太原市釆暖期大氣碳顆粒物組成及污染特征研究

【摘要】：隨著城市灰霾現(xiàn)象的頻繁發(fā)生,大氣細顆粒物PM2.5越來越引起政府及民眾的關(guān)注。太原市是我國PM2.5污染水平最高的城市,尤其是在冬季,燃煤取暖使顆粒物污染更加嚴峻。本研究選擇太原市中心區(qū)域——迎澤大橋附近某地樓頂為采樣點,采集了2009、2011、2012和2013年太原市采暖期大氣PM2.5樣品,分析其中的多環(huán)芳烴(PAHs)、有機碳(OC)和元素碳(EC),揭示其濃度水平和變化規(guī)律,并探討其健康危害和污染來源。該結(jié)果有助于了解太原市近年來PM2.5碳質(zhì)顆粒的環(huán)境、健康危害及其來源,為預(yù)防和控制當(dāng)?shù)卮髿馓碱w粒物污染提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)論如下:1.2009、2011、2012和2013年太原市采暖期PM2.5的日均濃度水平分別為268.7μg/m3、167.3μg/m3、218.5μg/m3和181.4μg/m3;PM2.5中16種PAHs的平均濃度水平分別為826.2 ng/m3、915.7 ng/m3、658.3 ng/m3和420.8 ng/m3;OC濃度的平均值分別為53.0μg/m3、41.6μg/m3、41.8μg/m3和30.0μg/m3,EC濃度的平均值分別為21.0μg/m3、6.5μg/m3、15.8μg/m3和6.1μg/m3。整個采樣年間,PM2.5、PAHs及OC、EC濃度水平均呈下降趨勢,這可能與近年來太原市削減污染源,推廣集中供暖等措施有關(guān)。與國內(nèi)外其他城市相比處于較高水平。2.采樣的四個年度中,PAHs濃度最高的單體均為熒蒽(Fla)、其次是芘(Pyr)、菲(Phe)、屈(Chr),且在環(huán)數(shù)分布上均以中環(huán)為主,燃煤特征明顯。以苯并(a)芘(BaP)為參照對象的毒性當(dāng)量濃度(BaPeq)在2009、2011、2012和2013年分別為42.7 ng/m3、87.8 ng/m3、36.2 ng/m3和41.1 ng/m3,均高于我國和WHO對BaP的規(guī)定值(2.5 ng/m3和1 ng/m3),對人體健康存在潛在危害。特征比值法及主成分分析法綜合顯示近年來太原市采暖期PAHs主要來源于燃煤、動車尾氣和生物質(zhì)燃燒,同時存在一定的煉焦排放和石油源。3.四個年度中,PM2.5中OC與EC相關(guān)性均較為顯著,表明近幾年太原市采暖期OC與EC有較為相近的一次污染來源,但也存在二次有機碳(SOC)的污染。主成分分析法表明四個采樣年度PM2.5中OC、EC主要來源于燃煤、生物質(zhì)燃燒以及機動車尾氣。2013年由于太原市城市建設(shè),道路揚塵來源突顯。4.各污染指標(biāo)與氣象因素的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),溫度、相對濕度、風(fēng)速等氣象因素可在一定程度上影響大氣中PM2.5及其碳組分的污染水平。溫度越高,大氣垂直方向?qū)α髟綇?促進污染物的稀釋擴散;同時,溫度還會影響PAHs的氣粒兩相分配。風(fēng)速越大,越有利于污染物在水平方向的稀釋擴散,區(qū)域污染物濃度降低。相對濕度增加會引起顆粒物的吸濕增重,并增強顆粒物吸收有機物的能力,污染物質(zhì)量濃度升高。而PM2.5及其化學(xué)組分濃度與大氣能見度的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),PM2.5和其碳組分濃度的升高往往伴隨著大氣能見度的降低,這與顆粒物及其化學(xué)組分對太陽光的吸收和散射作用有關(guān),也是引起霧霾發(fā)生的重要機制之一。 【關(guān)鍵詞】：太原 PM2.5 多環(huán)芳烴 有機碳 元素碳
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X513
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 大氣顆粒物概述10-12
• 1.1.1 大氣細顆粒物PM_2.510
• 1.1.2 顆粒物的組成10-11
• 1.1.3 顆粒物的環(huán)境效應(yīng)11-12
• 1.2 PM_2.5 污染研究現(xiàn)狀12-21
• 1.2.1 PM_2.5 質(zhì)量濃度研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 多環(huán)芳烴研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.3 含碳組分研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 研究目的及意義21-22
• 1.4 研究內(nèi)容22
• 1.5 本文創(chuàng)新之處22-24
• 第二章 樣品采集與樣品分析24-28
• 2.1 研究區(qū)域概況24
• 2.2 樣品采集24-25
• 2.3 樣品的分析25-27
• 2.3.1 PM_2.5 質(zhì)量濃度分析25
• 2.3.2 PAHs分析25-26
• 2.3.3 OC與EC分析26-27
• 2.4 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制27-28
• 第三章 PM_2.5 特征分析28-32
• 3.1 PM_2.5 濃度水平28-29
• 3.2 PM_2.5 污染特征29
• 3.3 氣象條件對PM_2.5 的影響29-32
• 第四章 PAHs特征分析32-44
• 4.1 PAHs污染水平32-35
• 4.2 PAHs污染特征35-36
• 4.3 氣象條件對PAHs的影響36-38
• 4.4 PAHs毒性評價38-39
• 4.5 PAHs來源解析39-44
• 4.5.1 特征比值法39-40
• 4.5.2 主成分分析法40-44
• 第五章 OC、EC特征分析44-52
• 5.1 OC和EC質(zhì)量濃度特征44-45
• 5.2 OC和EC污染特征45-48
• 5.2.1 OC與EC的相關(guān)性45-46
• 5.2.2 二次有機碳（SOC）的估算46-48
• 5.3 氣象條件對OC與EC的影響48-49
• 5.4 OC、EC來源解析49-52
• 第六章 結(jié)論與展望52-54
• 6.1 結(jié)論52-53
• 6.2 展望53-54
• 參考文獻54-64
• 致謝64-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄66-67

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