为理解不同污染源产生的大气颗粒物、黑碳（BC）和挥发性有机物（VOCs）的排放特征，于民用燃煤烟气、餐饮油烟和施工扬尘条件下，对大气颗粒物质量浓度、BC和VOCs浓度以及颗粒物数浓度与质量浓度的粒径分布进行现场测量。结果表明，不同污染源排放的颗粒物、BC、VOCs浓度、颗粒物粒径分布及相关性差异明显。其中，燃煤烟气和施工扬尘排放的颗粒物质量浓度主要分布在粗粒子中，较小和较大粒径颗粒物的数浓度增加显著；而餐饮油烟排放的颗粒物质量浓度主要分布在微米级粒子中，1μm附近的颗粒物的数浓度大幅度增长。另外，燃煤烟气与餐饮烟气中的BC和VOCs主要来自燃烧与加热过程，与细颗粒物数浓度呈显著的正相关关系，伴随着细颗粒物产生；而施工扬尘中BC主要来自施工机械尾气与扬尘，与粗、细颗粒物均有显著的相关性，随着各种颗粒物的排放而排放。上述三类污染源中颗粒物、BC与VOCs的排放特征为大气污染来源识别提供了依据。

     大气中的可吸入颗粒物根据粒径大小分为PM10（空气动力学直径小于或等于10μm）、PM2.5（小于或等于2.5μm）等，其中PM2.5称为细颗粒物，粒径介于2.5μm和10μm之间的颗粒物（即PM10与PM2.5之间的差值）称为粗颗粒物。大气颗粒物能在大气环境中停留较长时间，通过散射、吸光等影响大气能见度与太阳辐射平衡，可参与成云过程、直接或间接影响气候变化。高浓度的细颗粒物可与臭氧等其他大气污染物形成复合污染，同时对人体健康尤其是呼吸系统、心脏功能等产生危害，对人类的生产生活带来不利影响。人类活动如燃煤、烹饪、施工等均会产生大量的大气颗粒物，其中含有无机盐、有机物、黑碳（BC）等多种成分，另外也排放多种有害的气态污染物。黑碳作为大气颗粒物的重要成分之一，以单质碳为主，主要分布在微米级颗粒物（PM2.5）中。黑碳具有较强的吸光和吸附特性，有显著的气候效应和健康影响。另外，挥发性有机物（VOCs）是大气细颗粒物与光化学污染的重要前体物，它们主要包括烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醛类、酮类、酯类、含氮有机物、含硫有机物等常温下易挥发的有机化合物，有较强的反应活性，能够影响区域空气质量与大气氧化性。

     不同污染源排放大气污染物的特征差异显著，明确典型大气污染源的排放特征是准确识别、追溯大气污染来源的前提。以往研究表明，燃煤源产生的颗粒物主要分布在细颗粒物中，其粒径中值在0.3μm，颗粒物的生成量与煤炭的成熟度有关，同时煤炭燃烧也会产生大量的BC和VOCs，且BC浓度、VOCs种类等也与煤炭的种类有关。餐饮油烟源会产生大量的细颗粒物，且烹饪方式对颗粒物生成量有显著影响，翻炒、碳烤等高温烹调产生的细颗粒物浓度远高于蒸煮等低温烹饪方式，同时颗粒物浓度与BC和VOCs浓度呈现较好的正相关关系，BC的粒径峰值出现在0.1μm，其排放的VOCs黏性较大，另外不同含水量的食材烹饪产生的烟气中的浓度也有明显差异。各类扬尘以粗颗粒物为主，且大多含有一定量的BC。由此可见，不同污染源产生的颗粒物的质量浓度与粒径分布特征、BC与VOCs的浓度特征存在明显区别。

     在实际大气环境中，由于多种污染源排放、大气扩散传输的共同影响，大气颗粒物、BC、VOCs的污染特征与来源贡献非常复杂，受污染源类别、气象条件、季节、昼夜变化等诸多因素有关。以往外场观测与来源解析结果表明，在北方内陆地区的冬春季节燃煤源是PM2.5的重要贡献源之一，此时伴随着较高浓度的BC和VOCs，而且燃煤源贡献增大通常会造成PM2.5浓度升高；而在城市地区的餐馆附近餐饮源对PM2.5贡献较大，且伴随显著的VOCs排放；另外扬尘源对PM10和PM2.5均有重要贡献，且北方春季BC浓度受扬尘源的影响有所增加。鉴于大气污染成因的复杂性，迫切需要进一步测试、对比不同排放源中典型污染物的排放特征与关联关系，从而为大气污染溯源分析提供依据。

     本研究利用便携式监测设备，通过对民用燃煤烟气、餐饮油烟和施工扬尘产生的大气颗粒物的粒径谱、BC、VOCs浓度进行同步测量，探究了不同污染源中污染物浓度与颗粒物粒径分布的典型特征，分析了不同污染物之间的相关关系，并对比了不同排放源排放特征之间的差异。

图1 民用燃煤烟气中 (a) PM2.5、PM10、(b) BC、(c) VOCs浓度随时间变化（左）与PM10峰值条件下颗粒物各粒径段 (d) 数浓度、(e) 数浓度变化倍数及 (f) 质量浓度分布（右）

图2 餐饮油烟中 (a) PM2.5、PM10、(b) BC、(c) VOCs浓度随时间变化（左）与PM10峰值条件下颗粒物各粒径段 (d) 数浓度、(e) 数浓度变化倍数及 (f) 质量浓度分布（右）

编辑｜邵方嫄

审核｜金丽丽