Page 116 - 南京医科大学学报自然科学版
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第43卷第3期
·406 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2023年3月
大气污染是危害公共健康的重要环境问题 。 采样点,距地高度约18 m。该采样点位于南京市江
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以细颗粒物(fine particulate matter,PM2.5 )为首要污染 宁大学城,周边有江宁高新区、居民住宅区、交通干道
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物的灰霾污染事件频发 ,PM2.5污染已成为威胁我国 等,为典型的郊区站点。采用武汉天虹公司大容量总
人民健康的首要危险因素 。在一系列大气污染防 悬浮颗粒物采样器TH⁃1000C Ⅱ型以1.05 m /min的
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治举措下,我国PM2.5污染状况虽有所改善,但仍维持 采样流量采集,每次24 h,共采样42次,并记录平均
在较高水平,由其所引起的疾病负担亦不可忽视 [4-5] 。 气温、湿度和标况体积。采样前后均需将滤膜置于
准确识别 PM2.5的来源是制定有效防制措施的 恒温恒湿空间 24 h,分析天平精确称重并记录采样
关键。PM2.5在空气中悬浮时间长,易于吸附各种有 前后滤膜质量差,计算PM2.5质量浓度。从中选择在
毒有害物质,其组成成分主要包括碳质组分、水溶 2018年5月11日—5月24日(5月13、14、20、21日采
性离子、多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbon, 样膜缺失)采集的玻璃纤维滤膜和石英膜各10张进
PAH)以及无机元素等 [6-7] 。近年来,我国学者陆续 行组分分析。
探究了 PM2.5的时空分布特征 、污染特征 [9-10] 及来 1.2.2 碳质组分分析
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源 [11] 。南京是中国重要的工业基地、国家综合交通 使用 DRI Model 2001A 热光碳分析仪测定样品
枢纽,污染物来源多,污染成因复杂。江宁大学城 中有机碳(organic carbon,OC)和元素碳(elemental
carbon,EC)含量。采用两阶段 IMPROVE 程序升温
地处南京南部,人口密集。目前,针对南京市 PM2.5
的污染特征以及源解析研究虽已取得了一定成效, 法:第一阶段在纯氦气环境中,于 140 ℃、280 ℃、
但局限于单一组分的检测及来源解析,且江宁大学 480 ℃和 580 ℃逐级加热石英膜,分别得到 OC1、
城 PM2.5污染特征尚不明确 [12-13] 。综合 PM2.5不同组 OC2、OC3和OC4;第二阶段在含氧(2%)的氦气环境
分的来源解析有利于更全面地了解其污染特征,更 中,于 580 ℃、740 ℃和 840 ℃逐级加热氧化分别生
准确地识别其来源。 成EC1、EC2和EC3。最后,使用火焰离子化检测器
春季是支气管哮喘、变异性鼻炎等疾病高发的 定量检测CO2在还原炉中被还原为CH4的量。OC碳
季节。本研究采集 2018 年春季南京江宁大学城 化生成裂解碳(organic pyrolytic carbon,OPC),使用
PM2.5,检测其碳质组分、水溶性离子、PAH以及无机 633 nm He⁃Ne 激光全程照射样品,测定 OPC 生成
元素含量,并利用离子平衡分析、主成分分析等方 量 。 样 品 中 OC 含 量 为(OC1 + OC2 + OC3 + OC4 +
法对PM2.5来源进行解析,从而全面了解南京江宁大 OPC),EC含量为(EC1+EC2+EC3-OPC)。
学城春季PM2.5的污染特征及来源,为PM2.5污染的防 1.2.3 水溶性离子分析
制提供依据。 将采集有 PM2.5样品的石英膜或空白石英膜剪
碎后置于 50 mL 离心管中,在 15 mL 去离子水中超
1 材料和方法
声提取 30 min。提取液经孔径为 0.22 μm 的滤膜过
1.1 材料 滤。重复上述步骤一次,两次滤液合并。采用离子
大容量总悬浮颗粒物采样器 TH⁃1000C Ⅱ型 色谱法(ion chromatography,IC)检测样品中 NH4 、
+
(武汉天虹仪器有限公司),大容量超声波清洗机 Ca2 、K 、Na 、Mg 、SO4 、NO3 、PO4 、Cl 、NO2 和 F 的
+
-
+
2+
+
2-
-
-
-
-
(深圳洁盟有限公司),双蒸水净化系统(Labconco公 浓度。根据保留时间和峰面积分析样品中水溶性
司,美国),DRI Model 2001A 热光碳分析仪(沙漠研 离子浓度。
究所,美国),Dionex ICS⁃ 3000 型离子色谱系统 1.2.4 PAH类有机组分分析
(Thermo 公司,美国),气相色谱串联质谱仪(Agilent 将采集有 PM2.5样品的玻璃纤维滤膜或空白玻
公司,美国),能量色散 X 射线荧光光谱仪(Malvern 璃纤维滤膜剪碎后置于150 mL三角瓶中,在100 mL
Panalytical 公司,英国),水溶性离子混标(北京百灵 正己烷与二氯甲烷(V 正己烷 ∶V 二氯甲烷=1∶1)的混合试剂
威科技有限公司),PAH混标(北京百灵威科技有限 中超声提取 30 min。使用孔径为 0.22 μm 的滤膜过
公司)。 滤后重复上述步骤一次并将两次滤液合并。将提
1.2 方法 取液转移至鸡心瓶中,在 40 ℃下浓缩至尽干,加入
1.2.1 PM2.5采集 1 mL 正己烷复溶后用气相色谱串联质谱仪(gas
在2018年3月15日—5月31日,将南京医科大 chromatography⁃mass spectrometer,GC⁃MS)检测16种
学江宁校区学生宿舍楼(31.95 °N,118.90 °E)作为 PAH(萘、苊烯、苊、芴、蒽、菲、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、