三峡库区典型地区大气PAHs、nitro-和oxy-PAHs的污染特征与形成机制研究

Great attentions from environmentalists around the world have been paid to the ecological environment problems in the Three Gorges Reservoir area. On the context of fast urbanization, the fine particle (PM2.5) pollution in the area is increasing. PAHs which is strongly carcinogenic is an important organic pollutant in the atmosphere. However, little is known about the pollution characteristics of PAHs and their related derivatives in the Three Gorges Reservoir area. Thus, the aim of this project is to systematically study PAHs and related derivatives (nitro- and oxy-PAHs) in the atmosphere in typical urban and rural areas in the Three Gorges Reservoir area, including examine the concentration, congener profile and seasonal distribution of PAHs and related derivatives in PM2.5; investigate the gas/particle partitioning of PAHs and related derivatives in the atmosphere and size distribution in airborne particles; explore the formation mechanism and gas/particle partitioning mechanism. This project plays an important role in further understanding the gas/particle partitioning of nitro- and oxy-PAHs in atmosphere, besides, it’s significant for the revelation of the potential health effects of PM2.5 and the support for the air toxicants control decisions in the Three Gorges Reservoir area.

三峡工程对库区生态环境的影响一直受到国内外的关注。同时，快速的城市化进程加剧了三峡库区大气细颗粒物（PM2.5）的污染。具有强致癌性的PAHs是大气中重要的一类有机污染物，然而目前对库区PAHs及其衍生物的污染缺乏全面的了解。本项目拟基于三峡库区典型城区和农村地区的观测，系统地研究大气中的PAHs及其衍生物（nitro-和oxy-PAHs），包括分析PM2.5中PAHs及其衍生物的污染水平、单体组成、时间序列与季节变化特征等；研究大气中PAHs及其衍生物的气粒分配及在颗粒物上的粒径分布特征；同时，探讨大气中PAHs及其衍生物的形成途径及气粒分配机制。本项目对认识大气中nitro-及oxy-PAHs的气相/颗粒相分配行为和深入揭示PM2.5的健康效应均有重要意义，且为库区大气毒害物控制决策提供科学依据。

三峡工程对库区生态环境的影响一直受到国内外的关注。同时，快速的城市化进程加剧了三峡库区大气细颗粒物（PM2.5）的污染。具有强致癌性的PAHs是大气中重要的一类有机污染物，然而目前对库区PAHs及其衍生物的污染缺乏全面的了解。本项目对三峡库区典型城区大气中PAHs及其衍生物进行研究，了解PM2.5中PAHs及其衍生物的污染水平、单体组成及季节变化特征，分析大气中PAHs及其衍生物的气粒分配及在颗粒物上的粒径分布特征，探讨大气中PAHs及其衍生物的形成途径及气粒分配机制。主要研究结果：（1）重庆城区PM2.5中OPAHs污染严重，冬季尤甚，不可忽视。（2）冬季霾污染期间高污染主要由不利扩散的气象条件导致。（3）污染物的在颗粒相中占比与其分子量有关。（4）污染物分配机制存在物质及季节差异，总体上，污染物主要以吸附机制分配于颗粒相，但OPAH在冬季及NPAH在春季均以吸收机制为主。（5）污染物多分布在细颗粒物上，但相对于大分子量化合物，分子量较小的物质更倾向于向粗粒径段偏移，春夏更显著。（6）PAHs主要来自燃烧，二次光化学反应对NPAHs和某些OPAHs贡献较大。通过本研究，我们了解了当地PM2.5中PAHs及其衍生物的浓度水平、组成及季节变化；分析了污染物在重污染及清洁天时的差异；探讨了这些物质的来源及可能的形成途径；结合气固分配模型探讨了这些物质在大气气相及颗粒相的分配机制；揭示了它们的粒径分布特征。这些成果对认识大气中NPAHs和OPAHs的气相/颗粒相分配行为和深入揭示PM2.5的健康效应均有重要意义，且为三峡库区毒害物质控制决策提供了科学依据。