珠三角地区空气pm25化学组成及污染状况毕业论文(编辑修改稿)

珠三角地区空气pm25化学组成及污染状况毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

图 3 微量振荡天平法颗粒物监测仪 配置膜动态测量系统的微量振荡天平法仪器在被美国环保署认可的仪器中是唯一一款采用颗粒物质量直接测量的仪器，膜动态测量系统的运用使仪器能够测得分析过程中挥发掉的挥发性和半挥发性颗粒物的质量，经过补偿后的数据更接近于标准称重法的测量结果，它的数据是自动法 颗粒物监测仪中准确度最高的 [13， 14]。 9 表 1 三种检测方法比较 检测方法 利用原理 灵敏度/ 特点 应用 重量法 β射线法 微量震荡天平法 重力 光学 力学 与天平有关 原理简单，数据可靠，操作较复杂 结果与颗粒物粒径颜色成分无关 结果与颗粒物粒径颜色成分无关，受湿度影响大 基本方法，膜捕集后可进行其他分析大气颗粒物，粉尘浓度的自动检测大气颗粒物，粉尘浓度的自动检测 多年来，美国环保署不断对颗粒物自动监测技术和设备进行评价和建议改进，积累了大量的测试数据和实验结果。 三种检测方法的对比如表 3 所示，经世界各国的权威检定机构及第三方监测机构的测试，微量振荡天平与膜动态测量系统联用技术与标准重量法数据的相关性最佳，在 94%～ 99%之间。 而 β射线技术的相关性在 77%～ 90%之间。 因此，微量振荡天平技术成为目前世界各国正在使用的颗粒物自动监测的主流技术。 美国环保署多年来始终在关键测试点位上，使用微量振荡天平与膜动态测量系统联用技术。 在美国 监测网络中约有 60%的微量振荡天平法监测仪。 其他方法 光散射的原理测定颗粒物浓度（未纳入标准）：该测定方法的原理是：空气中的颗粒物浓度越高，对 光的散射就越强。 测定光的散射后，理论上就可以算出颗粒物浓度，但在实际运用中，由于光的散射与颗粒物浓度之间的关系是受到诸多因素的影响，例如颗粒物的化学组成，形状比重粒径分布等，而这些都取决于污染源的组成，因此光散射和颗粒物浓度之间的换算公式随时随地都可能在变，需要仪器使用者不断地用标准方法进行校有研究者做过理论计算。 利用光散射仪 10 测定 ，至少有 30%～ 40%的不确定性，这种不确定性是这类仪器固有的，所以不常用于 质量浓度测量 [15~18]。 大气细粒子 的成分分析技术 对 进行表征研究是有关颗粒物研究的一个重要方面，可以为探究大气化学过程，环境及健康效应，预测气候影响，源解析研究以及污染防治工作提供大量实测数据和科学依据，下面主要从 中的元素分析，可溶性离子分析，有机组分分析以及单个粒子分析的技术进行论述，可以为探讨颗粒物上负载的如重金属和 PAHs 等危害较大的物质提供指导。 元素分析 无机多元素的分析方法主要有原子吸收光谱分析（ AAS）、中子活化分析（ INAA）、电感耦合等离子体 —原子发射光谱（ ICPAES）、 X 射线荧光光谱（ XRF）、质子诱导 X 射线发 射（ PIXE）以及电感耦合等离子体 质谱（ ICPMS）等 [19~21]。 由于 的采样量一般较少，因此能适应滤膜样品量少且不需要或几乎不需要样品预处理的分析方法成为首选。 （ 1）原子吸收光谱法是一种比较成熟的分析技术，灵敏度高、分析速度快、成本低、操作容易，因而在我国环境领域应用较为普遍，但是在多元素同时测定方面有其局限性。 （ 2） X 射线荧光光谱可测定的元素范围广，不需要对样品进行预处理，分析过程中对样品无损坏，分析速度快，对于微量元素的分析可达 ppm水平。 USEPA在美国国家环境空气监测站 化学物种项目中选定 XRF 为分析元素成分的方法。 ICPMS 兴起于 20 世纪 80年代，被认为是超痕量元素分析最有力的技术，由于具有分析速度快、线性范围宽、可多元素同时测定、检出限低等优点，目前已获得了广泛的应用。 在对 中的重金属进行分析的过程中，常用方法有：分光光度法、 X射线荧光光谱法、石墨炉原子吸收法和中子活化分析法等 [22~23]。 （ 1）分光光度法仪器简单，但由于灵敏度很低，样品一般都必须经过分离富集，操作手续烦琐，现已逐渐被石墨炉原子吸收法所代替；（ 2）石墨炉原子吸收法由于检测限低，一般可省去 富集的过程，但不能进行多元素的同时测定；（ 3） X射线荧光光谱法属于非破坏性分析手段，是大气颗粒物分析中的一种新方法，但至今国内外还没有 11 合适的颗粒物标准样品，方法处于探索阶段；（ 4）中子活化分析方法简单，但仪器昂贵，在普通实验室难于推广；（ 5）电感耦合等离子体发射光谱法 (ICPAES)是一种新的微量与超微量多元素同时分析的方法，它的分析检出限要高出其他方法 1～ 3 个数量级，并可实现多元素的同时分析以及元素的各种同位素测定等。 可溶性离子分析 大气颗粒物中的离子物种是指溶于水的化学成分，如 NH4+ 、 K+、 Na+、 Mg2+、Ca2+等阳离子和 F、 Cl、 NO3 、 PO34 、 SO2 Br等阴离子。 当相对湿度增加时， 中可溶于水的部分与大气中的液态水相关，因而改变其光散射特性。 测定上述阴离子的传统方法一般是离子色谱法（ IC）、浊度法；阳离子则多采用源自吸收光谱法（ AAS）。 离子色谱法能够同时、快速测定多种离子，尤其在测定阴离子方面有其它方法不可比拟的优越性。 USEPA 的 化学物种项目中选用离子色谱法作为目标阳离子（ NH4+ 、 K+、 Na+与 K+）和阴离子 (NO3 与 SO24)的分析方法。 目前我国环境监测分析中常用的阴阳离子测定方法有分光光度法、滴定法和离子色谱法等 [24~27]。 离子色谱法作为我国的推荐使用方法，虽然尚未达到标准化的程度，但在研究大气颗粒物可溶性离子方面的应用越来越多。 目前，离子色谱法在国内外已广泛应用于各个领域，特别是 TSPH2O 的研究已成为国内外大气化学中最重要和最有实用价值的前沿课题之一。 国外近几年来使用离子色谱法对 TSPH2O 的分析和研究也正在逐步展开。 Karthikeyan [28]等人利用 IC 法结合超声波提取，分析测定大气细颗粒物中 ( ) 水溶性无机、有机离子，他们分析了 SO24 、 NH4+ 、 NO3 、 Na+、 K+、 Cl、 Ca2+、 Mg2+等离子，认为主要离子浓度顺序为 SO24 NH4+ NO3 Na+ K+ Cl, SO24 、 NH4+ 和NO3 组分分别占 50%、 %和 %，阳离子中 Na+、 K+、 Mg2+和 Ca2+占到24%。 含碳组分分析 相对于大气中化学元素的分析，人们更关注颗粒物中的机物成分，特别是大气中多环芳烃 PAHs 这类危害较大的物质。 现在检测大气有机物技术中比较成 熟的技术有气相色谱（ GC）、高效液相色谱（ HPLC）、气 —质联用（ GCMS）和液—质联用（ HPLCMS） [2935]。 （ 1） GC 对相对分子量较小的多环芳烃（ PAHs） 12 能达到很高的灵敏度和分离效果。 （ 2） HPLC 可以在室温工作，不但可以检测到小分子的 PAHs，还可以对高温时不稳定的 PAHs 检测，所以 HPLC 测量 PAHs 的相对分子量范围要比 GC 法广。 （ 3） GC MS 结合了 GC 分离效果高和 MS 鉴定能力强的优点，是广泛使用的大气颗粒物检测技术。 但 GC—MS 对于极性基团的 PAHs 难以检测，而 HPLCMS 在这方面更有优势。 单个颗粒物分析 单个颗粒物一般是指大气中粒度范围在 5 纳米至几个微米之间的颗粒，单颗粒物的形态和化学组成蕴涵着丰富的环境信息。 对单个粒子的检测是近十年来发展的趋势，主要应用电子束技术，质子 /核子束技术及激光微探针质谱等，其基本思路是一样的，就是用高能量的激光或加热的表面将单个颗粒物击为碎片离子，接着用飞行时间质谱（ TOFMS）在真空中检测碎片离子。 采用电子束技术的主要方法有扫描电子显微镜（ SEM）和电子探针 X 射线微分析。 董树屏 [36]等利用 SEM 识别广州大气颗粒物 主要种类并对其进行来源分析。 在质子 /核子束技术应用方面，仇志军 [37]等利用核探针对单颗粒物进行了研究，建立了单颗粒指纹数据库。 将高分辨、高灵敏的扫描核探针（ SNM）技术和人工神经网络（ ANN）模式识别方法相结合，以单个气溶胶颗粒物化学表征为基础，对大气气溶胶源识别与解析的新方法做了研究。 应用其他技术来检测单个颗粒物的方法有：傅立叶红外光谱（ FTIP）和二次离子质谱（ SIMS）。 3 各市 化学组成及污染状况 广州市 化学组成及污染状况 [38] 13 表 2 广州市各监测点 实时数据（ ） 指标说明 :AQI=空气质量指数。 =细颗粒物。 PM10=可吸入颗粒物。 CO=一氧化碳。 NO2=二氧化氮。 SO2=二氧化硫。 O31h=臭氧 1小时平均。 O38h=臭氧 8小时平均。 数值单位： μg/m3(CO 为 mg/m3) 11个监测点 AQI PM10 CO NO2 SO2 O31h O38h 空气质量 九龙镇镇龙 58 41 52 5 2 78 64 良 天河职幼 59 27 67 53 8 49 49 良 市五中 55 36 60 31 1 55 47 良 市八十六中 52 30 54 23 7 83 65 良 市监测站 42 29 40 56 6 38 28 优 帽峰山森林公园 54 27 57 10 8 100 94 良 广东商学院 43 22 43 20 3 65 65 优 广雅中学 57 31 64 40 6 55 42 良 番禺中学 45 31 34 18 5 58 64 优 花都师范 45 31 37 16 10 62 59 优 麓湖 50 35 45 24 7 61 53 优 广州市各站点的 ，个别点出现微小差别，总体趋势一致。 这与相同的监测条件和时段、广州的气象条件有关。 ，加上降水、气压、风速、相对湿度在一定范围波动，使。 产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的 残留物，大多含有重金属等有毒物质。 广州人口分布众多，生活所需排放的污染物亦相对较大，。 广雅中学监测点靠近广州交通东西大动脉东风路上，附近有内环，离广深高速不远。 这些道路容易发生机动车堵塞，一旦堵车机动车发动机低速运转，燃料燃烧不充分，排放的空气污染物、有害物质 会更多。 周围遍布众多的大型厂房和 14 一座大型煤场，是 污染的主要来源；市监测站位于康王北路边，北有东风中路，南有解放北路，周围遍布居民楼。 汽车尾气、扬尘和人为的生活垃圾是造成 过高的主要原因；广东商学院在广州市海珠区赤沙路 21 号，北面有广园快速路，南面有广州环城高速路，西面有华南快速，被众多公路线路包围，交通量大，尾气污染严重；此外南面分布众多的小工厂，燃烧和通过非点源排放的大气污染物等，对 贡献大； 市 86 中位于 泰景中街，机动车流量较大的东风北路东边，护林路南面，汽车尾气排放也十分严重， 交通污染十分严重。 工业污染、燃料燃烧污染和交通污染应为该点的主要污染来源。 花都师范位于云山大道边，广清高速公路右边，车辆比较多，而且车型复杂，车辆排放尾气问题十分严重，而且车辆经过长途运输，车身上夹带较多灰尘，尾气和灰尘都使该站点 颗粒物浓度上升。 表 3 广州市最近 7天排名及数据 日期 /AQI 排名 AQI PM10 CO NO2 SO2 O31h O38h 空气质量 20xx319第 93位 93 69 103 70 20 134 95 良 20xx318第 69位 100 74 110 72 20 81 65 良 20xx317第 148位 159 121 182 89 28 80 57 中度污染 20xx316第 130位 123 93 138 72 25 40 33 轻度污染 20xx315第 52位 89 66 90 60 21 53 47 良 20xx314第 51位 77 56 78 46 12 91 81 良 20xx313第 31位 57 40 59 44 10 80 70 良 注： 031h， O38h 为 24 小时最大值，其他污染物为 24 小时平均值，日 AQI 根据《环境空气质量指数 (AQI)技术规定 (试行 )》 (HJ63320xx)中的日报发布标准计算。 佛山市 化学组成及污染状况 [39] 15 表 4 佛山市各监测点实时数据 （ ） 指标说明 :AQI=空气质量指数。 =细颗粒物。 PM10=可吸入颗粒物。 CO=一氧化碳。 NO2=二氧化氮。 SO2=二氧化硫。 O31h=臭氧 1小时平均。 O38h=臭氧 8小时平均。 数值单位： μg/m3(CO 为 mg/m3) 8个。