上海市霾与非霾期间大气中PM10和PM2.5污染特征研究

摘要

本文通过分析大气颗粒物中的化学组分，探究其污染特征与影响因素,为深入了解霾污染形成过程以及霾污染的防治提供科学依据。
　　本文于2012年11月至2013年3月期间在上海市徐汇区环境监测站七楼楼顶对大气颗粒物PM2.5和PM10同时进行手工采样，得到霾日与非霾日的滤膜样品，经实验分析数据处理后，将PM2.5和PM10中水溶性无机离子、重金属的污染特征进行对比分析研究，以及对PM2.5和PM10中重金属进行健康风险评价，主要获得如下结论：
　　PM2.5和PM10在霾期间的平均质量浓度为（114.0±36.9）和(162.7±53.2)μg/m3，分别为非霾期间的2.72和2.48倍，PM2.5和PM10中水溶性阴离子在霾期间的浓度均值为51.0和60.6μg/m3,分别为非霾期间的2.70和2.58倍，从而推断颗粒物的质量浓度和水溶性阴离子在霾期间得到了富集，且PM2.5中水溶性阴离子富集程度更大。
　　霾期间PM2.5和PM10中NO3-/SO42-的平均比值均大于1，明显高于非霾期间，表明流动源排放贡献大于固定源，流动源所排放的污染物在霾期间占主导地位。通过分析霾动态变化过程，PM2.5和PM10中水溶性阴离子在霾周期和霾响应期动态变化趋势基本一致，颗粒物的质量浓度、NO3-、SO42-和C1-在霾污染变化过程中发生较大变化。霾周期持续时间越长，PM2.5质量浓度、NO3-、C1-累积程度越大。
　　霾与非霾期间PM2.5和PM10中所测的六种重金属平均浓度由高到低依次为Fe>Zn>Pb>Cu>Cr>Cd。霾期间PM2.5和PM10中重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Cd的平均质量浓度均高于非霾期，表明这些重金属元素在霾期间明显得到富集。通过富集因子法分析Zn、Pb、Cu、Cr、Cd在颗粒物PM2.5中的富集因子大于PM10,说明重金属元素在细颗粒物中富集效应更明显，因此细颗粒物产生的危害更大。利用地积累指数法对颗粒物中重金属评价得到，PM2.5中除了未受到Cr污染外，均受到Zn、Pb、Cu、Cd的污染，污染程度依次为CuPb>Cu>Zn>Cr。
　　霾与非霾期间颗粒物PM2.5和PM10中的Cr、Cd不具备致癌风险。5种重金属Zn、Pb、Cu、Cr、Cd的非致癌危害指数均小于1，可认为风险较小，对人体基本不会造成危害。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究进展

1.3 选题意义及研究内容

2 样品采集与分析

2.1 样品采集

2.2 大气颗粒物PM10和PM2.5质量浓度的分析

2.3 大气颗粒物PM10和PM2.5中水溶性无机离子分析

2.4 大气颗粒物PM10和PM2.5中重金属元素分析

3 霾与非霾期间PM10和PM2.5的质量浓度污染特征

3.1研究方案

3.2 霾与非霾期间PM10和PM2.5的污染特征及浓度关系

3.3 PM10和PM2.5的质量浓度与国内外城市对比分析

3.4 霾与非霾期间PM10和PM2.5质量浓度与气象因子的相关性分析

3.5 本章小结

4 霾与非霾期间PM10和PM2.5中水溶性无机离子污染特征

4.1 研究方案

4.2 大气中PM10和PM2.5中水溶性无机离子污染特征

4.3 霾污染动态变化过程中PM10和PM2.5的水溶性无机离子的特征分析

4.4 霾与非霾期间PM10和PM2.5中硫酸盐与硝酸盐污染特征

4.5 烟花集中燃放时PM10和PM2.5水溶性无机离子污染特征

4.6 本章小结

5 霾与非霾期间PM10和PM2.5中重金属元素污染特征

5.1 研究方案

5.2 霾与非霾期间PM10和PM2.5中重金属污染现状分析

5.3 霾与非霾期间PM10和PM2.5中各重金属污染水平评价

5.4本章小结

6 PM10和PM2.5中重金属的健康风险评价

6.1 研究方法

6.2 健康风险评价

6.3 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

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