济南市环境空气细颗粒物(PM10和PM2.5)污染特征研究

摘要

可吸入颗粒物PM10是目前我国城市大气环境的首要污染物，尤其是空气动力学直径小于2．5μm的颗粒物（PM2．5）在我国许多大中城市大气中超标十分严重，目前已引起国内外政府及研究部门的高度重视。 本文选取扬尘、土壤尘、黄河沙、建筑尘、机动车尾气尘、煤烟尘、拆迁废料、钢铁尘、道路尘和烹调尘共十类污染源作为济南市大气细颗粒物的排放源类，并分别测定了各种源样品的物理特性和化学特性。用干法激光粒度分析仪、带能谱的扫描电镜（SEM—EDX）等分别测定了济南市大气细颗粒物的污染源样品的粒径分布、形貌等物理特性，得出黄河沙粗颗粒的d50最大，扬尘粗颗粒的d50最小，扬尘的比表面积最大，黄河沙最小。同时还测定了大气颗粒物源样品的真密度、含水率、润湿性等物理特性。采用ICP—AES法主要测定了污染源样品粗细颗粒的Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Pb共17种无机元素，采用离子色谱法测定了Cl—、NO3—和SO42—，采用碳分析仪测定了粗细颗粒物的TC和OC，结果表明各污染源粗细颗粒中无机元素、离子成分和碳组分等均不同。 采用美国Anderson公司的RAAS—400四通道颗粒物膜采样器采集环境受体样品，选择采暖季（11月—次年3月）和非采暖季（4月—6月）作为采样季节。采用美国MSP公司生产的宽范围颗粒物粒子分析仪来测量颗粒物空气动力学直径10nm到10μm之间的颗粒物个数浓度，其颗粒物谱分布特征为气溶胶粒子主要集中在积聚模态（0．1—2μm），在粒径约0．4—0．6μm附近达到一个极大值，说明济南市大气颗粒物在空气中主要以细粒子PM2．5的形式存在。环境受体细颗粒物的SEM—EDX形貌主要包括烟尘集合体、燃煤飞灰、矿物颗粒、生物颗粒物等，多见细粒子的烟尘集合体，形状为规则的球形颗粒。通过环境受体化学特性的测定，建立了济南市环境空气细颗粒物的成分谱库，采暖季与非采暖季环境受体的各化学成分含量大致趋势一致且采暖季各成分谱含量基本上都大于非采暖季各成分含量。济南市细颗粒物PM10和PM2．5污染呈现出时空分布规律，不同监测点位的颗粒物浓度不同，不同采样季节污染物浓度也不同，采暖季的污染均比非采暖季严重。济南市污染物浓度值的小时变化出现双峰污染状态。 最后提出济南市大气细颗粒物的污染防治对策，首先是摸清济南市大气细颗粒物的各种来源、粒径分布和时空分布特征。防治扬尘和机动车尾气尘污染是济南市细颗粒物污染防治的重点，因此本论文的研究对济南市环境空气细颗粒物的污染研究与防治具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符号说明

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.1.1大气颗粒物的分类

1.1.2大气颗粒物对环境和人体健康的影响

1.1.3细颗粒物PM10和PM2.5的来源

1.1.4细颗粒物PM10和PM2.5的环境标准

1.2文献综述

1.2.1细颗粒物PM10和PM2.5危害的研究进展

1.2.2细颗粒物PM10和PM2.5源解析技术的研究进展

1.2.3细颗粒物PM10和PM2.5基本特性的研究进展

1.2.4细颗粒物PM10和PM2.5污染特征及现状的研究进展

1.3选题的意义

1.4主要的研究内容

1.4.1污染源样品基本特性分析

1.4.2环境样品基本特性分析

1.4.3济南市环境空气细颗粒物PM10和PM2.5污染特征研究

1.4.4济南市环境空气细颗粒物PM10和PM2.5污染控制对策研究

1.4.5结论与建议

1.5研究的技术路线

第二章 污染源样品基本特性分析

2.1污染源样品采集

2.1.1污染源样品的采集原则

2.1.2污染源样品的采集

2.2污染源样品的前处理

2.2.1滤膜的处理和采样

2.2.2污染源样品采集和处理的质量控制

2.3污染源样品基本特性分析

2.3.1几何特征分析

2.3.2污染源样品的物理特性分析

2.3.3污染源样品的化学特性分析

第三章 环境大气颗粒物基本特性分析

3.1环境采样点位的布设与样品采集

3.1.1环境样品的采集

3.1.2环境点位的布设

3.1.3环境受体样品采集过程中的质量控制

3.1.4环境样品称量过程中的质控

3.2环境大气颗粒物几何特性分析

3.2.1 PM2.5谱分布特征

3.2.2微观形貌分析

3.3环境大气颗粒物化学特性分析

3.3.1采暖季环境受体PM2.5的化学特性分析

3.3.2非采暖季环境受体PM2.5的化学特性分析

第四章 济南市环境空气细颗粒物污染特征研究

4.1空气颗粒物的时空分布特征

4.1.1 PM10浓度时间分布特征

4.1.2 PM10浓度空间分布特征

4.1.3 PM2.5浓度时空变化规律

4.2 PM10与PM2.5污染水平及其关系

4.3 PM2.5的浓度与气象要素的关系

4.3.1温度、湿度与PM2.5浓度的关系

4.3.2 PM2.5污染与能见度的关系

4.3.3 PM2.5污染与风速的关系

第五章 济南市环境空气细颗粒物污染控制对策研究

5.1摸清空气细颗粒物各种来源的粒径分布

5.2杜绝济南市近郊生物质的露天燃烧

5.3控制大气细颗粒物二次粒子的污染

5.4济南市扬尘污染的控制措施

5.5加强济南市近郊的生态建设

5.6加强机动车尾气尘的防治工作

第六章 结论与建议

6.1结论

6.2创新点

6.3建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文