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鄂尔多斯市秋季大气PM_2_5_PM_10_颗粒物中正构烷烃的组成分布与来源特征

第27卷第11期

2007年11月

环　境　科　学　学　报　Acta Scientiae Circu m stantiae

Vol .27,No .11Nov .,2007

基金项目:教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(No .20030425007)

Supported by the doct oral funds fr om M inistry of Educati on (No .20030425007)

作者简介:王娟(1981—),女,硕士研究生,E 2mail:wgl w j@yahoo https://www.wendangku.net/doc/a616700092.html,,Tel:010-********;3通讯作者(责任作者),E 2mail:nnzhongxp @

https://www.wendangku.net/doc/a616700092.html, .cn,Tel:010-********

B i ography:WANG Juan (1981—),fe male,E 2mail:wgl w j@yahoo https://www.wendangku.net/doc/a616700092.html,,Tel:010-********;3Correspond i n g author ,E 2mail:nnzhongxp @https://www.wendangku.net/doc/a616700092.html, .cn,Tel:010-********

王娟,钟宁宁,栾媛,等.2007.鄂尔多斯市秋季大气P M 2.5、P M 10颗粒物中正构烷烃的组成分布与来源特征[J ].环境科学学报,27(11):1915

-1923

W ang J,Zhong N N,Luan Y,et al .2007.Che m ical compositi on and e m issi on s ource of n 2alkanes in a mbient P M 10and P M 2.5in autumn in O rdos[J ].Acta Scientiae Circum stantiae,27(11):1915-1923

鄂尔多斯市秋季大气P M 2.5、P M 10颗粒物中正构烷烃

的组成分布与来源特征

王娟1

,钟宁宁

1,3

,栾媛1,覃向荣1,于国光1,王玮2,王铁冠

1.中国石油大学(北京)资源与信息学院,北京102249

2.中国环境科学研究院,北京100012

收稿日期:2006211208 修回日期:2007204218 录用日期:2007208220

摘要:利用气相色谱2质谱技术分析了秋季鄂尔多斯市居民区、工业区和清洁区5个采样点大气P M 2.5、P M 10颗粒物中正构烷烃组分,运用

Cmax 、CP I 、Cn (wax )分子地球化学参数对污染源进行了初步示踪研究,并对污染程度进行了判断.结果表明,鄂尔多斯市秋季大气P M 2.5、P M 10

颗粒物上正构烷烃来源相对比较复杂,各功能区均不同程度的受到人为来源正构烷烃污染的影响.总体来说,工业区和居民区人为来源正构烷烃污染较重,这两个功能区污染状况基本相当,而清洁区受人为来源正构烷烃污染相对较小.在鄂尔多斯地区,气候因素尤其是风向因素对大气颗粒物上正构烷烃污染水平的影响比较大.通过与我国其它大中型城市进行对比发现,我国大部分城市市区大气P M 2.5、P M 10颗粒物中正构烷烃主要来自于人为污染排放.

关键词:鄂尔多斯市;大气颗粒物;P M 2.5;P M 10;正构烷烃

文章编号:025322468(2007)1121915209 中图分类号:X513 文献标识码:A

Che m i ca l com positi on and e m issi on source of n 2a lkanes i n am b i en t P M 10and P M 2.5i n autu mn i n O rdos

WANG Juan 1

,Z HONG N ingning 1,3

,LUAN Yuan 1,Q I N Xiangr ong 1,Y U Guoguang 1,WANG W ei 2

,WANG

Tie guan

1.Faculty of Natural Res ource and I nfor mati on Technol ogy,China University of Petr oleum,Beijing 102249

2.Chinese Research Academy of Envir onmental Sciences,Beijing 100012

Rece i ved 8Nove mber 2006; rece i ved in revised f or m 18Ap ril 2007; accepted 20August 2007

Abstract:The n 2alkanes in P M 2.5,P M 10airborne particles in autumn at five samp ling sites in O rdos,of I nner Mongolia were deter m ined by gas chr omat ography 2mass s pectr ometry .Molecular geoche m ical para meters such as Cmax 、CP I 、Cn (wax )were used t o p reli m inarily identify the pollutant s ources and t o deter m ine the n 2alkanes polluti on conditi ons in one residential area,t w o industrial areas and t w o clean areas .The results suggested that the pollutant s ource of n 2alkanes of P M 2.5,P M 10airborne particles in autumn over O rdos was comp lex,and the airborne particles in each functi onal area were polluted t o different extents .I n general,the n 2alkanes polluti on in residential and industrial areas which had the sa me polluti on conditi ons was more seri ous than that of clean areas .I n O rdos,the meteor ol ogical fact ors,es pecially the wind directi on,had a str ong influence on the polluti on conditi on of n 2alkanes components .The n 2alkanes in P M 2.5,P M 10airborne particles over urban areas mainly ca me fr om anthr opogenic s ources,which were als o supported by other studies .

Keywords:ordos;airborne particles;P M 2.5;P M 10;n 2alkanes

环境科学学报27卷

1　引言(I ntr oducti on)

正构烷烃是广泛分布于大气可吸入颗粒物上

的一类有机污染物.随着分子量的增大,正构烷烃

的麻醉性增加.当碳数大于16时,随碳数的进一步

增加,正构烷烃不但能损伤皮肤,甚至有产生皮肤

癌的危险(成玉,1999).因此,国内外许多学者都对

大气可吸入颗粒物及大气P M

2.5

颗粒物中正构烷烃

类污染物进行了研究和分析(Si m oneit,1985;

Standley,1987;汤国才,1992;仝青,1995;Abas,

1996;O r os,2001;牛红云,2005).目前,我国对大气

正构烷烃类污染物的研究主要集中在沿海城市及

人口众多的大城市,而对地广人稀的西部工业城市

的研究较少(成玉,1999;1997;Sheng,1991;彭林,

1999;周家斌,2004;W ang,2006;W ang,2006).

鄂尔多斯市位于我国西部鄂尔多斯高原腹地,

境内工业资源丰富,经济建设发展较快,污染物的

排放量也在逐年增加.本文在对秋季鄂尔多斯市5

个不同环境功能区的大气P M

2.5、P M

颗粒物样品进

行分析的基础上,探讨了秋季鄂尔多斯市大气P M2.5、P M10颗粒物上正构烷烃污染物的组成及分布特点,对正构烷烃污染物的来源进行了初步分析.

2　实验部分(Experi m ents)

2.1　样品的采集

采样点选择在东胜区、鄂托克旗棋盘井镇、杭锦旗道劳嘎查乡、准格尔大路乡和伊金霍洛柒盖淖乡5个地点,这些采样点分布在鄂尔多斯市的中心、

西部、西北部、东北部和西南部.采样点分布如图1所示,每个地点的具体情况见表1和表2.

使用北京迪克机电技术有限公司生产的P M

、P M2.522型气溶胶采集装置分别采集P M10和P M2.5样品,样品采集的流量约为78L?m in-1.每天早8点左右和晚8点左右换膜采样,如果没有特殊情况,每个采

样点每天都会取得两个P M

滤膜样品和两个P M

2.5滤膜样品.气溶胶采集滤膜均使用日本东洋滤纸公司生产的石英滤膜(QR100),使用前在600℃的马弗炉中灼烧2h,以去除本底有机物.采样后将附着有样品的滤膜恒重,然后放入冰箱中于-26℃保存.为了更准确的反映当地大气颗粒物水平,本文将颗粒物样品

按天进行了合并处理,合并后共得到P M

样品17个

和P M

2.5

样品16个,编号为H1～H33

图1　各监测点分布情况

Fig.1　Locati on of each sa mp ling site

表1　各采样点具体信息及采样情况

Table1　The detailed conditi ons and infor mati on of each sa mp ling site

地点具体位置地理坐标功能划分采样点简介采样日期采样天气

东胜区市环保局

院内

E109°54′15″,

N39°37′47″

居民区

采样点设在鄂尔多斯市

环保局院内,距交通路口

较近

2005年9月9日

～24日

一半以上天气为晴天,间或

有小雨

鄂托克旗棋盘井镇E106°59′10″,

N39°20′9″

工业区

采样点周围工矿企业密

集,乡镇企业发达

2005年9月9日

～24日

均为晴天

准格尔旗大路乡大

路村

E111°10′19″,

N40°4′10″

工业区

准格尔旗内煤炭资源丰

富,采样点周围开阔,东

南部和东部有省级公路

2005年9月9日～

24日

20日整天有雨,其它为晴天

伊金霍洛旗纳林希里

镇柒盖

淖村

E108°36′4″,

N39°41′4″

清洁区

采样点周围无任何工业

污染源,人口相对稀少,

车流量非常少,林草、植

被覆盖率很高

2005年9月9日～

22日

均为晴天

杭锦旗梁外区道

劳嘎查

E109°22′32″,

N39°22′27″

清洁区

采样点设在一个废弃村

落里,周围是草原,1公

里内无任何工业污染源,

东南部有109国道

2005年9月10日～

24日

14日晚至15日早有雾,21、

22日凌晨有雾,19日下午和

22日凌晨有小雨,其它均为

晴天

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11期王娟等:鄂尔多斯市秋季大气P M2.5、P M10颗粒物中正构烷烃的组成分布与来源特征

表2　各采样点风向频率

Table2　The frequencies of wind directi ons at each sa mp ling site

采样点风向

各采样点风向频率

东胜区棋盘井镇准格尔旗大路村柒盖淖杭锦旗梁外区

西20.2%12.1%0 4.1%11.34%西南51.6% 5.4% 1.1%15.8%8.25%西北28.2%11.0%10.6% 4.6%26.80%南08.7%012.3% 1.03%北0 5.6% 2.1% 6.8% 6.19%东北020.6%8.5%14.4%19.59%东015.8%08.4%0

东南016.1%14.9% 6.3%17.53%无0 4.8%62.8%27.0%9.28%

2.2　样品分析

将滤膜剪成扇形小块后装入棕色广口瓶内,加入适量重蒸过的二氯甲烷(以完全浸没滤膜为准)对样品进行超声抽提,每个样品共超声抽提萃取3次,每次20m in,萃取液合并后经漏斗过滤,之后用Büchi水浴旋转蒸发器(温度≤30℃)浓缩至2mL,然后用移液管将浓缩液转移至离心管里,用高纯氮气吹至0.2mL后,加入重蒸过的正己烷至2mL,继续氮吹进行溶剂转换,如此反复氮吹3次后,将浓缩液转入装有5c m硅胶和5c m三氧化二铝的层析柱(本次实验采用湿法装柱,装柱前分别对硅胶和三氧化二铝进行活化,硅胶活化温度为180℃,三氧化二铝活化温度为250℃),对浓缩液进行分馏.分别用70mL正己烷、70mL正己烷和二氯甲烷混合液(体积比1∶1)淋洗加有浓缩液的层析柱,依次接受饱和烃和多环芳烃组分.所得饱和烃和芳烃馏分分别经水浴旋转蒸发器和高纯氮气浓缩,于-26℃保存至检测分析.

样品检测时采用美国FinniganSS Q710型色谱质谱仪,配置HP25MS弹性石英毛细柱(60m×0125mm×0.25μm),色谱条件如下:载气纯度为991999%的氦气;进样室与传输线均恒温300℃;升温程序:50℃恒温1m in后,以速率20℃?m in-1升至120℃,以4℃?m in-1升至250℃,再以3℃?m in-1升至310℃,恒温30m in;载气流速:1mL?m in-1.质谱条件:E I模式,电子能量70e V;灯丝电流100μA;倍增器电压1200V;根据相对保留指数、特征碎片离子、标准谱库检索来对化合物作定性分析,用归一化法作相对定量分析.2.3　质量保证和质量控制

为了保证实验结果的准确度,实验过程中进行了试剂空白、采样过程空白和实验过程空白.试剂空白是将本次实验中常用的试剂二氯甲烷、正己烷,经过二次蒸馏后各取400mL,在旋转蒸发仪上浓缩到200μL,然后用微量注射器取1μL作色质分析;采样过程空白是将高温焙烧过的空白滤膜带到采样现场,执行和实际样品一样的采样操作,但不开启泵抽气,等实际样品采样结束后,用铝箔封装后一起带回实验室进行分析,分析过程与实际样品相同;实验过程空白是在做实际分析时,取高温焙烧过的空白滤膜与样品进行相同的分析.本文的试剂空白,采样过程空白和实验过程空白未检出目标化合物.

3　结果(Results)

在饱和烃馏分的m/z85正构烷烃的气相色谱图上看出秋季鄂尔多斯市东胜、棋盘井、杭锦、柒盖淖各样品中的正构烷烃碳数分布范围均为C

～C

准格尔样品的碳数分布范围:C

～C

从各点正构烷烃碳数分布的指纹图(图2)上可

以看出,东胜区P M

2.5

、P M

颗粒物上正构烷烃基本

上都呈单峰态后峰型.P M

2.5

颗粒物上正构烷烃以C25为主峰碳,C22到C30具有不明显奇偶优势.P M10

颗粒物上正构烷烃以C

为主峰碳,C

到C

具有不

明显奇偶优势.P M

2.5

颗粒物上正构烷烃CP I值为1118～1.34,平均值为1.26,CP I w ax值变化范围为1110～1.21,均值为1116;P M10颗粒物上正构烷烃CP I值为1.18～1.36,平均值为1.27,CP I w ax值变化范围为1.13～1.20,均值为1.17.

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环境科学学报27

卷

图2　各点正构烷烃碳数分布的指纹分布图(A12E1分别为东胜区、杭锦旗、棋盘井、准格尔、柒盖淖P M 2.5大气颗粒物样品,A22E2为相

应的P M 10大气颗粒物样品)

Fig .2　Finger p rint charts of carbon number distributi on of n 2alkanes fr om different sites (A1～E1are the P M 2.5airborne particles of Dongsheng,

Hangjin,Q i panjing,Zhun ger,Q i gainao,A2～E2are the P M 10airborne particles of the corres ponding districts )

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11期王娟等:鄂尔多斯市秋季大气P M 2.5、P M 10颗粒物中正构烷烃的组成分布与来源特征棋盘井P M 2.5颗粒物上正构烷烃呈单峰态后峰型,以C 27为主峰碳;P M 10颗粒物上正构烷烃呈双峰态后峰型,以C 29为主峰碳,C 22为次峰碳.两个样品都无奇偶优势.P M 2.5颗粒物上正构烷烃的CP I 值为1.10～1.15,平均值为1.12,CP I w ax 值均为1.09;P M 10颗粒物上正构烷烃CP I 值为1.09～1.16,平均

值为1.12,CP I w ax 变化范围为1.08～1.13,均值为1.10.

准格尔P M 2.5、P M 10颗粒物上正构烷烃均呈双峰态后峰型.P M 2.5以C 25为主峰碳C 17为次峰碳,C 22到C 32之间奇偶优势明显,CP I 值为1.26～1.63,均值

为1.53,CP I w ax 值变化范围为1.14～1.43,均值为1.30;P M 10颗粒物上正构烷烃以C 29为主峰碳C 17为

次峰碳,C 22到C 34之间奇偶优势明显,CP I 值为1.35～1.92,均值为1.63,CP I w ax 变化范围为1.22～1147,均值1.36.

柒盖淖乡P M 2.5颗粒物上正构烷烃表现出双峰态后峰型,主峰碳为C 22,次峰碳为C 17,高碳数部位呈现出奇偶优势,CP I 值为1.53～1.68,均值为1160,CP I w ax 值变化范围为1.26～1.29,均值为1128;P M 10颗粒物上正构烷烃呈现出3峰态后峰型,

以C 29为主峰碳,C 17、C 21为次峰碳,C 26到C 30表现出不明显的奇偶优势,CP I 值为1.20～1.42,平均值为1.31,CP I w ax 变化范围为1.18～1.25,均值为1.21.

杭锦旗P M 2.5颗粒物上正构烷烃呈现出双峰态后峰型,以C 29为主峰碳C 17为次峰碳,C 22到C 32表现出较明显的奇偶优势,CP I 值为1.42～1.44,平均值为1.43,CP I w ax 值变化范围为1.26～1.28,均值为1.27;P M 10颗粒物上正构烷烃也呈双峰态后峰型,以C 29为主峰碳C 17为次峰碳,C 20到C 32表现出较明显

的奇偶优势,CP I 值为1.58～1.69,平均值为1.64,CP I w ax 变化范围为1.34～1.40,均值为1.37.4　讨论(D iscussi on )

4.1　主峰碳数(Cmax )及碳优势指数(CP I )

Cmax 及CP I 是表征正构烷烃分布特征的常用

参数(贺桃娥,2004).CP I 和Cmax 可以指示生物成因和人为成因有机质的相对混合关系(成玉,1997).Si m oneit 等指出CP I 可以用来指示植物蜡和

化石燃料相对贡献的大小(Standley,1987).贺桃娥等(贺桃娥,2004)根据以往资料总结认为,主峰碳数≥27,CP I ≥3(有时会达到6～9或更大)时,正构烷烃主要来自于高等植物蜡等生物来源;主峰碳数

<23,CP I 值接近于1时,正构烷烃主要来自于化石

燃料或生物质(如木材、农产品残渣和树叶)的不完全燃烧等人为来源;而23≤主峰碳数<27,1

石燃料的双重来源.张枝焕等(张枝焕,2005)根据以往资料总结认为,不同成因的正构烷烃组成存在一定的差别,如高等植物角质蜡含具奇碳优势的长

链正构烷烃(C 25到C 33),C 27、C 29、C 31正构烷烃一般具有强大的优势,CP I 值大于5甚至高达10;来源于藻类等低等生物的烃类污染物以具奇碳优势的短链正构烷烃、支链烷烃为主,主峰碳主要为C 15、C 17、C 19;来源于原油、汽车尾气和化石燃料不完全燃烧

的正构烷烃主峰碳数中等,不具明显的奇偶优势.此外,煤炭及其燃烧产物中的正构烷烃一般都具有较高的主峰碳和明显的奇偶优势,这主要是因为煤炭来源于高等植物的缘故.煤炭颗粒物的CP I 值相对较大,煤烟颗粒物的CP I 值相对小些,接近于1左右(O r os,2000;Sant os,2004;张枝焕,1999).

由此判断,鄂尔多斯5个采样点秋季大气P M 2.5、P M 10颗粒物上正构烷烃来源相对比较复杂,

总体来看,各采样点均具有高等植物蜡等生物来源和化石燃料燃烧等人为来源的混合来源特点.同时,各功能区人为源和生物源所占比例又不同.

东胜区P M 2.5颗粒物上的正构烷烃主峰碳为C 25,CP I 值接近于1,判断其主要来自于汽车尾气和

化石燃料不完全燃烧,C 22到C 30具有的不明显奇偶优势说明,部分正构烷烃来源于燃煤煤烟.东胜区P M 10颗粒物上正构烷烃CP I 值也接近于1,但却具

有较高的主峰碳数,且C 24到C 30具有不明显奇偶优势,这与O r os 等(2000)对褐煤煤烟正构烷烃进行的研究结果接近,由此判断P M 10颗粒物上可能主要是燃煤颗粒物,这可能是因为采样点在居民区附近的缘故.

棋盘井地区两个粒径的样品基本都不具奇偶优势,且CP I 值较低,故判断来自生物质和化石燃料燃烧等人为污染源的正构烷烃较多.

准格尔工业区因有大的煤矿区和燃煤电厂等以煤为主的工业,故准格尔采样点各粒径样品都具有较高的主峰碳数和明显的奇偶优势,且CP I 值相对较大.由于煤燃烧产生的煤烟颗粒小于煤颗粒,故准格尔P M 2.5颗粒物上的正构烷烃的CP I 值小于P M 10颗粒物上正构烷烃.两个粒径的样品都以C 17为

次峰碳,说明,这部分正构烷烃污染物可能来源于

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环境科学学报27卷

藻类等低等生物,也可能来自于微生物或原油

(Sheng,1991;Abas,1995).

值得注意的是,杭锦旗和柒盖淖乡这两个周围无污染的清洁区也不同程度的受到人为污染的影响.杭锦旗两个粒径的样品都具有较高的主峰碳数,在高碳数部位都具有明显的奇偶优势和相对较高的CP I 值,故判断杭锦旗采样点正构烷烃主要来源于高等植物蜡等生物源.所选采样点两个粒径的样品都以C 17为次峰碳,说明,此地区正构烷烃污染物还有一部分来自于藻类等低等生物或微生物,根据当地特点判断其来自于原油的可能性不大.杭锦旗采样点东南部有109国道,这可能是引起杭锦旗采样点正构烷烃CP I 值偏低的主要人为来源.

柒盖淖乡采样点颗粒物样品上的正构烷烃来源最为复杂.从柒盖淖乡P M 2.5颗粒物上正构烷烃主峰碳(C 22)来看,判断其可能来源于原油、汽车尾气和化石燃料不完全燃烧产物;从次峰碳来看,判断其可能来自于藻类、微生物或原油;从相对较高的CP I 值和明显的奇偶优势判断,柒盖淖乡P M 2.5颗粒物上正构烷烃可能来源于高等植物蜡等生物源.综合判断,柒盖淖乡P M 2.5颗粒物上正构烷烃的高等植物蜡、藻类和微生物等生物来源所占比例比较大.

柒盖淖乡P M 10颗粒物上正构烷烃虽具有较高的主峰碳数(C 29),但其CP I 值较低且无奇偶优势,说明,柒盖淖乡P M 10颗粒物上正构烷烃来源于化石燃料燃烧等人为源较多.柒盖淖乡位于东胜区的西南部,距东胜区较近,采样期间柒盖淖乡时有东北风天气,故推断柒盖淖乡大气颗粒物上人为正构烷烃污染物有一部分是由东胜区大气颗粒物迁移携带而来.颗粒物在迁移过程中易形成较大的颗粒物,故柒盖淖乡P M 10颗粒物上人为污染来源的正构烷烃大于P M 2.5颗粒物上正构烷烃.

从前面讨论的鄂尔多斯市各采样点秋季大气P M 2.5、P M 10颗粒物上正构烷烃的CP I 值可以看出,除柒盖淖乡样品外,其它4个采样点样品P M 2.5颗粒物上正构烷烃的CP I 值均小于或等于P M 10颗粒物上正构烷烃的CP I 值.4.2　各点间P M 2.5、P M 10颗粒物上正构烷烃CP I 值

的比较

对鄂尔多斯市各点秋季大气P M 2.5颗粒物和P M 10颗粒物上正构烷烃CP I 值在各点间的变化进行的比较发现(见图3),除柒盖淖乡样品,其它各采样

点P M 2.5颗粒物和P M 10颗粒物上正构烷烃CP I 值在

各点间的变化趋势基本一致.从图4可以明显的看出,只有柒盖淖乡P M 2.5颗粒物上正构烷烃的CP I 值大于P M 10颗粒物上正构烷烃的CP I 值

图3　CP I 值随地点的变化

Fig .3　CP I variati on bet w een different sites

之前的讨论得出柒盖淖乡大气颗粒物样品可能受到东胜区大气颗粒物样品的影响,本节对各点两个粒径颗粒物CP I 值进行的比较讨论再次说明,柒盖淖乡大气颗粒物上正构烷烃比较异常.

4.3　正构烷烃的植物蜡碳数(Cnwax )和植物蜡碳

优势指数(CP I w ax )　

Si m oneit 等(张枝焕,2004)将CP I w ax 作为大气飘尘中污染物来源的指标,提出当CP I w ax 接近于1时,污染物主要来源于原油及化石燃料燃烧产物,CP I w ax 较高时,则主要来源于高等植物、细菌等现代

生物有机质,当CP I w ax >4时代表陆源高等植物输入(当CP I w ax 为20时,代表典型植物蜡来源正构烷烃分布).由各地CP I w ax 值再次可以看出,鄂尔多斯5个采样点污染物来源具混合源特征.相比之下,东胜区和棋盘井区大气颗粒物上正构烷烃污染物较多的来自于化石燃料燃烧;准格尔的样品表现出较高的CP I w ax 值,这同样是因为当地煤炭资源丰富的缘故.

需要强调的是,在对P M 2.5、P M 10颗粒物样品CP I w ax 进行分析时发现,除柒盖淖乡样品外,其它

各点样品均是P M 2.5颗粒物样品CP I w ax 值小于P M 10颗粒物样品,这与之前对各点P M 2.5、P M 10颗粒

物上正构烷烃的CP I 值进行对比分析时得出的结论一致.

此外,规则锯齿状Cn wax (>25)分布也可指示植物蜡的输入(成玉,1997).由图4各地区植物蜡碳数分布图可以看出,除棋盘井工业区P M 2.5大气颗粒物样品外,其它各样品都不同程度的有高等植物蜡的输入.准格尔地区由于煤炭资源丰富故高碳数部位的植物蜡碳数锯齿状最为明显,这与之前的结论相符.

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11期王娟等:鄂尔多斯市秋季大气P M 2.5、P M 10

颗粒物中正构烷烃的组成分布与来源特征图4　各点正构烷烃植物蜡碳数分布特征(a1～e1分别为东胜区、杭锦旗、棋盘井、准格尔、柒盖淖P M 2.5大气颗粒物样品,a2～e2为相应

的P M 10大气颗粒物样品)

Fig .4　Characteristics of the Cn (W ax )distributi on of n 2alkanes at different sites (A1～E1are the P M 2.5airborne particles of Dongsheng,Hangjin,

Q i panjing,Zhun ger,Q i gainao,A2～E2are the P M 10airborne particles of the corres ponding districts )

291

环境科学学报27卷4.4　与我国其它城市的对比研究

目前,我国专门针对城市秋季大气P M

2.5、P M

颗粒物上正构烷烃的研究较少.贺桃娥等(2004)对2001年北京西北城区秋季大气P M10颗粒物上正构烷烃的研究发现,北京西北城区秋季大气P M

中正

构烷烃呈现出以C

为主峰的单峰型分布,并且在C25以上具有明显的奇碳数优势,碳优势指数CP I值为1.58～1.83.由此,她得出秋季北京西北城区大

气P M

中正构烷烃主要是来自高等植物等现代生物和化石燃料(石油、煤等)的不完全燃烧.通过将

本文中5个采样点P M

颗粒物中正构烷烃的主峰碳、峰型、和CP I值与之进行对比发现,东胜区秋季P M10样品中的正构烷烃组成分布特征与2001年北

京西北城区秋季大气P M

中正构烷烃组成分布特

征最接近,且东胜区P M

样品中正构烷烃也主要来自于燃料燃烧.东胜区是鄂尔多斯市的市中心,这说明秋季鄂尔多斯市市中心和北京市西北城区大

气P M

可吸入颗粒物的组成及来源具有一定的相似性,都主要来自于燃料燃烧的人为源排放.

王格慧等(2006)对我国香港、南京、西安、北

京、长春等14个城市夏、冬季节P M

2.5

大气颗粒物中

正构烷烃的研究发现,这14个城市夏、冬两季P M

2.5大气颗粒物中正构烷烃的来源具有一致性,都主要来自于人为源.与本文以上结论进行对比可以初步

推断,我国大部分城市市区大气P M

2.5、P M

颗粒物

中正构烷烃都主要来自于人为源排放,说明我国大部分城市市区人为污染较严重.

5　结论(Conclusi ons)

1)从秋季鄂尔多斯市5个采样点大气P M2.5、P M10颗粒物上正构烷烃的组成特点、主峰碳及碳优

势指数来看,5个采样点大气P M

2.5、P M

颗粒物上

正构烷烃均具有混合来源特点,即5个采样点秋季

大气P M

2.5、P M

颗粒物上正构烷烃既有高等植物蜡

等生物源的输入,又有石油、煤等化石燃料燃烧等人为源的输入.各地区人为源和生物源的输入所占比例又有所不同.总体来说,工业区(棋盘井、准格尔)和居民区(东胜)的人为污染源输入比较大,这两个功能区污染状况基本相当,而清洁区(杭锦旗、柒盖淖乡)的人为污染源输入相对较小.一般来看,秋季鄂尔多斯市大气P M

2.5

颗粒物上正构烷烃的CP I值小于或等于P M10颗粒物上正构烷烃的CP I

值,各地区P M

2.5、P M

颗粒物上正构烷烃的来源基

本具有一致性.

2)气候因素,尤其是风向因素对大气颗粒物上

正构烷烃的影响比较大.柒盖淖乡因受到随风携带

而来的东胜区大气颗粒物的影响,其P M

2.5

、P M

颗

粒物上正构烷烃的各项指标及变化情况均与其它

各点不同.通过对主峰碳、CP I、CP I w ax值等所作的

比较分析发现,柒盖淖乡大气的确受到东胜区大气

污染影响,且P M

大气颗粒物所受影响大于P M

2.5

大气颗粒物,这可能是由于大气颗粒物在迁移过程

中形成粒径较大的粒子的缘故.

3)通过与我国其它主要大中型城市大气颗粒

物中正构烷烃的组成来源进行对比初步断定,我国

大部分城市市区大气P M

2.5

、P M

颗粒物中正构烷烃

都主要来自于人为污染源排放,我国大部分城市市

区人为污染较严重.

通讯作者简介:钟宁宁(1960—),男,教授,博士生导师,主

要从事有机地球化学与环境地球化学教学及科研工作.

致谢:感谢中国石油大学(北京)白国平教授、朱先垒老师在

本文完成过程中给予的帮助

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