大气环境中含氮杂环化合物污染源的判识是大气科学研究中极为重要的研究内容。在采用有机地球化学、大气环境学及环境有机污染化学的理论和方法系统研究北京市不同地点、不同季节大气可吸入颗粒物PM2.5和PM10中含氮杂环化合物浓度、组成及分布特征基础上,采用单体烃碳同位素技术与生物标志物相结合研究PM2.5和PM10中含氮杂环化合物污染源,示踪各污染源中含氮杂环化合物的迁移、扩散与传输机制。全面评价含氮杂环化合物对城市大气环境的影响。该项研究对城市大气污染控制治理具有重要的实际意义。
对北京市商业区(前门、中关村)、居民区(地质大学、化工大学、军科院)、工业区(首钢、燕山石化)、交通源区(成府路东口)及清洁对照点(十三陵)在春、夏、秋、冬四个季节大气颗粒物PM10和PM2.5质量浓度实施定点、定期监测。采用多种先进测试技术,揭示出北京市大气颗粒物中有机污染物的分布、赋存规律及成因机制。北京市区PM10和PM2.5中有机污染物年均值分别为41.39μg/m3和34.84μg/m3,是清洁对照点的1.44倍和1.26倍;冬季有机物污染最严重,平均为67.04μg/m3(PM10)和64.64μg/m3(PM2.5),分别为春季的1.15、1.82倍,秋季的2.06、2.26倍,夏季的4.53、6.26倍。同一季节有机物污染呈现工业区、商业区>交通区、居民区的变化趋势,PM10与PM2.5各有机污染物的相应比例与污染源的季节变化密切相关。采用生物标志物及单体烃同位素判识有机污染物来源及对大气环境污染的贡献。首次在PM10和PM2.5中均检测出8种含氮杂环胺化合物。研究了不同季节和不同粒径大气颗粒物中芳烃和非烃的致突变作用。研究成果为北京大气环境有机污染防治提供依据。