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大气颗粒物(PM2.5和PM10)已成为大气环境的主要污染物,对生态环境和人体健康有重大影响。研究表明,有毒物质As、重金属(Cd、Pb、Cu、Zn和Sn等)和二次气溶胶等污染物进入人体后对人体机能和器官有严重的致病危害。近年来,在国内外以有色金属冶炼行业为主的工业区域开展大气污染源解析研究发现,As的富集程度以及金属冶炼和二次气溶胶的污染贡献率远高于以其他工业为主的城市。在重点地区,为保护生态环境和居民健康,大多采取推广节能减排高新技术和调整产业结构的政策来减少污染。本研究以云南省有色冶炼集中区大气环境作为研究对象,解析大气PM2.5和PM10的污染来源,为大气污染防治工作提供科学依据。选取云南省有色冶炼集中区9个采样点对大气PM2.5和PM10环境受体进行样品采样,分析了39种无机元素、9种水溶性离子、有机碳和元素碳等化学组分的质量浓度,运用富集因子法、相关性分析法和比值法对其进行理化特征分析,采用PCA-MLR模型对大气PM2.5和PM10进行来源解析,进而提出有色冶炼集中区大气PM2.5和PM10污染防治建议。本研究得出以下主要结论:(1)有色冶炼集中区大气PM2.5和PM10质量浓度年平均值分别为35.06±18.40μg/m3和42.65±27.13μg/m3;其中,春季受降水少、湿度小以及风速和气温低等气候影响,空气对流扩散作用较弱,大气PM2.5和PM10容易形成聚集,其质量浓度均在该季节最高,分别为50.79±20.67μg/m3和73.47±33.86μg/m3,其季节特征为春季>秋季>冬季>夏季;采样期间,大气PM2.5和PM10质量浓度均呈现出工业区采样点>非工业区采样点>背景点的空间特征。(2)研究发现,随大气PM2.5和PM10质量浓度的升高,有机物(OM)质量浓度的增长量远高于其他组分,是导致大气PM2.5和PM10质量浓度升高的重要原因;无机元素中,工业类元素As、Cd和Pb含量的空间特征显著,在大气PM2.5和PM10中,工业区采样点的含量最高可以是非工业区采样点的6.44和23.80倍,是背景点的101.58和175.60倍;水溶性离子中,SO42-、NH4+和NO3-占77.98%和70.22%,二次光化学污染严重,大气PM2.5和PM10中NO3-/SO42-特征值均小于1,受到工业燃煤等固定燃烧源的影响显著;在有机碳(OC)中,二次有机碳(SOC)是OC的重要组分,SOC/OC特征值在工业区采样点均大于60%,表明二次有机污染严重,这与有色冶炼等工业活动中使用大量的工业燃煤和工业废气排放密切相关。(3)PCA-MLR复合模型解析出有色冶炼集中区大气PM2.5和PM10的主要人为来源为二次无机粒子和有色冶炼尘;在大气PM2.5中,PCA-MLR模型解析出二次无机粒子和有色冶炼尘的综合贡献率为50%~90%,其贡献率均在秋季最高,分别为57.96%和33.20%;在大气PM10中,PCA-MLR模型解析出二次无机粒子和有色冶炼尘的综合贡献率为30%~70%,其贡献率在秋季较高,分别为44.87%和27.16%;该地区冶炼等人为活动造成的大气污染对细颗粒物PM2.5的影响较大。(4)不同采样点的大气PM2.5和PM10来源解析结果发现,在工业区采样点,有色冶炼尘的贡献率(20.49%和22.91%)远高于非工业区采样点(13.07%和8.41%),表明有色冶炼等工业活动排放了大量载带着重金属的烟尘进入空气中,对工业区较近的周边环境影响更大。(5)针对本研究有色冶炼集中区以有色金属冶炼活动为主要人为污染来源的结论,为改善该地区大气环境,建议开展以Pb、Sn、Al、Cu和Zn等为主的有色金属冶炼产业结构转型,淘汰大气污染物排放不达标的企业;实施有色冶炼企业在生产过程中的封闭管理,完善除尘系统的建设;发展有色金属的精深加工以及相关新兴产业,减少能源消耗;根据有色冶炼企业的分布,推广有色冶炼行业大气污染物治理前沿技术,实现有色金属行业大气污染排放的减少。