Page 114 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

· 110 · 环境工程技术学报 第 13 卷

有表现出明显的奇数碳优势。有研究表明土壤扬尘 WaxC 为负值时记 为 0。该参数假定高碳数正构烷
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中正构烷烃的主峰碳集中 在 C ～C [37] ，因此推测 烃中的奇数碳只来自高等植物的排放。选 取 C 、
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采样期间后期正构烷烃的主要来源为土壤扬尘。 C 、C 和 1 C 作为高等植物排放源的标志物，污染
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CP 是用来判断正构烷烃来源的重要经验参数， 天和清洁天 的 WaxC 分别 为 6.67 % 和 19.31%，二者
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最早是 由 Bra 等 [40 ] 在 196 年提出，用来判断石油 均较低，且清洁天要高于污染天，表明相较于污染
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的来源，后 来 Simone 等 [41 ] 将其用于正构烷烃的污 天，清洁天还受到一定的植物排放源的影响，但总体
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染特征和来源分析。CP 被定义为奇数碳正构烷烃 上冬季青岛市受植物排放源的影响较小，人为排放
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的浓度总和与偶数碳正构烷烃的浓度总和的比值， 源是主要污染源，特别是在污染天，人为排放源的贡
一般认为人为源排放正构烷烃 的 CP 接 近 1，而高等 献可 达 90 % 以上，该结果与北京市相似 [18,47] ，主要原
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植物蜡排放的正构烷烃的 CP 较大，通常会大于 因为冬季植被的新陈代谢及风化作用较弱，排放的
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5 。CP 又可被分 为 CPI 和 CPI2，前者用于指示 正构烷烃较少。
[42]
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化石燃料源，该值越小，表明人为源贡献越大，后者 2.3.2 主成分分析
用于指示植物排放源，该值越大，表明植物源贡献越 为了进一步量化不同来源对正构烷烃的贡献，采
大 [43-44] 。计算方法如下： 用主成分分析法（PCA）对正构烷烃的来源进行分析。
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CPI = Σ(C 11 ∼ C 35 )/Σ(C 12 ∼ C 36 ) （2） 采 用 SPSS 26. 统计分析软件对采样期间所有
CPI1 = Σ(C 11 ∼ C 25 )/Σ(C 12 ∼ C 26 ) （3） 样品进行主成分分析，最终获 得 4 个因子，累计贡献
CPI2 = Σ(C 27 ∼ C 35 )/Σ(C 28 ∼ C 36 ) （4） 率 为 92.2%（ 表 1）。主成 分 1 中载荷较高的物种为
由图 5 可见，污染天和清洁天的 CP 分别为
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C ～C ，低碳数正构烷烃主要来自化石燃料的燃烧
0.9 和 0.98，二者均小 于 1 且相差不大，反映出污染 11 29
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（煤炭燃烧和机动车尾气等），其贡献率 为 63.3%，远
天和清洁天都以化石燃料燃烧源的贡献为主，该结
高于其 他 3 种成分，可能原因为采样时间正处于冬
果与北京市 [44] 、聊城市 [45 ] 相似。污染天和清洁天的
季采暖期，受供暖燃煤排放的影响较大，另外，机动
CPI 分别 为 0.8 和 0.84，反映出低碳数正构烷烃主
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车排放也是颗粒物中正构烷烃的重要来源。据统
要来自化石燃料的燃烧。污染天和清洁天 的 CPI2
计，截至 201 年末，青岛市汽车保有量达 30 万
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分别 为 1.1 和 1.38，清洁天 的 CPI 略高于污染天，
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辆 [48] ，位列山东省第一，不完全的燃料燃烧和拥堵的
反映出高碳数正构烷烃在清洁天可能还受到植物排
城市交通会排放大量的有机污染物 [18] ，对正构烷烃
放源的影响。CPI、CPI 和 CPI 并没有明显的差
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浓度产生一定影响，故主成 分 1 可用来表征煤炭燃
别，均接近 于 1，污染天和清洁天 的 CP 也比较接近，
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烧和机动车排放的混合源。主成 分 2 的贡献率为
表明采样期间污染源来源相同，主要受人为排放源
13.5%，主成 分 2 载荷最高的 为 C ，可用来表征土壤
的影响。 32
扬尘源，除此之外一些高碳数正构烷烃也有较高的
载荷，可能亦受到陆生植物叶蜡的机械磨损、植物碎
片等过程的影响 [18] 。主成 分 3 和主成 分 4 的贡献率
分别 为 8.6 % 和 6.8%，其中载荷较高的 为 C 、C 以
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及 C ，高碳数正构烷烃一般可解释为植物排放源，
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其总贡献率 为 15.4%。
2.3.3 潜在源解析
为分析区域传输对青岛市空气污染的影响，利
用 MeteoInf 软件，结合采样期间有机组分浓度数据
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对有机物潜在源进行分析。后向轨迹（HYSPLIT）是
图 5 污染天和清洁天 的 CPI、CPI 和 CPI2 用于分析大气污染物传输路径最广泛有效的综合模
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Fig.5 Values of CPI、CPI1 and CPI2 on 型系统，具有处理多种气象要素输入场、多种物理
polluted and clean days 过程和不同类型污染物排放源的功能 [49] 。先通过

MeteoInf 软件计算出气团轨迹，而后对所有轨迹进
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WaxC 可用来估算由高等植物排放的正构烷烃
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对正构烷烃总量的贡献，计算方法 [46 ] 如下： 行聚类分析，结果如 图 6 所示，气流输送路径和方向
WaxC n = [C n −0.5(C n−1 +C n+1 )]/2×100% （5） 表示气流到达青岛市所经过的地区，轨迹长短可以
式中：C 为植物蜡正构烷烃浓度； 为奇数。当 判断气流的移动速度，长的轨迹对应移动速度较快
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