⅰ阶段,未实施两项措施),其中8月14日有雷阵雨,8月16—19日(称为Ⅱ阶段,只实施减排措施),其中17—19日有雷阵雨,8月20日—9月1日(称为Ⅲ阶段,同时实施减排措施和限行措施),其中8月22—23日、8月28日—9月1日,雷阵雨,整个采样期间风力都是微风.

近年来,生物质锅炉在国家政策的扶持下得到了很大的发展.由于自然资源条件的限制,煤炭及石油、天然气的能源储存量较少、而价格相对较高,生物质锅炉运行成本及燃料的费用远低于燃煤及燃油燃气的锅炉,填补了我国清洁能源利用方面的空白.为了研究减排措施实施前后生物质燃烧产生的化合物的变化,也为了保证数据的直观性和可比性,该研究于2015年8月10日—9月1日,在北京市不同区域3个点位开展PM2.5样品采集,其中包括城区环境空气质量评价点(位于东城区东四六条甲17号东城区环保局6楼平台,南边距东四六条约30 m,周围多为胡同,无高大建筑物,没有较大的污染源,称为城市点),边界污染传输监测点(位于通州永乐站广场,周围为大片公园及田地,没有明显污染源,临近河北廊坊,称为传输点),交通污染源监控点(位于南三环辅路边,离辅路大约20 m,车流量较多,周边无明显污染源,称为交通点).各点位用四通道采样器安装石英滤膜连续采集PM2.5样品24 h,采样时间为00:00—24:00,采样流量为16.7 L/min,共获得有效样品68组.石英滤膜在使用前于500 ℃烘烤4 h,采样后使用铝箔纸包裹,避光低温保存7 d内分析,或者于-60 ℃冰箱内保存30 d内分析.

2 样品分析 2.1 仪器

气相色谱-质谱仪(GC7890-5975,Agilent,USA)、快速溶剂萃取仪(ASE200,Thermo Fisher,USA)、氮吹仪(OA-SYSTM,USA)、电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)、四通道采样器(TH-16A型,武汉天虹公司).

2.2 试剂

石英滤膜(直径47 mm,Whatman,USA)、二氯甲烷(农残级,J.T Baker,USA)、正己烷(农残级,J.T Baker,USA)、甲醇(农残级,J.T Baker,USA)、多环芳烃标样(PAHs,accustandard,USA)、胆固醇(Cholesterol,99%,Cambridge Isotope,USA)、豆甾醇(Stigmasterol,98%,Toronto Research Chemicals,Japan)、β-谷甾醇(β-Phytosterol,98%,Chem Service,USA)、菜油甾醇(Campesterol,98%,Shimadzu,USA)、左旋葡聚糖(Levoglucosan,TRC,Candana)、甘露聚糖(Mannosan,Scientific Limited,USA)、半乳聚糖(Galactosan,97%,J & K,USA)、正二十三烷-D48(C23D48,98%,Aldrich,USA)、N,O-双-(三甲基硅烷基)-三氟乙酰胺+三甲基氯硅烷(衍生试剂,BSTFA:TMCS=99:1,Regis,USA).

2.3 PAHs的测定[8]

将PM2.5样品滤膜直接放入萃取釜中,用快速溶剂萃取仪(Accelerated Solvent Extraction,ASE)提取有机示踪物.ASE提取条件设定:V(二氯甲烷):V(正己烷):V(甲醇)为2:1:0.1,萃取温度为120 ℃,压力为10.34 MPa,循环萃取3次,将收集到的萃取液浓缩至1 mL以下,用正己烷定容到1 mL,转移到色谱小瓶中,加入定量内标.气相色谱-质谱/质谱仪设定条件为进样量2.0 μL,分流进样,分流比5:1,流速0.8 mL/min,进样口温度280 ℃,色谱柱DB-5MS(30 m×250 μm×0.25 μm),柱温50 ℃(1 min),以20 ℃/min升至130 ℃(1 min),再以4 ℃/min升至300 ℃(15 min),质谱用MRM扫描方式,离子源温度300 ℃,四级杆温度150 ℃,碰撞能量为70 eV,溶剂延迟时间4.5 min,传输线温度300 ℃.

2.4 左旋葡聚糖和甾醇类化合物[9]测定

用微量注射器准确量取上述测定PAHs的萃取液200 μL于另一进样小瓶中,用高纯氮气吹至尽干,准确加入5 μL内标物质(C23D48,质量浓度为93 μg/mL)和50 μL衍生试剂,在70 ℃的烘箱中衍生1 h,冷却至室温.气相色谱-质谱设定条件为进样量1.0 μL,不分流进样,流速1.0 mL/min,柱温70 ℃(2 min),以8 ℃/min升至300 ℃(10 min);质谱用SIM扫描模式,离子源温度230 ℃,溶剂延迟2.6 min,其他条件与PAHs的测定条件相同.

3 结果讨论 3.1 措施实施前后ρ(PM2.5)的变化

ρ(PM2.5)的变化受污染物排放量[10]、区域污染的传输、地形、气象条件、干湿度的变化[11]等因素的影响,为了降低ρ(PM2.5),北京及其周边地区在大阅兵前期实施了上述两项措施,措施实施前后ρ(PM2.5)变化见图 1.由图 1可见,Ⅰ阶段3个点位ρ(PM2.5)均处于较高水平,由于雷阵雨的冲刷作用,ρ(PM2.5)在最后两天均有所降低;Ⅱ阶段城市点和交通点的ρ(PM2.5)明显降低,传输点ρ(PM2.5)下降趋势不很明显;Ⅲ阶段城市点和交通点ρ(PM2.5)在11~38 μg/m3的范围内小幅波动,传输点的ρ(PM2.5)也有所下降,但是波动范围(11~49 μg/m3)较宽.

图 1 采样期间ρ(PM2.5)的变化 Figure 1 The variation of PM2.5 mass concentration during sampling time

两项措施的实施对于ρ(PM2.5)的变化均有影响,Ⅱ阶段中城市点和交通点2个点位的ρ(PM2.5)平均值分别降低了23%和25%,而传输点的ρ(PM2.5)平均值反而升高了5%,Ⅲ阶段同时实施减排措施和限行措施,城市点、交通点和传输点3个点位的ρ(PM2.5)平均值分别降低了44%、45%和66%.由此可以看出,阅兵前期施行的两项措施对于城市点和交通点ρ(PM2.5)变化都有影响,二者效果相当,而对于传输点来说,限行措施对降低ρ(PM2.5)效果更为显著.

3.2 措施实施前后左旋葡聚糖的变化

左旋葡聚糖是生物质燃烧的一种常用的示踪物,它是由木质素热解产生的,有较好的专属性[12],因其标识作用强、化学稳定性好[13],在污染源和大气颗粒物中的含量高等特点,被认为是生物质燃烧污染源的良好示踪物[14].

采样期间PM2.5样品中共检测到3种无水单糖——左旋葡聚糖、半乳聚糖和甘露聚糖,后二者在3个点位中多数低于检出限,该研究不做讨论.由表 1图 2可见,措施实施前后,ρ(左旋葡聚糖)在Ⅰ阶段比Ⅱ阶段和Ⅲ阶段高92.4%~96.1%.Ⅰ阶段ρ(左旋葡聚糖)为传输点>城市点>交通点,Ⅱ阶段和Ⅲ阶段这3个点位的ρ(左旋葡聚糖)相差不大.从措施前后ρ(PM2.5)的变化,能够看出减排措施对于控制以左旋葡聚糖为示踪物的这类污染物的排放效果显著,而限行措施对其影响不大.

表 1 措施实施前后各化合物平均质量浓度及标准偏差 Table 1 The average concertration and standard deviation of compounds in different periods

图 2 采样期间各点位ρ(左旋葡聚糖)变化 Figure 2 The variation of levoglucosan mass concentration during sampling period

表 2可见,两项措施实施后R左/PM2.5ρ(左旋葡聚糖)与ρ(PM2.5)的比值〕在3个点位中降幅很大,依次为传输点(94.59%)>城市点(88.96%)>交通点(87.42%),每个点位中R左/PM2.5均呈现Ⅰ阶段>Ⅲ阶段>Ⅱ阶段的特点,Ⅲ阶段的R左/PM2.5高出Ⅱ阶段将近1倍.虽然左旋葡聚糖具有化学稳定性,能够在大气环境中远距离传输,但是长距离传输需要有合适的风速[15],污染物浓度的增加需要时间积累[16].由于控制措施实施的17 d中均为微风,期间还有雷阵雨的冲刷作用,长距离传输引起的污染浓度积累的作用不大,结合ρ(PM2.5)在Ⅲ阶段中下降的幅度更大一些,能够说明后两个阶段的左旋葡聚糖多来自于本地污染物的排放.

表 2 措施实施前后各化合物与PM2.5的比值(‰)、各目标化合物的检出限和测定下限 Table 2 The ratio of compounds to PM2.5 in diffent periods and limit of compounds
3.3 措施实施前后甾醇类的变化

甾醇类化合物广泛存在于动植物体内[17],按其来源可分为动物甾醇和植物甾醇,胆固醇是动物甾醇的典型代表,在海藻中也有发现[18],被作为城市大气中烹调源的典型示踪物[19],运用到源解析的模型分析当中[18].植物甾醇是一种类似于环状醇结构的物质,它是植物代谢的一个终产物,常见于维管植物表皮蜡中,主要包括β-谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇,它们保留着高度的结构专属性,能反映近代生物源的输入,而在植物中β-谷甾醇的质量浓度远远的大于其他两种化合物的质量浓度,所以β-谷甾醇也被认为是生物质燃烧的有机示踪物[3].

菜油甾醇和豆甾醇在采样期间多数处于未检出状态,该研究不做讨论.β-谷甾醇在城市点、交通点和传输点3个点位的质量浓度范围分别为17.2~2.8、23.2~2.29和16.9~1.21 ng/m3,措施实施前后ρ(β-谷甾醇)相对稳定(见表 1图 3),天气、减排措施和限行措施对ρ(β-谷甾醇)的影响较小,3个点位ρ(β-谷甾醇)在Ⅱ阶段均高于Ⅰ阶段和Ⅲ阶段,尤其是城市点位,原因有待进一步考察.

图 3 采样期间各点位ρ(β-谷甾醇)和ρ(胆固醇)的变化 Figure 3 The variation of β-phytosterol and cholesterolmass concentration during sampling period

与左旋葡聚糖不同的是Rβ-谷甾醇/PM2.5ρ(β-谷甾醇)与ρ(PM2.5)的比值〕(见表 2)在3个阶段中是增加的,升幅依次为交通点(74.6%)>城市点(67.8%)>传输点(52.2%).3个点位Rβ-谷甾醇/PM2.5均为Ⅲ阶段>Ⅱ阶段>Ⅰ阶段.与ρ(PM2.5)在措施实施前后的比例相结合,能够说明3个阶段中β-谷甾醇所反映的均是本地生物质污染源的排放情况,

图 3给出了3个点位ρ(胆固醇)的变化,表 1列出了措施实施前后3个阶段的ρ(胆固醇)平均值,二者均显示ρ(胆固醇)在采样期间变化小,由此看出胆固醇的排放并没有受到控制措施和天气变化的影响,表 2中R胆固醇/PM2.5ρ(胆固醇)与ρ(PM2.5)的比值〕均为Ⅲ阶段最高,说明3个点位餐饮源的排放形式比较一致.

3.4 风险评估

SHEN等[20]在研究中发现,生物质燃烧更多地产生细粒径的颗粒物;而Reid等[21]则证明,生物质燃烧产生的细颗粒物中有80%~90%能够形成亚微米粒径的颗粒物,而且生物质燃烧常会因为温度、湿度和生物质的类型不同而伴有不完全燃烧,这种不完全燃烧更有利于PAHs的形成[22],其中包括苯并[a]芘(B[a]P)在内的5~6环的强致癌的PAHs会更多地吸附在细颗粒物上.表 1中Ⅰ阶段3个点位的ρ(PAHs)是城市点>交通点>传输点,这与Sargiannis等[23]报道的ρ(PAHs)是城市点>>交通点稍有差异,可能原因是美国地广人稀,交通点的位置处于郊外,污染源类型少,空气流动速度快,有利于污染物的扩散.Ⅱ阶段3个点位的ρ(PAHs)的分布与Ⅰ阶段相同,ρ(PAHs)略低于Ⅰ阶段,Ⅲ阶段3个点位ρ(PAHs)是交通点>城市点>传输点,两项控制措施的实施使城市点、交通点和传输点的ρ(PAHs)分别降低了24.5%、16.1%和8.6%.Ⅰ阶段中R(PAHs/PM2.5)ρ(PAHs)与ρ(PM2.5)的比值〕是城市点>交通点>传输点(见表 2),控制措施的实施使得三点位中ρ(PAHs)均有下降趋势,但降幅小于颗粒物下降程度,这可能是由于PM2.5二次来源得到更大的控制的原因.

不同PAHs单体其毒性不尽相同,US EPA(美国国家环境保护局)[24]提出的具有强致癌性的化合物有䓛、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、B[a]P、茚并[1,2,3-cd]芘和二苯并[a,h]蒽,以B[a]P的致癌性最强.现阶段对PAHs致癌性评价时,多以B[a]P的毒性为基准,即将B[a]P的毒性当量因子(toxic equivalency factors,TEF)确定为1[25],其他PAHs的毒性同等量的B[a]P进行比较,从而确定不同PAHs的TEF.Nisbet等[25]给出了US EPA优控的16种PAHs的TEF,毒性当量值(toxic equivalent,TEQ)的计算方法见式(1),TEQ可以用来计算对于不同年龄和不同群体的人暴露在相同PAHs的环境中所受到的具体危害.

PAHs的致癌毒性作用是通过吸入致癌风险(inhalation cancer risk,ICR)来计算的,在低浓度的环境中,ICR与环境TEQ和BaP的吸入单元风险(inhalation unit risk,IURB[a]P)是线性关系[26]〔见式(2)〕,加州环境保护署建议IURB[a]P为1.1×10-3 m3/μg[24].

$\text{TEQ} = \sum\limits_{i=1}^{16}(C_i \times \text{TEF}_i)$ (1)

式中:Ci为每种PAHs单体的质量浓度,ng/m3;TEFi为每种PAHs单体对应的TEF值.

$\text{ICR}=\text{TEQ} \times \text{IUR}_{\rm{B[a]P}}$ (2)

早在2005年就有研究者[5]提到生物质燃烧与肺癌的高发率有关,Naeher等[6]随后在2007年也提出类似的疑问,即生物质燃烧排放的颗粒物的毒性是否比其他排放源排放的颗粒物的毒性大,而且PAHs的现有排放源很多,很难有直接的数据结论支持这种说法.2015年Sargiannis等[23]在研究中引入TEQ与左旋葡聚糖的相关性,以此将PAHs与生物质燃烧相关联,并用数据证实了城市点生物质燃烧排放的颗粒物的潜在毒性要高于交通点.文献[27-28]报道,ρ(PAHs)与ρ(PM2.5)成正比.由图 1图 4可见,采样期间各点位TEQ与ρ(PM2.5)未见明显的正比关系,或者说ρ(PM2.5)高时PAHs中毒性当量因子高的化合物浓度不一定高.

注:16种PAHs所对应的化合物为萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、䓛、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[ghi]苝,其TEF分别为0.001、0.001、0.001、0.001、0.001、0.010、0.001、0.001、0.010、0.100、0.100、0.100、1.000、0.100、1.000、0.010. 图 4 各点位TEQ比较 Figure 4 The comparison of TEQ value in threemonitor stations

3个点位左旋葡聚糖和TEQ的关系如图 5所示,城市点中二者的线性相关系数高达0.68,交通点和传输点这2个点位的相关系数(分别为0.11和0.06) 并不高,说明城市点以左旋葡聚糖为示踪物的生物质在燃烧过程中比其他2个点位能更多的排放PAHs类化合物,即城市点的风险高于其他2个点位,这与Sargiannis等[23]的结论相同.

图 5 采样期间毒性当量值与左旋葡聚糖的关系 Figure 5 The relationship of TEQ and Levoglucosan during sampling period
4 结论

a)减排措施和限行措施的实施对于ρ(PM2.5)的变化均有影响,减排措施使城市点和交通点的ρ(PM2.5)分别降低了23%和25%,而传输点的ρ(PM2.5)反而升高了5%,减排加限行措施,使城市点、交通点和传输点3个点位的ρ(PM2.5)分别降低了44%、45%和66%,能够看出减排和限行措施对于城市点和交通点这两个点位的ρ(PM2.5)的影响效果相当,而对于传输点限行措施的效果更加显著.

b)左旋葡聚糖是生物质燃烧的典型示踪物,两项控制措施使ρ(左旋葡聚糖)降低了92.4%~96.1%,其中起决定作用的是减排措施,限行措施对于左旋葡聚糖的影响并不明显.β-谷甾醇作为生物质燃烧的另一个重要示踪物,胆固醇作为餐饮源的典型示踪物,在该研究中均反映了本地污染源的排放状况,但减排措施和限行措施对两者为示踪物的污染源几乎没有影响.

c)采样期间控制措施的实施使城市点、交通点和传输点3个点位的ρ(PAHs)分别降低了24.5%、16.1%和8.6%,风险评估结果为城市点左旋葡聚糖与TEQ的相关系数高达0.68,远高于交通点和传输点,说明城市点中以左旋葡聚糖为示踪物的生物质在燃烧过程中比其他两个点位能排放更多的PAHs类化合物.

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