Analysis of the pollution characteristics and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons in PM2.5 in Fengtai District of Beijing City from 2017 to 2022

Abstract

Abstract:

Objective To analyze the pollution characteristics and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs） in fine particulate matter（PM_2.5） by continuously collecting air samples from Fengtai District of Beijing City from 2017 to 2022，and provide references for air pollution prevention and control. Methods Air samples were collected from 10th to 16th every month together with haze weather to analyze the various components and pollution sources of PAHs in PM_2.5 in different years，seasons，and heating periods. Results From 2017 to 2022，the average concentration of PM_2.5 in Fengtai District showed a downward trend，and it was 2.6 times more in 2017 than that in 2022. The average concentration of PAHs showed a rising-decreasing-rising trend，and it was 29.0 times more in 2018 than that in 2020. The peak average concentration of PM_2.5 and PAHs was mostly concentrated in winter，and the supreme of PM_2.5 was in February 2017（0.175 mg/m³） while the peak average concentration of PAHs was in January 2019（121.24 ng/m³）. There were statistically significant differences in the average concentrations of various components of PAHs in different years，seasons，heating periods and non-heating periods（all P<0.05）. The average concentration of PAHs in winter was 14.6 times more than that in summer，and the heating period was 5.6 times more than that in non-heating period. The pollution sources in Fengtai District were mainly coal/biomass combustion sources，followed by traffic sources. Conclusion From 2017 to 2022，the concentration of PM_2.5 and PAHs in the air in Fengtai District of Beijing City were decreased gradually，and the air quality was improved，but the pollution in the heating period was still more severe than that in the non-heating period，it is still necessary to strengthen the pollution sources control，especially the control of coal/biomass combustion sources.

Key words: Fine particulate matter, Polycyclic aromatic hydrocarbons, Pollution characteristics, Sources

CLC Number:

R122.1

SONG Wenjie, YAN Shuai, WANG Yujiang, ZHANG Laiying. Analysis of the pollution characteristics and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons in PM_2.5 in Fengtai District of Beijing City from 2017 to 2022. [J]OCCUPATION AND HEALTH, 2026, 42(1): 54-59.

Figures/Tables 9

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判定指标	比值范围	判定结果
BaP/BghiP	0.3~<0.4	交通源
	0.4~<0.7	混合源
	0.7~6.6	煤/生物质燃烧源
Ind/（Ind+BghiP）	<0.2	石油源
	0.2~0.5	交通源
	>0.5	煤/生物质燃烧源
Flt/（Flt+Pyr）	0.3~<0.4	石油源
	0.4~0.5	交通源
	>0.5	煤/生物质燃烧源
BaA/（BaA+Chr）	<0.2	石油源
	0.2~0.3	混合源
	>0.3	煤/生物质燃烧源

判定指标	比值范围	判定结果
BaP/BghiP	0.3~<0.4	交通源
	0.4~<0.7	混合源
	0.7~6.6	煤/生物质燃烧源
Ind/（Ind+BghiP）	<0.2	石油源
	0.2~0.5	交通源
	>0.5	煤/生物质燃烧源
Flt/（Flt+Pyr）	0.3~<0.4	石油源
	0.4~0.5	交通源
	>0.5	煤/生物质燃烧源
BaA/（BaA+Chr）	<0.2	石油源
	0.2~0.3	混合源
	>0.3	煤/生物质燃烧源

日期（年）	样品数（份）		PAHs		Nap		Acy		Flu		Ace		Phe
2017	103		6.66（3.51，33.90）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2018	102		9.56（4.15，30.48）		2.71（1.01，5.25）		0.00（0.00，0.24）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.92）		0.00（0.00，0.30）
2019	98		3.95（0.71，13.57）		0.00（0.00，4.76）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2020	97		0.33（0.00，4.73）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2021	97		0.87（0.00，3.14）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2022	96		2.87（1.74，6.19）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.42）
χ²值			130.208		295.114		127.428		33.423		96.247		96.821
P值			<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001
日期（年）	样品数（份）		Ant		Flt		Pyr		Chr		BaA		BbFA
2017	103		0.00（0.00，0.00）		1.24（0.73，3.54）		0.55（0.33，3.96）		0.71（0.43，2.49）		0.52（0.23，3.44）		0.84（0.56，3.36）
2018	102		0.88（0.44，2.31）		0.87（0.46，2.20）		0.68（0.30，1.92）		0.57（0.29，1.73）		0.27（0.00，0.99）		0.74（0.36，2.00）
2019	98		0.00（0.00，0.62）		0.00（0.00，1.07）		0.00（0.00，0.83）		0.51（0.33，1.08）		0.26（0.00，0.67）		0.40（0.00，1.06）
2020	97		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.26（0.00，1.23）		0.00（0.00，0.60）		0.00（0.00，0.00）
2021	97		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.29）		0.00（0.00，0.00）		0.33（0.00，0.85）		0.19（0.00，0.47）		0.00（0.00，0.22）
2022	96		0.00（0.00，0.10）		0.48（0.30，0.74）		0.52（0.29，0.84）		0.26（0.14，0.62）		0.36（0.21，0.64）		0.27（0.15，0.62）
χ²值			290.785		186.221		173.096		32.531		31.828		157.616
P值			<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001
日期（年）		样品数（份）		BkFA		BaP		DBahA		BghiP		Ind
2017		103		0.58（0.00，1.39）		0.86（0.34，2.94）		0.00（0.00，0.00）		0.86（0.36，3.12）		0.94（0.00，2.88）
2018		102		0.24（0.00，0.49）		0.79（0.43，1.59）		0.00（0.00，0.00）		0.70（0.28，1.37）		0.59（0.25，1.17）
2019		98		0.00（0.00，0.29）		0.24（0.00，0.78）		0.00（0.00，0.00）		0.27（0.00，1.24）		0.33（0.00，1.07）
2020		97		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2021		97		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.16）		0.00（0.00，0.07）
2022		96		0.12（0.00，0.24）		0.25（0.15，0.47）		0.00（0.00，0.00）		0.09（0.00，0.44）		0.00（0.00，0.43）
χ²值				121.717		173.660		46.286		137.895		136.834
P值				<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001

日期（年）	样品数（份）		PAHs		Nap		Acy		Flu		Ace		Phe
2017	103		6.66（3.51，33.90）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2018	102		9.56（4.15，30.48）		2.71（1.01，5.25）		0.00（0.00，0.24）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.92）		0.00（0.00，0.30）
2019	98		3.95（0.71，13.57）		0.00（0.00，4.76）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2020	97		0.33（0.00，4.73）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2021	97		0.87（0.00，3.14）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2022	96		2.87（1.74，6.19）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.42）
χ²值			130.208		295.114		127.428		33.423		96.247		96.821
P值			<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001
日期（年）	样品数（份）		Ant		Flt		Pyr		Chr		BaA		BbFA
2017	103		0.00（0.00，0.00）		1.24（0.73，3.54）		0.55（0.33，3.96）		0.71（0.43，2.49）		0.52（0.23，3.44）		0.84（0.56，3.36）
2018	102		0.88（0.44，2.31）		0.87（0.46，2.20）		0.68（0.30，1.92）		0.57（0.29，1.73）		0.27（0.00，0.99）		0.74（0.36，2.00）
2019	98		0.00（0.00，0.62）		0.00（0.00，1.07）		0.00（0.00，0.83）		0.51（0.33，1.08）		0.26（0.00，0.67）		0.40（0.00，1.06）
2020	97		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.26（0.00，1.23）		0.00（0.00，0.60）		0.00（0.00，0.00）
2021	97		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.29）		0.00（0.00，0.00）		0.33（0.00，0.85）		0.19（0.00，0.47）		0.00（0.00，0.22）
2022	96		0.00（0.00，0.10）		0.48（0.30，0.74）		0.52（0.29，0.84）		0.26（0.14，0.62）		0.36（0.21，0.64）		0.27（0.15，0.62）
χ²值			290.785		186.221		173.096		32.531		31.828		157.616
P值			<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001
日期（年）		样品数（份）		BkFA		BaP		DBahA		BghiP		Ind
2017		103		0.58（0.00，1.39）		0.86（0.34，2.94）		0.00（0.00，0.00）		0.86（0.36，3.12）		0.94（0.00，2.88）
2018		102		0.24（0.00，0.49）		0.79（0.43，1.59）		0.00（0.00，0.00）		0.70（0.28，1.37）		0.59（0.25，1.17）
2019		98		0.00（0.00，0.29）		0.24（0.00，0.78）		0.00（0.00，0.00）		0.27（0.00，1.24）		0.33（0.00，1.07）
2020		97		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
2021		97		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.16）		0.00（0.00，0.07）
2022		96		0.12（0.00，0.24）		0.25（0.15，0.47）		0.00（0.00，0.00）		0.09（0.00，0.44）		0.00（0.00，0.43）
χ²值				121.717		173.660		46.286		137.895		136.834
P值				<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001

季节	样品数（份）		PAHs		Nap		Acy		Flu		Ace		Phe
春季	150		4.04（1.20，9.69）		0.00（0.00，1.84）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
夏季	144		0.84（0.13，2.50）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）
秋季	151		4.48（0.83，9.39）		0.00（0.00，0.41）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.10）
冬季	148		12.30（3.98，52.63）		0.00（0.00，4.33）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.31）
χ²值			176.100		35.970		16.488		37.058		31.053		50.133
P值			<0.001		<0.001		0.001		<0.001		<0.001		<0.001
季节	样品数（份）		Ant		Flt		Pyr		Chr		BaA		BbFA
春季	150		0.00（0.00，0.52）		0.49（0.00，1.02）		0.39（0.00，0.64）		0.39（0.22，0.64）		0.22（0.00，0.39）		0.40（0.00，0.79）
夏季	144		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.42）		0.00（0.00，0.22）		0.19（0.05，0.33）		0.00（0.00，0.20）		0.00（0.00，0.28）
秋季	151		0.00（0.00，0.26）		0.26（0.00，1.01）		0.09（0.00，0.63）		0.56（0.22，1.09）		0.33（0.00，0.76）		0.41（0.00，0.89）
冬季	148		0.00（0.00，1.37）		1.60（0.00，6.15）		1.56（0.29，4.75）		1.65（0.91，4.86）		0.93（0.57，2.82）		1.29（0.42，4.29）
χ²值			38.831		91.076		144.817		246.055		232.921		134.335
P值			<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001		<0.001
季节		样品数（份）		BkFA		BaP		DBahA		BghiP		Ind
春季		150		0.00（0.00，0.24）		0.31（0.00，0.64）		0.00（0.00，0.00）		0.23（0.00，0.67）		0.22（0.00，0.61）
夏季		144		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.24）		0.00（0.00，0.00）		0.00（0.00，0.16）		0.00（0.00，0.00）
秋季		151		0.00（0.00，0.29）		0.34（0.00，0.80）		0.00（0.00，0.00）		0.45（0.00，1.16）		0.40（0.00，1.07）
冬季		148		0.32（0.00，1.24）		1.04（0.29，3.51）		0.00（0.00，0.00）		0.95（0.00，3.11）		0.88（0.00，3.05）
χ²值				118.866		125.632		17.403		107.303		115.671
P值				<0.001		<0.001		0.001		<0.001		<0.001