东北亚长白山多环芳烃跨境传输特征、来源解析及健康风险评估

本研究针对高海拔偏远地区多环芳烃(PAHs)污染特征不明的问题，在东北亚最高峰长白山(2623 m)开展PM2.5 采样，首次揭示该区域PAHs以2-3环/5-7环化合物为主(0.92±0.36 ng/m3)，证实朝鲜半岛气团输送是主要污染来源，健康风险低于WHO限值，为跨境污染物管控提供科学依据。

　　

【研究背景】
在人类活动密集的东北亚地区，多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)这类具有"三致"效应的持久性有机污染物(POPs)，正通过大气传输影响偏远地区生态环境。尽管城市PAHs研究已较充分，但作为区域背景值"晴雨表"的高海拔大气PAHs特征仍属空白。长白山作为东北亚最高峰(2623米)，其独特的地理位置使其成为研究跨境污染物传输的天然实验室——这里既是中朝边境的生态屏障，又是欧亚大陆污染物向北极迁移的关键通道。

【研究方法】
中国科学院团队于2021年夏季在长白山天池气象站开展为期一个月的PM_2.5
采样，采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析18种PAHs组分，结合后向轨迹模型(HYSPLIT)和正矩阵因子分析(PMF)解析污染来源，并运用增量终生致癌风险(ILCR)模型评估健康效应。

【主要结果】

1. PAH特征
   检测到PAHs平均浓度为0.92±0.36 ng/m3，呈现昼高夜低的日变化规律（白天1.00±0.39 ng/m3 vs 夜间0.83±0.29 ng/m3），这与行星边界层(PBL)昼夜动态密切相关。组分中以2-3环(如萘、菲)和5-7环(如苯并[a]芘)化合物占比最高。

2. 跨境传输
   气团轨迹分析显示，来自朝鲜半岛的气流携带PAHs浓度最高（达1.24 ng/m3），而俄罗斯远东气团浓度最低（0.61 ng/m3），证实跨境传输的主导作用。

3. 来源解析
   PMF模型识别出四大来源：煤炭燃烧(32.1%)、生物质燃烧(28.7%)、机动车排放(24.5%)以及石油/天然气成岩过程(14.7%)，反映区域能源结构特征。

4. 健康风险
   ILCR评估显示儿童和成人致癌风险分别为2.3×10^-6
   和3.7×10^-6
   ，低于WHO安全阈值(10^-6
   )，但5-7环PAHs贡献了78%的致癌风险，需持续关注。

【研究意义】
该研究首次建立东北亚高海拔背景站PAHs基准数据，揭示跨境传输对偏远地区污染的放大效应。发表于《Journal of Environmental Sciences》的成果不仅为区域环境治理提供靶向依据，更创新性地提出：在气候变暖背景下，PAHs作为吸光性气溶胶可能通过"紫外-可见光吸收效应"影响山地冰川消融，这一发现为后续全球变化研究开辟了新视角。研究团队特别指出，未来需开展全季节观测以捕捉冬季采暖期的污染峰值，这将为理解PAHs的半球尺度迁移规律提供关键拼图。