大气悬浮颗粒物

大气悬浮颗粒物（精选8篇）

大气悬浮颗粒物 第1篇

1对象与方法

1.1 对象

沈阳市泰山小学、和平一校、文艺二校3所小学校以及10户居民;抚顺市盖平小学、法库小学、光明小学以及10户居民;铁岭市第八小学、第十三小学、第十六小学以及10户居民。对10户居民的要求是住宅在距离小学校500 m之内, 本人及其同居家属不吸烟。

1.2 仪器

PM采集器:柴田科学ATPS-20H;小型吸气泵:柴田科学MP-∑300;滤膜:TX40H120;电子天平:Mettler Toredo UM3。

1.3 方法

于2002、2003、2004年分别对沈阳、扶顺、铁岭每季监测2 w, 每次48 h连续采样, 重量法测定学校教室内、外, 居室内、外和被调查者个人暴露大气悬浮颗粒物浓度、粒径分布和季节变化情况。

沈阳市2002年1月 (采暖期) 和6月 (非采暖期) , 对3所小学校教室内、外PM10、PM2.5、PM1.0的浓度进行测定。同时, 在10个调查对象家庭中, 进行居室内、居室外、被调查者个人暴露PM10、PM2.5、PM1.0的浓度测定, 进行连续7 d的调查。抚顺市于2003年2月 (采暖期) 、6月 (非采暖期) 进行调查, 铁岭市于2004年2月 (采暖期) 、6月 (非采暖期) 进行调查, 方法均与沈阳市相同。

把采集PM的滤膜 (柴田科学ATPS-20H) 安放在小型吸气泵上 (携带用的是柴田科学MP-∑300或者MP-∑3, 室内外用MP-∑300) , 以1.50 L/min的流量抽气。以1.50 L/min吸气时, 粒径10 μm以上的粒子撞击在涂有甘油的不锈钢板而被捕集。在下层的滤膜上, 2.5 μm (含2.5 μm) 以上的粒子 (10 μm以下) 同样撞击后而被捕集, 2.5 μm以下的粒子以衬板滤膜组成的滤过器捕集。泵的吸气速度设定, 以微型泵内经校正的流量计, 以10 ml为单位而设定。为了尽量除掉机器的误差, 用1个圆锥管流量计, 可得到表示1.50 L的正确流量。所以, 在测定中间不需要调整流量, 测定终了时在泵上记录测定时间、吸气量、平均吸气速度。除去有异常 (如停止等) 的样品。

采样滤膜使用了TX40 H120, 捕集前后的滤膜称量, 是在室温23℃、相对湿度50%的天平室内放置24 h以上, 称量使用最小表示单位0.1μg的电子天平 (Mettler Toredo UM3, UMX2 ) 。

2结果

2.1 沈阳市的大气悬浮颗粒物浓度调查结果与分析

见表1。由表1可见, 在非采暖期, 和平一校的颗粒物浓度最高, 文艺二校居中, 泰山小学最低;在采暖期, 文艺二校的颗粒物浓度最高;和平一校居中, 泰山小学最低, 国家二级标准为200 μg/m3, 国家一级标准为80 μg/m3[3]。

关于颗粒物不同粒径浓度分布:表1中, 将3地区不同粒径浓度累积计算, 在非采暖期, ≤2.1 μm的占全部颗粒物的38.89%, 2.2～7.0 μm的占36.75%, >7.0 μm的占24.37%;在采暖期, ≤2.1 μm的占全部颗粒物的42.3%, 2.2～7.0 μm的占37.92%, >7.0 μm的占19.78%。PM10的国家二级标准为100 μg/m3, 一级标准为40 μmg/m3, PM10以下国家无标准[3]。

注:3个地区的调查点数均为8。

在采暖期, 室外PM2.5的平均浓度所有地区都达到了141～194 μg/m3;室内浓度也都超过100 μg/m3, 个人暴露浓度与室内浓度也几乎是同一水平。非采暖期的浓度明显低于采暖期, 室外大约是采暖期浓度的1/3, 室内大约是采暖期浓度的1/2, 同期室外与室内几乎没有差别, 尽管如此, 平均浓度为60 μg/m3以上。非采暖期由于仪器设备原因, 未测定个人暴露浓度 (见图1) 。由公开发表的沈阳市的API (大气污染指数Air pollution index) 求得的PM10浓度结果与本次测得的室外PM10浓度平均值比较, 结果非常接近。由API求得的PM10浓度结果和3地区的PM10室外平均浓度每测定日比较, 见图2。

图2显示不仅每日间变动的形态相同, 3地区间的室外浓度都和公布浓度几乎一致。居民的生活环境几乎看不到地区差别。

根据测定场所及测定日期的不同, 浓度的散乱程度 (浓度值的差别) 很大。沈阳市3所小学校室外浓度、室内浓度、个人暴露浓度分散度见图3。

■个人暴露 ◆居室内 ◇居室外

2.2 抚顺市的大气悬浮颗粒物浓度调查结果与分析

抚顺市采暖期、非采暖期盖平、法库地区的PM2.5室外平均浓度, 均比光明地区高。非采暖期, 盖平、法库地区PM2.5的平均浓度均超过了100 μg/m3 (图4) 。

在各测定日室外的PM2.5平均浓度相比较, 盖平地区和法库地区几乎没有变化, 而光明地区则在所有的测定日都比两地区低 (图5) 。

采暖期的室外浓度有抚顺比沈阳低的倾向, 室外的PM2.5日平均浓度即使是在非采暖时期, 也超过了100 μg/m3, 室内的平均浓度与沈阳没有差别。盖平地区, 有个别检测对象呈现个人暴露>室内>室外趋势。但采样滤膜显示香烟特征的茶色, 反映出有在检测室内吸烟的因素。

抚顺市的结果应引起重视的是, 即使是在非采暖期PM2.5的室外浓度平均值也在100 μg/m3左右, 与采暖期的差别仅有20μg/m3, 与沈阳市非采暖期比采暖期的室外浓度低一半的情况全然不同。可以明确全年都存在从工矿企业带来的高浓度的大气污染。在非采暖期与沈阳市结果相同, 室外的浓度和室内的浓度几乎相同。个人暴露浓度也几乎是相同的浓度。抚顺市3所小学校室外浓度、室内浓度及个人暴露 (3个地区调查点数均为10) 浓度分散度见图6。

■非采暖期个人暴露 □采暖期个人暴露 ◆室内 ◇室外

室内的浓度和个人暴露的浓度一致。各地区都与沈阳市相同, 中层集合住宅的室内外浓度各地区未见差异。

测定日期

□采暖期个人暴露 ■非采暖期个人暴露 ◆室内 ◇室外

2.3 铁岭市的大气悬浮颗粒物浓度调查结果与分析

铁岭市无大工厂, 干线道路无塞车。笔者设想了其中工厂附近的第十六小学周边地区、市中心附近的第十三小学地区及郊区的第八小学地区, 这样为大气污染从高到低浓度的顺序。

室内、室外、个人暴露浓度的平均水平如图7所示。

在采暖期、非采暖期同样都是第十六>第十三>第八的顺序, 采暖期的PM浓度是室外>室内>个人暴露。另外非采暖期与其他2城市相同, 室外、室内、个人暴露的浓度几乎是在同一水平。图8表示室外PM2.5平均浓度的日平均浓度。可见采暖期、非采暖期都是第十六小比其他地区浓度高, 第十三小地区比第八小地区浓度稍高些。

铁岭市3地区室外PM2.5的日平均浓度见图8。

铁岭市3所小学校室外浓度、室内浓度、个人暴露浓度分散度见图9。

第十六小地区室外浓度和室内浓度与其他两地区均显示了高的相关性。认为在测定期间室内浓度受室外浓度的影响所致。

3讨论

3城市监测点的大气悬浮颗粒物污染情况相近。大气悬浮颗粒物浓度在3城市、3年的冬、春两季都超过国家环境空气质量二级标准1.28～1.54倍;PM10浓度在3城市、3年各季节、每次日采样测量均超过国家环境空气质量二级标准1.07～2.22倍。PM2.5浓度超过美国ESA细颗粒物空气质量标准3.84～7.76倍, 甚至每次采样测量值几乎都超美国标准的每日最高允许值[4]。冬季采暖期大气悬浮颗粒物污染加重。夏季非采暖期大气悬浮颗粒物增加与沙尘暴过境有关。夏季非采暖期抚顺市大气悬浮颗粒物污染加重与工矿企业有关。

参考文献

(1) 田村宪治, 中井里史, 中西亮大.微小粒子与健康关系研究, 日本第42届大气环境学会年会.北九州, 2001, 10 (G) .

(2) 唐宁, 田村宪治, 服部哲幸, 等.中国沈阳大气悬浮颗粒物中多环芳香族化合物来源分析。日本第44届大气环境学会年会.京都, 2003, 9 (G) .

(3) GB 3095-1996, 环境空气质量标准 (S) .

大气悬浮颗粒物 第2篇

海南近海海域浊度与悬浮颗粒物粒径的分布特征

利用8 ～9月在海南西部近海海域底质调查获得的水体浊度、悬浮颗粒物粒径的`数据和资料,探讨了该区浊度和悬浮颗粒物粒径的分布规律,结果表明:(1)研究区表层水体浊度与悬浮颗粒物的总体积浓度由岸向外海方向逐渐减小,底部水体浊度与悬浮颗粒物的体积浓度高值区呈斑状分布;(2)研究区的水体浊度和悬浮颗粒物体积浓度随着水深增大而增大,部分调查站位出现异常现象;(3)研究区表层和底部水体浊度与悬浮颗粒物各粒级的体积浓度相关性较好,相关系数在0.85以上.

作 者：杨海丽 郑玉龙 黄稚 YANG Hai-li ZHENG Yu-long HUANG Zhi  作者单位：杨海丽,郑玉龙,YANG Hai-li,ZHENG Yu-long(国家海洋局,第二海洋研究所,国家海洋局,海底科学重点实验室,浙江,杭州,310012)

黄稚,HUANG Zhi(中石油辽河油田,兴隆台采油厂,辽宁,盘锦,124000)

刊 名：海洋学研究  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MARINE SCIENCES 年，卷(期)： 25(1) 分类号：P736.21 关键词：海南近海海域   悬浮颗粒物   浊度   粒径   分布特征  

城市大气颗粒物污染治理简析 第3篇

大气颗粒物指除气体之外的所有包含在大气中的物质, 包括所有各种各样的固体或液体气溶胶。其中有固体的烟尘、灰尘、烟雾, 以及液体的云雾和雾滴。粒径的分布大到200微米, 小到0.1微米。

统计数据表明, 目前我国烟尘和粉尘排放量有逐年下降的趋势, 但影响城市空气质量的主要污染物仍是颗粒物。对于我国城市而言污染源主要为各种工业生产过程中产生的大气污染和居民燃煤污染。另外, 近年来私人轿车的数量急速增多和市政建设等都带来了严重的环境问题。

2 大气颗粒物治理措施

2.1 加强污染物排放管理的建议。

政府部门需加强大气颗粒物污染管理力度。政府部门应将大气颗粒物排放制度化, 如进行以下流程。首先, 政府需明确污染排放许可证颁发的法规和管理流程, 包括许可证申请的严格化、污染指数检测报告的准确化、许可证管理人员的考核、许可证管理机关的执法权明确化、许可证审批程序的合理化以及管理资金的流向明朗化;其次, 是在执法办事的过程中需要严格执行污染排放许可证颁发的法规和管理流程, 提高工作人员的素质以及办事效率。

2.2 城市生态环境整治建议。

城区生态环境综合整治方案的设计范围是以城市中心区的建成区为核心地域向外延伸。2.2.1水域生态工程方案。城市中的水域是唯一不起尘的地域, 而且还具有吸尘、降尘和调节城市气候的重要作用, 是城市生态平衡的重要因素。因此, 要充分利用城市地质条件, 保持并扩大现有水域面积, 同时积极开发新的水域, 提高水域覆盖率。该工程方案除了具有生态效益外, 还可考虑其经济效益, 例如建设水上训练基地或旅游渡假村等。2.2.2绿色生态工程方案。绿化是城市生态建设的另一重要组成部分。绿化可以调节气候、减少污染、净化空气、防风固沙, 是非常经济的生物防治措施, 称之为“城市肺”。中心区TSP中扬尘比例较高, 与城市绿化率不高有着密切关系。因此, 方案对绿化工程作出重点规划。绿化工程的设计思想:以林为主, 草花为辅, 建设大型防护林带和城市森林公园, 尽快形成城市森林系统, 使绿化工程最大限度地发挥环境保护和生态平衡作用;规划设计大、中、小型的以林为主, 林、草、花相间的城市立体景观系统, 使中心区内已建成地域的裸地全部绿化, 作到黄土不露天;在建地域的裸地应随建设工程的结束时间而完成绿化工程。2.2.3城市工业环境整治方案。目前, 我国许多城市内或近郊都存在一些具有一定大气污染的工厂。对于这些工厂, 我们不但需要对其工厂环境进行改造和绿化 (如上部分方案) 。还需严格按照国家相关部门的要求, 要求工厂进行废气的处理, 达到环保要求。对于大气颗粒物污染, 有以下几种控制技术:根据除尘技术原理, 可以概括为机械力除尘、过滤除尘、静电除尘和湿式除尘四种类型, 其中前三种可统称为干式除尘。2.2.3.1机械力除尘。机械力除尘是借助质量力的作用达到除尘目的的方法, 相应的除尘装置称为机械式除尘器.质量力包括重力、惯性力和离心力, 主要除尘器形式为重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。a.重力沉降。利用颗粒污染物与气体密度不同, 使颗粒污染物在重力作用下自然沉降下来, 与气体分离的过程。重力沉降室结构简单, 造价低, 压力损失小, 便于维护, 且可以处理高温气体。主要缺点是只能捕集粒径较大的颗粒物, 仅对50微米以上的颗粒物具有较好的捕集作用, 因而效率低, 只能作为初级除尘手段, 主要用于高效除尘装置的前级除尘器。b.惯性除尘。利用颗粒污染物与气体在运动中惯性力不同, 使颗粒污染物从气体中分离出来的过程。通常是使气流冲击在挡板上, 气流方向发生急剧改变, 气流中的颗粒物惯性较大, 不能随气流急剧转弯, 便从气流中分离出来。c.离心除尘。利用旋转的气流所产生的离心力, 将颗粒污染物从气体中分离处理的过程。离心除尘器也称为旋风除尘器, 具有结构简单、占地面积小、投资低、操作维修方便、压力损失中等、动力消耗不大、可用各种材料制造、能用于高温或高压及腐蚀性气体、并可直接回收干颗粒地优点。一般用来捕集5至15微米以上地颗粒物, 除尘效率可达80%左右, 是机械式除尘器中效率最高的。主要缺点是对5微米以下的细小颗粒物去除效果不理想。2.2.3.2过滤除尘。过滤除尘是使气流通过多孔滤料, 将气流中颗粒污染物截留下来, 使气体得到净化的过程, 主要有袋式除尘及颗粒层过滤除尘两种方式。a.袋滤除尘。利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集颗粒污染物的方法, 主要通过筛分、惯性碰撞、扩散、静电、重力沉降等作用机制, 依靠滤料表面来捕集颗粒污染物, 属于外部过滤。该方法除尘效率高, 一般可达99%以上, 适应极强, 能够处理不同类型的颗粒污染物, 操作弹性大, 除尘效率对入口颗粒污染物浓度及气流速度变化具有一定稳定性, 结构简单, 使用灵活, 便于回收干料, 不存在污泥处理。但袋式除尘器的应用受到滤布的耐温、耐腐蚀等操作性能的限制, 一般使用温度应低于300℃。b.颗粒层过滤除尘。通过将松散多孔的滤料填充在框架内作为过滤层, 颗粒物在滤层内部被捕集的一种除尘方法, 属内部过滤方式。除尘过程中大颗粒污染物主要借助惯性力, 小于0.5微米的颗粒物主要靠滤料及被过滤下来的颗粒表面的拦截和附着作用过滤下来, 净化效率随颗粒层厚度增高而提高。颗粒层除尘器按其功能可分为单颗粒层除尘器和组合颗粒层除尘器两种。2.2.3.3静电除尘。利用高压电场产生的静电力 (库仑力) 的作用从气流中分离悬浮粒子 (尘粒或液滴) 的一种方法。静电除尘主要通过粒子荷电、沉降和清除三个阶段实现颗粒污染物与气流的分离。静电除尘常用的设备为电除尘器, 工业上应用最广泛的是单区电除尘器, 即使粒子带电的电离作用与带电粒子的集尘作用在同一电场中进行。电除尘器是一种高效除尘装置, 对细微尘粒及雾状液滴捕集性能优异, 除尘效率达99%以上, 对于0.1微米以下的尘粒, 仍有较高的去除效率, 由于气流通过阻力小, 所消耗的电能通过静电力直接作用于尘粒上, 因此能耗低。处理气量大, 可应用于高温、高压场所, 广泛应用于工业除尘。电除尘器的主要缺点是设备庞大、占地面积大、一次性投资费用高。2.2.3.4湿式除尘。也称为洗涤除尘。该方法是用液体洗涤含尘气流, 使尘粒与液膜、液滴或气泡碰撞而被吸附, 凝聚变大, 尘粒随液体排出, 气体得到净化。由于洗涤液对多种气态污染物具有吸收作用, 因此它能净化气体中的固体颗粒物, 又能同时脱除气体中的气态有害物质, 某些洗涤器也可以单独充当吸收器使用。湿式除尘主要通过惯性碰撞、扩散、凝聚、粘附等作用来捕获尘粒。湿式除尘常用的有喷淋塔、填料塔、泡沫塔、卧式旋风水膜除尘器、中心喷雾旋风除尘器、水浴式除尘器、射流洗涤除尘器、文丘里洗涤除尘器等。湿式除尘器结构简单、造价低、除尘效率高, 在处理高温、易燃、易爆气体时安全性好。不足是用水量大, 易产生腐蚀性液体, 产生的废液或泥浆进行处理, 并可能造成二次污染。2.2.3.5粉尘与烟气处理。粉尘和烟气主要来源于燃烧设备和工业生产工艺。对粉尘的净化控制, 主要是三类技术。对于烟气的处理技术, 主要是三种:一是洗涤吸收技术, 典型装置是烟气洗涤塔;二是吸附技术, 典型装置是过滤层净化器;三是催化处理技术, 典型装置有催化燃烧器、热催化器等。

结束语

由于城市持续高速的经济增长和污染控制的困难, 城市空气污染治理将存在一个很长时期。大气颗粒物污染是大气污染的主要方面。由于其组成、结构的复杂性, 对我们人类的健康和发展都有着重大的影响, 对城市空气和发展有着恶劣的影响, 对地球环境也有着不可忽视的影响。目前, 还存在着治理难、治理资金投入大、技术水平有限等问题。因此, 大气颗粒物污染任重而道远。通过对大气颗粒物污染的现状及污染源的简要介绍提出适合于我国城市现状的整改意见以及在工业处理方面的处理技术及处理方法。对于大气颗粒物污染治理工业治理方法有很多, 如文中所列。但每种方法都有其使用条件和使用环境, 对于不同地域和不同条件还应根据各自需求选择正确的方式方法。

责任编辑:李光旭

摘要：随着中国经济的快速增长, 不断增长的能源消耗和机动车辆加重了中国城市大气环境的负担, 城市空气污染作为一个主要的环境问题正迅速地凸现出来。从我国城市大气颗粒物污染现状、污染特点出发, 提出有效、可实施的大气颗粒物污染管理建议及措施和工业治理大气颗粒物污染的实施设备、方法及建议。

大气悬浮颗粒物 第4篇

摘要：为确定珠江三角洲水体悬浮颗粒物中多环芳烃和有机氯农药的含量和来源,对珠江上游的两条重要支流西江、北江水体中的悬浮颗粒物分期进行了两次采样分析,测定了水体中悬浮颗粒物的含量,分析了其中多环芳烃、有机氯农药的含量.其中,北江水体中悬浮颗粒物中的PAHs的`总量分别为928.8、1259.7 ng・g-1干质量,西江水体中悬浮颗粒物的PAHs总量分别为660.1、1130.7 ng・g-1干质量,其来源主要为石化燃料的燃烧与排放.北江水体悬浮颗粒物中的有机氯农药总量为41.9、135.3 ng・g-1干质量,西江为78.54、108.7 ng・g-1干质量,由沿岸农田排放入水体.并发现,西江北江沿岸的农田,仍旧在使用DDT、硫丹等农药.作 者：马骁轩    冉勇    孙可    龚剑    邹梦遥    MA Xiaoxuan    RAN Yong    SUN Ke    GONG Jian    ZOU Mengyao  作者单位：马骁轩,孙可,龚剑,邹梦遥,MA Xiaoxuan,SUN Ke,GONG Jian,ZOU Mengyao(中国科学院广州地球化学研究所,广东,广州,510640;中国科学院研究生院,北京,100049)

冉勇,RAN Yong(中国科学院广州地球化学研究所,广东,广州,510640)

期 刊：生态环境  ISTICPKU  Journal：ECOLOGY AND ENVIRONMENT 年，卷(期)：2007, 16(2) 分类号：X522 关键词：悬浮颗粒物    多环芳烃    有机氯农药   

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大气颗粒物污染危害及控制技术 第5篇

从科学角度划分, 目前大气颗粒物分为三种, 一种叫总悬浮颗粒物 (TSP) , 空气动力学当量直径≤100微米的颗粒物。这种颗粒物会较长时间悬浮在空气中, 这样才能被人通过鼻腔吸收进来, 但这类颗粒物在鼻腔就遇到阻碍, 被挡在呼吸系统外面, 最后成为鼻涕被甩掉。粒径≤10微米的颗粒物通称可吸入颗粒物, 又称PM10, 这一粒径范围的颗粒物可通过呼吸道进入人体。PM10包含PM2.5, 通常PM2.5占PM10的60%-70%。显微镜下, 固体颗粒物形状多样, 并不规则。可怕的在于, 固体颗粒物比较容易吸附重金属, 如铅、汞的毒性。还有可能吸附多环芳烃致癌物, 具有致癌效应, 其中还含有对生育有影响的物质。大气中粒径小于2μm (有时用小于2.5μm, 即PM2.5) 的颗粒物 (气溶胶) 。其来源:主要有天然和人为两种, 但危害较大的是后者, 其中很多是二次颗粒物, 如由二氧化硫氧化生成的硫酸盐颗粒、氮氧化物转化而成的硝酸盐颗粒等。

2 大气颗粒物的危害

研究表明, 颗粒越小对人体健康的危害越大。细颗粒物能飘到较远的地方, 因此影响范围较大。

当大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中, 大气的能见度就会变小, 这在气象学上叫做“灰霾天”。灰霾天气大量出现, 带来能见度下降以及空气不清新。目前, 灰霾天气已成为中国东部城市空气污染的突出问题之一, 特别是珠三角、长三角和京津冀地区的灰霾天气增加明显。

此外, 细颗粒物对人体健康的危害要更大, 因为直径越小, 进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道, 2μm以下的可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到达肺泡后, 直接影响肺的通气功能, 使机体容易处在缺氧状态。而且这种细颗粒物一旦进入肺泡, 吸附在肺泡壁上很难掉落, 这种吸附是不可逆转的。<10μm的颗粒污染物:可以通过呼吸道, 进入肺部, 导致下呼吸道的病变。>10μm的颗粒污染物:一般被鼻腔、咽喉部的纤毛所堵截, 不会进入人体内部, 但可以导致上呼吸道的病症。影响日照时间和地面的能见度, 改变局部地区的小气候条件。由于颗粒污染物多为多孔状结构, 对大气中的气态污染有一定的吸附作用, 因而可以与气态污染物一起进行协同迁移, 扩大气态污染物的污染范围和停留时间。

3 大气颗粒物污染的控制技术

3.1 机械力除尘

机械力除尘是借助质量力的作用达到除尘目的的方法, 相应的除尘装置称为机械式除尘器, 质量力包括重力、惯性力和离心力, 主要除尘器形式为重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。

3.2 过滤除尘

过滤除尘是需要有过滤器具, 使空气通过此过滤装置来达到净化的作用。主要有袋式除尘及颗粒层过滤除尘两种方式。

3.2.1 袋滤除尘

利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集颗粒污染物的方法, 主要通过筛分、惯性碰撞、扩散、静电、重力沉降等作用机制, 依靠滤料表面来捕集颗粒污染物, 属于外部过滤。

3.2.2 颗粒层过滤除尘

通过将松散多孔的滤料填充在框架内作为过滤层, 颗粒物在滤层内部被捕集的一种除尘方法, 属内部过滤方式。除尘过程中大颗粒污染物主要借助惯性力, 小于0.5微米的颗粒物主要靠滤料及被过滤下来的颗粒表面的拦截和附着作用过滤下来, 净化效率随颗粒层厚度增高而提高。颗粒层除尘器按其功能可分为单颗粒层除尘器和组合颗粒层除尘器两种。

3.3 静电除尘

利用高压电场产生的静电力 (库仑力) 的作用从气流中分离悬浮粒子 (尘粒或液滴) 的一种方法。静电除尘主要通过粒子荷电、沉降和清除三个阶段实现颗粒污染物与气流的分离。静电除尘常用的设备为电除尘器, 工业上应用最广泛的是单区电除尘器, 即使粒子带电的电离作用与带电粒子的集尘作用在同一电场中进行。电除尘器是一种高效除尘装置, 对细微尘粒及雾状液滴捕集性能优异, 除尘效率达99%以上, 对于0.1微米以下的尘粒, 仍有较高的去除效率。

3.4 湿式除尘

也称为洗涤除尘。该方法是用液体洗涤含尘气流, 使尘粒与液膜、液滴或气泡碰撞而被吸附, 凝聚变大, 尘粒随液体排出, 气体得到净化。由于洗涤液对多种气态污染物具有吸收作用, 因此它能净化气体中的固体颗粒物, 又能同时脱除气体中的气态有害物质, 某些洗涤器也可以单独充当吸收器使用。湿式除尘主要通过惯性碰撞、扩散、凝聚、粘附等作用来捕获尘粒。湿式除尘常用的有喷淋塔、填料塔、泡沫塔、卧式旋风水膜除尘器、中心喷雾旋风除尘器、水浴式除尘器、射流洗涤除尘器、文丘里洗涤除尘器等。湿式除尘器结构简单、造价低、除尘效率高, 在处理高温、易燃、易爆气体时安全性好。不足是用水量大, 易产生腐蚀性液体, 产生的废液或泥浆进行处理, 并可能造成二次污染。

3.5 粉尘与烟气处理

对于工业, 特别是有燃烧设备的生产工业来讲, 粉尘和烟气的控制尤为重要, 对粉尘和烟气的净化处理主要有三种途径:一是洗涤吸收技术, 典型装置是烟气洗涤塔;二是吸附技术, 典型装置是过滤层净化器;三是催化处理技术, 典型装置有催化燃烧器、热催化器等。焚烧处置技术对环境的最大影响是尾气造成的污染, 为了防止二次污染, 城市固体废物的处理执行该方法时, 要提高工况控制和尾气净化, 这是减少该方法污染控制的关键。

4 结束语

目前的最新理论认为, 颗粒物首先影响人体的呼吸系统, 进而影响到心血管系统。目前也有发现, 颗粒物对人体的免疫、婴幼儿的生长发育、神经系统等都有影响。大气污染的来源和形成非常复杂, 目前对大气污染导致人体健康影响的认识还是在不断研究的阶段, 大气污染严重与否, 更重要的是供参照的空气质量标准制定是否严格, 建议政府要在增加监测数据和减少污染方面, 做更多努力。大气污染的控制难度相当大, 需要政府、公众、学术界的共同努力。

摘要：如今, 中国的大都市仿佛成了一个个小白鼠笼子, 多数茫然不知的人三年前从专家钟南山的一声断喝中得知, 城市除了供给居住的环境, 每日的饮食, 还给了人们慢慢变黑的肺。而罪魁祸首是确与我们生活休戚相关、却日益受到污染的空气。在关于PM2.5的争论中, 重新微观都市中一个个肺的变化, 斑斑黑点不会在短期内化为疾病, 但会提醒人们, 大气环境的恶化终将无声地作用在人类健康之中。本文通过对大气颗粒物污染的成因及危害进行分析, 并提出适合于我国城市现状的整改意见以及在工业面的处理技术。

关键词：大气颗粒物,污染危害,控制技术

参考文献

[1]曹守仁, 李淑敏, 姜玛丽.空气中可吸入颗粒物与苯并 (a) 芘分布的初步探讨[J].环境与健康杂志, 1985年02期.[1]曹守仁, 李淑敏, 姜玛丽.空气中可吸入颗粒物与苯并 (a) 芘分布的初步探讨[J].环境与健康杂志, 1985年02期.

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[3]郝吉明等.大气污染控制工程.高等教育出版社.百科论坛.[3]郝吉明等.大气污染控制工程.高等教育出版社.百科论坛.

大气颗粒物的分析技术与发展 第6篇

大气污染是全球许多国家和地区面临的最重要的环境问题之一。目前人们所关心的全球性问题, 像温室效应, 臭氧层破坏, 酸雨这些也无不与大气污染有关。大气污染之所以发展成为一个问题, 首先在于人们对能源的利用, 再就是城市人口的增加。大气颗粒物主要来自于化石燃烧、矿石冶炼、机动车等污染源的直接排放和SO2、N OX、N H3、V O CS等污染物的间接转化, 并且大气颗粒物因与人类呼吸道、心血管、支气管和哮喘等疾病关系密切而受到人们越来越广泛的关注[1]。

伴随人们对大气颗粒物污染的普遍关注, 大气颗粒物的分析技术也相应发展起来, 这些技术涵盖了大气颗粒物的采集方法、颗粒物中的微量金属元素、多环芳烃、有机碳和元素碳等的测定。大气颗粒物的分析技术是准确判定颗粒物污染特性的重要一环, 通过一系列的分析方法, 人们能够更加深入地了解颗粒物的性质, 为控制大气颗粒物污染提供依据和基础材料。

2 大气颗粒物中的微量金属元素分析方法

2.1 样品的采集与前处理

采集大气颗粒物时一般使用大流量或小流量采样器捕集颗粒物, 常用的滤料有滤纸、滤膜、滤筒[2]。在测定PM10和PM2.5时, 常使用称重法、β线吸收法、光散射法、压电晶体法和振荡天平法。大气颗粒物的采集是整个分析过程的第一个环节, 在采样时应充分考虑影响分析准确度的外在因素, 如根据测试地点和季节不同采用不同的仪器校正系数, 选用不同的滤膜材质等, 从源头上建立起与采样方法同步的质量控制措施。

样品的前处理技术主要包括全消解和酸浸提。全消解包括酸消解法和碱熔法, 消解方式包括电热炉、马费炉、高压密闭消解罐、微波消解等。全消解主要用于颗粒物中无机组分的分析, 常用在电感耦合等离子体发射光谱法和原子吸收法测试前的样品处理中。其中微波消解法在大气颗粒物预处理运用最为广泛。提取法适用于颗粒物中溶解性组分及有机组分的分析, 常用在气相色谱、气相色谱-质谱等测试前的样品处理中。提取法主要包括振荡提取法、真空升华法、索式提取法、超声提取法等。

2.2 大气颗粒物中微量金属元素的分析方法

大气颗粒物中常用的金属元素的分析方法包括原子吸收法、质谱分析法和电感耦合等离子体发射光谱法。原子吸收法的灵敏度、准确度均能达到环境分析要求, 是目前应用最广泛的方法。其他分析方法还包括X射线荧光光谱法、原子荧光光谱法等, 一般根据不用的监测需求和仪器设备水平, 可选择不用的分析方法。

2.2.1 原子吸收法 (A A S)

A A S法是测定金属元素的常用方法, 因为其具有操作简便、快速、抗干扰能力强的特点。李卉颖[3]等采用原子吸收光谱法测定了PM2.5中的重金属元素, 证明该方法简单方便可靠, 测试成本较低, 适合测定PM2.5中的镉和铅。为了解太原市采暖期大气颗粒物不同粒径中重金属的污染特征及其来源, 杨弘等采用原子吸收光谱法测定了样品中Fe、Pb、C u、N i、C r、C d、M n、Zn等8种元素的含量。

2.2.2 质谱分析法 (M S)

M S包括电感耦合等离子体质谱 (IC P-M S) 、激光微探针质谱 (LM M S) 、二次离子质谱 (SIM S) 、同位素稀释质谱 (ID-M S) 等。其中IC P-M S特别适合痕量金属元素的分析, 该方法特点为检测限低、线性范围宽、干扰少, 分析精密度高、分析速度快、稳定性良好、基体影响小、自吸现象少, 且可同时测试多种金属元素。高瑞英等用IC P-M S研究了不同粒径降尘中C u、Pb、Zn、C r的形态分布。W ang C X等用该法比较了北京与荷兰代夫特两个城市不同时期大气中C u、C o、Zn、Pb、C d等元素含量的差异, 并对差异原因进行了探讨。

2.2.3 电感耦合等离子体发射光谱法 (IC P-A ES)

IC P-A ES适用于大批量样品的测定, 具有多元素同时测定、操作简单、耗样量少、准确度高等优点。姚琳等采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法及电感耦合等离子体发射光谱法测定了2010~2011年杭州市3条典型道路两侧代表四个季节的细颗粒物中22种元素的质量浓度, 并分析了其时空分布规律、特征及来源。

2.2.4 其他方法

伴随人们对大气颗粒物中重金属有害元素的组成、质量浓度和分布状况的研究日益关注, 一些新的分析方法也被应用于该领域研究中[4]。梁淑轩等建立了微波消解预处理, 氢化物发生-原子荧光光谱技术测定大气颗粒物中的重金属元素A S、C d、Pb、H g和Zn的方法, 研究了保定市不同粒径颗粒物的浓度变化和季节、时空分布特征等变化规律。

3 大气颗粒物中多环芳烃的分析方法

空气中多环芳烃 (PA H s) 的分析方法是大气颗粒物组分研究的热点之一。常用的分析方法有气相色谱-质谱 (G C-M S) 、高效液相色谱 (H PLC) 及荧光分光光度法等。

3.1 气相色谱-质谱 (GC-MS)

G C-M S是G C与M S一体化的装置, 可同时完成定性和定量测试, G C-M S法广泛用于有机物的测试[5]。孙建林等利用G C-M S方法分析了卤代多环芳烃在深圳市大气颗粒物中的含量水平, 主要分析了其季节变化规律。王真真等收集了3种农作物秸秆玉米、水稻和小麦露天燃烧排放的颗粒物样品, 并利用G C-M S方法对样品中的34种多环芳烃 (PA H s) 进行分析, 研究颗粒态多环芳烃的排放因子及可用于源解析的诊断参数。

3.2 高效液相色谱HPLC

与G C相比, H PLC所分析的化合物不受其挥发性及分子量大小的限制[6]。H PLC可分为正相H PLC和反相H PLC (R P-H PLC) , 其中R P-H PLC更为流行。H PLC成功用于PA H s分离分析始于1971年, Schm it等首次用C 18键合固定相, 反相H PLC分离测定PA H s。之后, H PLC被迅速应用到PA H s的分析中, 已成为监测PA H s最重要有效的分析方法。用于H PLC的检测器有U V、荧光、电化学及化学发光检测器, 其中荧光检测器最常用。

3.3 其它分析方法

荧光光度法、超临界流体色谱 (SFC) 、薄层色谱 (TLC) 及毛细管电泳法 (C E) 也被应用于PA H s的分析。何立芳采用恒能量同步荧光光谱法测定了大气飘尘中的苯并[a]芘。

4 大气颗粒物中有机碳与元素碳的分析方法

随着人们环境保护意识的提高, 环境保护管理力度的加大, 大气颗粒物中有机碳与元素碳O C/EC监测的重要性和必要性日趋明朗。大气中含碳物质的分析方法主要有光学分析法、热学分析法以及热光结合分析法等。王月华等利用苏州南门国控子站的碳分析数据, 对三种黑碳浓度测量方法进行对比并分析其差异来源。

刘风娴等采集了朔州市区4个采暖期和非采暖期环境空气PM 2.5样品, 利用元素分析仪测定了其中有机碳与元素碳O C/EC含量, 并对碳组分的浓度水平、时空分布特征和主要来源进行了分析。

5 小结

由于大气颗粒物中的组分很好地代表了颗粒物的来源、危害, 所以对大气颗粒物组分的研究一直是一个热点问题。在开展对大气颗粒物的研究中, 人们相应地研发了一系列对大气颗粒物的监测分析方法, 这些方法有些已经趋近成熟而被广泛利用, 有些方法仍存在不足, 需要进一步的研究。研究该领域需要以化学、环境科学和数理统计学等基础学科作为基础, 还需要运用气象、生物、材料等方面的前沿理论和研究方法。采用多种方法的联用是大气颗粒物分析的主要发展方向, 准确分析测定大气颗粒物的组分, 这对防治大气颗粒物污染意义重大。

参考文献

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大气颗粒物污染对儿童健康的影响 第7篇

关键词：大气,颗粒物,疾病,死亡,儿童

大气是人类生存最重要的环境因素之一, 但是某些不定组分的非洁净空气对人类健康产生重要的影响。目前, 大家已普遍接受“接触室外污染空气可以引起多种急性和慢性疾病”的观点, 并认为这种污染暴露轻则对人体产生轻微的生理困扰, 重则导致因呼吸道和心血管疾病引起的死亡[1,2]。这一认识是基于对人群的流行病学观测性研究, 以及对动物和人群进行的实验室研究结果[3,4]而得出。据世界卫生组织估计, 全球每年有80万人的死亡和460万的寿命损失年 (lost life years) 与城市的大气污染有关, 占全部的失能调整生命年 (DLA) 损失的5%左右。大气污染物是由诸多污染物质组成的复杂混合物, 但是目前公认的各种大气污染物中, 颗粒物与人体健康效应各终点的流行病学联系最为密切。在儿童关键发育期, 大气颗粒物污染可能对其呼吸系统的健康造成持续性危害。而儿童活泼好动的天性使他们要比成人花费更多的时间在户外活动上, 特别是夏季以及傍晚[5]。因此, 儿童比成人更容易暴露在颗粒物污染中, 从而受到侵害[6]。目前在国内、外的健康效应研究中, 更加重视大气颗粒物污染对儿童健康的危害[7,8]。

大气颗粒物暴露对儿童健康的影响除去死亡这种最严重、最易识别的不良健康效应之外, 美国的胸科协会 (ATS) 提出还应包括临床的一些症状和效应 (如门诊量增加、肺功能下降等) , 并应该重视由此带来的亚临床症状和生存质量的下降[9]。本文从儿童人体功能、儿童疾病发生、症状发生率以及死亡率等不同的健康效应终点, 多方面讨论大气颗粒物污染对儿童健康损害的影响。

1 对儿童身体功能的影响

大气颗粒物污染对儿童身体功能影响主要包括肺功能和免疫功能, 肺功能是评价空气污染对呼吸系统的影响和反映肺部疾患的早期效应指标[10,11,12]。国外很多研究都发现, 大气颗粒物污染与儿童肺功能低下或肺功能发育缓慢有关系[13], 或者改善空气质量与儿童肺功能增强有相关性[14]。1999年Marike等[7]在荷兰进行的一项有关PM10对人体最大肺活量影响的研究发现, 大气中PM10增加100 μg/m3, 会导致易感儿童最大呼气速率 (PERF) 下降10%以上的概率增加37%。胡伟等[15]通过对4个城市的城区和郊区的8 所小学生进行肺功能的队列测试和逐步回归统计分析发现, 空气颗粒物对儿童1 s用力呼气容积 (FEV1) 、用力肺活量FEV1、FVC和FEV1/FVC都有显著的不利影响, 大气悬浮颗粒物 (TSP) 对FEV1、FVC有较强的交互影响作用, 而PM10与PM2.5对儿童肺功能的交互作用较弱, 并提示燃煤会加重空气颗粒物污染, 特别是粒径大的颗粒物对儿童肺功能的不利影响。高红霞等[16]对唐山市学龄儿童肺通气功能的多因素分析结果显示, 大气颗粒物污染可导致大气道的功能下降, 同时室内和室外空气污染因素的共同作用致使反应小气道功能的明显降低。

反映儿童免疫功能改变的指标有SIgA、唾液溶菌酶、IgE, IgB, IgG, 血清补体等[17,18]。席淑华等[19]对某市随机抽取的300名小学生进行了免疫功能的测定, 发现重污染区儿童唾液中SIgA (72.25 IU/mL) 显著低于轻污染区儿童 (91.86 IU/mL) , 大气颗粒物污染对儿童非特异性免疫功能的影响与年龄、接触污染物的时间和浓度有明显的正相关关系。国外的一些流行病学调查[20]发现, 工业化国家空气污染严重的地区过敏性疾病的患病率升高, 同时发现悬浮颗粒物可以使大鼠IgE抗体的产生增加, 人体鼻腔灌洗液中总IgE和特异性IgE的水平升高。Polosa[21]认为, 随着城市化的进程和交通运输的发展, 由汽车尾气带来的交通污染是过敏性疾病的主要危险因素, 由汽车排出的颗粒物污染可以介导过敏性炎症、增强IgE应答和提高气道的超敏反应。大气污染还可使儿童机体免疫监视功能低下, 导致机体对感染其他疾病的抵抗力降低。长期生活在颗粒物污染环境中的儿童在未出现临床症状前, 机体免疫功能已有不同程度的降低。

2 对儿童疾病发生的影响

国内研究显示, TSP能够使起某些呼吸系统疾病 (慢性阻塞性肺病 (COPD) 、肺炎、支气管炎、细支气管炎、慢性支气管炎) 发生的危险性增加, 在不同地区均得出了阳性结论[22,23,24]。国外此类研究也得出了一些阳性结论, 如Manfred等[25]对维也纳城市和农村的研究显示, 大气中PM2.5增加10 μg/ m3, 呼吸系统疾病的发病率增加5.5%～5.6%和9.9%～10.5%。但对TSP能否引起哮喘发生的危险度增加还没有定论, 在检索到的相关国内文献[22,23,24]并不支持此观点。尽管2002年美国纽约进行的一项研究[26]显示, 在调整了社会经济条件的影响之后, 居住于繁忙交通线200 m内的儿童罹患哮喘的危险度比值比为1.93 (95%CI:1.13～3.29) , 但是尚没有确切证据说明这是由于大气颗粒物暴露引起的。而且这类研究大多也使用了生态学研究的方法, 自然污染区与对照区浓度的差异也是影响结果的因素之一[24]。

尽管大气颗粒物暴露对疾病发生的研究结果以阳性结论为主, 但是Matthew等[27]通过对加利福尼亚儿童哮喘发病率与CO, PM10, NO2, O3等各种大气污染物的时间序列分析发现, 1～18岁的儿童哮喘发病仅与CO浓度相关, 而与大气颗粒物暴露 (PM10) 无关, 这可能与研究对象的选择偏倚、所研究地区的颗粒物污染水平较低等因素有关, 具体原因还有待进一步研究。

3 对儿童身体症状发生率的影响

呼吸是大气中颗粒物和其他有害物质进入人体的主要途径之一, 呼吸系统是大气污染物直接作用的靶器官。大气污染刺激产生的症状主要以呼吸系统症状为主, 包括持续咳嗽、咳痰、喘鸣音、哮喘发作、呼吸困难等;也有部分研究以嗅觉减退、鼻部症状等一些非特异性症状作为健康效应指标。Gwynn[28]调查了489名50～70岁的成年人呼吸系统健康与大气污染的关系, 指出对成年人而言, 颗粒物污染只与先前具有呼吸系统症状的那部分人有关。因此, 对这一健康效应终点人们尤其重视对儿童的研究, 通过对涉及TSP与各症状出现率的研究结果汇总, 发现对咳嗽、咳痰的研究最多, 而且无论研究地区污染程度如何 (污染区最高污染浓度为1 020 μg/m3, 最低浓度为260 μg/m3;对照区最高污染浓度为590 μg/m3, 最低浓度为124 μg/m3) , 得出的结论无异。大多数的研究[29,30,31]认为, TSP污染能够引起咳嗽患病率增加。

对症状影响研究资料的收集多采用美国胸科医师协会 (American Thoracic Society, ATS) 国际公认的调查表, 由被调查者或其监护人填写。由于通过问卷获得的症状信息明显带有被调查者的主观意向, 所以对问卷所获得的信息是否真实可靠, 能否直接用于分析尚需要考证。

4 对儿童死亡率的影响

对于儿童来说生命的终结无疑是一件最为严重的事情。不幸的是, 近年来的研究发现, 较高的大气颗粒物污染水平与婴幼儿的死亡率升高存在显著的相关, 特别是与出生28 d之后的婴幼儿因呼吸系统疾病导致的死亡率关联尤为紧密[32,33]。这些研究所在区域的大气颗粒物污染情况较为严重。相比之下, 在污染较轻的美国, 学者研究发现, 除呼吸系统疾病导致的死亡外, 婴儿猝死综合征 (SIDS) 也是导致初生28 d之后婴幼儿死亡的重要原因[34]。但是在加拿大进行的一项研究则显示, 婴儿猝死综合征与NO2和SO2的短期暴露而不是颗粒物暴露相关[35]。这些研究的结果不同, 说明要阐明大气颗粒物污染与儿童死亡之间的关系还需要进一步的研究[36,37]。然而大气颗粒物污染对儿童死亡的影响集中于出生满28 d以后的婴幼儿阶段, 且呼吸系统疾病是一项引起死亡的重要原因, 是以往研究的一个重要的相似之处。Tracey等[38]还进一步发现, 出生时体重偏低或是患有支气管肺发育不良 (BPD) 的婴幼儿死亡与颗粒物污染关系更为紧密, 提示在不良大气环境下所应进行的防护重点。

人们对大气颗粒物污染导致的儿童或成人死亡的研究还大都集中在PM10上。不过最近一段时间不少研究认为可能直径更小的大气颗粒物PM2.5与死亡的健康效应的关联更为紧密[39,40], 因为PM2.5主要来源于汽车尾气、木柴燃烧等燃烧过程不全而不是地壳机械颗粒, 使其毒性更大[41]。

在大气颗粒物污染引起的儿童死亡过程中, 气象因素也可能起到了相当大的促进或制约作用。新德里的一项研究[42]就关注了温度与颗粒物对儿童死亡关系的影响, 研究清楚显示了儿童死亡率的季节性波动与气温等环境因素的关系, 特别是在冬季, 儿童死亡率受到极低气温与高浓度TSP暴露的双重影响, 这一现象在全人群或其他年龄组居民死亡率与颗粒物暴露的研究中均未发现[43,44]。说明了大气颗粒物暴露与儿童健康效应终点之间关系的复杂性, 今后的研究只有充分考虑到各种混杂因素的影响, 才能逐步揭示出两者之间关系的真实面目与内在机理。

大气悬浮颗粒物 第8篇

兰州市位于狭长的河谷地带,是我国西北地区较为重要的工业基地,长期以来由于石油化工冶金等工业生产和煤炭燃烧以及不易扩散的地理位置,导致兰州市的空气污染严重,尤其在冬季供暖期间,受煤炭燃烧供暖和大陆季风的影响,使得兰州的空气质量进一步恶化。2011年12月12日至14日兰州市出现了灰霾天气,能见度不到2000m,这与大气中的PM2.5有密切的关系,这更加引起我们对兰州供暖期间的空气质量的关注。未见文献对兰州市供暖期前中后三期的大气污染物进行系统的研究和比较,对兰州冬季供暖期间二氧化硫变动情况的研究也鲜见报道。

1数据来源和方法

设计兰州市内采样点3个,城关区采样点2个(分别位于东方红广场和甘肃省分析测试中心院内);安宁区采样点1个(安宁区费家营附近)。由于兰州市的供暖期为每年11月份至次年3月份,本项目供暖前、供暖期和供暖后三阶段采样时间分别为2013年9月份、2014年2月份和2013年4月份,每个阶段采样时间为7d,每天的采样时间不少于12h。PM10和PM2.5测定方法采用《HJ618-2011环境空气PM10和PM2.5的测定重量法》,SO2测定方法采用《HJ482-2009环境空气二氧化硫的测定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法》。

2结果

2.1大气颗粒物分布与变化观测结果

图1为PM10在兰州市供暖前、供暖中和供暖后大气中含量变动情况示意图。图1(a)表明供暖前大气中PM10主要在0.1~0.5之间变动,更为集中的分布在0.1~0.3之间,在2013年9月16日1号点位上采集到1.099的个别高值数据。图1(b)表明,供暖中大气中PM10主要在0.1~0.25之间变动,更为集中的分布在0.15~0.2之间,在2014年2月21日3号点位上采集到0.018的个别低值数据。图1(c)表明供暖后大气中PM10主要在0.05~0.25之间变动,更为集中的分布在0.05~0.15之间,在2014年4月16日3号点位上采集到0.480的个别高值数据。

由图1可知,在兰州市2013-2014年的供暖期间,PM10的含量变动情况较为明显,供暖后含量最低,供暖期次之,供暖前含量最高。这个结果与汪永英等[7]的研究结果是一致的。

图2为PM2.5在兰州市供暖前、供暖中和供暖后大气中含量变动情况示意图。图2(a)表明,供暖前大气中PM2.5主要在0.02~0.22之间变动,更为集中地分布在0.04~0.15之间,在2013年9月23日2号点位和9月24日1号点位上分别采集到到0.670和0.580的个别高值数据。图2(b)表明供暖中大气中PM2.5主要在0.02~0.11之间变动,更为集中的分布在0.04~0.08之间。图2(c)表明供暖后大气中PM2.5主要在0.04~0.35之间变动,在2014年4月24日3号点位上采集到0.777的个别高值数据。

由图2可知,在兰州市2013年至2014年的供暖期间,PM2.5的含量变动情况较为明显,供暖中含量最低,供暖前次之,供暖后含量最高。

2.2大气污染物中SO2含量观测结果

图3为SO2在兰州市供暖前、供暖中和供暖后大气中含量变动情况示意图。图3(a)表明,供暖前大气中SO2主要在0.005~0.035之间变动,更为集中地分布在0.008~0.018之间,在2013年9月12日1号点位上采集到0.056的个别高值数据。图3(b)表明,供暖中大气中SO2主要在0.15~0.45之间变动,更为集中的分布在0.15~0.25之间,而在0.38~0.45的分布区间出现的6个高值点位,其中5个值均在1号点位采集,一个在2号点位采集。图3(c)表明,供暖后大气中SO2主要在0.001~0.01之间变动,在2014年4月23日1号点位、4月26号1号点位和4月27日2号点位上分别采集到的0.032、0.041、0.021的个别高值数据。

由图3可知,在兰州市2013-2014年的供暖期间,SO2的含量变动情况较为明显,供暖后含量最低,供暖前次之,供暖中含量最高。这个结果与翟广宇等[8]的研究结论是一致的。

3讨论

由于兰州市地处狭长的河谷地带,特殊的地理位置和季节风向导致兰州在空气质量防控中处于被动地位。从本文研究数据来看,2013-2014年兰州市供暖期间,空气质量得到了部分的改善。PM10和PM2.5的含量变动情况虽然较为明显,但是区间范围的变动值(PM10为0.05~0.3mg/m3、PM2.5为0.02~0.35mg/m3)为与现行《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二类区二级浓度限制日均值(PM10为0.15mg/m3、PM2.5为0.075mg/m3)相比,供暖前、供暖中和供暖后,部分天数的采样点位上测量PM10和PM2.5均有超标的情况出现,这个结果与翟广宇等[8]的研究结论类似,且本研究检测值低于翟广宇等人的检测值。SO2的变动范围为0.001~0.45mg/m3,现行《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二类区二级浓度限制日均值为0.15mg/m3,然而,即使出现若干个较高的检测值,SO2在供暖前和供暖后仍未超标,而供暖中,SO2检测值均显著超标,部分点位检测结果是国标的3倍之多,这与叶辉等[9]在贵阳市供暖期间的研究结果一致,他们研究发现贵阳市SO2污染浓度随时间变化呈现明显的规律,采暖期SO2浓度为非采暖期的2.2倍。

PM10和PM2.5的检测结果表明,2013-2014年兰州市供暖期间,PM10和PM2.5的沉降速率是完全不同的,其原因可能与季风风向、污染源排放与分布等有关,这可能导致在研究期间空气中PM10与PM2.5的含量表征不同步,即空气中PM10含量高时,PM2.5不一定含量高,反之亦同。而翟广宇等[8]的研究结果表明,PM2.5与PM10质量浓度比值均在0.4与0.5之间,呈一定的线性关系,这与此项研究检测值不一致,可能是本课题下一步的切入点和研究重点。SO2检测结果表明,2013-2014年供暖期间,有可能烧煤取暖可能仍旧占据较大的比重,当然,也可能是由于采样点周边部分工业企业冬季作业排污所造成的。

在颗粒物检测中,部分点位出现个别离群值的情况,因为环境检测中颗粒物检测要求是在高点室外进行,且受天气状况影响较大,所以认为,离群值的出现是合理的,虽然不能表征该区域颗粒物总体特征,但也可以表征采样时该采样点的局部性空气质量状况。经查资料和对照采样记录表,发现离群值采集当天,兰州均有轻微沙尘暴天气出现,这与采样值是对应的。该结果也可以作为马丽梅等[10]研究结果的佐证,他们认为不同区域的PM10的交互影响存在着“负效应”,这种“负效应”具有短期性,与“溢出效应”可能存在联系。

值得一提的是,本次研究采样时间为早上7点到晚上7点,12h的采样时间均为白天,所以,此次检测数据只能表征兰州市白天的空气状况,由于夜间车少人稀,工业企业很少生产,颗粒物检测值含量较高也在情理之中。

4结论

兰州市供暖期间,空气中颗粒物的含量仍有部分超标的情况出现,供暖中SO2含量显著超标,改变产业结构,逐步取代燃煤供暖,采用天然气供暖或许是减少SO2含量的有效方式。

摘要：通过合理布置采样点,对兰州市2013年和2014年供暖前、供暖期、供暖后大气颗粒物PM10、PM2.5和SO2含量进行分析,以便了解供暖期间产生的废气和烟尘对兰州大气的影响。结果表明在兰州市2013—2014年的供暖期间,PM10、PM2.5和SO2的含量变动情况较为明显,PM10在供暖后含量最低,供暖期次之,供暖前含量最高。PM2.5在供暖中含量最低,供暖前次之,供暖后含量最高。SO2在供暖后含量最低,供暖前次之,供暖中含量最高。可见,颗粒物仍是兰州市环境空气质量的晴雨表,SO2在供暖中仍有显著超标。上述结果为兰州市大气污染的监测与治理及大气污染预报提供了重要的依据。

关键词：PM10,PM2.5,SO2,环境污染

参考文献

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