北方某市区大气颗粒物污染特征与化学组分解析

摘要

因北方城市的特殊地理位置使得 A市的大气颗粒物的污染特征与全国其他城市,特别是南方城市会有所差异。本次研究重点研究了大气颗粒物 TSP、PM10和PM2.5的污染特征,确定A市首要大气污染物,重点研究首要污染物中离子、金属和有机物多环芳烃(PAHs)的污染特征,并根据比值法和因子分析法确定大气颗粒物的主要污染来源及其贡献比值,为以后 A市有效控制大气颗粒物污染、保护人类健康提供科学依据。
　　本次研究于2009年一年时间,在A市某大学二校区内对大气颗粒物进行连续采样,采样仪器为武汉天虹TH150型和及TSP-100、PM10-100、PM2.5-100型大气可吸入颗粒物切割器采样头(直径为88mm)。对每个样品中的TSP、PM10和PM2.5进行质量浓度分析,通过TSP、PM10和PM2.5之间的相关性分析,确定了A市首要大气污染物为PM2.5,研究了PM2.5中的水溶性离子成份、金属无机元素和多环芳烃(PAHs)的污染特征。研究结果显示:TSP、PM10和PM2.5的质量浓度年均值分别为:288.76μg/m3、214.81μg/m3和144.89μg/m3;其随时间变化为采暖期大于非采暖期,季节变化趋势为冬季>春季>秋季>夏季。
　　采用利用等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)、离子色谱仪(IC)和纳什试剂分光光度法分别测定了 PM2.5中的阳离子、阴离子和 NH4+,其结果显示水溶性阴离子的质量浓度由高到低的顺序为SO42->NO3->Cl->F->NH4+,阳离子质量浓度的顺序为 Ca2+>K+>Na+>Mg2+,SO42-、NO3-和 NH4+是 PM2.5中水溶性离子的主要组成部分,占总离子质量浓度的70％以上;用ICP-AES测定了PM2.5中金属元素,从结果可看出20种金属元素的质量浓度从高到底的顺序依次为:Ca>S>Na>Si>K>Fe>Mg>Zn>Al>Ti>Pb>Cu>Ba>Mn>Cr>As>Ni>Cd>Sr>V。
　　PM2.5中PAHs的分析过程为索氏提取→旋转蒸发→硅胶洗脱→旋转蒸发→氮吹浓缩→装瓶用GC/MS测定,其结果如下:总年均值为为78.61ng/m3,其四季分布特征为冬季(213.57ng/m3)>春季(43.56ng/m3)>秋季(40.42ng/m3)>夏季(15.41ng/m3),对于单体PAHs年均质量浓度分布趋势为4环>5环>6环>3环>2环,含4环的PAHs占ΣPAHs的44.80%,5环的为26.71%,6环为16.10%,3环的为10.34%,2环的最低仅为0.23%;通过对PAHs各项特征化合物的特征值进行分析,得出 A市为燃烧源和汽车尾气污染源为主的复合型污染来源,因子分析结果与A市能源结构功能相符。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 大气颗粒物研究历程

1.3 PM2.5的国内外研究现状

1.4 大气颗粒物中PAHs研究进展

1.5国内外PAHs研究现状

1.6 课题研究的目的、意义及内容

第2章 研究方法

2.1 A市气候条件

2.2 样品采集

2.3 大气颗粒物样品分析

2.4 数据处理理论分析

第3章 大气颗粒物的污染特征

3.1 引言

3.2 TSP和PM10总体污染特征

3.3 PM2.5的总污染特征

3.4 TSP、PM10和PM2.5的相关性研究

3.5 A市空气污染指数

3.6 本章小结

第4章 PM2.5中水溶性离子和无机元素特征分析

4.1 PM2.5中水溶性离子成份特征分析

4.2 PM2.5中无机元素特征分析

4.3用因子分析方法对无机元素进行来源解析

第5章 PM2.5中多环芳烃来源解析

5.1 PAHs季节变化特征

5.2 用比值法分析多环芳烃的来源

5.3 因子分析法解析大气颗粒物PAHs的主要污染来源

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及其他成果

声明

致谢

个人简历