大气颗粒物是造成气候变化及空气质量变化的重要污染物,且对人体健康有一定的危害。与大气粗颗粒物相比,大气细颗粒物(PM2.5)具有更小的粒径及更大的比表面积,因此,大气细颗粒物可在大气中停留更长的时间且更易吸附大气中的有害物质。有机组分是大气PM2.5的重要组成部分,其含量因地而异,可在PM2.5质量浓度的20～90%范围内变动。有机物中多环芳烃(PAHs)及其衍生物(如NPAHs,OPAHs)作为大气PM2.5中一类重要的有机组分,因其具有较高的毒性而引起越来越多的关注。近年来,随着我国机动车数量的飞速增长,机动车排放成为了 PM2.5中多环芳烃及其衍生物的重要来源之一。对机动车排放PM2.5进行研究,可使某一区域内大气污染的数据更全面,为降低机动车排放污染物防控措施提供科学参考。但当前对机动车排放PM2.5中多环芳烃及其衍生物的研究较少,因此,深入开展机动车排放PM2.5中多环芳烃及其衍生物污染特征的研究,具有较大的学术意义及应用价值。本研究采用整车转鼓(台架)实验、隧道实验和道路实验,对机动车排放的PM2.5进行采集,分析了 PM2.5中多环芳烃、硝基多环芳烃及含氧多环芳烃的浓度水平及分子组成,对机动车排放PM2.5中多环芳烃、硝基多环芳烃(NPAHs)及含氧多环芳烃(OPAHs)的排放因子进行了计算,最后估算了对人体健康产生的风险。本研究通过整车转鼓实验所得实验数据分析,得到了汽油车排放PM2.5中PAHs和NPAHs的排放水平及变化特征。在国I到国V排放标准下,汽油车所排放PM2.5中多环芳烃及硝基多环芳烃的平均排放因子随着排放标准的提高而减小,硝基多环芳烃的排放因子比其对应的多环芳烃的排放因子低2-3个数量级;在不同排放标准下,BghiP、DahA和BkF为汽油车所排放PM2.5中含量最丰富的三种多环芳烃,6N-BaP和6N-CHR为硝基多环芳烃中的主导成分;4环、5环和6环多环芳烃的总和贡献了多环芳烃总量的95%以上,与其它环数多环芳烃相比,汽油车累积行驶里程的变化会对4环多环芳烃产生更大的影响,而在不同排放标准及不同行驶里程下,各种环数硝基多环芳烃的占比无明显差异,4环硝基多环芳烃占主导地位。通过对配备了不同类型发动机的汽油车所排放PM2.5中多环芳烃和硝基多环芳烃的观测分析,发现由进气道喷射(PFI)发动机排放PM2.5中多环芳烃及硝基多环芳烃的排放因子在不同累积行驶里程下均大于缸内直喷(DI)发动机中多环芳烃及硝基多环芳烃的排放因子;发动机类型对汽油车排放PM2.5中不同环数多环芳烃的分布影响较小。与PFI汽油车相比,DI汽油车更利于PM2.5中高环数硝基多环芳烃的累积。此外,研究还发现汽油车排放PM2.5中多环芳烃和硝基多环芳烃的排放量与CO.排放量的相关性较小,多环芳烃的排放总量与HC的排放量呈现强正相关,而硝基多环芳烃的总量与HC相关性较弱,表明汽油车发动机对HC和多环芳烃可能有相似的转化效率;汽油车排放PM2.5中4环硝基多环芳烃与4环多环芳烃之间具有较高的相关性,而5环硝基多环芳烃与5环多环芳烃之间几乎不存在相关性。通过对汽油车所排放PM2.5中多环芳烃和硝基多环芳烃的等效致癌当量浓度(TEQ)计算,发现与国I和国Ⅱ排放标准下的汽油车相比,国Ⅲ、国IV和国V排放标准下汽油车所排放PM2.5中多环芳烃和硝基多环芳烃的TEQ显著降低。通过在青岛市仰口隧道内开展观测实验,本研究获得了该隧道内PM2.5中多环芳烃、硝基多环芳烃及含氧多环芳烃的浓度水平及分子组成,并结合特征比值与主成分分析(PCA)探讨它们的主要来源,最后定量估算隧道内PM2.5中多环芳烃、硝基多环芳烃及含氧多环芳烃的排放因子。结果表明,FLT和PYR为含量最丰富的多环芳烃,1N-PYR和2N-PYR是占主导地位的硝基多环芳烃,9-FO和9,10-ANQ为浓度最高的含氧多环芳烃。特征比值和PCA的分析结果表明,隧道内PM2.5中的多环芳烃及硝基多环芳烃主要来源于汽油和柴油车辆的尾气排放,而非尾气排放源(例如道路扬尘、制动管路、沥青和轮胎磨损等)也对隧道内PM2.5中的多环芳烃及硝基多环芳烃有一定贡献。因此,也有必要制定适当的法规来规范非废气排放并采取适当的控制措施。隧道内PM2.5中总多环芳烃(TPAHs)、总硝基多环芳烃和总含氧多环芳烃的排放因子分别为60.98,9.02和8.47 μg veh-1 km-1。高环数(4-6环)多环芳烃的排放因子明显大于低环数(2-3环)多环芳烃的排放因子。在所有测得的硝基多环芳烃中,1N-PYR的排放因子最高;9-FO和9,10-ANQ为排放因子最高的两种含氧多环芳烃。利用道路实验,本研究探讨了机动车排放PM2.5中多环芳烃及其衍生物在实际大气中的污染特征,获得了青岛市城区和郊区道路PM2.5中多环芳烃、硝基多环芳烃及含氧多环芳烃的浓度水平和分子组成,利用特征比值和PCA分析查明了其来源,利用全生命周期的癌症风险增加量(ILCR)对青岛市城区和郊区道路边PM2.5中多环芳烃以及硝基多环芳烃对不同年龄段人群的人体健康暴露风险进行了评估。结果表明,与污染严重的内陆地区相比,青岛地区多环芳烃及其衍生物的污染较轻。在城区道路点,FLT和PHE为PM2.5中多环芳烃的主要组分;而在郊区道路点,FLT和PYR为多环芳烃中最丰富的组分;在城区和郊区点,9N-ANT和2+3N-FLA均为含量最丰富的硝基多环芳烃;9-FO、1-NALD和9,10-ANQ是所测得的含氧多环芳烃中最主要的三种组分。在城区和郊区道路点,4环多环芳烃均为主导多环芳烃,4环硝基多环芳烃为所观测到的硝基多环芳烃的主导成分。在城区点,早高峰和晚高峰是多环芳烃和硝基多环芳烃浓度最高的两个时段,这与城区点交通繁忙的时间段一致。而在郊区点,多环芳烃及硝基多环芳烃浓度的最高值出现在早高峰时段,而次高值出现在夜间。不同于多环芳烃和硝基多环芳烃的日变化趋势,含氧多环芳烃浓度的峰值没有明确的变化趋势,但在城区和郊区点,含氧多环芳烃浓度的最低值均出现在午间时段。结合特征比值和PCA分析的结果表明城区道路点PM2.5中的多环芳烃主要来源于煤和石油燃烧及机动车尾气排放;郊区点PM2.5中的多环芳烃主要来源于煤和石油燃烧源、机动车排放源及生物质燃烧源的贡献。城区点PM2.5中硝基及含氧多环芳烃主要来源于机动车排放及固体燃料燃烧的排放;郊区点PM2.5中硝基及含氧多环芳烃主要来源于机动车排放、固体燃料燃烧的排放、生物质燃烧排放及二次生成。此外,本研究还发现交通繁忙时段,城区点和郊区点PM2.5中硝基多环芳烃的毒性高于交通空闲时段,即机动车的排放利于PM2.5中硝基多环芳烃毒性的增加。本论文较深入地分析了机动车排放PM2.5中多环芳烃、硝基多环芳烃及含氧多环芳烃的浓度水平、分子组成、排放因子及其所带来的健康风险,能够为研究我国机动车排放污染提供了数据支持,并可为我国制定机动车排放污染控制对策提供理论依据。