天津市区夏冬季环境空气PM2.5中碳组分污染特征及来源研究

为了明确天津市区环境受体PM2.5中碳组分的污染特征及来源,本研究分别于2016年2月(冬季)和8月(夏季)在天津市区设置6个采样点位同步采集PM2.5样品,采用热光反射法测定样品中各个碳组分(OC1～ OC4、EC1～EC3和OP(裂解碳))的含量,并计算得到OC、EC、CharEC和Soot-EC,以定性识别大气颗粒物中碳组分的来源.结果表明,夏季PM2.5中OC平均浓度为(7.5±3.0)μg·m-3,占PM2.5的11.7％±4.1％;而冬季相比于夏季OC的浓度和占比均有增加,分别为(13.1±7.0) μg·m-3和13.9％±2.8％.夏季和冬季EC浓度分别为(4.0±1.8)μg·m-3、(4.3±2.4) μg·m-3,占PM2.5的6.1％±2.0％和4.6％±1.2％.OC与EC的相关性在夏季(r=0.83,p＜0.01)和冬季(r=0.96,p＜0.01)均显著,而冬季CharEC与OC(r=0.94,p＜0.01)、EC(r=0.98,p＜0.01)相关性明显高于夏季(OC:r=0.44,p＜0.01;EC:r=0.45,p＜0.01).PM2.5中OC/EC平均值在夏季和冬季分别为1.9和3.0,估算得到夏季SOC为(2.6±1.4) μg·m-3,占OC的33.5％±13.6％;冬季为(3.5±2.5)μg· m-3,占OC的26.6％±12.0％.夏季Char-EC/Soot-EC为6.5,高于冬季(4.9),并且空间差异性显著(t检验,p＜0.05).正定矩阵因子模型(PMF)解析结果表明,天津市区大气PM2.5中碳组分主要有4类来源:燃煤及生物质排放混合源、柴油车、汽油车、道路尘,对夏季PM2.5中碳组分分担率分别为35.4％、16.4％、20.5％、14.4％;对冬季碳组分分担率分别为41.3％、15.5％、18.1％、16.3％.可见,燃煤和机动车是天津市区PM2.5中碳组分的主要来源.