猪场氨气排放对大气细颗粒物浓度与化学成分的影响

摘要

随着我国养猪业规模扩大,猪场NH3排放量在逐年增加,对大气PM2.5和灰霾的形成产生重要影响.为探索猪场NH3排放规律以及对场内外大气PM2.5质量浓度和化学成分造成的影响,于2017.7.13-2017.7.19使用固定式NH3在线检测仪和大气PM2.5在线监测分析仪连续一周监测太原市尖草坪区某猪场内外NH3和PM2.5质量浓度,并采用改进的MAY七级冲击式采样器和滤过式中流量大气PM2.5采样器分别采集猪场内外的大气PM2.5单颗粒和全样样品,通过离子色谱仪测定PM2.5中水溶性无机离子浓度,通过电子探针微区分析技术(EPMA）分析颗粒物的形貌、混合状态和X-射线元素特征,利用相关分析等方法研究猪场NH3浓度变化与大气PM2.5浓度和成分变化之间的关系.结果显示:(1）猪场外和猪场内NH3浓度的日均值分别为5.37±0.35mg·m-3和7.49±0.37mg·m-3,它们的分时变化趋势一致,而猪场外和猪场内大气PM2.5浓度的日均值分别为93±1.8μg·m-3和81±5.5μg·m-3,猪场内外NH3浓度与大气PM2.5浓度显著相关;(2）猪场内外大气PM2.5水溶性无机离子中NH4+均与SO42-和NO3-显著相关,且[NH4+]/[SO42-]比值大于1.5;(3）猪场内矿物尘、碳质颗粒和二次气溶胶相对丰度分别为37.6％-61.5％、25.9％-49.6％、20.0％-24.9％,猪场外分别为37.1％-58.9％、26.0-47.4％、8.2％-13.5％,猪场内二次气溶胶的数量显著大于猪场外,且含氮颗粒出现频率以及含氮颗粒中氮元素原子浓度显著高于猪场外(P<0.05）,说明猪场NH3排放不仅可以增大猪场周围大气PM2.5质量浓度,而且使大气PM2.5中二次气溶胶和含氮颗粒明显增多,使颗粒物的老化进程加速.