环境科学  2021, Vol. 42 Issue (2): 595-603   PDF    
引用本文
齐静文, 张瑞芹, 姜楠, 李利萍, 苗青青. 洛阳市秋冬季PM2.5中多环芳烃的污染特征、来源解析及健康风险评价[J]. 环境科学, 2021, 42(2): 595-603.
QI Jing-wen, ZHANG Rui-qin, JIANG Nan, LI Li-ping, MIAO Qing-qing. Characterization, Sources, and Health Risks of PM2.5-bound PAHs During Autumn and Winter in Luoyang City[J]. Environmental Science, 2021, 42(2): 595-603.
洛阳市秋冬季PM2.5中多环芳烃的污染特征、来源解析及健康风险评价
齐静文1,2, 张瑞芹2, 姜楠2, 李利萍1,2, 苗青青1,2     
1. 郑州大学化学学院, 郑州 450001;
2. 郑州大学生态与环境学院, 郑州 450001
收稿日期: 2020-06-24; 修订日期: 2020-07-31
基金项目: 国家重点研发计划项目（2017YFC0212400）；国家自然科学基金项目（51808510）；京津冀及周边"2+26"城市来源解析研究项目（DQGG0107-26）
作者简介: 齐静文(1995~), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为大气颗粒物污染与溯源, E-mail:2076880167@qq.com
通信作者: 张瑞芹, E-mail:rqzhang@zzu.edu.cn
摘要: 本研究于2018年10月4日至2019年1月30日在洛阳市高新和林校2个采样点位同步连续采集秋冬季PM2.5样品，使用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对PM2.5中优先控制的16种多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）进行了分析测定.对优良天和污染天PM2.5中16种PAHs的质量浓度和组成分布特征进行了研究，利用特征比值法和主成分分析法对其主要来源进行了定性解析，并使用苯并[a]芘（BaP）毒性当量法和增量终生致癌风险模型评估了对人体的健康风险.结果表明在采样期内，高新和林校两个采样点的PM2.5中16种PAHs质量浓度变化范围分别为24.33~90.26 ng·m-3和23.81~76.99 ng·m-3.随着PM2.5污染程度的加重，PAHs浓度明显升高（污染天为优良天的1.3倍），不同环数PAHs贡献顺序均为：4环（43%~48%）> 5~6环（32%~35%）> 2~3环（20%~22%）.大气中PAHs主要来自于燃烧源，包括燃煤、生物质燃烧以及机动车排放等，其中燃煤对PAHs污染贡献最大（优良天：49.28%~56.38%，污染天：49.44%~60.60%）.BaP毒性当量浓度表明，污染天存在更高的人体健康风险；增量终生致癌风险结果表明，污染天致癌风险高于优良天，成人呼吸暴露风险高于儿童，在研究区域内不同污染水平下健康风险属于可接受水平（< 1×10-6）.
关键词: 优良天      污染天      主成分分析      燃煤      增量终生致癌风险     
Characterization, Sources, and Health Risks of PM2.5-bound PAHs During Autumn and Winter in Luoyang City
QI Jing-wen1,2 , ZHANG Rui-qin2 , JIANG Nan2 , LI Li-ping1,2 , MIAO Qing-qing1,2     
1. College of Chemistry, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China;
2. School of Ecology and Environment, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China
Abstract: In this study, PM2.5 samples were collected synchronously at Gaoxin and Linxiao in Luoyang City during autumn and winter (4 October 2018 to 30 January 2019). Sixteen priority polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) associated with fine particulate matter were analyzed by gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). The concentrations and composition characteristics of the PAHs on clean and polluted days were studied. Diagnostic ratio analysis and principal component analysis (PCA) were used to identify the emission sources of PM2.5-bound PAHs and the equivalent carcinogenic concentration of benzo[a]pyrene (BaP) and incremental lifetime cancer risks (ILCRs) model were applied to evaluate health risks. During the sampling period, the concentrations of PAHs at Gaoxin and Linxiao ranged 24.33-90.26 ng·m-3 and 23.81-76.99 ng·m-3, respectively. With the increase in PM2.5 pollution, PAH concentrations increase significantly (the mean PAH concentration on polluted days was approximately 1.3 times higher than during clean days). PAH profiles at different polluting levels were similar; 4-ring PAHs (43%-48%) > 5-6 ring PAHs (32%-35%) > 2-3-ring PAHs (20%-22%). Diagnostic ratios and PCA demonstrated that PAHs in the study area were mainly derived from combustion sources including coal combustion, biomass burning, and motor vehicle emissions. The coal combustion was the main pollution source in the study area (clean days=49.28%-56.38%, polluted days=49.44%-60.60%). The results of the equivalent carcinogenic concentration of benzo[a]pyrene (BaP) and ILCR model revealed that the human health risk on polluted days was higher. Moreover, the cancer risks from adult exposure to PAHs were higher than those child exposure, which has an acceptable level of risk (< 10-6).
Key words: clean days      pollution days      principal component analysis      coal combustion      incremental lifetime cancer risks     

近年来, 随着我国社会经济和工业化的快速发展, 灰霾天气频繁发生, 对大气环境、人体健康和大气能见度造成严重危害.细颗粒物(PM2.5)作为灰霾的主要元凶之一, 其研究和控制受到了广泛关注[1].已经有许多研究使用无机或有机物种作为示踪剂来估计PM2.5的来源.多环芳烃(PAHs)作为PM2.5中一类重要的有机组分, 由于具有致畸、致癌和致突变的特性, 且易于通过呼吸作用进入人体, 长期累积会对人体健康造成极大的危害, 因而备受研究者的关注[2]. 1976年美国环保署(US EPA)将16种PAHs确定为优先控制污染物, 其中苯并[a]芘(BaP)被确认为高致癌性物质.

PAHs是指由两个或两个以上苯环组成的有机化合物, 是持久性有机污染物中的一类, 在全球大气环境中普遍存在, 通常更集中在城市中心附近[3].大气颗粒物中的PAHs主要来源于人为来源(如化石燃料、燃煤、工业排放、机动车排放和生物质燃烧等), 自然来源(如火山喷发和森林火灾等)的贡献有限[4, 5].中国作为世界上PAHs排放量最高的国家之一[6], 许多学者已经对国内大气颗粒物中的PAHs进行了大量的研究, 包括浓度特征、季节变化、来源解析和健康风险等. Yan等[7]对中国67个城市的研究结果进行系统地收集和整理, 得到所有城市的PAHs浓度都有相似的季节性变化：冬季浓度最高, 夏季浓度最低.特征比值法和主成分分析法是研究最广泛的两种源解析方法.张艺璇等[8]通过主成分分析法对长春市大气中的PAHs来源进行研究, 结果表明机动车排放、煤燃烧和生物质燃烧源是主要的污染物来源. Gao等[9]利用特征比值法和主成分分析法对北京市重污染时期大气中的PAHs进行来源解析, 研究结果表明机动车排放和燃烧源排放是主要污染源, 贡献率为88.57%.苯并[a]芘毒性当量(BaP-TEQ)法和增量终生致癌风险(ILCR)常被用来评估人类健康风险[10]. Wang等[11]利用健康风险模型评估西安市PAHs的致癌风险, 研究发现春冬季节致癌风险高于秋夏季节, 成人致癌风险高于儿童.

图 1 采样点位置 Fig. 1 Locations of sampling sites

洛阳市位于河南省西部, 是中国重要的重工业城市之一, 2017年洛阳市第二产业占比46.9%, 在河南省占比属于较高水平, 主要产业有装备制造业、有色金属工业和石油化工等.截止2017年末, 洛阳市常住人口682万人, 城镇化率为56%, 机动车保有量增加到97.9万辆[12], 随着工业化和城镇化的发展, 洛阳市空气污染比较严重[13].目前关于洛阳市大气颗粒物的研究较少, 周兵利等[14]利用CMB模型对洛阳市PM2.5进行来源解析, Wang等[11]分析了洛阳市2014年10月至2015年8月PAHs的季节变化特征.另外, 随着《大气污染防治行动计划》的实施, 我国城市空气质量在逐年改善, 细颗粒物浓度下降明显, 同时PM2.5治理难度和成本也在不断加大.秋冬季为PM2.5污染最重的季节, 对该阶段开展深入研究有利于全年污染水平的改善.目前关于洛阳市秋冬季PM2.5中PAHs的污染特征和来源解析明显研究不足.因此本研究通过采集洛阳市秋冬季大气中的PM2.5样品, 对比优良天和污染天16种PAHs的浓度及组成分布特征, 利用特征比值法和主成分分析法对不同污染水平下的PAHs的排放来源进行定性判断, 并使用BaP毒性当量法和增量终生致癌风险模型评估其对人体的健康风险, 以期为秋冬季重污染应急管控政策提供科学依据, 对改善空气质量提供方向.

1 材料与方法 1.1 样品采集

采样点位布设于洛阳市华夏路社区服务站(112.39°E, 34.62°N, 高新)和河南林业职业学院(112.50°E, 34.68°N, 林校, 属于环境空气质量国控点, 图 1).高新点周围有周山森林公园和河南科技大学附属中学, 属于居民生活区; 林校点周边以居民区、商业交通和学校为主. 2个采样点均是典型的城市站点, 附近无明显的工业污染源和局地污染源, 能较好地代表洛阳市城区大气污染状况.本研究于2018年10月4日至2019年1月30日期间对上述2个采样点位同步连续每天采集秋冬季PM2.5样品.样品采集时间为上午10:00到次日上午09:00, 采样时长为23 h, 采样仪器为武汉市天虹仪表有限责任公司的四通道采样器(型号为TH-16A, 流量为16.7 L·min-1), 采样滤膜为47 mm的石英膜.经过对采样样品的质量控制, 在高新和林校2个采样点位采集有效天数分别为106 d(53 d优良天+53 d污染天)和107 d(47 d优良天+60 d污染天).本研究气象数据来源于文献[15].

1.2 样品分析

通过加速溶剂萃取仪(ASE350, Dionex, 美国)提取PM2.5中的PAHs, 并采用气相色谱-质谱联用仪(Agilent 7890GC/7000MS, GC/MS)测定PAHs浓度.关于PAHs的具体分析方法详见文献[16].分析测定得到的16种PAHs分别为：萘(Nap)、苊烯(Acy)、二氢苊(Ace)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)、荧蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、(Chry)、苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、茚苯[1, 2, 3-cd]芘(InP)、二苯并[a, h]蒽(DahA)和苯并[ghi]苝(BghiP).

1.3 质量控制与质量保证

采样过程和样品分析过程均做严格的质量控制与质量保证, 排除其他因素对数据质量的影响.关于本研究对样品的质量控制与质量保证详见文献[16, 17].

2 结果与讨论 2.1 PM2.5及PAHs的污染特征

采样期间洛阳市2个采样点的PM2.5、PAHs的质量浓度及气象参数变化如图 2所示.高新和林校PM2.5浓度变化范围分别为20.14~198.12 μg·m-3和24.28~194.81 μg·m-3, 可以看出2个采样点的PM2.5浓度变化趋势基本一致.在整个采样期内, 高新和林校的PM2.5平均质量浓度分别为(81.91±40.21)μg·m-3和(87.36±39.38)μg·m-3, 分别有53 d和60 d的PM2.5日均浓度超标[75 μg·m-3, 《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)], 超标比例分别占50%和56%, 表明洛阳市秋冬季PM2.5污染严重.为了更好地了解洛阳市秋冬季PM2.5中PAHs的污染特征, 本研究根据《环境空气质量指数(AQI)技术规定(HJ 633-2012)(试行)》, 将采样天划分为优良天(PM2.5≤75 μg·m-3)和污染天(PM2.5>75 μg·m-3).

图 2 采样期间PM2.5、PAHs的质量浓度及气象参数的时间序列 Fig. 2 Time-series of PM2.5, PAHs, and meteorological parameters during the sampling periods

从图 2可知, 高新和林校两个采样点的PM2.5中16种PAHs浓度变化范围分别为24.33~90.26 ng·m-3和23.81~76.99 ng·m-3.与国内其他城市的研究结果相比, 高于上海[18](6.5~7.2 ng·m-3, 2014年)和香港[19] (0.4~16.3 ng·m-3, 2011年)地区, 低于太原[20](62.5~547 ng·m-3, 2013年)和京津冀[21](6.3~251.4 ng·m-3, 2013年)等地区, 洛阳市PAHs污染较为严重.高新和林校优良天PAHs的日均质量浓度分别为(39.00±9.90)ng·m-3和(42.13±11.02)ng·m-3; 污染天2个采样点的日均质量浓度分别为(52.05±11.93)ng·m-3和(53.42±12.83)ng·m-3. PAHs的日变化趋势与PM2.5表现出显著相关性(r=0.56, P < 0.01), 随着PM2.5污染程度的加重, PAHs浓度明显升高, 污染天的PAHs浓度大约是优良天的1.3倍, 和薛国艳等[22]在长三角背景点的研究结果相似.

已有研究表明气象条件是影响PAHs浓度和空间分布的重要因素[23], 会影响PAHs的气固分配、累积、扩散和去除等.不同污染水平下PAHs浓度与气象参数的相关性分析见图 2和表 1, 2个采样点优良天和污染天的PAHs与气象参数的相关性分析相似.由表 1可知, PAHs浓度与温度之间呈显著负相关(P < 0.01), 温度较高时有利于低分子质量的PAHs从颗粒相挥发到气相.大气压与PAHs含量呈显著正相关(P < 0.01), 当大气压增加时, 大气稳定度更高, 不利于大气污染物的扩散和稀释, 导致PAHs浓度增加[24]. PAHs与风速之间无显著相关线性关系, 可能是因为大气中PAHs的浓度变化同时受风速和风向影响, 与李皓等[25]的研究结果一致.降水可以去除部分颗粒相PAHs, 在污染天PAHs浓度与相对湿度之间呈显著负相关(P < 0.05), 而在优良天两者相关性不明显, 且相关系数较小, 说明优良天相对湿度对PAHs浓度影响有限.

表 1 不同污染水平下PAHs与气象参数的皮尔逊相关系数1) Table 1 Pearson's correlation coefficients of PAHs concentrations and meteorological parameters under different PM2.5 levels

表 2 洛阳市不同污染时期大气PM2.5中PAHs的平均质量浓度1) Table 2 Mean PAHs concentrations in PM2.5 under different PM2.5 levels in Luoyang City

2.2 PAHs的组分特征

2个采样点不同污染水平下16种PAHs的平均质量浓度和质量分数分布见表 2和图 3.结果表明, 随着PM2.5污染的加重, 16种PAHs单体平均质量浓度有不同程度地显著升高, 与总PAHs的质量浓度变化趋势一致.不同单体的PAHs来自不同的污染排放源, 在2个采样点不同污染水平下PAHs组分中Fla、BaA、Pyr、BaP和Phe等单体相对含量较高, 占总PAHs浓度的55%~61%, 这表明不同污染水平下的主要污染物来源相似.

图 3 洛阳市不同污染时期大气PM2.5中PAHs的质量分数分布 Fig. 3 Distribution of PAHs in atmospheric PM2.5 under different PM2.5 levels in Luoyang City

根据苯环数量和相对分子质量将16种PAHs分为低分子质量(2~3环)PAHs、中分子质量(4环)PAHs和高分子质量(5~6环)PAHs.由图 3可以看出, 2个采样点不同污染水平下不同环数PAHs的分布存在差异, 且2个采样点的分布特征基本相同.不同污染水平下PAHs环数贡献顺序相似, 4环PAHs(43%~48%)>5~6环PAHs(32%~35%)>2~3环PAHs(20%~22%).与优良天相比, 污染天4环PAHs占比降低, 5~6环和2~3环PAHs所占比例增加.这可能与PAHs的物理性质和污染源排放有关, 2~3环PAHs主要以气相存在, 易挥发, 是2~3环PAHs占比较低的主要原因; 4环PAHs是半挥发性有机物, 同时存在于气相和固相中, 受温度影响较大, 秋冬季温度相对较低, 有利于挥发性有机物向固相颗粒物富集[26]; 5~6环PAHs是难挥发性化合物, 主要在固相颗粒物积累.另外, 不同环数PAHs来自不同的排放源, 4环PAHs是燃煤排放的标志性物质[20], 冬季研究区域处于集中供暖阶段, 燃煤贡献大幅度增加造成4环PAHs贡献较大, 5~6环PAHs被认为是机动车尾气排放的标志性组分[27], 且在污染天浓度增加明显, 因此表明煤炭燃烧和机动车尾气是洛阳市秋冬季PAHs的重要来源.

2.3 来源解析 2.3.1 特征比值法

特征比值法被广泛应用于大气PM2.5中PAHs的定性来源解析[28].本研究通过计算BaA/(BaA+Chry)、Fla/(Fla+Pyr)、Ant/(Ant+Phe)和InP/(InP+BghiP)的比值来探究洛阳市不同污染水平下PAHs的潜在污染来源, 详见表 3.当BaA/(BaA+Chry)比值小于0.2、0.2~0.35、大于0.35时分别代表石油源、燃煤源和机动车排放源[29]; 当Fla/(Fla+Pyr)的比值小于0.4、0.4~0.5、大于0.5时分别代表石油、化石燃料燃烧、煤和生物质燃烧的贡献[30]; 当Ant/(Ant+Phe)比值小于0.1时表示石油来源, 大于0.1时表示PAHs来自燃烧源[29]; 当InP/(InP+BghiP)小于0.2、0.2~0.5及大于0.5时分别代表石油源、石油燃烧源及燃煤和生物质燃烧的混合源[28].由表 3可见, 2个采样点优良天和污染天的不同特征比值分布无显著差异, 表明洛阳市优良天和污染天大气中PAHs的污染来源相似.从以上讨论可以得到, 洛阳市秋冬季大气中PAHs主要来自于燃烧源, 包括燃煤、生物质燃烧和机动车排放等.

表 3 洛阳市不同污染时期大气PM2.5中PAHs的特征比值 Table 3 Diagnostic ratios of airborne particulate PAHs under different PM2.5 levels in Luoyang City

2.3.2 主成分分析法

由于特征比值法只能提供PAHs的潜在来源, 不能提供污染源的贡献率.为了更好地识别不同污染水平下PAHs的主要排放源及其贡献, 本研究运用SPSS 22软件对洛阳市2个采样点优良天和污染天PM2.5中的16种PAHs进行了主成分分析, 结果如表 4所示.在高新优良天, 因子1中贡献率较高的组分是Flu、Phe、Fla、Pyr、BaA、Chry、BbF和Bap, 其中Phe、Fla、Pyr、BaA、Chyr和BaP是燃煤排放的标志物种, 此外, BbF在燃煤电厂中含量较高[31~33], 因此因子1被识别为燃煤源. InP是汽油源燃烧的标志物[34], 在因子2中载荷较高, 被识别为汽油车排放.因子3中Acy和BkF含量较高, 有研究表明BkF在柴油车尾气中载荷较高[35], Acy主要来自于石油挥发[9], 因此因子3可被识别为柴油车排放源.因子4中仅BghiP含量较高, 是汽油源燃烧的标志物[34], 识别为汽油车排放.高新污染天, 因子1中Flu、Phe、Fla、Pyr、Chry和Bap负载较大, 识别为燃煤源. NaP、Ace、DahA和BghiP在因子2载荷较大, NaP和Ace与生物质燃烧活动有关[27, 31], DahA和BghiP为机动车尾气排放的标志性组分[27], 识别为生物质燃烧和机动车排放的混合源. InP在因子3贡献较高, 为汽油车排放.

表 4 洛阳市不同污染时期PM2.5中PAHs的主成分分析1) Table 4 PCA loading factors for PAHs in PM2.5 under different PM2.5 levels

在林校不同污染水平下得到的PAHs解释来源与高新相似：林校优良天, 因子1代表燃煤源; Nap、Ace和InP在因子2中负载较高, 识别为生物质燃烧和机动车排放的混合源; Ant和BkF在因子3和因子4中的含量较高, 分别识别为燃煤源和柴油车排放.林校污染天, 因子1识别为燃煤源; Nap、InP、DahA和BghiP在因子2中贡献显著, 被识别为机动车尾气排放. PCA结果表明洛阳市秋冬季PM2.5中的PAHs主要来自于燃煤、机动车尾气和生物质燃烧.在不同污染水平下, 燃煤对PAHs污染贡献最大(优良天：49.28%~56.38%, 污染天：49.44%~60.60%), 与洛阳市以燃煤为主的能源结构特点相一致, 洛阳市市区有集中供热燃煤锅炉, 冬季供暖使燃煤消耗量增大, 另外燃煤电厂作为洛阳市原煤消耗的主要行业[14], 使用清洁能源替代燃煤对洛阳市大气污染控制具有重要意义.其次机动车排放源贡献较大, 文献[13]的数据显示, 洛阳市2017年机动车保有量增加到97.9万辆, 2个采样点周边居民区和学校较多, 人口密度较高, 车流量较大及车速较慢, 引起采样点PAHs浓度较高, 应提高机动车的用油品质, 减少机动车排放贡献.

2.4 健康风险

大气颗粒物中的PAHs会通过吸入等途径进入人体, 对人体健康造成不利的影响. 2个采样点不同污染水平下BaP、BaP-TEQ和CANPAHs的浓度水平如图 4所示.在16种PAHs单体中, BaP被确认为高致癌性物质, 具有相当高的健康风险.高新和林校优良天BaP日均浓度分别为(3.92±1.10)ng·m-3和(3.72±1.36)ng·m-3, 污染天分别为(4.67±1.18)ng·m-3和(4.77±1.01)ng·m-3, 采样期内高新和林校分别有93%和89%的采样天超过我国空气质量日均标准限值(2.5 ng·m-3)[36], 表明洛阳市秋冬季BaP污染严重, 应该受到更多的重视.高新和林校优良天致癌多环芳烃(CANPAHs, 包括BaA、BbF、BkF、BaP、Chry、DahA和InP)浓度平均值分别为(18.68±4.81)ng·m-3和(22.31±4.72)ng·m-3, 污染天分别为(25.12±5.70)ng·m-3和(28.77±6.55)ng·m-3, CANPAHs/∑16PAHs在2个采样点不同污染水平下的变化范围为0.48~0.54, 与Wang等[13]在2014~2015年的研究结果(0.58)相比有所下降, 但仍处于较高水平.不同种类PAHs对人体的健康风险影响不同, 本研究根据世界卫生组织(WHO)规定使用毒性等效因子(equivalent factors, TEFs)来描述PAHs单体相对于BaP的致癌潜力[37].通过加和得到PAHs总毒性当量浓度, 用来表征PAHs的致癌性.具体计算公式参考文献[16].结果显示, 污染天的BaP-TEQ浓度明显高于优良天, 表明污染天存在更高的潜在致癌风险.

图 4 洛阳市不同污染时期BaP、BaP-TEQ和CANPAHs浓度水平 Fig. 4 Concentrations of BaP, BaP-TEQ, and CANPAHs in PAHs under different PM2.5 levels in Luoyang City

基于US EPA健康风险评价模型, 使用增量终生致癌风险(ILCR)模型进一步评估PAHs经过呼吸暴露途径进入人体后所产生的致癌风险.本研究以儿童和成年人为研究对象计算了呼吸暴露途径对成年人的致癌风险[16, 38, 39], 计算公式如下：

(1)

式中, CSF为BaP的呼吸致癌斜率因子[3.1 (kg·d)·mg-1]; C为BaP-TEQ的质量浓度(ng·m-3); IR为呼吸速率(儿童和成人分别为10 m3·d-1和20 m3·d-1); T为日暴露时间(4 h); EF为年暴露频率(350 d); ED为暴露期(儿童和成人分别为6 a和53 a); BW为体重(儿童和成人分别为15 kg和70 kg); AT为平均寿命(25 550 d); cf为转换因子(10-6), 结果如图 5所示.两组人群存在一定差异：成人呼吸暴露风险高于儿童, 主要原因是成人吸入速率较高, 暴露时间较长.在污染天呼吸暴露的致癌风险高于优良天, 根据US EPA规定, 研究区域内不同污染水平下健康风险属于可接受水平(< 1×10-6), 与洛阳市2014~2015年结果(12.5×10-4)[13]相比下降明显, 说明洛阳市减排效果明显.考虑到PAHs对人类健康的不利影响, 因此政府应当继续坚持防污减排措施, 减少PAHs污染刻不容缓.

图 5 洛阳市不同污染时期PAHs的ILCR值 Fig. 5 Incremental lifetime cancer risk(ILCR)of PAHs under different PM2.5 levels in Luoyang City

3 结论

(1) 采样期内, 高新和林校两个采样点的PM2.5中16种PAHs浓度变化范围分别为24.33~90.26 ng·m-3和23.81~76.99 ng·m-3.随着PM2.5污染程度的加重, PAHs浓度明显升高, 污染天的PAHs浓度大约是优良天的1.3倍.

(2) 随着PM2.5污染的加重, 2个采样点不同污染水平下16种PAHs单体平均质量浓度有不同程度地显著升高, 其中Fla、BaA、Pyr、BaP和Phe等单体相对含量较高, 占总PAHs浓度的55%~61%. 2个采样点不同污染水平下PAHs环数贡献顺序相似, 4环(43%~48%)>5~6环PAHs(32%~35%)>2~3环(20%~22%).

(3) 特征比值法和主成分分析法结果表明, 洛阳市秋冬季大气中PAHs主要来自于燃烧源, 包括燃煤, 生物质燃烧以及机动车排放等, 其中燃煤对PAHs污染贡献最大(优良天：49.28%~56.38%, 污染天：49.44%~60.60%).

(4) BaP-TEQ浓度表明, 污染天存在的人体健康风险比优良天更高; 增量终生致癌风险(ILCR)结果表明, 成人呼吸暴露风险高于儿童, 在研究区域内不同污染水平下健康风险属于可接受水平(< 1×10-6), 且对人体健康的影响污染天>优良天.

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