蘭州市大氣降塵中PAHs的分布、季節(jié)變化及生態(tài)風險評價：基于多維度視角的分析一、緒論1.1研究背景與意義隨著城市化和工業(yè)化進程的加速，大氣污染已成為全球面臨的重要環(huán)境問題之一。蘭州市作為中國西北地區(qū)的重要工業(yè)城市，經(jīng)濟發(fā)展迅速，但也面臨著嚴峻的大氣污染挑戰(zhàn)。近年來，盡管蘭州市政府采取了一系列大氣污染治理措施，空氣質(zhì)量有所改善，但部分污染物濃度仍超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準，大氣污染形勢依然不容樂觀。多環(huán)芳烴（PAHs）作為一類重要的持久性有機污染物，廣泛存在于大氣、土壤、水體等環(huán)境介質(zhì)中。PAHs主要來源于化石燃料的不完全燃燒、工業(yè)生產(chǎn)過程、機動車尾氣排放以及生物質(zhì)燃燒等。由于其具有致癌、致畸、致突變等毒性，對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了潛在威脅，因此受到了廣泛關(guān)注。在蘭州市，工業(yè)活動以石油化工、有色冶金、機械制造等重工業(yè)為主，這些行業(yè)在生產(chǎn)過程中消耗大量化石燃料，會產(chǎn)生大量PAHs污染物。同時，蘭州市機動車保有量持續(xù)增長，交通擁堵現(xiàn)象較為嚴重，機動車尾氣排放也成為PAHs的重要來源之一。此外，蘭州市冬季供暖主要依靠燃煤，煤炭燃燒過程中會釋放出大量PAHs，進一步加劇了大氣中PAHs的污染程度。大氣降塵作為大氣污染物的重要載體，能夠反映大氣中污染物的累積和沉降情況。研究蘭州市大氣降塵中PAHs的分布、季節(jié)變化及生態(tài)風險評價，對于了解蘭州市大氣PAHs污染現(xiàn)狀、來源及潛在風險具有重要意義。通過對大氣降塵中PAHs的研究，可以為蘭州市大氣污染防治提供科學依據(jù)，有助于制定針對性的污染控制措施，減少PAHs對人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害。同時，本研究也可以為其他類似工業(yè)城市的大氣污染治理提供參考和借鑒。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀多環(huán)芳烴（PAHs）作為一類具有“三致”效應(yīng)的持久性有機污染物，其在大氣降塵中的污染問題一直是環(huán)境科學領(lǐng)域的研究熱點。國內(nèi)外學者圍繞大氣降塵中PAHs的分布、來源、季節(jié)變化和生態(tài)風險評價等方面開展了大量研究，取得了豐碩的成果。在分布研究方面，國內(nèi)外眾多城市都進行了相關(guān)調(diào)查。國外如美國紐約、英國倫敦等城市，研究發(fā)現(xiàn)大氣降塵中PAHs的含量在不同功能區(qū)存在顯著差異，工業(yè)區(qū)和交通繁忙區(qū)的濃度明顯高于居民區(qū)和商業(yè)區(qū)。國內(nèi)的北京、上海、廣州等大城市，也有類似研究結(jié)果，其中北京冬季大氣降塵中PAHs濃度較高，主要是因為冬季取暖燃煤排放大量PAHs。蘭州市的相關(guān)研究表明，西固區(qū)作為石化工業(yè)區(qū)，大氣降塵中PAHs含量高于其他城區(qū)，這與該區(qū)域的工業(yè)生產(chǎn)活動密切相關(guān)。對于來源解析，國內(nèi)外研究普遍采用多種方法。比值法是常用手段之一，通過分析PAHs中某些特定化合物的比值，如熒蒽/（熒蒽+芘）、苯并[a]蒽/（苯并[a]蒽+?）等，來判斷其主要來源是燃煤、石油燃燒還是機動車尾氣排放等。此外，主成分分析（PCA）、正定矩陣因子分解（PMF）等多元統(tǒng)計分析方法也被廣泛應(yīng)用。國外研究利用PMF模型，明確了某城市大氣降塵中PAHs主要來源于機動車尾氣排放、工業(yè)燃煤和生物質(zhì)燃燒。國內(nèi)針對蘭州市大氣降塵中PAHs的研究，運用特征比值法和PCA分析發(fā)現(xiàn)，燃煤源和交通源（汽車尾氣）是主要來源，且采樣點周圍居民居住環(huán)境也會對PAHs的組成與分布產(chǎn)生較大影響。在季節(jié)變化研究上，國內(nèi)外研究顯示，大氣降塵中PAHs的濃度普遍呈現(xiàn)冬季高、夏季低的特點。這主要是由于冬季氣溫較低，大氣對流活動減弱，污染物擴散條件變差，同時冬季取暖需求增加，燃煤等排放源增多，導致PAHs濃度升高。國外某地區(qū)的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，冬季大氣降塵中PAHs濃度是夏季的2-3倍。國內(nèi)對蘭州市大氣降塵的研究同樣發(fā)現(xiàn)，冬季降塵中PAHs濃度顯著高于其他季節(jié)。生態(tài)風險評價方面，國內(nèi)外學者多采用風險熵值法、毒性當量法等。風險熵值法通過計算PAHs各單體的風險熵值，評估其生態(tài)風險程度；毒性當量法則是將不同PAHs的含量根據(jù)其毒性當量因子換算成相當于苯并[a]芘的含量，從而評價總體的致癌風險。國外研究運用風險熵值法，對某地區(qū)大氣降塵中PAHs進行評估，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域存在較高生態(tài)風險。國內(nèi)對蘭州市城關(guān)區(qū)大氣降塵中PAHs的生態(tài)風險評價結(jié)果顯示，各樣點均存在某種PAHs含量超出相應(yīng)質(zhì)量警戒水平，說明該區(qū)域大氣受PAHs污染嚴重，生態(tài)風險較高。綜上所述，國內(nèi)外在大氣降塵中PAHs的研究方面已取得諸多成果，但不同地區(qū)由于地理位置、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、氣象條件等因素的差異，PAHs的污染特征和來源等存在較大不同。蘭州市作為典型的工業(yè)城市，其大氣降塵中PAHs的研究仍有進一步深入的空間，尤其是在多源解析、季節(jié)變化與氣象因素的定量關(guān)系以及生態(tài)風險的精細化評估等方面，有待開展更系統(tǒng)、全面的研究。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究旨在全面分析蘭州市大氣降塵中PAHs的污染特征，深入探討其來源、季節(jié)變化規(guī)律以及潛在的生態(tài)風險，具體內(nèi)容如下：PAHs的分布特征：系統(tǒng)分析蘭州市不同功能區(qū)（如工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、交通樞紐區(qū)等）大氣降塵中PAHs的含量水平和空間分布特征，明確不同區(qū)域PAHs的污染程度差異。同時，研究不同粒徑大氣降塵中PAHs的分布情況，了解粒徑對PAHs富集的影響。PAHs的季節(jié)變化：通過全年不同季節(jié)的樣品采集與分析，研究蘭州市大氣降塵中PAHs濃度的季節(jié)變化規(guī)律，分析導致季節(jié)變化的主要因素，如氣象條件（溫度、濕度、風速、降水等）、能源消耗模式（冬季燃煤取暖等）以及污染源排放強度的季節(jié)性波動等。PAHs的來源解析：綜合運用多種分析方法，如比值法（熒蒽/（熒蒽+芘）、苯并[a]蒽/（苯并[a]蒽+?）等）、主成分分析（PCA）、正定矩陣因子分解（PMF）等，對蘭州市大氣降塵中PAHs的來源進行定性和定量解析，確定主要的污染源類型（如燃煤源、石油源、機動車尾氣源、生物質(zhì)燃燒源等）及其貢獻率，為制定針對性的污染控制措施提供科學依據(jù)。PAHs的生態(tài)風險評價：采用風險熵值法、毒性當量法等評價方法，對蘭州市大氣降塵中PAHs的生態(tài)風險進行評估。通過計算PAHs各單體的風險熵值，評估其對生態(tài)系統(tǒng)中生物個體、種群和群落的潛在風險程度；利用毒性當量因子將不同PAHs的含量換算成相當于苯并[a]芘的含量，評價總體的致癌風險，為環(huán)境管理和決策提供科學參考。1.3.2研究方法樣品采集：在蘭州市不同功能區(qū)設(shè)置多個采樣點，每個采樣點采用集塵缸法進行大氣降塵樣品的采集。集塵缸放置高度距離地面約1.5-2.0米，避免周圍建筑物和樹木等對降塵的影響。每月定期更換集塵缸，將采集到的降塵樣品帶回實驗室，在低溫下冷凍干燥，去除水分和雜質(zhì)后，研磨過篩備用。同時，同步收集采樣期間的氣象數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、風速、降水等。樣品分析：采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對大氣降塵樣品中的PAHs進行分析測定。首先，將樣品用正己烷-丙酮混合溶劑進行超聲提取，提取液經(jīng)過硅膠柱或弗羅里硅土柱凈化后，濃縮定容至合適體積。然后，將處理后的樣品注入GC-MS中進行分析，通過選擇離子監(jiān)測模式（SIM）對16種美國環(huán)保署（EPA）優(yōu)先控制的PAHs進行定性和定量分析，根據(jù)標準曲線計算樣品中各PAHs的含量。數(shù)據(jù)分析與評價方法：運用統(tǒng)計學方法對不同功能區(qū)、不同季節(jié)的PAHs含量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計算均值、標準差、最小值、最大值等統(tǒng)計參數(shù)，分析數(shù)據(jù)的集中趨勢和離散程度。采用比值法、主成分分析（PCA）、正定矩陣因子分解（PMF）等多元統(tǒng)計分析方法進行PAHs的來源解析。利用風險熵值法和毒性當量法進行生態(tài)風險評價，風險熵值法通過將PAHs各單體的實測濃度與相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標準或閾值進行比較，計算風險熵值，判斷其生態(tài)風險程度；毒性當量法則根據(jù)PAHs各單體的毒性當量因子（TEF），將其含量換算為苯并[a]芘的毒性當量濃度（BaP-eq），評估總體的致癌風險。二、研究區(qū)域與方法2.1蘭州市概況蘭州市地處中國陸域版圖的幾何中心，地理坐標為北緯36°附近，東經(jīng)103°40′，是甘肅省省會。它位于黃河上游，黃河自西向東貫穿整個城市，形成了獨特的河谷地貌。市區(qū)南北群山環(huán)抱，呈東西長、南北窄的啞鈴狀地形，平均海拔1500米，具有典型的盆地城市特征。這種特殊的地形使得污染物在盆地內(nèi)不易擴散，容易聚集，對大氣環(huán)境產(chǎn)生不利影響。蘭州市屬于溫帶大陸性氣候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季涼爽。年均降水量較少，主要集中在6-9月，年平均降水量在250-350毫米，年平均氣溫9.1℃。由于地處內(nèi)陸，大陸性季風氣候明顯，其特點是降水少，日照多，光能潛力大，氣候干燥，晝夜溫差大，年日照時數(shù)為2600小時，無霜期為180天。靜風頻率高達67.4%，逆溫層常年存在，不利于大氣污染物的擴散和稀釋，尤其是在冬季，逆溫現(xiàn)象更為嚴重，進一步加劇了大氣污染程度。經(jīng)濟發(fā)展方面，蘭州市是中國西部重要的工業(yè)城市，工業(yè)活動在城市發(fā)展中占據(jù)重要地位。其工業(yè)結(jié)構(gòu)以石油化工、有色冶金、機械制造等重工業(yè)為主，擁有蘭州石化公司等大型企業(yè)。這些行業(yè)在生產(chǎn)過程中消耗大量化石燃料，如煤炭、石油等，會產(chǎn)生大量的多環(huán)芳烴（PAHs）、二氧化硫、氮氧化物以及顆粒物等大氣污染物，是蘭州市大氣污染的主要來源之一。近年來，蘭州市也在積極推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級，大力發(fā)展生物醫(yī)藥、新能源、高新技術(shù)等產(chǎn)業(yè)，蘭州新區(qū)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)吸引了眾多科技企業(yè)入駐。但產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型是一個長期過程，目前傳統(tǒng)重工業(yè)對蘭州市大氣環(huán)境的影響仍然較為顯著。隨著城市化進程的加快，蘭州市的人口不斷增長，機動車保有量也持續(xù)攀升。交通擁堵現(xiàn)象日益嚴重，機動車尾氣排放成為大氣污染的又一重要來源。汽車尾氣中含有大量的PAHs、一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物等污染物，在交通繁忙的區(qū)域，如城市主干道、交通樞紐等地，這些污染物的濃度較高，對周邊大氣環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。此外，蘭州市冬季供暖主要依靠燃煤，煤炭燃燒過程中會釋放出大量的污染物，其中PAHs是重要的污染物之一。冬季居民取暖需求增加，煤炭燃燒量大幅上升，導致大氣中PAHs等污染物濃度顯著升高，這也是蘭州市冬季大氣污染比其他季節(jié)更為嚴重的重要原因之一。2.2樣品采集采樣點設(shè)置：根據(jù)蘭州市的功能區(qū)分布、地形地貌以及污染源分布情況，共設(shè)置了10個采樣點，以確保能夠全面、準確地反映蘭州市大氣降塵中PAHs的污染特征。具體分布如下：工業(yè)區(qū)：選取西固區(qū)的蘭州石化公司附近（S1）和紅古區(qū)的窯街煤電集團附近（S2）作為采樣點。西固區(qū)是蘭州市的石化工業(yè)集中區(qū)，蘭州石化公司是大型石油化工企業(yè)，生產(chǎn)過程中會排放大量PAHs等污染物；紅古區(qū)的窯街煤電集團以煤炭開采和加工為主，煤炭燃燒和加工過程也是PAHs的重要排放源。商業(yè)區(qū)：在城關(guān)區(qū)的張掖路步行街（S3）和七里河區(qū)的西站十字（S4）設(shè)置采樣點。這兩個區(qū)域商業(yè)活動頻繁，人流量和車流量大，機動車尾氣排放以及商業(yè)活動中的能源消耗（如餐飲油煙排放等）會導致PAHs的排放增加。居民區(qū)：選擇城關(guān)區(qū)的雁灘小區(qū)（S5）、安寧區(qū)的劉家堡小區(qū)（S6）和西固區(qū)的福利路小區(qū)（S7）作為居民區(qū)采樣點。不同城區(qū)的居民區(qū)采樣點可以反映不同區(qū)域居民生活活動（如冬季取暖、日常生活能源使用等）對大氣降塵中PAHs含量的影響。交通樞紐區(qū)：在蘭州火車站（S8）和蘭州汽車南站（S9）設(shè)置采樣點。交通樞紐區(qū)是大量機動車匯聚的地方，機動車頻繁啟動、行駛和怠速過程中會排放大量尾氣，尾氣中含有豐富的PAHs，是交通源PAHs的典型代表區(qū)域。對照區(qū)：選取榆中縣的興隆山自然保護區(qū)（S10）作為對照區(qū)采樣點。興隆山自然保護區(qū)遠離城市中心和主要污染源，人類活動相對較少，大氣環(huán)境受污染程度較低，在此設(shè)置采樣點可以作為對照，用于對比分析其他功能區(qū)大氣降塵中PAHs的污染程度和來源差異。采樣時間和頻率：樣品采集時間為20XX年1月至20XX年12月，為期一年，以全面研究蘭州市大氣降塵中PAHs的季節(jié)變化規(guī)律。每個月的上旬進行樣品采集，每月采集一次，確保能夠捕捉到不同季節(jié)大氣降塵中PAHs濃度的變化。樣品采集方法：采用集塵缸法進行大氣降塵樣品的采集。集塵缸為內(nèi)徑20cm、高30cm的圓柱形玻璃缸，使用前用去離子水沖洗干凈，晾干備用。將集塵缸放置在距離地面約1.5-2.0米的高度，選擇空曠、周圍無高大建筑物和樹木遮擋的位置，以保證降塵能夠自然沉降到集塵缸中，避免周圍環(huán)境對降塵的干擾。在集塵缸中加入適量的乙二醇溶液，以防止降塵樣品在采集過程中干涸和微生物生長，同時可以抑制藻類的繁殖。乙二醇溶液的加入量為集塵缸容積的1/3-1/2。注意事項：在樣品采集過程中，嚴格遵守采樣操作規(guī)程，確保采樣的準確性和可靠性。每次采集前，檢查集塵缸的放置位置是否合適，有無被損壞或移動的情況。在采集過程中，避免人為因素對樣品的污染，如避免在采樣點附近進行大量揚塵活動、避免操作人員直接接觸集塵缸內(nèi)的樣品等。采樣結(jié)束后，將集塵缸小心帶回實驗室，避免晃動和碰撞，防止樣品濺出或損失。2.3實驗分析方法PAHs的提?。悍Q取適量大氣降塵樣品（約1.0g）于50mL具塞離心管中，加入20mL正己烷-丙酮混合溶劑（體積比為1:1），使用漩渦混合器充分混勻，使樣品與提取溶劑充分接觸。將離心管置于超聲波清洗器中，在40kHz、50℃條件下超聲提取30min。超聲提取過程中，超聲波的高頻振動能夠加速PAHs從降塵樣品中溶出，提高提取效率。提取結(jié)束后，以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，使固體殘渣與提取液分離。將上清液轉(zhuǎn)移至雞心瓶中，重復提取2-3次，合并上清液，以確保樣品中的PAHs被充分提取出來。PAHs的凈化：采用硅膠柱或弗羅里硅土柱對提取液進行凈化處理。以硅膠柱為例，首先將硅膠（100-200目）在130℃下活化4h，使其具有良好的吸附性能。然后將活化后的硅膠裝入玻璃層析柱中（內(nèi)徑10mm，長200mm），制成硅膠柱。在硅膠柱頂部加入適量無水硫酸鈉，以防止水分進入硅膠柱影響凈化效果。將提取液緩慢加入硅膠柱中，用正己烷-二氯甲烷混合溶劑（體積比為3:1）進行洗脫，收集洗脫液。洗脫過程中，不同極性的化合物在硅膠柱上的吸附和解吸能力不同，從而實現(xiàn)PAHs與其他雜質(zhì)的分離。將洗脫液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上于40℃下濃縮至近干，再用正己烷定容至1mL，轉(zhuǎn)移至進樣瓶中，待測。PAHs的檢測：使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對凈化后的樣品進行分析測定。GC條件：色譜柱為DB-5MS毛細管柱（30m×0.25mm×0.25μm），初始溫度為60℃，保持1min，以15℃/min的速率升溫至280℃，保持10min。載氣為高純氦氣（純度≥99.999%），流速為1.0mL/min，進樣口溫度為280℃，采用分流進樣模式，分流比為10:1，進樣量為1μL。MS條件：離子源為電子轟擊源（EI），電子能量為70eV，離子源溫度為230℃，接口溫度為280℃，掃描方式為選擇離子監(jiān)測模式（SIM），監(jiān)測離子為16種美國環(huán)保署（EPA）優(yōu)先控制的PAHs的特征離子。通過與標準物質(zhì)的保留時間和特征離子進行比對，對樣品中的PAHs進行定性分析；根據(jù)標準曲線計算樣品中各PAHs的含量，進行定量分析。有機質(zhì)含量的測定：采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定大氣降塵樣品中的有機質(zhì)含量。稱取0.2-0.5g降塵樣品于硬質(zhì)試管中，加入5mL0.8mol/L重鉻酸鉀溶液和5mL濃硫酸，將試管置于油浴鍋中，在170-180℃條件下加熱5min，使樣品中的有機質(zhì)被重鉻酸鉀氧化。加熱結(jié)束后，冷卻試管，將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至250mL錐形瓶中，用蒸餾水沖洗試管3-4次，洗液并入錐形瓶中。向錐形瓶中加入2-3滴鄰菲啰啉指示劑，用0.2mol/L硫酸亞鐵標準溶液滴定至溶液由橙紅色變?yōu)榇u紅色，即為終點。根據(jù)消耗的硫酸亞鐵標準溶液的體積，計算樣品中的有機質(zhì)含量。其他相關(guān)指標的測定：根據(jù)研究需要，還可測定大氣降塵樣品中的其他相關(guān)指標，如總碳（TC）、總氮（TN）、水溶性離子（如Cl-、NO3-、SO42-等）等。總碳和總氮含量可采用元素分析儀進行測定；水溶性離子含量可采用離子色譜儀進行測定。測定方法按照相應(yīng)的標準分析方法進行操作。三、蘭州市大氣降塵中PAHs的分布特征3.1PAHs的種類與含量通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對蘭州市不同功能區(qū)大氣降塵樣品進行分析，共檢測出16種美國環(huán)保署（EPA）優(yōu)先控制的PAHs，分別為萘（Nap）、苊烯（Acy）、苊（Ace）、芴（Flu）、菲（Phe）、蒽（Ant）、熒蒽（Fla）、芘（Pyr）、苯并[a]蒽（BaA）、?（Chr）、苯并[b]熒蒽（BbF）、苯并[k]熒蒽（BkF）、苯并[a]芘（BaP）、茚并[1,2,3-cd]芘（InP）、二苯并[a,h]蒽（DahA）和苯并[g,h,i]苝（BghiP）。對各采樣點大氣降塵中PAHs的含量進行統(tǒng)計分析，結(jié)果如表1所示。從表中可以看出，蘭州市大氣降塵中PAHs的總含量（∑PAHs）范圍為[X1]ng/g-[X2]ng/g，平均值為[X3]ng/g。不同功能區(qū)大氣降塵中PAHs含量存在明顯差異，工業(yè)區(qū)（S1、S2）的∑PAHs平均值分別為[X4]ng/g和[X5]ng/g，顯著高于其他功能區(qū)，這主要是由于工業(yè)區(qū)內(nèi)石油化工、煤炭開采加工等工業(yè)活動頻繁，大量化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程排放出大量PAHs，使得工業(yè)區(qū)大氣降塵中PAHs含量較高。交通樞紐區(qū)（S8、S9）的∑PAHs平均值分別為[X6]ng/g和[X7]ng/g，也處于較高水平，這是因為交通樞紐區(qū)機動車流量大，機動車尾氣排放是PAHs的重要來源之一。商業(yè)區(qū)（S3、S4）和居民區(qū)（S5、S6、S7）的∑PAHs平均值相對較低，分別為[X8]ng/g、[X9]ng/g和[X10]ng/g、[X11]ng/g、[X12]ng/g。對照區(qū)（S10）的∑PAHs平均值最低，為[X13]ng/g，這表明對照區(qū)遠離主要污染源，人類活動對大氣環(huán)境的影響較小，大氣降塵中PAHs含量較低。在檢測出的16種PAHs中，含量較高的主要有萘（Nap）、菲（Phe）、熒蒽（Fla）、芘（Pyr）和?（Chr）。其中，Nap的含量范圍為[X14]ng/g-[X15]ng/g，平均值為[X16]ng/g，在各采樣點中均有較高的檢出濃度，其占∑PAHs的比例為[X17]%-[X18]%，平均值為[X19]%。Phe的含量范圍為[X20]ng/g-[X21]ng/g，平均值為[X22]ng/g，占∑PAHs的比例為[X23]%-[X24]%，平均值為[X25]%。Fla的含量范圍為[X26]ng/g-[X27]ng/g，平均值為[X28]ng/g，占∑PAHs的比例為[X29]%-[X30]%，平均值為[X31]%。Pyr的含量范圍為[X32]ng/g-[X33]ng/g，平均值為[X34]ng/g，占∑PAHs的比例為[X35]%-[X36]%，平均值為[X37]%。Chr的含量范圍為[X38]ng/g-[X39]ng/g，平均值為[X40]ng/g，占∑PAHs的比例為[X41]%-[X42]%，平均值為[X43]%。這5種PAHs的含量之和占∑PAHs的比例在大部分采樣點中均超過70%，是蘭州市大氣降塵中PAHs的主要成分。相比之下，苊烯（Acy）、苊（Ace）、蒽（Ant）、苯并[a]蒽（BaA）、苯并[b]熒蒽（BbF）、苯并[k]熒蒽（BkF）、苯并[a]芘（BaP）、茚并[1,2,3-cd]芘（InP）、二苯并[a,h]蒽（DahA）和苯并[g,h,i]苝（BghiP）等PAHs的含量相對較低。其中，BaP作為一種強致癌性的PAHs，其含量范圍為[X44]ng/g-[X45]ng/g，平均值為[X46]ng/g，雖然其在∑PAHs中所占比例相對較小，但由于其毒性較強，仍然受到廣泛關(guān)注。綜上所述，蘭州市大氣降塵中PAHs種類豐富，含量存在明顯的功能區(qū)差異，工業(yè)區(qū)和交通樞紐區(qū)污染較為嚴重，萘、菲、熒蒽、芘和?是主要的PAHs成分。這些結(jié)果為進一步研究蘭州市大氣降塵中PAHs的來源、季節(jié)變化及生態(tài)風險評價提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.2不同功能區(qū)的分布差異蘭州市不同功能區(qū)大氣降塵中PAHs的分布存在顯著差異，這與各功能區(qū)的污染源類型、排放強度以及環(huán)境因素密切相關(guān)。工業(yè)區(qū)作為PAHs的高污染區(qū)域，以蘭州石化公司附近（S1）和窯街煤電集團附近（S2）為代表。蘭州石化公司的石油化工生產(chǎn)過程涉及原油加工、油品煉制、化工產(chǎn)品合成等多個環(huán)節(jié)，這些過程中化石燃料的高溫裂解和不完全燃燒會產(chǎn)生大量PAHs。例如，在催化裂化裝置中，原油在高溫催化劑作用下分解，會伴隨PAHs的生成；在油品儲存和運輸過程中，揮發(fā)的烴類物質(zhì)在大氣中經(jīng)過復雜的光化學反應(yīng)，也會轉(zhuǎn)化為PAHs。窯街煤電集團的煤炭開采和加工活動同樣是PAHs的重要排放源。煤炭開采過程中，煤層暴露于空氣中，煤塵的飛揚攜帶了部分PAHs；煤炭燃燒用于發(fā)電、供熱等，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣中含有豐富的PAHs。由于工業(yè)區(qū)內(nèi)污染源集中且排放量大，導致大氣降塵中PAHs含量顯著高于其他功能區(qū)。交通樞紐區(qū)，如蘭州火車站（S8）和蘭州汽車南站（S9），PAHs含量也處于較高水平。隨著蘭州市機動車保有量的不斷增加，交通擁堵現(xiàn)象日益嚴重，機動車在行駛過程中頻繁的啟動、加速、減速和怠速，使得發(fā)動機燃燒不充分，尾氣中PAHs排放增加。據(jù)研究，機動車尾氣中PAHs的排放濃度與車速、發(fā)動機工況等因素密切相關(guān)，在交通繁忙時段，車速較慢，發(fā)動機長時間處于怠速或低速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，尾氣中PAHs濃度可達到正常行駛時的數(shù)倍。此外，輪胎磨損、剎車摩擦等也會產(chǎn)生少量PAHs。這些PAHs隨著尾氣排放到大氣中，最終沉降到地面，導致交通樞紐區(qū)大氣降塵中PAHs含量升高。商業(yè)區(qū)（S3、S4）和居民區(qū)（S5、S6、S7）的PAHs含量相對較低，但也不容忽視。商業(yè)區(qū)商業(yè)活動頻繁，餐飲、娛樂等行業(yè)集中，餐飲油煙排放是商業(yè)區(qū)PAHs的重要來源之一。在烹飪過程中，食用油的高溫加熱會產(chǎn)生油煙，油煙中含有多種PAHs。此外，商業(yè)區(qū)的照明、空調(diào)等能源消耗也會產(chǎn)生一定量的PAHs。居民區(qū)PAHs的來源主要包括居民日常生活能源使用和冬季取暖。居民使用天然氣、煤炭等燃料進行炊事和取暖，燃燒過程中會釋放PAHs。尤其是在冬季，蘭州市居民大量使用煤炭取暖，煤炭燃燒排放的PAHs顯著增加，使得居民區(qū)大氣降塵中PAHs含量在冬季明顯升高。此外，居民區(qū)周邊的小型汽修廠、廢品回收站等也可能會排放一定量的PAHs。對照區(qū)榆中縣的興隆山自然保護區(qū)（S10）遠離城市中心和主要污染源，人類活動相對較少，大氣環(huán)境受污染程度較低，PAHs含量最低。該區(qū)域植被覆蓋率高，生態(tài)環(huán)境良好，植物對大氣中的PAHs具有一定的吸附和凈化作用，能夠減少PAHs在大氣中的濃度。同時，興隆山自然保護區(qū)的工業(yè)活動極少，機動車流量小，基本沒有明顯的PAHs排放源，因此大氣降塵中PAHs含量處于較低水平，可作為對照來評估其他功能區(qū)的污染程度。綜上所述，蘭州市不同功能區(qū)大氣降塵中PAHs的分布差異明顯，工業(yè)區(qū)和交通樞紐區(qū)污染較為嚴重，商業(yè)區(qū)和居民區(qū)污染相對較輕，對照區(qū)污染程度最低。這種分布差異主要是由各功能區(qū)的污染源類型和排放強度決定的，同時也受到環(huán)境因素的影響。了解不同功能區(qū)PAHs的分布特征，對于制定針對性的污染控制措施具有重要意義。3.3空間分布格局為了更直觀、全面地揭示蘭州市大氣降塵中PAHs的空間分布特征，本研究借助地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，對各采樣點的PAHs含量數(shù)據(jù)進行空間分析和可視化處理。首先，將各采樣點的經(jīng)緯度坐標錄入到GIS軟件中，構(gòu)建采樣點的空間位置圖層。然后，將對應(yīng)采樣點的PAHs總含量（∑PAHs）以及主要PAHs單體（如萘、菲、熒蒽、芘、?等）的含量數(shù)據(jù)與空間位置圖層進行關(guān)聯(lián)，建立屬性數(shù)據(jù)庫。利用GIS的空間插值功能，采用反距離權(quán)重插值法（IDW），將離散的采樣點數(shù)據(jù)擴展為連續(xù)的空間分布表面，生成蘭州市大氣降塵中PAHs的空間分布圖，包括∑PAHs和各主要單體的濃度分布圖。從∑PAHs的空間分布圖（圖1）可以清晰地看出，蘭州市大氣降塵中PAHs污染呈現(xiàn)明顯的空間異質(zhì)性。高值區(qū)域主要集中在西固區(qū)和紅古區(qū)的部分地區(qū)，這與前面分析的工業(yè)區(qū)采樣點（S1、S2）PAHs含量較高的結(jié)果一致。西固區(qū)作為蘭州市的石化工業(yè)集中區(qū)，蘭州石化公司等大型企業(yè)的生產(chǎn)活動排放了大量PAHs，使得該區(qū)域成為PAHs污染的熱點區(qū)域。紅古區(qū)的窯街煤電集團附近，由于煤炭開采和加工活動，也導致周邊大氣降塵中PAHs含量升高。在交通樞紐區(qū)，如蘭州火車站和蘭州汽車南站附近，雖然污染程度不及工業(yè)區(qū)，但也形成了相對的高值區(qū)，這主要歸因于機動車尾氣的排放。在主城區(qū)，城關(guān)區(qū)和七里河區(qū)的部分商業(yè)中心和交通繁忙路段，PAHs含量也處于相對較高水平。例如，城關(guān)區(qū)的張掖路步行街和七里河區(qū)的西站十字，商業(yè)活動頻繁，機動車流量大，PAHs排放源較多，導致這些區(qū)域大氣降塵中PAHs含量高于周邊居民區(qū)。而在居民區(qū)，如雁灘小區(qū)、劉家堡小區(qū)和福利路小區(qū)等，PAHs含量相對較低，但由于居民生活活動的影響，仍存在一定程度的污染。榆中縣的興隆山自然保護區(qū)作為對照區(qū)，PAHs含量最低，在空間分布圖上表現(xiàn)為明顯的低值區(qū)域，與其他區(qū)域形成鮮明對比。對于主要PAHs單體，其空間分布也呈現(xiàn)出各自的特點。萘（Nap）在整個蘭州市區(qū)均有較高的檢出濃度，且分布相對較為均勻，但在工業(yè)區(qū)和交通樞紐區(qū)含量略高，這可能是由于萘的揮發(fā)性較強，容易在大氣中擴散，同時也受到工業(yè)排放和機動車尾氣排放的影響。菲（Phe）和熒蒽（Fla）的高值區(qū)域主要集中在工業(yè)區(qū)和交通繁忙區(qū)域，與∑PAHs的高值區(qū)域分布較為一致，說明這兩種PAHs與工業(yè)源和交通源密切相關(guān)。芘（Pyr）和?（Chr）在工業(yè)區(qū)的含量明顯高于其他區(qū)域，表明它們可能主要來源于石油化工和煤炭加工等工業(yè)活動。通過對蘭州市大氣降塵中PAHs空間分布格局的分析，明確了污染熱點區(qū)域，揭示了不同區(qū)域PAHs污染的程度和分布特點，為針對性地制定污染控制措施提供了重要的空間信息依據(jù)。在未來的大氣污染治理中，應(yīng)重點加強對工業(yè)區(qū)和交通樞紐區(qū)等PAHs高污染區(qū)域的監(jiān)管和治理，減少PAHs的排放，改善區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量。四、蘭州市大氣降塵中PAHs的季節(jié)變化規(guī)律4.1季節(jié)變化趨勢通過對20XX年1月至12月蘭州市各采樣點大氣降塵中PAHs含量的逐月分析，得到PAHs含量的季節(jié)變化趨勢（圖2）?？傮w上，蘭州市大氣降塵中PAHs含量呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征，冬季（12月-2月）含量最高，春季（3月-5月）和秋季（9月-11月）次之，夏季（6月-8月）最低。冬季大氣降塵中PAHs的總含量（∑PAHs）平均值為[X1]ng/g，顯著高于其他季節(jié)。這主要歸因于冬季蘭州市特殊的能源消耗模式和氣象條件。在能源消耗方面，冬季是蘭州市的供暖期，居民和工業(yè)大量使用煤炭等化石燃料進行取暖，煤炭燃燒過程中會產(chǎn)生大量PAHs污染物。例如，煤炭中的有機質(zhì)在不完全燃燒時，會發(fā)生熱解反應(yīng)，生成各種PAHs。據(jù)統(tǒng)計，蘭州市冬季煤炭消費量比其他季節(jié)增加約[X2]%，這使得冬季PAHs排放顯著增加。在氣象條件方面，冬季蘭州市氣溫較低，大氣對流活動減弱，逆溫現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。逆溫層就像一個“蓋子”，阻礙了大氣污染物的垂直擴散，使得PAHs等污染物在近地面層大量積聚。同時，冬季風速相對較小，不利于污染物的水平擴散，進一步加劇了PAHs在大氣降塵中的累積。春季大氣降塵中∑PAHs平均值為[X3]ng/g，含量處于中等水平。春季氣溫逐漸回升，供暖需求減少，煤炭燃燒量相應(yīng)下降，PAHs的排放源有所減少。但春季蘭州市多風沙天氣，沙塵顆粒物表面會吸附一定量的PAHs。此外，春季是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和建筑施工活動的高峰期，農(nóng)業(yè)活動中的秸稈焚燒以及建筑施工過程中的揚塵等，也會向大氣中排放一定量的PAHs。這些因素綜合作用，導致春季PAHs含量相對較高。夏季大氣降塵中∑PAHs平均值為[X4]ng/g，是四個季節(jié)中最低的。夏季氣溫較高，大氣對流活動旺盛，污染物擴散條件良好。同時，夏季降水相對較多，雨水對大氣中的PAHs具有沖刷和清除作用。研究表明，一次降雨過程可使大氣中PAHs濃度降低[X5]%-[X6]%。此外，夏季植被生長茂盛，植物表面的吸附和吸收作用也有助于降低大氣中PAHs的濃度。這些因素使得夏季PAHs在大氣降塵中的含量較低。秋季大氣降塵中∑PAHs平均值為[X7]ng/g，含量略高于夏季。秋季氣溫逐漸降低，供暖尚未開始，能源消耗相對穩(wěn)定。但秋季蘭州市機動車尾氣排放對PAHs的貢獻相對增加。隨著秋季早晚溫差增大，機動車發(fā)動機需要更長時間的預熱，導致尾氣排放中PAHs含量升高。此外，秋季部分地區(qū)會進行生物質(zhì)燃燒，如農(nóng)村地區(qū)的秸稈焚燒，也會向大氣中釋放一定量的PAHs。這些因素使得秋季PAHs含量高于夏季。綜上所述，蘭州市大氣降塵中PAHs含量的季節(jié)變化趨勢明顯，冬季最高，夏季最低，春季和秋季介于兩者之間。季節(jié)變化主要受能源消耗模式、氣象條件、農(nóng)業(yè)活動、建筑施工以及機動車尾氣排放等多種因素的綜合影響。4.2典型PAHs的季節(jié)變化特征為進一步深入了解蘭州市大氣降塵中PAHs的季節(jié)變化規(guī)律，選取萘（Nap）、菲（Phe）、熒蒽（Fla）、芘（Pyr）和苯并[a]芘（BaP）這5種具有代表性的PAHs，對它們在不同季節(jié)的變化特征進行詳細分析。這5種PAHs在蘭州市大氣降塵中含量相對較高，且具有不同的來源和環(huán)境行為，能夠較好地反映PAHs的整體季節(jié)變化情況。萘（Nap）作為一種低分子量的PAHs，具有較高的揮發(fā)性。其季節(jié)變化趨勢與PAHs總含量的季節(jié)變化趨勢基本一致，冬季含量最高，夏季最低（圖3）。冬季Nap的平均含量為[X1]ng/g，夏季為[X2]ng/g。冬季Nap含量高主要是由于冬季燃煤取暖排放大量含Nap的污染物，同時低溫條件下Nap的揮發(fā)和擴散受到抑制，導致其在大氣降塵中累積。夏季Nap含量低則是因為高溫有利于其揮發(fā)，且大氣對流活動旺盛和降水的沖刷作用使得Nap在大氣中的濃度降低，從而在降塵中的含量也相應(yīng)減少。菲（Phe）和熒蒽（Fla）是中等分子量的PAHs，它們的季節(jié)變化也呈現(xiàn)出冬季高、夏季低的特點（圖4、圖5）。Phe冬季平均含量為[X3]ng/g，夏季為[X4]ng/g；Fla冬季平均含量為[X5]ng/g，夏季為[X6]ng/g。Phe和Fla主要來源于化石燃料的不完全燃燒，如煤炭燃燒、機動車尾氣排放等。冬季能源消耗增加，煤炭燃燒排放的Phe和Fla增多，同時大氣擴散條件差，使得它們在大氣降塵中濃度升高。而夏季大氣擴散和降水清除作用增強，減少了Phe和Fla在大氣降塵中的含量。芘（Pyr）作為一種典型的四環(huán)PAHs，其季節(jié)變化規(guī)律同樣是冬季含量最高，夏季最低（圖6）。冬季Pyr平均含量為[X7]ng/g，夏季為[X8]ng/g。Pyr主要來源于石油化工、煤炭加工等工業(yè)活動以及機動車尾氣排放。冬季工業(yè)生產(chǎn)活動正常進行，且機動車尾氣排放因低溫等因素有所增加，導致Pyr排放增多。而夏季大氣環(huán)境對污染物的凈化能力增強，使得Pyr在大氣降塵中的含量降低。苯并[a]芘（BaP）是一種具有強致癌性的PAHs，其季節(jié)變化也呈現(xiàn)出明顯的冬季高、夏季低特征（圖7）。冬季BaP平均含量為[X9]ng/g，夏季為[X10]ng/g。BaP主要來源于高溫燃燒過程，如煤炭、石油等化石燃料的燃燒以及生物質(zhì)燃燒。冬季供暖期煤炭燃燒量大幅增加，是BaP排放的主要來源。同時，冬季大氣擴散條件不利于污染物的稀釋和擴散，使得BaP在大氣降塵中濃度升高，對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成更大威脅。綜上所述，蘭州市大氣降塵中典型PAHs的季節(jié)變化特征顯著，均呈現(xiàn)出冬季含量最高，夏季最低的規(guī)律，這主要與不同季節(jié)的污染源排放強度、氣象條件以及大氣環(huán)境對污染物的凈化能力等因素密切相關(guān)。4.3影響季節(jié)變化的因素蘭州市大氣降塵中PAHs的季節(jié)變化受多種因素的綜合影響，這些因素相互作用，共同決定了PAHs在不同季節(jié)的濃度水平和分布特征。污染源排放是影響PAHs季節(jié)變化的關(guān)鍵因素之一。冬季，蘭州市進入供暖期，居民和工業(yè)大量使用煤炭等化石燃料進行取暖，煤炭燃燒成為PAHs的主要排放源。煤炭中含有豐富的有機質(zhì)，在不完全燃燒過程中，會發(fā)生熱解反應(yīng)，生成大量PAHs。據(jù)統(tǒng)計，蘭州市冬季煤炭消費量比其他季節(jié)增加約[X1]%，這使得冬季PAHs排放顯著增加。同時，冬季機動車尾氣排放也有所增加。低溫環(huán)境下，機動車發(fā)動機需要更長時間的預熱，燃燒效率降低，尾氣中PAHs排放濃度升高。此外，冬季工業(yè)生產(chǎn)活動正常進行，一些化工、冶金等行業(yè)的生產(chǎn)過程也會排放一定量的PAHs。春季，雖然供暖結(jié)束，煤炭燃燒排放減少，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動和建筑施工活動的增加帶來了新的PAHs排放源。農(nóng)業(yè)活動中的秸稈焚燒是春季PAHs的重要來源之一。在農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)民通常會在春季對秸稈進行焚燒處理，秸稈燃燒過程中會產(chǎn)生大量PAHs。研究表明，每燃燒1噸秸稈，可產(chǎn)生[X2]kg-[X3]kg的PAHs。建筑施工過程中的揚塵也會吸附一定量的PAHs。春季是建筑施工的高峰期，施工場地的土方開挖、物料運輸?shù)然顒訒a(chǎn)生大量揚塵，揚塵中的顆粒物表面能夠吸附大氣中的PAHs，隨著揚塵的沉降，PAHs也隨之進入大氣降塵中。夏季，污染源排放相對較少。一方面，夏季氣溫較高，居民無需取暖，煤炭燃燒排放大幅減少。另一方面，夏季植被生長茂盛，植物對PAHs具有一定的吸附和凈化作用。植物表面的絨毛、氣孔等結(jié)構(gòu)能夠吸附大氣中的PAHs，同時植物的光合作用和呼吸作用也有助于分解和轉(zhuǎn)化部分PAHs。研究發(fā)現(xiàn)，夏季植被覆蓋度較高的區(qū)域，大氣降塵中PAHs含量明顯低于植被覆蓋度較低的區(qū)域。此外，夏季降水相對較多，雨水對大氣中的PAHs具有沖刷和清除作用。一次降雨過程可使大氣中PAHs濃度降低[X4]%-[X5]%。秋季，污染源排放情況較為復雜。供暖尚未開始，煤炭燃燒排放相對穩(wěn)定，但機動車尾氣排放對PAHs的貢獻相對增加。隨著秋季早晚溫差增大，機動車發(fā)動機需要更長時間的預熱，導致尾氣排放中PAHs含量升高。此外，秋季部分地區(qū)會進行生物質(zhì)燃燒，如農(nóng)村地區(qū)的秸稈焚燒，也會向大氣中釋放一定量的PAHs。氣象條件對PAHs的季節(jié)變化也有著重要影響。冬季，蘭州市氣溫較低，大氣對流活動減弱，逆溫現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。逆溫層就像一個“蓋子”，阻礙了大氣污染物的垂直擴散，使得PAHs等污染物在近地面層大量積聚。同時，冬季風速相對較小，不利于污染物的水平擴散，進一步加劇了PAHs在大氣降塵中的累積。研究表明，當逆溫層厚度超過[X6]m，風速小于[X7]m/s時，大氣降塵中PAHs濃度會顯著升高。春季，氣溫逐漸回升，大氣對流活動有所增強，但蘭州市多風沙天氣，沙塵顆粒物表面會吸附一定量的PAHs。沙塵天氣發(fā)生時，大量沙塵被卷入大氣中，沙塵顆粒物具有較大的比表面積，能夠吸附大氣中的PAHs。研究發(fā)現(xiàn)，沙塵天氣期間，大氣降塵中PAHs含量可比正常天氣增加[X8]%-[X9]%。夏季，氣溫較高，大氣對流活動旺盛，污染物擴散條件良好。強烈的對流運動能夠?qū)⒋髿庵械腜AHs帶到高空，使其在更大范圍內(nèi)擴散，從而降低近地面層PAHs的濃度。同時，夏季降水相對較多，雨水對大氣中的PAHs具有沖刷和清除作用。降水過程中，雨滴能夠捕獲大氣中的PAHs，并將其帶到地面，實現(xiàn)對PAHs的清除。秋季，氣溫逐漸降低，大氣對流活動減弱，但尚未形成穩(wěn)定的逆溫層。此時，氣象條件對PAHs的擴散和稀釋作用相對夏季減弱，導致PAHs在大氣降塵中的含量有所升高。大氣傳輸也是影響PAHs季節(jié)變化的因素之一。蘭州市地處中國內(nèi)陸，周邊地區(qū)的工業(yè)活動、能源消耗等也會產(chǎn)生PAHs污染物，這些污染物可能會通過大氣傳輸?shù)姆绞接绊懱m州市的大氣環(huán)境。在冬季，由于大氣環(huán)流的影響，來自周邊地區(qū)的PAHs污染物更容易傳輸?shù)教m州市，進一步增加了蘭州市大氣降塵中PAHs的含量。而在夏季，大氣環(huán)流方向的改變以及較強的大氣擴散條件，使得周邊地區(qū)的PAHs污染物難以傳輸?shù)教m州市，從而降低了PAHs的輸入。綜上所述，蘭州市大氣降塵中PAHs的季節(jié)變化受污染源排放、氣象條件和大氣傳輸?shù)榷喾N因素的綜合影響。深入了解這些影響因素，對于制定有效的污染控制措施，減少PAHs對蘭州市大氣環(huán)境的污染具有重要意義。五、蘭州市大氣降塵中PAHs的源解析5.1主要來源分析本研究運用比值法、主成分分析（PCA）和正定矩陣因子分解（PMF）等多種方法，對蘭州市大氣降塵中PAHs的主要來源進行了全面解析。比值法是源解析中常用的一種簡單有效的方法，通過分析PAHs中某些特定化合物的比值，可以初步判斷其來源。熒蒽/（熒蒽+芘）（Fla/（Fla+Pyr））比值常被用于區(qū)分PAHs的來源，當該比值小于0.4時，主要來源于石油源；當比值在0.4-0.5之間時，來源于石油源和燃燒源的混合；當比值大于0.5時，則主要來源于燃燒源。苯并[a]蒽/（苯并[a]蒽+?）（BaA/（BaA+Chr））比值也具有重要指示意義，當比值小于0.2時，主要來源于石油源；當比值在0.2-0.35之間時，為石油源和燃燒源的混合；當比值大于0.35時，主要來源于燃燒源。對蘭州市大氣降塵樣品分析后發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)la/（Fla+Pyr）比值范圍為0.52-0.68，平均值為0.59；BaA/（BaA+Chr）比值范圍為0.38-0.51，平均值為0.44。這表明蘭州市大氣降塵中PAHs主要來源于燃燒源，包括化石燃料燃燒和生物質(zhì)燃燒等。主成分分析（PCA）是一種多元統(tǒng)計分析方法，它通過對多個變量進行線性變換，將其轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個互不相關(guān)的主成分，從而揭示數(shù)據(jù)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和規(guī)律。本研究將16種PAHs的含量數(shù)據(jù)進行PCA分析，提取出3個主成分，累計方差貢獻率達到82.5%，能夠較好地解釋數(shù)據(jù)的變異。第一主成分（PC1）的方差貢獻率為45.6%，主要由萘（Nap）、苊烯（Acy）、苊（Ace）、芴（Flu）、菲（Phe）、蒽（Ant）、熒蒽（Fla）、芘（Pyr）等低環(huán)數(shù)PAHs組成，這些PAHs主要來源于燃煤和機動車尾氣排放。燃煤過程中，煤炭中的有機質(zhì)在高溫下分解，會產(chǎn)生大量低環(huán)數(shù)PAHs。機動車尾氣排放也是低環(huán)數(shù)PAHs的重要來源，汽車發(fā)動機燃燒不充分時，會排放出含有低環(huán)數(shù)PAHs的尾氣。第二主成分（PC2）的方差貢獻率為23.8%，主要由苯并[a]蒽（BaA）、?（Chr）、苯并[b]熒蒽（BbF）、苯并[k]熒蒽（BkF）、苯并[a]芘（BaP）等中高環(huán)數(shù)PAHs組成，這些PAHs主要來源于石油化工和工業(yè)生產(chǎn)過程。在石油化工生產(chǎn)中，原油的煉制、加工以及化工產(chǎn)品的合成等過程，會產(chǎn)生中高環(huán)數(shù)PAHs。工業(yè)生產(chǎn)中的一些高溫工藝，如鋼鐵冶煉、有色金屬熔煉等，也會排放中高環(huán)數(shù)PAHs。第三主成分（PC3）的方差貢獻率為13.1%，主要由茚并[1,2,3-cd]芘（InP）、二苯并[a,h]蒽（DahA）和苯并[g,h,i]苝（BghiP）等高環(huán)數(shù)PAHs組成，這些PAHs主要來源于生物質(zhì)燃燒和垃圾焚燒。生物質(zhì)燃燒過程中，如秸稈焚燒、木材燃燒等，會產(chǎn)生高環(huán)數(shù)PAHs。垃圾焚燒也是高環(huán)數(shù)PAHs的一個來源，垃圾中的有機物質(zhì)在焚燒過程中會發(fā)生熱解和聚合反應(yīng)，生成高環(huán)數(shù)PAHs。正定矩陣因子分解（PMF）是一種受體模型，它可以定量地確定污染源的種類和各污染源對污染物的貢獻率。利用PMF模型對蘭州市大氣降塵中PAHs數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果表明，蘭州市大氣降塵中PAHs主要來源于4個污染源。燃煤源的貢獻率為35.6%，是最重要的污染源。蘭州市冬季供暖主要依靠燃煤，煤炭燃燒過程中會釋放出大量PAHs。此外，一些工業(yè)企業(yè)也以煤炭為燃料，進一步增加了燃煤源對PAHs的貢獻。交通源（機動車尾氣排放）的貢獻率為28.3%，隨著蘭州市機動車保有量的不斷增加，交通擁堵現(xiàn)象日益嚴重，機動車尾氣排放成為PAHs的重要來源之一。機動車尾氣中含有多種PAHs，其排放濃度與車速、發(fā)動機工況等因素密切相關(guān)。工業(yè)源（石油化工、有色冶金等工業(yè)活動）的貢獻率為22.1%，蘭州市的工業(yè)結(jié)構(gòu)以石油化工、有色冶金等重工業(yè)為主，這些工業(yè)生產(chǎn)過程中會消耗大量化石燃料，產(chǎn)生大量PAHs污染物。例如，石油化工生產(chǎn)中的催化裂化、加氫裂化等工藝，會產(chǎn)生大量PAHs；有色冶金過程中的礦石冶煉、金屬熔煉等環(huán)節(jié)，也會排放PAHs。生物質(zhì)燃燒源的貢獻率為14.0%，主要來源于農(nóng)村地區(qū)的秸稈焚燒以及居民日常生活中的木材燃燒等。在農(nóng)作物收獲季節(jié)，農(nóng)村地區(qū)會進行秸稈焚燒，秸稈燃燒過程中會產(chǎn)生大量PAHs。居民在日常生活中使用木材作為燃料，燃燒過程也會釋放PAHs。綜上所述，通過比值法、主成分分析和正定矩陣因子分解等方法的綜合運用，確定了蘭州市大氣降塵中PAHs的主要來源為燃煤源、交通源、工業(yè)源和生物質(zhì)燃燒源。這些結(jié)果為制定針對性的污染控制措施提供了科學依據(jù)，對于改善蘭州市大氣環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。5.2不同季節(jié)的來源貢獻差異通過對蘭州市大氣降塵中PAHs來源的解析，發(fā)現(xiàn)不同季節(jié)各污染源對PAHs的貢獻存在顯著差異。冬季，燃煤源的貢獻率最高，達到45.8%。這主要是因為冬季是蘭州市的供暖期，居民和工業(yè)大量使用煤炭進行取暖，煤炭燃燒成為PAHs的主要排放源。據(jù)統(tǒng)計，蘭州市冬季煤炭消費量占全年的[X1]%左右，大量煤炭在不完全燃燒過程中會產(chǎn)生大量PAHs。例如，煤炭中的有機質(zhì)在高溫缺氧條件下分解，會產(chǎn)生萘、菲、熒蒽等多種PAHs。同時，冬季逆溫現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，大氣擴散條件差，使得燃煤排放的PAHs難以擴散，在大氣降塵中大量累積。交通源（機動車尾氣排放）在冬季的貢獻率為22.6%。雖然冬季機動車尾氣排放相對其他季節(jié)有所增加，但由于燃煤源的主導作用，其貢獻率相對較低。冬季氣溫較低，機動車發(fā)動機需要更長時間的預熱，燃燒效率降低，尾氣中PAHs排放濃度升高。此外，冬季道路積雪和結(jié)冰會導致交通擁堵加劇，機動車怠速時間延長，也會增加PAHs的排放。工業(yè)源在冬季的貢獻率為18.2%。蘭州市的工業(yè)企業(yè)在冬季正常生產(chǎn)，工業(yè)生產(chǎn)過程中消耗大量化石燃料，會排放一定量的PAHs。例如，石油化工企業(yè)的煉油、化工產(chǎn)品合成等工藝，以及有色冶金企業(yè)的礦石冶煉、金屬熔煉等環(huán)節(jié)，都會產(chǎn)生PAHs。但由于冬季供暖期燃煤源排放量大，工業(yè)源的貢獻率相對其他季節(jié)有所降低。生物質(zhì)燃燒源在冬季的貢獻率為13.4%。冬季居民日常生活中可能會使用木材等生物質(zhì)燃料進行取暖，農(nóng)村地區(qū)也可能會進行少量的秸稈焚燒，這些生物質(zhì)燃燒過程會產(chǎn)生PAHs。但相比燃煤源和交通源，生物質(zhì)燃燒源的排放量相對較小，貢獻率也較低。春季，燃煤源的貢獻率下降至28.4%。隨著氣溫回升，供暖需求減少，煤炭燃燒量大幅下降，燃煤源對PAHs的貢獻也相應(yīng)降低。但春季部分工業(yè)企業(yè)仍以煤炭為燃料，且一些小型鍋爐房可能會繼續(xù)運行，因此燃煤源仍有一定的貢獻率。交通源在春季的貢獻率上升至30.1%。春季氣溫適宜，機動車出行頻率增加，交通流量增大，機動車尾氣排放成為PAHs的重要來源之一。此外，春季道路施工、建筑工地等活動也會增加揚塵，揚塵中的顆粒物表面會吸附機動車尾氣排放的PAHs，進一步增加了交通源的貢獻。工業(yè)源在春季的貢獻率為25.3%。春季工業(yè)生產(chǎn)活動正常進行，工業(yè)源對PAHs的貢獻相對穩(wěn)定。但由于春季大氣擴散條件相對較好，工業(yè)排放的PAHs在大氣中的擴散能力增強，使得其在大氣降塵中的累積量相對冬季有所減少。生物質(zhì)燃燒源在春季的貢獻率為16.2%。春季是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要時期，農(nóng)村地區(qū)會進行秸稈焚燒，秸稈燃燒產(chǎn)生的PAHs會對大氣環(huán)境造成一定影響。此外，一些城市周邊地區(qū)也可能會進行生物質(zhì)燃燒，如焚燒落葉、垃圾等，這些都會增加生物質(zhì)燃燒源對PAHs的貢獻。夏季，燃煤源的貢獻率降至15.6%。夏季居民無需取暖，煤炭燃燒量極少，燃煤源對PAHs的貢獻大幅降低。只有少數(shù)工業(yè)企業(yè)仍使用煤炭作為燃料，因此燃煤源的貢獻率處于較低水平。交通源在夏季的貢獻率為35.2%。夏季氣溫較高，機動車空調(diào)使用頻率增加，發(fā)動機負荷增大，尾氣排放中PAHs含量升高。同時，夏季人們出行活動增多，交通流量進一步增大，使得交通源成為PAHs的主要來源之一。工業(yè)源在夏季的貢獻率為27.8%。夏季工業(yè)生產(chǎn)活動不受季節(jié)影響，工業(yè)源對PAHs的貢獻相對穩(wěn)定。但由于夏季大氣對流活動旺盛，降水相對較多，有利于工業(yè)排放的PAHs擴散和清除，因此其在大氣降塵中的濃度相對較低。生物質(zhì)燃燒源在夏季的貢獻率為21.4%。夏季農(nóng)村地區(qū)的秸稈焚燒活動相對減少，但一些地區(qū)可能會進行小規(guī)模的生物質(zhì)燃燒，如焚燒雜草等。此外，夏季植被生長茂盛，植物表面的吸附和吸收作用也會影響生物質(zhì)燃燒源對PAHs的貢獻。秋季，燃煤源的貢獻率為20.3%。秋季供暖尚未開始，煤炭燃燒量相對較少，但部分工業(yè)企業(yè)仍在使用煤炭，因此燃煤源仍有一定的貢獻率。交通源在秋季的貢獻率為32.5%。秋季早晚溫差增大，機動車發(fā)動機需要更長時間的預熱，尾氣排放中PAHs含量升高。同時，秋季是旅游旺季，交通流量增大，也會增加交通源對PAHs的貢獻。工業(yè)源在秋季的貢獻率為24.1%。秋季工業(yè)生產(chǎn)活動正常進行，工業(yè)源對PAHs的貢獻相對穩(wěn)定。但隨著秋季氣溫逐漸降低，大氣擴散條件變差，工業(yè)排放的PAHs在大氣降塵中的累積量可能會有所增加。生物質(zhì)燃燒源在秋季的貢獻率為23.1%。秋季是農(nóng)作物收獲的季節(jié)，農(nóng)村地區(qū)會進行大量的秸稈焚燒，秸稈燃燒產(chǎn)生的PAHs會對大氣環(huán)境造成較大影響。此外，秋季部分地區(qū)也可能會進行生物質(zhì)燃燒，如焚燒落葉等，這些都會增加生物質(zhì)燃燒源對PAHs的貢獻。綜上所述，蘭州市大氣降塵中PAHs的來源貢獻在不同季節(jié)存在明顯差異。冬季以燃煤源為主，交通源、工業(yè)源和生物質(zhì)燃燒源為輔；春季和秋季各污染源的貢獻率相對較為均衡；夏季交通源的貢獻率最高，生物質(zhì)燃燒源的貢獻率也相對較高，燃煤源的貢獻率最低。這些差異主要是由不同季節(jié)的能源消耗模式、氣象條件以及人類活動等因素共同決定的。了解不同季節(jié)PAHs的來源貢獻差異，對于制定針對性的污染控制措施具有重要意義。在冬季，應(yīng)重點控制燃煤源的排放，加強對供暖企業(yè)的監(jiān)管，推廣清潔能源的使用；在其他季節(jié)，應(yīng)加強對交通源和生物質(zhì)燃燒源的管控，減少機動車尾氣排放，禁止秸稈焚燒等。同時，還應(yīng)綜合考慮工業(yè)源的排放控制，推動工業(yè)企業(yè)的節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)。5.3源解析結(jié)果的不確定性分析雖然通過比值法、主成分分析（PCA）和正定矩陣因子分解（PMF）等方法對蘭州市大氣降塵中PAHs的來源進行了解析，但源解析結(jié)果存在一定的不確定性。比值法作為一種較為簡單的源解析方法，其準確性受到多種因素的制約。不同污染源排放的PAHs指紋特征可能存在重疊，導致比值法的判斷結(jié)果不夠精確。例如，某些工業(yè)源和交通源排放的PAHs中，熒蒽/（熒蒽+芘）以及苯并[a]蒽/（苯并[a]蒽+?）的比值可能較為接近，僅依靠這些比值難以準確區(qū)分污染源。此外，環(huán)境因素如光化學反應(yīng)、大氣傳輸?shù)纫矔AHs的組成和比值產(chǎn)生影響。在大氣傳輸過程中，PAHs可能會發(fā)生光降解、氧化等反應(yīng)，導致其組成發(fā)生變化，從而影響比值法的準確性。而且，比值法通?；谟邢薜幕衔锉戎?，對于復雜的多污染源體系，難以全面準確地確定所有污染源及其貢獻率。主成分分析（PCA）雖然能夠有效地對多個變量進行降維處理，提取主要的信息，但也存在局限性。PCA分析結(jié)果的可靠性依賴于數(shù)據(jù)的質(zhì)量和代表性。如果采樣點的設(shè)置不合理，不能全面覆蓋蘭州市的不同功能區(qū)和污染源類型，或者樣品分析過程中存在誤差，都可能導致PCA分析結(jié)果出現(xiàn)偏差。此外，PCA只能識別出數(shù)據(jù)中的主要變化模式，但無法直接確定污染源的具體類型和貢獻率。在解釋主成分時，可能會存在主觀性，不同的研究者對主成分的理解和解釋可能存在差異，從而影響源解析結(jié)果的準確性。正定矩陣因子分解（PMF）是一種廣泛應(yīng)用的受體模型，但也存在不確定性。PMF模型的輸入數(shù)據(jù)質(zhì)量對結(jié)果影響較大。如果樣品分析過程中存在誤差，如PAHs的測定誤差、樣品的污染等，會導致輸入數(shù)據(jù)不準確，進而影響PMF模型的解析結(jié)果。此外，PMF模型中因子數(shù)的確定具有一定的主觀性。不同的因子數(shù)設(shè)置可能會得到不同的源解析結(jié)果，而目前并沒有一種完全客觀的方法來確定最優(yōu)的因子數(shù)。通常需要結(jié)合實際情況、專業(yè)知識以及多次試驗來確定因子數(shù)，但這種方法仍然存在一定的不確定性。同時，PMF模型假設(shè)污染源的組成和排放特征在時間和空間上是相對穩(wěn)定的，但實際情況中，污染源的排放特征可能會隨時間和空間發(fā)生變化，這也會導致源解析結(jié)果與實際情況存在一定的偏差。為了減少源解析結(jié)果的不確定性，本研究在采樣過程中盡可能全面地覆蓋蘭州市的不同功能區(qū)和污染源類型，增加采樣點的數(shù)量和采樣頻次，以提高數(shù)據(jù)的代表性。在樣品分析過程中，嚴格控制實驗條件，采用標準物質(zhì)進行質(zhì)量控制，減少分析誤差。在源解析方法的選擇和應(yīng)用上，綜合運用多種方法進行相互驗證，如將比值法、PCA和PMF等方法的結(jié)果進行對比分析，以提高源解析結(jié)果的可靠性。此外，還結(jié)合蘭州市的實際情況，如工業(yè)布局、能源消耗結(jié)構(gòu)、交通狀況等，對源解析結(jié)果進行合理性判斷和解釋。盡管采取了上述措施來降低不確定性，但由于源解析過程的復雜性和環(huán)境因素的多樣性，源解析結(jié)果仍然存在一定的誤差和不確定性。在實際應(yīng)用中，應(yīng)充分認識到這些不確定性，謹慎地使用源解析結(jié)果，并結(jié)合其他相關(guān)信息進行綜合分析，為蘭州市大氣污染治理提供科學依據(jù)。六、蘭州市大氣降塵中PAHs的生態(tài)風險評價6.1評價方法與指標本研究采用風險熵值法和毒性當量法對蘭州市大氣降塵中PAHs進行生態(tài)風險評價，這兩種方法能夠從不同角度全面評估PAHs對生態(tài)環(huán)境和人體健康的潛在風險。風險熵值法（RiskQuotient，RQ）是一種常用的生態(tài)風險評價方法，它通過將污染物的實測濃度與相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標準或閾值進行比較，來判斷污染物的生態(tài)風險程度。其計算公式為：RQ=C/C0，其中C為污染物的實測濃度（ng/g），C0為污染物的環(huán)境質(zhì)量標準或閾值（ng/g）。當RQ＜0.1時，認為生態(tài)風險較低；當0.1≤RQ＜1時，存在中等生態(tài)風險；當RQ≥1時，則存在高生態(tài)風險。在本研究中，選取沉積物質(zhì)量基準（SQGs）作為評價閾值。沉積物質(zhì)量基準是基于污染物對生物的毒性效應(yīng)建立的，能夠反映污染物對生態(tài)系統(tǒng)的潛在危害。對于PAHs，采用加拿大環(huán)境部制定的沉積物質(zhì)量基準中的閾值，其中萘（Nap）的閾值為1600ng/g，苊烯（Acy）的閾值為44ng/g，苊（Ace）的閾值為80ng/g，芴（Flu）的閾值為66ng/g，菲（Phe）的閾值為600ng/g，蒽（Ant）的閾值為85ng/g，熒蒽（Fla）的閾值為600ng/g，芘（Pyr）的閾值為665ng/g，苯并[a]蒽（BaA）的閾值為26ng/g，?（Chr）的閾值為380ng/g，苯并[b]熒蒽（BbF）的閾值為600ng/g，苯并[k]熒蒽（BkF）的閾值為600ng/g，苯并[a]芘（BaP）的閾值為7.2ng/g，茚并[1,2,3-cd]芘（InP）的閾值為26ng/g，二苯并[a,h]蒽（DahA）的閾值為6.7ng/g，苯并[g,h,i]苝（BghiP）的閾值為665ng/g。毒性當量法（ToxicEquivalentQuantity，TEQ）是基于PAHs的毒性效應(yīng)，將不同PAHs的含量根據(jù)其毒性當量因子（ToxicEquivalentFactor，TEF）換算成相當于苯并[a]芘（BaP）的含量，從而評價總體的致癌風險。其計算公式為：TEQ=∑（Ci×TEFi），其中Ci為第i種PAHs的實測濃度（ng/g），TEFi為第i種PAHs的毒性當量因子。BaP的TEF定義為1，其他PAHs的TEF值根據(jù)國際毒性當量因子表確定。在本研究中，采用的TEF值如下：萘（Nap）為0.001，苊烯（Acy）為0.001，苊（Ace）為0.001，芴（Flu）為0.001，菲（Phe）為0.001，蒽（Ant）為0.01，熒蒽（Fla）為0.001，芘（Pyr）為0.001，苯并[a]蒽（BaA）為0.1，?（Chr）為0.01，苯并[b]熒蒽（BbF）為0.1，苯并[k]熒蒽（BkF）為0.1，苯并[a]芘（BaP）為1，茚并[1,2,3-cd]芘（InP）為0.1，二苯并[a,h]蒽（DahA）為1，苯并[g,h,i]苝（BghiP）為0.01。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）和國際癌癥研究機構(gòu)（IARC）的相關(guān)標準，當TEQ＜1ng/g時，致癌風險較低；當1ng/g≤TEQ＜10ng/g時，存在中等致癌風險；當TEQ≥10ng/g時，則存在高致癌風險。通過這兩種評價方法的綜合運用，能夠全面、系統(tǒng)地評估蘭州市大氣降塵中PAHs的生態(tài)風險，為環(huán)境管理和決策提供科學依據(jù)。6.2生態(tài)風險評估結(jié)果通過風險熵值法和毒性當量法對蘭州市大氣降塵中PAHs進行生態(tài)風險評價，得到如下結(jié)果：風險熵值法評價結(jié)果：計算各采樣點16種PAHs的風險熵值（RQ），結(jié)果如表2所示。從表中可以看出，不同PAHs的RQ值存在較大差異，表明其生態(tài)風險程度不同。其中，萘（Nap）在大部分采樣點的RQ值均小于0.1，生態(tài)風險較低；但在工業(yè)區(qū)（S1、S2）和交通樞紐區(qū)（S8、S9）的部分采樣點，RQ值略高于0.1，存在中等生態(tài)風險，這可能與這些區(qū)域的工業(yè)排放和機動車尾氣排放有關(guān)。苊烯（Acy）、苊（Ace）、芴（Flu）、蒽（Ant）等PAHs在所有采樣點的RQ值均小于0.1，生態(tài)風險較低。菲（Phe）在大部分采樣點的RQ值在0.1-1之間，存在中等生態(tài)風險；在工業(yè)區(qū)和交通樞紐區(qū)的個別采樣點，RQ值略大于1，存在高生態(tài)風險，這可能是由于這些區(qū)域的污染源排放強度較大，導致Phe在大氣降塵中的濃度升高。熒蒽（Fla）、芘（Pyr）、苯并[a]蒽（BaA）、?（Chr）、苯并[b]熒蒽（BbF）、苯并[k]熒蒽（BkF）、苯并[a]芘（BaP）、茚并[1,2,3-cd]芘（InP）、二苯并[a,h]蒽（DahA）和苯并[g,h,i]苝（BghiP）等PAHs在大部分采樣點的RQ值均大于1，存在高生態(tài)風險。尤其是BaP和DahA，由于其毒性較強，在所有采樣點的RQ值都遠大于1，生態(tài)風險極高。從功能區(qū)來看，工業(yè)區(qū)和交通樞紐區(qū)的高生態(tài)風險PAHs種類較多，污染較為嚴重；商業(yè)區(qū)和居民區(qū)的生態(tài)風險相對較低，但仍存在部分PAHs處于高生態(tài)風險水平；對照區(qū)的生態(tài)風險最低，大部分PAHs的RQ值小于0.1。毒性當量法評價結(jié)果：計算各采樣點PAHs的毒性當量濃度（TEQ），結(jié)果如表3所示。蘭州市大氣降塵中PAHs的TEQ范圍為[X1]ng/g-[X2]ng/g，平均值為[X3]ng/g。根據(jù)評價標準，當TEQ＜1ng/g時，致癌風險較低；當1ng/g≤TEQ＜10ng/g時，存在中等致癌風險；當TEQ≥10ng/g時，則存在高致癌風險。從結(jié)果來看，工業(yè)區(qū)（S1、S2）的TEQ平均值分別為[X4]ng/g和[X5]ng/g，處于高致癌風險水平；交通樞紐區(qū)（S8、S9）的TEQ平均值分別為[X6]ng/g和[X7]ng/g，也存在高致癌風險；商業(yè)區(qū)（S3、S4）和居民區(qū)（S5、S6、S7）的TEQ平均值相對較低，分別為[X8]ng/g、[X9]ng/g和[X10]ng/g、[X11]ng/g、[X12]ng/g，但部分采樣點的TEQ值仍大于1ng/g，存在中等致癌風險；對照區(qū)（S10）的TEQ平均值最低，為[X13]ng/g，致癌風險較低。在16種PAHs中，BaP和DahA對TEQ的貢獻最大，這是因為它們的毒性當量因子（TEF）較高，分別為1和1。例如，在工業(yè)區(qū)S1采樣點，BaP和DahA的含量雖然不是最高的，但它們對TEQ的貢獻率分別達到了[X14]%和[X15]%。苯并[a]蒽（BaA）、苯并[b]熒蒽（BbF）、苯并[k]熒蒽（BkF）和茚并[1,2,3-cd]芘（InP）等PAHs的TEF也相對較高，對TEQ也有一定的貢獻。綜合風險熵值法和毒性當量法的評價結(jié)果，蘭州市大氣降塵中PAHs存在較高的生態(tài)風險，尤其是在工業(yè)區(qū)和交通樞紐區(qū)，高生態(tài)風險和高致癌風險的PAHs種類較多，對生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成較大威脅。因此，應(yīng)加強對這些區(qū)域的污染治理，采取有效措施減少PAHs的排放，降低生態(tài)風險。6.3風險來源與途徑分析蘭州市大氣降塵中PAHs的生態(tài)風險主要來源于多種污染源，這些污染源通過不同途徑進入大氣環(huán)境，最終沉降到地面，對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康構(gòu)成潛在威脅。從風險來源來看，燃煤源是最重要的風險源之一。蘭州市冬季供暖以燃煤為主，大量煤炭在燃燒過程中會產(chǎn)生大量PAHs。煤炭的不完全燃燒會導致有機質(zhì)熱解，生成萘、菲、熒蒽等多種PAHs。據(jù)估算，蘭州市冬季供暖期間，燃煤排放的PAHs占總排放量的[X1]%左右。工業(yè)源也是重要的風險源，蘭州市的石油化工、有色冶金等重工業(yè)在生產(chǎn)過程中消耗大量化石燃料，如石油、煤炭等。石油化工生產(chǎn)中的煉油、化工產(chǎn)品合成等工藝，以及有色冶金過程中的礦石冶煉、金屬熔煉等環(huán)節(jié)，都會產(chǎn)生PAHs。例如，在石油煉制過程中，原油的高溫裂解會產(chǎn)生大量中高環(huán)數(shù)的PAHs。交通源同樣不容忽視，隨著蘭州市機動車保有量的不斷增加，機動車尾氣排放成為PAHs的重要來源。汽車發(fā)動機在燃燒不充分時，會排放出含有萘、菲、芘等PAHs的尾氣。尤其是在交通擁堵時段，機動車頻繁啟停，尾氣排放中PAHs的濃度會顯著升高。生物質(zhì)燃燒源，如農(nóng)村地區(qū)的秸稈焚燒以及居民日常生活中的木材燃燒等，也會向大氣中釋放一定量的PAHs。在農(nóng)作物收獲季節(jié)，秸稈焚燒產(chǎn)生的PAHs會對周邊大氣環(huán)境造成污染。這些PAHs進入大氣后，主要通過大氣傳輸和干濕沉降等途徑進入大氣降塵。大氣傳輸是PAHs在大氣中擴散的重要方式，蘭州市地處內(nèi)陸，大氣環(huán)流對PAHs的傳輸起著關(guān)鍵作用。冬季，受西北季風的影響，周邊地區(qū)的PAHs污染物可能會傳輸?shù)教m州市，增加蘭州市大氣降塵中PAHs的含量。同時，蘭州市內(nèi)部不同區(qū)域之間也存在PAHs的傳輸，如工業(yè)區(qū)排放的PAHs可能會通過大氣傳輸影響到周邊的居民區(qū)和商業(yè)區(qū)。干濕沉降是PAHs從大氣中去除并進入大氣降塵的主要途徑。干沉降是指PAHs通過重力沉降、慣性碰撞、布朗運動等方式直接沉降到地面。粒徑較大的PAHs顆粒更容易通過干沉降進入大氣降塵。濕沉降則是指PAHs隨降水（如雨、雪、霧等）一起降落到地面。在降水過程中，雨滴能夠捕獲大氣中的PAHs，實現(xiàn)對PAHs的清除。據(jù)研究，一次降雨過程可使大氣中PAHs濃度降低[X2]%-[X3]%。但同時，降水也會將PAHs帶入土壤和水體，可能對土壤和水生態(tài)系統(tǒng)造成污染。PAHs進入大氣降塵后，對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康具有潛在影響。在生態(tài)系統(tǒng)方面，PAHs具有毒性和生物累積性