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(OC1OC4、EC1EC3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.