论文部分内容阅读
贵阳市是贵州省最大的工业基地,煤炭作为最主要的工业和生活能源被大量的使用,再加上贵阳地处高原山间盆地,具有典型的喀斯特地貌特征,四周环山,多静风、小风和稳定层结构,导致空气中的污染物很不利于扩散稀释。本研究选取贵阳市城区(宝山)和郊区(白云)2个采样点位,以大气可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)及其中的化学组分(无机元素组分、碳组分及水溶性离子组分)为研究对象,分春、夏、秋、冬四季采样,深入讨论了PM10、PM2.5的浓度水平和季节变化特征,PM10、PM2.5中化学组分的浓度水平和季节变化、空间分布特征;将贵阳市PM10、PM2.5的主要污染源划分为8类,分别是:土壤风沙尘、城市扬尘、建筑水泥尘、钢铁尘、燃煤尘、机动车尾气尘、二次硫酸盐和二次硝酸盐,分别采集各类污染源样品并分析其中无机元素组分、碳组分及水溶性离子组分的含量,建立贵阳市PM10、PM2.5主要污染源的源成分谱,并采用化学质量平衡(CMB)模型对贵阳市大气PM10、PM2.5的来源进行解析,为合理预防和治理贵阳市大气环境污染提供科学依据。主要获得以下结论:1、贵阳市PM10、PM2.5的浓度均值分别为:115.17μg/m3、75.21μg/m3,呈明显的季节变化特征,即:冬季>秋季>春季>夏季。冬季因燃煤源增加,且逆温天气频繁出现、风速小等使得污染物难以扩散,导致大气颗粒物浓度升高;而夏季因太阳辐射强,大气对流活动旺盛,逆温层的生成、存在时间较短,且雨水对污染物质清除作用明显,使得大气污染程度相对减轻。2、采样期间所测元素经筛选后分为两大类进行分析,一类是地壳元素,一类是污染元素。PM10、PM2.5中地壳元素Si的浓度最高,分别为7.62μg/m3、5.73μg/m3;污染元素中Zn、Cu、Cr、Pb元素的浓度较高;污染元素总体上呈现冬季>春季>秋季>夏季的季节变化特征,且白云点位Cr、As、Cd、Ni、V元素浓度较高,而宝山点位Cu、Zn、Pb元素浓度较高。3、采样期间贵阳市大气pm10中oc、ec的浓度均值分别为17.90μg/m3、5.70μg/m3,pm2.5中oc、ec的浓度均值分别为14.83μg/m3、4.95μg/m3;pm10、pm2.5中oc、ec均呈冬季>秋季>春季>夏季的季节变化特征,且白云点位oc、ec的浓度及其在pm10和pm2.5中所占质量分数均高于宝山点位。另外,春、夏、秋、冬季oc/ec值均大于2.0,表明贵阳市四季均存在soc污染,且冬季soc污染相对较严重。4、采样期间pm10、pm2.5中so42-的浓度较高,占pm10浓度的17.51%,占pm2.5浓度的24.99%;no3-、so42-均呈冬季>秋季>春季>夏季的季节变化特征,且白云点位3种水溶性离子的浓度均高于宝山点位。另外,四个季节中的[no3-]/[so42-]特征比值都相对较低,表明贵阳市大气颗粒物中水溶性离子的主要污染源为固定源,即来自燃煤的排放。5、贵阳市pm10、pm2.5六类主要污染源的化学组分特征明显,土壤风沙尘的标识元素是si,建筑水泥尘的标识元素是ca,钢铁尘的标识元素是fe,燃煤尘的标识元素是ec和se,汽车尾气尘的标识元素是oc;而城市扬尘是混合尘源,并显示出明显的混合污染特征,即主要受土壤风沙尘和建筑水泥尘的影响。6、贵阳市全年大气pm10的主要来源为二次硫酸盐、汽车尾气尘、燃煤尘、城市扬尘和二次硝酸盐,其贡献率分别为26.76%、19.99%、19.78%、4.02%和3.55%,未知源为25.70%;pm2.5的主要来源为二次硫酸盐、汽车尾气尘、燃煤尘、二次硝酸盐和城市扬尘,其贡献率分别为31.44%、21.05%、18.25%、6.16%和3.61%,未知源为19.39%。同时,采样期间土壤风沙尘、城市扬尘、二次硫酸盐、燃煤尘及二次硝酸盐对pm10、pm2.5的贡献率呈明显的季节变化特征。