邢台市区周边空气中土壤尘及其他尘源的化学元素分析

摘要

环境空气中存在多种污染物，如碳氧化物、氮氧化物、大气颗粒物、挥发性有机化合物等，其中大气颗粒物是由不同粒径的粒子通过复杂的化学、物理过程产生的，它已经成为影响人类健康的重要问题。有些城市已经开展了城市空气中颗粒物的分布特征、质量浓度、危害等各方面的研究工作，但是对源解析成分谱的研究很少。本论文研究邢台市大气环境中土壤尘及各种尘源的特点，提出如何准确建立环境空气中土壤尘及各种尘源的成分谱，以供本城市源解析研究工作使用。本论文根据邢台市区特点，选择8种尘源，研究每种污染源的特点，并采取了无机金属元素、水溶性离子及碳成分三类化学组分的分析方法对源与受体样品进行分析。
　　1、邢台市及郊区环境空气质量现状统计分析结果如下:
　　2013年，邢台市及周边地区的空气环境质量状况处在轻污染水平，其中:PM2.5超标现象最为严重，细颗粒物是邢台市的首要污染物。PM10和PM2.5达标天数仅分别为57和71天。2013年PM10、 PM2.5、 SO2、NO2高值都出现在采暖期节，采暖期明显高于非采暖期，这些数据反映了邢台市明显的煤烟型污染，燃煤是邢台市的主要污染，除燃煤之外，机动车排放的贡献也占了相当比例。PM10和PM2.5浓度大部分集中在高于二级标准的范围。1月份的各项指标超标严重，PM2.5超标率达到100％，PM10超标率为95％，SO2和NO2的超标率都达到90％以上，全年PM2.5和PM10的超标率都在60％以上。SO2和NO2的超标情况主要发生在1月、2月和10月份等采暖期。
　　2、颗粒物源采样方式结果如下:
　　根据邢台市城区能源消耗以及扩散条件，将邢台市城区PM2.5污染源分为土壤风沙尘、城市扬尘、道路尘、机动车尾气尘、煤烟尘、建筑尘、冶金尘、化工行业尘、二次无机粒子共9类污染源;本次研究采集大气颗粒物源累计63个样品，其中包括:土壤风沙尘7个、道路尘5个、煤烟尘18个、建筑尘15个、冶金尘12个、化工行业尘2个、城市扬尘4个。在邢台市选取了6个具有代表性的PM2.5受体采样点位。这里的点位包括了邢台市东部、南部、西部、北部、中部地区，概括邢台市地区发展的特点及地理特征;本次研究确定了对源与受体样品分析的分析方法，分别为无机金属元素分析方法、水溶性离子分析方法及碳成分分析方法三类化学组分的分析。
　　3、大气颗粒物源与受体成分谱的建立与分析结果:
　　本研究期间实地采集了邢台市土壤尘、城市扬尘、道路尘、煤烟尘、建筑尘、冶金（钢铁）尘、化工行业尘共7种颗粒物排放源类样品，其中机动车尾气尘源参考美国EPA的源成分谱数据库及公开发表的源成分谱，硫酸盐和硝酸盐二次无机粒子源谱分别以(NH4)2SO4和NH4NO3为代表，共建立了10种源类的成分谱;确定了土壤尘及其他尘源中的特征元素，其中扬尘中的Si、冶金尘中的Fe、煤烟尘中的Al、建筑尘中的Ca、硫酸盐中的SO42-、硝酸盐中的NO3-、机动车尾气尘中的OC为各类源中的特征元素;本次研究于两个季节（采暖期和非采暖期）开展了颗粒物的加强观测，并建立了受体成分谱。邢台市采暖期和非采暖期的PM2.5化学组成特征结果显示，硫酸盐、硝酸盐、铵盐、OC是最主要的化学成分，在采暖期所占比例最高，达到了75％，非采暖期则为67％，二次生成粒子所占比例较高。受体成分谱中，PM2.5各主量元素在不同季节所占的百分比有所差异，Al、Fe、Si、K、Ca、Cl-、SO42-:非采暖期＞采暖期，NH4+、NO3-、OC、EC:采暖期＞非采暖期。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 环境空气质量研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究目的与意义

1．4 研究内容与技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究技术路线

2 材料与方法

2．1 自然环境概况

2．1．1 地形地貌

2．1．2 气候

2．1．3 生态系统

2．2 采样及分析方法

2．2．1 土壤尘及其他尘源识别

2．2．2 土壤尘及其他尘源样品的采集

2．2．3 受体样品的采集

2．2．4 源与受体样品化学成分分析方法

3 结果与分析

3．1 空气质量现状及分析

3．1．1 大气污染物排放状况分析

3．1．2 大气污染排放与社会经济发展关系分析

3．1．3 环境空气质量状况及主要问题

3．2 源成分谱建立与分析

3．2．1 源成分谱数据

3．2．2 土壤尘及其他尘源主成分含量分析

3．2．3 土壤尘及其他尘源成分谱特征因子分析

3．3 受体成分谱建立与分析

3．3．1 受体成分谱数据

3．3．2 受体质量浓度特征分析

3．3．3 受体化学组成特征分析

3．3．4 受体化学特征主量成分分析

4 结论

参考文献

作者简介

致谢