張曉雨， 趙 欣①， 應(yīng)蓉蓉②， 吉貴祥， 韓彩云， 孔令雅， 馮艷紅， 單艷紅， 林玉鎖

(1.環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所， 江蘇 南京 210042； 2.國(guó)家環(huán)境保護(hù)土壤環(huán)境管理與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 210042； 3.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院， 江蘇 南京 210098)

目前中國(guó)是全球PM2.5污染最嚴(yán)重的國(guó)家之一，城市大氣污染尤為突出[7]。隨著工業(yè)化和城市化發(fā)展的不斷加速，自2000年以來中國(guó)空氣污染狀況不斷惡化[8]。2010年，中國(guó)80%的居民生活在空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)限值為35 μg·m-3)的大氣環(huán)境中，每年由PM2.5造成死亡的人數(shù)達(dá)到127萬[9]。大氣PM2.5污染問題的根源在于其化學(xué)組分組成，明確大氣PM2.5中含碳組分的污染特征、時(shí)空分布規(guī)律和來源解析構(gòu)成，對(duì)于削減大氣PM2.5濃度、控制重污染天氣和改善居民生活環(huán)境具有重要意義。

關(guān)于珠江三角洲地區(qū)，尤其是廣州大氣PM2.5中含碳組分的文獻(xiàn)報(bào)道以短期監(jiān)測(cè)研究居多，而針對(duì)碳組分的長(zhǎng)期研究則相對(duì)缺乏[10-13]。筆者于2015年1月至11月對(duì)廣州地區(qū)PM2.5樣品進(jìn)行采集和后期分析。此項(xiàng)研究的主要目的在于：(1)討論分析PM2.5中含碳組分的污染特征，并將其與國(guó)內(nèi)外其他城市進(jìn)行對(duì)比，以了解廣州市PM2.5中含碳組分濃度水平；(2)了解廣州PM2.5中含碳組分的季節(jié)變化規(guī)律；(3)利用主成分分析(PCA)對(duì)4個(gè)季節(jié)大氣PM2.5中含碳組分來源進(jìn)行解析。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

采樣點(diǎn)設(shè)在環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所(23°09′20.21″ N，113°15′49.71″ E，簡(jiǎn)稱“華南所”)、南方醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學(xué)學(xué)院(23°11′13.46″ N，113°20′0.49″ E，簡(jiǎn)稱“南醫(yī)大”)和廣州醫(yī)科大學(xué)越秀校區(qū)(23°07′58.29″ N，113°15′19.59″ E，簡(jiǎn)稱“廣醫(yī)大”)。華南所位于廣州義務(wù)植樹公園東南方向500 m處，該采樣點(diǎn)北側(cè)、東側(cè)和西側(cè)均有主交通線分布，存在交通污染源；南醫(yī)大周邊密集分布居民區(qū)，其東側(cè)和西側(cè)1 km處為龍洞森林公園和白云山風(fēng)景名勝區(qū)；廣醫(yī)大東側(cè)和西側(cè)附近均有大型綠化公園分布，而其四周分布有交通主干線，因此周邊存在交通污染源。

采樣時(shí)間分別為2015年1月9日至1月25日(冬季)、2015年4月16日至5月5日(春季)、2015年8月1日至9月18日(夏季)和2015年10月19日至11月6日(秋季)，所采集的PM2.5樣品數(shù)量分別為45、57、60和57，共計(jì)219份。采用大流量大氣顆粒物采樣器(ZR-3950，青島中特環(huán)保儀器有限公司)，采樣器流量控制為100 L·min-1，定期用校準(zhǔn)工具(ZR-5040，青島眾瑞智能儀器有限公司)對(duì)采樣器流量進(jìn)行校準(zhǔn)，采樣時(shí)間段為當(dāng)日9:00至次日9:00，進(jìn)行連續(xù)24 h采樣。采樣期間，以晴天和陰天為主。每個(gè)采樣點(diǎn)每天采集2個(gè)平行顆粒物樣品，并且定期設(shè)置場(chǎng)地空白濾膜。

采樣前，石英纖維膜(QFM)需在450 ℃馬弗爐里灼燒4～6 h，以去除有機(jī)雜質(zhì)。采樣結(jié)束后，將QFM包裹在錫箔紙中。采樣前后，QFM需在恒溫恒濕環(huán)境條件下，平衡干燥24 h后使用十萬分之一天平進(jìn)行稱重，每個(gè)樣品稱重3次，取其平均值。稱重后的QFM存放在-40 ℃專用冰箱中冷凍保存，以待分析。

1.2 樣品分析

OC和EC的定量測(cè)定采用美國(guó)沙漠所(Desert Research Institute)開發(fā)研制的DRI Model 2001A熱/光碳分析儀(Thermal/Optical Carbon Analyzer)，方法采用IMPROVE(Interagency Monitoring of Protected Visual Environment)協(xié)議的規(guī)定：在無氧純He環(huán)境中，分別在120(OC1)、250(OC2)、450(OC3)和550 ℃(OC4)條件下，對(duì)0.530 cm2濾膜樣品進(jìn)行加熱，將濾膜上的顆粒態(tài)碳轉(zhuǎn)化為CO2；然后將樣品在含φ=2% O2的He環(huán)境下繼續(xù)加熱升溫，分別于550(EC1)、700(EC2)和800 ℃(EC3)條件下使樣品中EC完全被氧化成CO2。上述各溫度梯度下產(chǎn)生的CO2在還原爐中經(jīng)MnO2催化還原轉(zhuǎn)化為甲烷(CH4)，再通過火焰離子化檢測(cè)器(FID)檢測(cè)CH4并測(cè)算OC和EC濃度。此外，采用633 nm氦-氖激光檢測(cè)濾膜的反射光強(qiáng)度變化來確定OC和EC峰的分離點(diǎn)。OC炭化過程中形成的炭化物稱為裂解碳(OPC)。根據(jù)IMPROVE協(xié)議：ρ(OC)=ρ(OC1)+ρ(OC2)+ρ(OC3)+ρ(OC4)+ρ(OPC)，ρ(EC)=ρ(EC1)+ρ(EC2)+ρ(EC3)-ρ(OPC)。

1.3 質(zhì)量控制與保證

所用馬弗爐應(yīng)事先清潔并在400 ℃條件下空燒4 h。測(cè)定碳質(zhì)氣溶膠的濾膜為微纖維石英濾膜，石英濾膜在400 ℃條件下灼燒2 h，然后將其放入鋁箔包裝，密封后置于干燥器中平衡48 h待稱與取用。樣品采集前對(duì)采樣器流量進(jìn)行校準(zhǔn)。樣品每采集1周再次校準(zhǔn)流量，其相對(duì)偏差小于5%。樣品分析開始前，于600 ℃高溫下烘烤樣品爐10 min以除盡殘留氣體，并采用He/CH4標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校準(zhǔn)，確保初始和最終的FID信號(hào)漂移在±3以內(nèi)，校準(zhǔn)峰面積相對(duì)偏差在5%以內(nèi)。每10個(gè)樣品抽取1個(gè)樣品進(jìn)行重復(fù)樣測(cè)定，確保前后2次測(cè)量的誤差不超過10%。為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)采樣點(diǎn)的野外采樣空白進(jìn)行分析，測(cè)量全程空白并在結(jié)果中扣除。

我國(guó)幅員遼闊，不同地區(qū)礦產(chǎn)資源的成分不同，水泥的生產(chǎn)工藝不盡相同，生產(chǎn)的水泥品種也不同；同一強(qiáng)度等級(jí)的水泥，熟料的礦物組成也可能存在較大差異。這些差異導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)混凝土外加劑與水泥不相容的問題。在混凝土配比相同的情況下，相同摻量、相同品種的混凝土外加劑常常會(huì)由于水泥品種不同，其應(yīng)用效果的差異較大。同種混凝土外加劑在某種水泥中的應(yīng)用效果較好，而在其他種類水泥中的應(yīng)用效果可能會(huì)較差，甚至出現(xiàn)相反的效果，導(dǎo)致質(zhì)量事故。

2 結(jié)果與討論

2.1 PM2.5質(zhì)量濃度變化特征

由表1可知，觀測(cè)期間，廣州全年ρ(PM2.5)日均變化范圍為17.7～244.7 μg·m-3，年均值為(69.5±35.6) μg·m-3。華南所、廣醫(yī)大和南醫(yī)大3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)ρ(PM2.5)年均值分別為(68.7±36.9)、(65.1±30.9)和(72.2±37.5) μg·m-3，觀測(cè)期間3個(gè)采樣點(diǎn)PM2.5濃度空間分布特征不明顯。根據(jù)我國(guó)最新頒布的GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中PM2.5年均質(zhì)量濃度二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值(35 μg·m-3)，廣州PM2.5年均濃度約為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值的2.0倍，表明廣州大氣PM2.5污染嚴(yán)重。

表12015年廣州大氣PM2.5質(zhì)量濃度日變化特征

Table1DailyvariationsofPM2.5massconcentrationsinGuangzhou

μg·m-3

01-09—01-25為冬季，04-16—05-05為春季，08-01—09-18為夏季，10-19—11-06為秋季。

根據(jù)GB 3095—2012中PM2.5日均質(zhì)量濃度二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值(75 μg·m-3)，由圖2可知，廣州冬季PM2.5日均濃度絕大多數(shù)在二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值以上波動(dòng)變化，而其他3個(gè)季節(jié)PM2.5日均濃度絕大部分則在標(biāo)準(zhǔn)限值以下波動(dòng)變化；從全年變化來看，廣州PM2.5濃度超標(biāo)率為31.7%。不同季節(jié)廣州PM2.5濃度由高到低依次為冬季〔(107.1±43.0) μg·m-3)〕、春季〔(68.4±36.8) μg·m-3)〕、夏季〔(57.2±14.4)μg·m-3〕和秋季〔(52.7±16.6) μg·m-3)〕，其季節(jié)變化趨勢(shì)與TAO等[14]、XIAO等[15]和DENG等[16]的研究結(jié)果一致。冬季、春季、夏季和秋季廣州PM2.5日均濃度超標(biāo)率分別為87.0%、32.8%、8.3%和11.7%。廣州冬季不提供燃煤取暖，其PM2.5污染主要受氣象條件和大氣長(zhǎng)距離傳輸?shù)纫蛩氐挠绊?，冬季?nèi)陸地區(qū)大氣污染物長(zhǎng)距離傳輸影響廣州PM2.5濃度[15]；夏季受季風(fēng)影響，來自東海的干凈氣團(tuán)抵達(dá)廣州，從而減輕PM2.5污染[14]。

2.2 OC和EC污染變化特征

2.2.1OC和EC質(zhì)量濃度季節(jié)變化特征

廣州大氣PM2.5中OC和EC質(zhì)量濃度季節(jié)變化見表2。觀測(cè)期間，廣州大氣PM2.5中OC和EC日均質(zhì)量濃度變化范圍分別為2.16～27.43和0.54～15.45 μg·m-3，年均質(zhì)量濃度分別為(8.31±4.53)和(3.56±2.72) μg·m-3?？偺?xì)馊苣z(TCA)指大氣氣溶膠的含碳組分，等于有機(jī)物(OM)與EC氣溶膠的總和，有機(jī)物的量常用1.6倍的OC來計(jì)[17]，所以TCA濃度表示為ρ(TCA)=1.6×ρ(OC)+ρ(EC)，由此計(jì)算得到廣州ρ(TCA)年均值為(16.85±9.60) μg·m-3，占ρ(PM2.5)的27.0%，可以看出含碳組分是PM2.5的重要組成部分，因此加強(qiáng)控制OC和EC的排放對(duì)于有效控制PM2.5污染具有重要意義。

表2廣州大氣PM2.5中OC和EC質(zhì)量濃度變化

Table2ThevariationsofOCandECmassconcentrationsofatmosphericPM2.5inGuangzhou

季節(jié)采樣數(shù)nρ/(μg·m-3)比例/%OCECTCAOC/TCAOC/PM2.5EC/PM2.5TCA/PM2.5冬季4510.94±4.913.59±1.6421.10±9.3375.2±3.510.3±2.43.4±1.019.8±4.5春季575.28±2.312.30±1.7810.74±5.3072.1±7.28.5±2.13.3±1.316.9±4.0夏季608.00±3.603.62±2.8316.42±8.3471.8±8.615.7±8.17.5±7.032.6±19.7秋季579.69±4.924.79±3.4220.29±10.9869.2±7.917.7±8.28.9±6.237.2±18.6全年2198.31±4.533.56±2.7216.85±9.6071.9±7.513.2±7.25.9±5.427.0±16.6

OC為有機(jī)碳； EC為元素碳； TCA為總碳?xì)馊苣z。

廣州大氣PM2.5中含碳組分質(zhì)量濃度具有明顯的季節(jié)分布特征，OC和EC濃度季節(jié)變化規(guī)律存在差異性，其中，OC濃度季節(jié)性分布特征表現(xiàn)為冬季>秋季>夏季>春季，冬季OC平均濃度是春季的2.1倍；EC濃度季節(jié)性變化特征表現(xiàn)為秋季>夏季>冬季>春季，秋季EC平均濃度是春季的2.1倍。冬季工業(yè)排放，加上穩(wěn)定的大氣環(huán)境，使含碳組分不易擴(kuò)散稀釋，從而導(dǎo)致其濃度升高。此外，研究發(fā)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車在-1 ℃條件下尾氣中OC含量是21 ℃條件下的7.6倍[18]。秋冬季節(jié)活躍的生物質(zhì)燃燒活動(dòng)導(dǎo)致大氣PM2.5中EC濃度高于其他季節(jié)。春季多風(fēng)天氣和高度較高的大氣混合層等因素造成OC和EC濃度較低[19]。從PM2.5中含碳組分占比來看，OC、EC和TCA在PM2.5中所占比例均表現(xiàn)為夏、秋季明顯高于冬、春季，這主要?dú)w因于冬季PM2.5濃度明顯升高導(dǎo)致PM2.5中含碳組分占比顯著下降。

2.2.2國(guó)內(nèi)外PM2.5中OC和EC濃度對(duì)比

表3[20-38]顯示，從國(guó)內(nèi)城市對(duì)比情況來看，廣州PM2.5中OC和EC濃度水平顯著低于北京、天津、石家莊、南京、佛山、太原、西安、蘭州和包頭等城市，高于上海和泰安。此外，廣州OC濃度水平明顯低于武漢和哈爾濱，而其EC濃度則高于武漢和哈爾濱。因此，從國(guó)內(nèi)對(duì)比情況來看，廣州PM2.5中OC和EC濃度處于較低污染水平。通過與國(guó)外城市的對(duì)比來看，廣州PM2.5中OC濃度水平高于韓國(guó)、日本以及葡萄牙、英國(guó)、意大利、希臘、法國(guó)等歐洲國(guó)家城市，低于印度和越南，與菲律賓和墨西哥相當(dāng)；EC濃度高于越南、韓國(guó)、意大利、英國(guó)、法國(guó)、希臘和墨西哥等國(guó)家城市，低于菲律賓和葡萄牙，與日本和印度相當(dāng)。值得注意的是，由于各地的地理?xiàng)l件、氣象條件和采樣時(shí)間等多方面的差異，直接對(duì)比各地區(qū)含碳組分濃度是不準(zhǔn)確的，只能粗略估計(jì)廣州氣溶膠中含碳組分在全國(guó)或全球等特定區(qū)域內(nèi)所處的濃度水平。

2.3 OC和EC的相關(guān)性分析

研究OC和EC之間關(guān)系在一定程度上可以區(qū)分碳粒子來源，若OC和EC相關(guān)性較好，則表明兩者具有相同來源[34]。由圖1可知，廣州4個(gè)季節(jié)大氣PM2.5中OC與EC均表現(xiàn)出較好的相關(guān)性，線性相關(guān)性(R2)均在0.700以上，說明兩者具有相似的來源，且污染源對(duì)兩者的貢獻(xiàn)幾乎一致。

從線性擬合方程來看，春季、夏季和秋季線性回歸方程斜率大小接近，表明春季、夏季和秋季POC氣溶膠的來源基本一致。冬季線性回歸方程斜率為2.620 6，為其他3個(gè)季節(jié)的2倍多，表明冬季OC和EC主要排放源結(jié)構(gòu)具有多樣性；而春季、夏季和秋季則以機(jī)動(dòng)車尾氣排放源為主。從線性回歸方程的截距來看，截距大小表示非燃燒源或SOC的形成對(duì)OC的貢獻(xiàn)大小，夏季截距最大(4.006 3)，表明夏季大氣OC受以上2種污染來源的影響較大，而冬季受到的影響較小。

2.4 SOC估算

OC/EC比值常被用來識(shí)別碳質(zhì)氣溶膠的排放和轉(zhuǎn)化特征以及鑒別顆粒物的二次來源。由于EC化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，故可作為一次源排放的示蹤物。而OC一部分來自污染源直接排放的POC，另外還包含通過光化學(xué)反應(yīng)生成的SOC。CHOW等[39]認(rèn)為當(dāng)OC/EC>2時(shí)，表明大氣中有SOC生成。全球大多數(shù)城市大氣中OC/EC比值為1～4[40]。筆者研究中廣州PM2.5中OC/EC全年變化范圍為1.1～6.5，平均值為2.8±1.0，表明廣州存在SOC污染。冬、春、夏和秋季OC/EC平均比值分別為3.1±0.6、2.8±1.0、2.9±1.3和2.5±1.0，冬季OC/EC比值高于其他季節(jié)，結(jié)合以上冬季OC和EC相關(guān)性分析結(jié)果，可以判斷冬季二次顆粒物污染較嚴(yán)重。

表3廣州大氣PM2.5中OC和EC平均質(zhì)量濃度與國(guó)內(nèi)外城市的對(duì)比

Table3ComparisonsofOCandECconcentrationsinPM2.5withotherstudiesinChinaandothercountries

序號(hào)觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)時(shí)間ρ/(μg·m-3)OCEC來源文獻(xiàn)1廣州2015-01—2015-11 8.313.56該研究2北京2009—201018.26.3[20]3天津2009—201018.86.9[20]4石家莊2009—201026.49.7[20]5南京2013-04—2013-1227.89.34[21]6上海2011-10—2012-087.83[22]7佛山2008-11—2014-1212.95.1[23]8泰安2014-08—2014-096.71.2[24]9太原2009-08—2010-0437.419.6[25]10武漢2012-08—2013-0716.92[26]11蘭州2012—201322.69.1[27]12西安2010-01—2010-1018.66.7[28]13包頭2014-01—2014-1115.65.7[29]14哈爾濱2010-10—2011-0416.21.6[30]15印度Agra2010-05—2011-0422.83.4[31]16菲律賓Valenzue-la2011-09—2012-0886.6[32]17越南Cam Hai2009-12—2010-0111.11.3[33]18日本Yokohama2007—20081.93.8[34]19韓國(guó)Seoul2007-04—2008-032.61.9[35]20葡萄牙Oporto2013-01—2014-016.25[36]21意大利羅馬2010-01—2011-013.72.3[37]22希臘雅典2010-04—2011-043.51.6[37]23法國(guó)巴黎2010-01—2011-012.21.8[37]24英國(guó)牛津2011-01—2011-011.41.3[37]25墨西哥Monter-rey2011—20127.40.7[38]

OC為有機(jī)碳； EC為元素碳。

圖1 廣州4個(gè)季節(jié)大氣PM2.5中OC和EC濃度的線性擬合Fig.1 The correlation relationships between OC and EC concentrations in four seasons

筆者采用CASTRO等[41]提出的OC/EC最小比值法估算SOC濃度。廣州PM2.5中POC和SOC濃度季節(jié)變化特征以及SOC占OC的比例見圖2。

圖2 廣州大氣PM2.5中二次有機(jī)碳(SOC)和一次有機(jī)碳(POC)濃度季節(jié)變化特征Fig.2 Seasonal variations of SOC and POC concentrations in PM2.5

圖2顯示，觀測(cè)期間廣州PM2.5中SOC質(zhì)量濃度變化范圍為(2.1～19.5) μg·m-3，年平均值為(4.3±2.7) μg·m-3，占OC比例平均值為54.0%。廣州PM2.5中SOC濃度季節(jié)變化表現(xiàn)為冬季(6.9 μg·m-3)>秋季(4.3 μg·m-3)>夏季(3.9 μg·m-3)>春季(2.7 μg·m-3)；OC中SOC所占比例變化特征則表現(xiàn)為冬季(62.4%)>春季(55.2%)>夏季(53.1%)>秋季(47.3%)。冬季SOC濃度和占比較高主要?dú)w因于：一方面，冬季工業(yè)排放釋放大量VOCs，較高濃度VOCs作為SOC前體物加速其與大氣氧化劑發(fā)生氣相反應(yīng)，生成半揮發(fā)性二次產(chǎn)物；另一方面，冬季較低的大氣溫度有利于半揮發(fā)性二次產(chǎn)物富集到顆粒相中，而且冬季較低的風(fēng)速和高度較低的大氣混合層使污染物不易擴(kuò)散，進(jìn)一步導(dǎo)致SOC濃度升高[26]。

2.5 來源解析

為進(jìn)一步探究廣州大氣PM2.5中含碳組分的來源特征，根據(jù)IMPROVE協(xié)議規(guī)定的熱光反射法(TOR)測(cè)量方法，筆者采用SPSS 25.0軟件分別對(duì)觀測(cè)期間廣州春、夏、秋和冬季大氣PM2.5中OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3和OPC這8種含碳組分來源進(jìn)行解析。根據(jù)THURSTON等[42]對(duì)PCA的研究，當(dāng)Kaiser-Meyer-Olkin(KMO)值大于0.6時(shí)才能保證PCA結(jié)果的可靠性。筆者研究中PCA分析結(jié)果顯示KMO值分別為0.717(冬季)、0.654(春季)、0.741(夏季)和0.767(秋季)，表明PCA結(jié)果可靠。

有研究發(fā)現(xiàn)，OC1和OPC是生物質(zhì)燃燒樣品中豐富的碳組分[43]，OC2是燃煤中最豐富的碳組分，OC3、OC4和EC1表征汽油車尾氣，EC2和EC3表征柴油車尾氣[44]，可據(jù)此初步判斷污染來源。PCA因子載荷和主成分方差貢獻(xiàn)率見表4。

表4廣州大氣PM2.5中含碳組分主成分因子載荷

Table4ComponentmatrixofPM2.5carbonaceouscomponentsinfourseasons

含碳組分冬季春季夏季秋季PC1PC2PC1PC2PC3PC1PC2PC1PC2OC10.959-0.071-0.1330.9270.031-0.7180.026-0.762-0.215OC20.9830.0240.985-0.037-0.0420.959-0.0280.9670.029OC30.9690.0260.9320.0810.0380.9610.0780.963-0.126OC4-0.1230.8800.9390.206-0.1030.9430.1370.938-0.260EC10.968-0.1460.959-0.026-0.0420.606-0.2990.4850.723EC20.4640.5400.101-0.5410.6840.0710.8830.5470.333EC30.6110.2090.1110.4430.753-0.0500.9130.0690.576OPC0.943-0.117-0.1270.6270.037-0.886-0.006-0.7900.505方差貢獻(xiàn)率/%65.714.446.222.413.255.121.656.116.9累積方差貢獻(xiàn)率/%65.780.146.268.681.855.176.756.173.0

數(shù)據(jù)加粗表示載荷值較高。

由表4可知，冬季采樣期間，廣州大氣PM2.5中含碳組分受2個(gè)主成分影響，累積方差貢獻(xiàn)率為80.1%。其中，PC1中OC1、OC2、OC3、EC1和OPC載荷值較高，方差貢獻(xiàn)率為65.7%，OC1和OPC代表生物質(zhì)燃燒源，OC2代表燃煤源，OC3和EC1代表汽油車尾氣；PC2中OC4載荷值最高，方差貢獻(xiàn)率為14.4%，表征汽油車尾氣。在春季，PM2.5中含碳組分受3個(gè)主成分的影響，累積方差貢獻(xiàn)率為81.8%。PC1中載荷值較高的含碳組分為OC2、OC3、OC4和EC1，OC2代表燃煤源，OC3、OC4和EC1代表汽油車尾氣，方差貢獻(xiàn)率為46.2%；PC2和PC3中載荷值較高的含碳組分分別為OC1以及EC2和EC3，分別代表生物質(zhì)燃燒和柴油車尾氣。在夏季，2個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率為76.7%，其中，PC1中OC2、OC3和OC4載荷值較高，OC2表征燃煤源，OC3和OC4表征汽油車尾氣，方差貢獻(xiàn)率為55.1%；PC2中載荷值較高的含碳組分為EC2和EC3，表征柴油車尾氣。秋季OC2、OC3、OC4(PC1)和EC1(PC2)載荷值較高，累積方差貢獻(xiàn)率為73.0%，表明秋季含碳組分受機(jī)動(dòng)車尾氣(包括汽油車和柴油車)的影響較大。

綜上所述，廣州冬季和春季PM2.5中含碳組分來源較復(fù)雜，主要包括機(jī)動(dòng)車尾氣、燃煤和生物質(zhì)燃燒，夏季含碳組分的主導(dǎo)污染來源為燃煤和機(jī)動(dòng)車尾氣，而秋季含碳組分的污染來源相對(duì)較單一，機(jī)動(dòng)車尾氣排放為其主導(dǎo)污染源。

3 結(jié)論

(1)采樣觀測(cè)期間，廣州ρ(PM2.5)年均值為(69.5±35.6) μg·m-3，是GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值的2.0倍，表明廣州大氣PM2.5污染嚴(yán)重。冬季內(nèi)陸地區(qū)大氣污染物長(zhǎng)距離傳輸導(dǎo)致PM2.5濃度升高，而夏季受季風(fēng)影響，來自東海的干凈氣團(tuán)抵達(dá)廣州，從而減輕PM2.5污染。

(2)含碳組分是廣州大氣PM2.5的重要組成部分，加強(qiáng)控制OC和EC的排放對(duì)于有效控制PM2.5污染具有重要意義。OC和EC濃度季節(jié)變化規(guī)律存在差異性，這主要與排放源和氣象條件有關(guān)。廣州PM2.5中含碳組分濃度在國(guó)內(nèi)處于較低污染水平，而與國(guó)外相比處于中等污染水平。

(3)廣州全年普遍存在SOC污染，其中，冬季SOC污染最嚴(yán)重，冬季SOC在OC中所占比例為62.4%，主要?dú)w因于冬季嚴(yán)重污染源排放和有利的二次轉(zhuǎn)化氣象條件。

(4)機(jī)動(dòng)車尾氣排放是PM2.5中含碳組分的主要來源，也是影響廣州空氣質(zhì)量的主導(dǎo)因素，因此控制機(jī)動(dòng)車保有量的增長(zhǎng)以及提高燃油排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于控制廣州大氣污染具有重要意義。