近年來,城市灰霾和大氣細顆粒物(PM2.5,空氣動力學直徑<2.5μm的顆粒)污染逐漸成為人們關注的焦點,政府和民眾對它們的產(chǎn)生和治理都非常重視。作為能源重化工基地的太原市,由于城市化進程的不斷推進、機動車輛的大量增加,城區(qū)的大氣污染出現(xiàn)了新的特征,大氣污染類型由典型的煤煙型發(fā)展成為煤煙加機動車尾氣復合型,大氣PM25污染嚴重,常有灰霾天氣發(fā)生。本文的主要目的是研究太原市灰霾發(fā)生期間大氣PM2.5質(zhì)量濃度和化學成分變化規(guī)律,為制定大氣污染防治措施、保護人民身體健康奠定基礎。 于2011年12月30日下午16時至2012年1月3日上午4時在山西大學環(huán)境與資源學院5層樓頂進行采樣,每隔4小時采樣一次,采樣儀器為TH-150CⅢ中流量大氣PM2.5采樣器(采樣膜為石英纖維濾膜,直徑90mm)和改進的MAY七級沖擊式采樣器(采樣膜為鋁箔和銀箔,分別采集0.25～0.5、0.5～1、1～2、2～4μm四種粒徑范圍的顆粒),得到樣品21組,其中灰霾期間16組,非灰霾期間5組。同時,使用便攜式氣溶膠在線監(jiān)測儀(TSI8530)對大氣PM25質(zhì)量濃度進行實時監(jiān)測。采集的顆粒物樣品用原子吸收儀測定重金屬含量、用離子色譜儀測定陰離子和陽離子含量、用碳分析儀測定有機碳(OC)和元素碳(EC)的比值、用場發(fā)射掃描電鏡測量顆粒大小、形貌和X-射線能譜,結果表明：(1)灰霾期間大氣PM2.5平均濃度達0.665±0.275mg/m3,是非灰霾期間的12.31倍,超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準日均濃度7倍多,污染狀況十分嚴重;(2)在灰霾發(fā)生期間,以Hg、Zn、Pb為代表的典型重金屬污染物以及硫酸鹽(SO42-)、硝酸鹽(NO3-)濃度升高明顯,反映了燃煤、機動車尾氣等人為活動對太原市大氣PM2.5的化學組成影響較大；(3)在1-4μm粒徑范圍內(nèi),與SO2、NO2等污染物發(fā)生反應的礦物塵顆粒(如方解石、白云石、鋁硅酸鹽)大量增加；在0.25～1μm粒徑范圍內(nèi),含(NH4)2SO4、NH4NO3、OC的液滴顆粒大量增加,單顆粒與“全樣”分析結果具有一致性。以上實驗結果說明灰霾天氣可促進大氣細顆粒物化學成分的轉化和新粒子的生成,使二次氣溶膠濃度顯著上升,該結論提示減少灰霾天氣的發(fā)生對于預防二次氣溶膠的產(chǎn)生、降低大氣PM2.5的濃度具有重要作用。 。

 

關鍵詞：灰霾;細顆粒物;化學成分;太原市; 

 

頁數(shù)：80

 

【學位級別】：碩士

 

文章目錄

 

中文摘要

ABSTRACT

第一章 緒論

    1.1 立題背景及依據(jù)

    1.2 灰霾天氣與大氣細顆粒物國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

        1.2.1 灰霾天氣概述

        1.2.2 大氣細顆粒物概述

        1.2.3 大氣細顆粒物的理化性質(zhì)

        1.2.4 大氣細顆粒物對氣候變化的影響

        1.2.5 大氣細顆粒物對人體健康的影響

        1.2.6 灰霾發(fā)生期間大氣細顆粒物的污染特征

    1.3 研究意義及研究內(nèi)容

        1.3.1 研究意義

        1.3.2 研究內(nèi)容

    1.4 創(chuàng)新點

    參考文獻

第二章 灰霾期間大氣細顆粒物(PM2.5)濃度變化研究

    2.1 引言

    2.2 實驗部分

        2.2.1 采樣儀器

        2.2.2 采樣時間和地點

    2.3 結果與討論

        2.3.1 采樣期間PM2.5質(zhì)量濃度的污染狀況

        2.3.2 采樣期間PM2.5質(zhì)量濃度分析

    2.4 小結

    參考文獻

第三章 灰霾期間大氣細顆粒物(PM2.5)全樣分析研究

    3.1 引言

    3.2 實驗部分

        3.2.1 實驗儀器與試劑材料

        3.2.2 采樣的時間和地點

        3.2.3 樣品的前處理

    3.3 結果與討論

        3.3.1 采樣期間PM2.5中重金屬元素的濃度分析

        3.3.2 采樣期間PM2.5中水溶性無機離子的濃度分析

        3.3.3 采樣期間PM2.5中含碳物質(zhì)的濃度分析

    3.4 小結

    參考文獻

第四章 灰霾期間大氣顆粒物的單顆粒成分研究

    4.1 引言

    4.2 實驗部分

        4.2.1 實驗儀器與材料

        4.2.2 采樣的時間和地點

        4.2.3 單顆粒采樣流程

        4.2.4 EPMA測量流程

    4.3 結果與討論

        4.3.1 顆粒物的類型及特征

    4.4 小結

    參考文獻

第五章 結論與展望

    5.1 結論

    5.2 建議

    5.3 展望

攻讀學位期間取得的研究成果

致謝

個人簡況及聯(lián)系方式

 

[1] 2011年冬季天津PM_(2.5)及其二次組分的污染特征分析. 姚青;韓素芹;蔡子穎.環(huán)境化學,2013

[2] 南北極大氣氣溶膠單顆粒成分特點研究. 耿紅;李屹;張志敏;盧鐵彥.中國環(huán)境科學,2012

[3] 佛山市冬季PM_(2.5)中重金屬元素的污染特征. 王晴晴;譚吉華;馬永亮;賀克斌;韋蓮芳;楊復沫;余永昌;王潔文.中國環(huán)境科學,2012

[4] 2009年8～9月成都市顆粒物污染及其與氣象條件的關系. 鄧利群;錢駿;廖瑞雪;佟洪金.中國環(huán)境科學,2012

[5] 西安冬、夏季PM_(2.5)中水溶性無機離子的變化特征. 楊素霞;曹軍驥;沈振興;劉隨心;張婷;王啟元;強娟;李文韜.環(huán)境化學,2012