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大氣污染主要因子

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大氣污染主要因子范文第1篇

1材料與方法

1.1采樣點大氣汞樣品采樣點設在中國海洋大學嶗山校區環境科學與工程學院四樓(36.16°N,120.5°E,距地面高度9m).于2013年1月14~17日每日09:00~21:00(其中17日09:00~16:00)采集大氣中總氣態汞(TGM)和顆粒態汞(PHg),每小時采集一次樣品.二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物(PM10)、細顆粒物(PM2.5)、臭氧、一氧化碳等6項指標的實時小時濃度值和環境空氣質量指數(AQI)為青島市李滄區環境監測站實時監測數據.

1.2樣品采集與分析

空氣中TGM和PHg樣品采集和分析均按照美國EPAMethodIO-5方法[14]進行.

1.2.1TGM采樣及分析空氣TGM用金砂管采集,吸附管前裝置聚四氟乙烯濾器,內裝玻璃纖維濾膜(使用前在馬弗爐500℃加熱2h),濾除空氣中的顆粒物,使用真空泵以0.3L/min的流速采樣(連接管路均為酸浸泡、清潔處理的聚四氟乙烯管).解析金砂管冷原子熒光光譜儀測定(BrooksRand,ModelIII).測定結果為氣態元素汞(GEM).由于活性氣態汞(RGM)在氣態總汞(TGM)中的比例小于5%,本文中將GEM近似為TGM,以便于與其他地區比較.吸取飽和汞蒸氣制作實驗標準工作曲線,分析期間每隔12h用標準汞蒸汽進行校正.

1.2.2PHg采樣及分析顆粒汞使用開放式聚四氟乙烯濾器采集,用真空泵以28.3L/min的流量把顆粒物收集到玻璃纖維濾膜(WhatmanGF/F1825-047)上,采集的顆粒物為空氣中總顆粒物質接近于大氣總懸浮顆粒物(TSP).為防止污染,聚四氟乙烯濾器及鑷子等實驗用具均要經過酸清潔,玻璃纖維濾膜在馬弗爐中500℃加熱2h,除去其中的汞.分析時,將濾膜置于聚四氟乙烯消解罐中,加入20mL硝酸溶液(10%HNO3,1.6mol/L)進行微波消解.根據EPAmethod1631E[15]測定消解液中汞的含量.待消解液在室溫下冷卻1h后,取5mL消解液定容至50mL.以5mL/L的量加入BrCl,將其他形態的汞氧化為二價汞;加入0.5mL的NH2OH•HCl,讓其反應5min;將樣品轉到干凈的氣泡瓶,加入0.25mLSnCl2溶液用300~400mL/min的流量氬氣吹20min,富集在金砂管上,解吸金砂管原子熒光光譜儀(BrooksRand,ModelIII)測定.測得的汞回收率為102.1%.

1.3軌跡分析

采用美國國家海洋和大氣局(NOAA)的后向軌跡模式(HYSPLIT4)[18],分析采樣期間氣團移動路徑,對抵達青島的大氣氣團模擬了跨時3d的后向運動軌跡.考慮到霾日大氣污染主要集中在低空,軌跡計算的起始點高度為100m.軌跡模式所用的氣象數據來源于NCEP/NCAR(NationalCentersforEnvironmentalPrediction/NationalCenter)的大氣研究.用聚類分析對后向軌跡分組,分組的原則是達到組間差異極大,組內差異極小.

2結果與討論

2.1大氣汞的含量和變化特征2013年1月14~17日,青島市經歷了一次大范圍的霾污染過程,14日為重度霾日,15、17日為輕度霾日,16日為非霾日.14~17日PM2.5的質量濃度均值分別為226、163、99、174µg/m3,遠超過環境空氣質量二級標準(GB3095-2012)(75mg/m3)[19].大氣中氣態汞(TGM)的平均濃度為(2.8±0.9)ng/m3,顆粒汞(PHg)的平均濃度為(245±174)pg/m3.由表1可以看出,本研究中的TGM濃度遠低于貴陽、長春、重慶、蘭州、北京等內陸城市,與上海、寧波等沿海城市以及長白山、貢嘎山等偏遠山區接近,略高于黃海和成山頭等近海海域測定的TGM分別為(2.61±0.50)ng/m3和(2.31±0.74)ng/m3,表明青島、上海、寧波等沿海地區都受相對清潔的海洋空氣影響,TGM含量高于黃海,低于內陸城市.本研究的PHg濃度與上海、長春接近,低于北京、貴陽等地但遠高于偏遠山區,由于采樣期間正處于青島采暖期,燃煤釋放大量顆粒汞,且受霾影響,顆粒物在大氣中積累不易擴散,從而導致較高的PHg濃度.盡管采樣期間發生嚴重的霾天氣,顆粒態汞偏高,仍低于國內部分內陸城市.1月14~17日,TGM的平均濃度分別為3.16,2.95,1.86,3.40ng/m3,PHg的平均濃度分別為393,329,170,39pg/m3.如圖1所示,受氣象條件(如溫度、風速、風向、濕度等)和人為源、自然源排放等的影響,氣態汞(TGM)和顆粒態汞(PHg)濃度呈波動變化.TGM變化趨勢與PM2.5一致,14~16日呈下降趨勢,17日TGM濃度又開始回升,降溫使供熱增加導致污染物排放增加.而PHg整體呈下降趨勢,14、15日受霾天氣的影響,顆粒汞在大氣中積累,濃度較高.16日冷空氣到來,積累在大氣中的PHg也隨之被輸運到其他地區,顆粒汞濃度降低.17日霾又開始出現,PHg濃度明顯低于其他3日,顆粒汞的波動小,含量較為穩定,表明顆粒物的來源、組成或汞含量與14、15日有一定差異.14日和15日,TGM與PHg濃度呈負相關關系(相關系數r分別為-0.327、-0.385;P分別為0.326、0.217).14~17日顆粒汞的質量濃度(PHg/TSP)分別為0.71,0.87,0.63,0.62mg/kg,14、15日PHg的質量濃度明顯高于16、17日,表明在重度霾天氣下,顆粒物中汞的含量升高,這表明汞在顆粒物中的積累,可能存在TGM向顆粒態汞的轉化.空氣中TGM是汞的主要存在形態(本研究中占92%),霾日大氣中細顆粒物以及其他的大氣污染物在低空積聚,容易發生光化學反應產生自由基及臭氧等,都能把元素態汞氧化成二價汞[32],近些年研究認為OH⋅可以直接把Hg0(g)顆粒物氧化成HgO(s)氣溶膠顆粒[33],模擬實驗表明O3在城市環境中與Hg0反應會生產HgO的氣溶膠[34],顆粒物在大氣化學中也會起到催化劑的作用[35].反應生成的二價汞及HgO氣溶膠結合在顆粒物表面,從而導致氣態汞向顆粒汞的轉化,使顆粒物中的汞不斷積累.16日,隨著冷空氣的到來,積累在大氣中的污染物擴散,污染物含量降低,TGM和PHg變化主要反映了污染源排放的變化,二者呈正相關關系(r=0.429,P=0.148).17日霾重新出現,TGM和PHg濃度又表現為負相關關系(r=-0.607,P=0.144).

2.2環境因子與大氣汞濃度的相關性對大氣中TGM和PHg與氣象要素和其他大氣污染物質進行相關分析,結果見表2.TGM、PHg與風速均呈負相關關系,風速的增加有利于大氣汞的稀釋擴散.二者與相對濕度呈正相關關系,主要是由于霧霾天氣高相對濕度是受靜穩天氣系統的影響而出現的,易造成大氣污染物的積累.溫度升高,有利于環境中氣態汞的再釋放.ROSA等[36]對墨西哥受人為影響較少的地區研究得到TGM與溫度正相關的結論.本研究中TGM與溫度正相關,但相關性不顯著,與張艷艷等[37]在上海市的研究結果類似,表明霾日溫度不是影響本地TGM變化的主要因素.PHg與溫度顯著正相關,氣溫較高的白天也常常是人類活動較多的時候,將向環境中釋放各種顆粒物質,如汽車行駛、施工等.另外,在霾日大氣中較多的顆粒物和污染物聚集也容易發生光化學反應,發生元素汞的氧化,并與顆粒物結合.Xiu等[21]的研究認為,不同地點PHg與溫度的相關關系較為復雜.若二者具有正相關關系,則表明光化學轉化是顆粒汞形成的主要途徑;反之,若二者負相關,則表明在顆粒物表面的汞沉降作用更為重要.TGM與SO2、NO2呈顯著正相關,大氣中的SO2和NO2主要來源于化石燃料的燃燒,與Kim等[38]對韓國地區的研究結果一致.化石燃料的燃燒是重要的人為汞源,根據Wu等[39]和Pirrone等[40]的研究,2003年中國的燃煤釋放了256~268t汞到大氣中,占總的人為汞源的40%左右.研究認為TGM與CO具有相似的來源,且二者的大氣停留時間相差不大[41].本研究中也發現TGM與CO顯著正相關,這都表明本地TGM變化主要受化石燃料燃燒的影響。比較PHg、TGM與環境因子的相關性可以看出,PHg與各氣象因子均存在顯著相關性,與其他的大氣污染物相關性很弱;TGM與之相反,與各氣象因子相關性弱,而與大氣污染物顯著正相關.可見,在霾日TGM和其他氣態污染源的同源性,而PHg濃度主要由大氣中顆粒物的組成和含量所控制.氣象因素常常影響到大氣中顆粒物粗細顆粒的組成、含量、存在時間等.

2.3霾日大氣汞的外來源分析大氣中的污染物除了來自本地源的影響,還受到外來源輸入的影響.來自不同方向的氣團經過區域不同,攜帶的污染物質也會有所差異.因此,對不同路徑來源化學物質的分析有助于揭示其可能的來源[4243].對所采集的46個樣品用HYSPLIT模型進行了72h的氣團后向軌跡聚類分析,分為5類:聚類1,氣團來自山東省內,占30%;聚類2,氣團來自蒙古中部,占24%;聚類3,氣團來自俄羅斯,占3%;聚類4,氣團來自俄羅斯與蒙古東部交界附近,占9%;聚類5,氣團來自蒙古東部,占30%(圖2).由表3可以看出,TGM濃度為聚類1>聚類5>聚類3>聚類4>聚類2,而PHg濃度為聚類3>聚類4>聚類1>聚類2>聚類5.不同的氣團來源對TGM和PHg的濃度變化產生不同影響.聚類1所對應的14個樣品主要是霾嚴重的14、15日,傳輸距離短(72h傳輸距離約500km),移動速度慢,氣團起始高度低(約500m).霾日低空的污染物質不易擴散,而較慢的傳輸速度有利于氣團中污染物質的積累,從而導致聚類1中較高的TGM和PHg濃度.第3類和第4類所占的比例小,均為長距離傳輸,樣品也來自14、15日,但與聚類1的氣團來源差異較大,聚類3和4樣品分別來自14日傍晚和15日早晨,而聚類1樣品來自14、15日的上午和午后.聚類3和聚類4的PHg濃度接近,明顯高于其他3類.聚類3的氣團在傳輸60h后高度仍大于500m,而聚類4的氣團傳輸48h后接近地面傳輸.聚類4的PM10和PM2.5濃度約為聚類3的一半,但由于近地面污染嚴重,PHg在顆粒物中所占的比例要高于聚類3.因此,霾日大氣中的汞主要來自近距離傳輸,長距離傳輸氣團也帶來污染區域的顆粒物,PHg含量升高.聚類5與聚類1所占比例相同,但聚類5的72h傳輸距離約1500m,氣團起始高度(約1000m)也要高于聚類1.聚類5的PHg濃度最低,TGM濃度僅次于聚類1,原因是聚類5的14個樣品中有8個來自17日,5個來自16日.16日的冷空氣導致大氣中積累的顆粒態汞被帶到其它區域,17日霾日PHg在顆粒物中積累較少,顆粒物濃度也較低.而TGM由于在大氣中的停留時間長,受外來源的影響較大,氣團的傳輸過程中攜帶了大量途徑區域的TGM進入青島地區,冷空氣過后夜晚供暖增強也會向空氣中排放較多的氣態元素汞.聚類2氣團經24h的傳輸后,氣團的途徑區域與聚類5基本一致,然而其TGM和PHg濃度均較低.原因是聚類2所對應的11個樣品中有8個來自于16日,受冷空氣影響,帶來相對清潔的空氣.

3結論

3.12013年1月14~17日,青島霾天氣下,大氣中氣態汞(TGM)的平均濃度為(2.8±0.9)ng/m3,顆粒汞(PHg)的平均濃度為(245±174)pg/m3.TGM濃度與其他沿海城市及偏遠山區相當.采暖期燃煤釋放以及霾天氣下顆粒污染物的積累,導致較高的PHg濃度.

3.2重度霾日PHg/TSP值顯著高于非霾日,且在霾日TGM和PHg含量呈負相關.霾日大氣中細顆粒物含量高,可能存在TGM向PHg的轉化,使顆粒物中汞的含量增加,對健康影響不利.

3.3氣象因子是影響大氣污染物擴散的重要因素.TGM濃度與溫度、濕度正相關,與風速負相關,與SO2、NO2、CO顯著正相關,氣態元素汞主要來自化石燃料燃燒.PHg與氣象因子相關,受氣象的影響較為明顯.

大氣污染主要因子范文第2篇

關鍵詞 酸雨;pH值;K值;影響因素;廣東梅縣

中圖分類號 X517 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)17-0265-01

近年來,隨著梅州市經濟的快速發展,工業污染加重,汽車尾氣、生活廢氣等酸性氣體排放量增多,空氣質量不斷下降,降水酸性化程度增強。酸雨,是當前全球性環境污染問題之一,其觀測與研究具有重大意義。酸雨是指pH值小于5.60的大氣降水[1]。酸雨是由于人類活動排放的大量酸性物質,在大氣中被氧化成不易揮發的硫酸和硝酸,并溶于雨水降落到地面所形成的[2]。本文主要對2007―2011年梅縣降水的pH 值及K值進行分析,通過雨量加權平均計算得到年降水平均pH值、年降水平均K值,分析其變化趨勢和主要影響因素。

1 降水取樣標準和監測數據來源

酸雨采樣點設置在梅縣國家氣象觀測站內,逢雨采樣,每天8:00至翌日8:00為1個酸雨采樣日,雨量采用全樣混合[3]。監測數據來源于梅縣地面觀測站的酸雨觀測資料,嚴格按照中國氣象局制定頒發的《酸雨觀測業務規范》進行采樣和測量。

2 酸雨監測數據分析

大氣降水的酸堿度用pH值表示。pH值定義為氫離子濃度的負對數,系無量綱量,pH=-lg[H+],按降水pH值劃分,大于7.00為堿性,5.60~7.00為中性,4.50~5.59為弱酸性,4.00~4.49為較強酸性,低于4.00為強酸性。大氣降水的導電能力反映大氣降水的潔凈程度,用電導率表示,俗稱K值[1]。電導率(K)用于判斷大氣降水中電解質含量的多少,在一定程度上能反映降水受污染程度。2007―2011年酸雨觀測pH值分別為4.85、4.68、4.80、4.67、4.97;K值年平均值分別為19.0、34.4、30.1、31.5、18.7 μS/cm。

從圖1可以看出,測站5年降水年均pH值均小于5.00,在4.67~4.97波動;2007年污染程度相對較低,2008年起4年年均pH值為4.70~5.00。2011年酸雨污染狀況雖有所緩解,但年平均pH值仍在5.6以下,呈弱酸性。年均pH值與K值呈負相關性,pH值降低則K值升高,即降水的酸性程度越強,降水潔凈度越低(K值越大電解質含量越多,潔凈度越低),這表明測區的降水潔凈度差,主要是由于酸性物質污染。

3 酸雨污染主要影響因素

3.1 地理位置與大氣污染

梅縣地處廣東省東北部,境內山巒起伏,地勢周高中低,自西南向東北傾斜。梅縣觀測站北面是梅州市中心;西南面和東北面各有2個大型水泥基地,西北面是一大型火力發電廠(均以煤炭為燃料),釋放大量含SO2酸性氣體;周邊各大小工業園的工業廢氣;觀測場附近逐年興建新樓盤產生酸性建筑灰塵。

3.2 氣候特征與風向風速

梅縣屬于亞熱帶季風氣候,春季來自印度洋的暖濕氣流在弱冷空氣的作用下開始抬升,邊界層內的大氣易形成深厚的逆溫層[4],使污染物只能向下積沉。

風是影響污染物擴散的重要動力因子,風向影響污染物的水平遷移擴散的方向[5]。風速較小不利于污染物的擴散[6]。而梅縣主導風向為靜風和西南風,處于市區跟工業排污的下風區,大氣污染物在西南風的作用下逐漸下沉積聚,常年風速較小(平均風速為1.4 m/s),污染難于得到擴散和稀釋,使酸性污染物在低層大氣中不斷地積累而形成酸雨。

4 結語

依據觀測數據分析,2007―2011年5年來,觀測區內降水酸性化程度愈來愈強,酸雨污染較為嚴重,空氣質量下降。這必將在一定程度上破壞陸生、水生生態系統,造成土壤酸化、森林死亡或退化、農作物減產、水體污染、魚類等水產生物死亡,甚至危及人類健康。因此,作為國家基本氣象觀測站,對酸雨的監測應毫不松懈,力求觀測數據準確真實,客觀反映測區酸雨污染狀況,并及時反饋上級部門和政府有關部門。相關部門應嚴格監控大氣質量,并作出相關措施,減少汽車尾氣排放,防治工業污染,堅持走可持續的發展道路[7-9]。

5 參考文獻

[1] 中國氣象局.酸雨觀測業務規范[M].北京:氣象出版社,2005.

[2] 牛文,顧駿強,康麗莉.浙江省酸雨污染特征研究[C]//中國氣象學會2008年年會大氣環境監測、預報與污染物控制分會場論文集.北京:中國氣象學會2008年年會大氣環境監測、預報與污染物控制分會場,2008.

[3] 李丹,葉偉星.云和酸雨污染特征及其成因初探[J].科技訊息,2009(19):125,127.

[4] 王志春,丁凌云,劉蔚,等.廣州酸雨現狀及影響因素分析[J].熱帶氣象學報,2011,27(5):717-722.

[5] 李仕安,劉蕾,周榮芳,等.梅縣酸雨與氣象條件的關系[J].廣東氣象,2010,32(6):41-42.

[6] 蒲維維,張小玲,徐敬,等.北京地區酸雨特征及影響因素[J].應用氣象學報,2010,21(4):464-472.

[7] 湯潔,巴金.酸雨觀測中pH測量負偏差的統計分析[J].應用氣象學報,2013(1):55-64.

大氣污染主要因子范文第3篇

關鍵詞:PM2.5;PM10;相關性分析;判別分析;湖州地區

中圖分類號 X831 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2014)01-02-145-04

顆粒物又稱塵,大氣中的固體或液體顆粒狀物質。大氣中粒徑在10μm以下的顆粒物稱為可吸入顆粒物,即PM10;粒徑在2.5微米以下的顆粒物稱為細顆粒物,即PM2.5。近年來,隨著我國工業經濟的發展,以及汽車擁有量的增加,大氣污染日益嚴重,各地也對其進行了深入的研究[1-6]。湖州市地處長三角經濟區,人口稠密,工業化程度高,人均汽車擁有量高,因此研究湖州市大氣顆粒物的污染特點十分必要。

本文通過分析本文主要分析冬季大氣中PM2.5和PM10的總體污染水平、變化特點以及與大氣中的氧化物的相關性,從而為了解和控制細顆粒物的污染水平,治理大氣污染提供理論依據。

1 污染水平

湖州冬季PM2.5的24h平均濃度的均值為99.4μg/m3,超出美國標準(35μg/m3)184%,超出我國擬用標準(75μg/m3)32.5%。最低值22μg/m3,最高值193μg/m3,中值93μg/m3。在90d中,超出美國標準的日數共有73d,超標率81.1%;超出我國擬用標準的日數共有62d,超標率68.9%。

PM10的24小時平均濃度的均值為135.9μg/m3,屬輕微污染。按照我國目前的空氣質量分級來劃分,屬于優(0~50)的日數有5d,占5.6%;屬于良(51~100)的日數共22d,占24.4%;屬于輕微污染(101~150)的日數共29d,占32.2%,屬于輕度污染(151~200)的日數共18d占20%;屬于中度污染(201~250)的日數共14d,占15.6%;輸入中重度污染(251~300)的日數有2d,占2.2%。

2 變化特點

2.1 日變化 將90日的PM2.5、PM10及相關氣體的小時均值求平均,繪制24h變化曲線如圖1。

分析圖中變化曲線可以發現:PM10和PM2.5濃度都呈現兩邊(周末)高、中間(工作日)低的現象,表現出明顯的周末效應[7-11]。其中,PM10在工作日變化曲線較平直,PM2.5在工作日期間也有小幅的波動。二氧化氮(NO2)呈現周末稍高。這與周末人們出行更多、汽車尾氣排放量更大相吻合。二氧化硫(SO2)的周變化曲線平直,臭氧和一氧化(CO)的變化則沒有明顯的規律可循。

3 相關性分析

將90日的PM2.5、PM10及相關氣體的小時均值進行相關檢驗。樣本總量90×24=2 160,由于個別時次數據記錄缺測,實際樣本為2 142至2 149不等。采樣間隔為一小時。繪制各要素之間的散點圖可得知各因子之間存在著一定的線性關系,故采用泊松相關進行檢驗,檢驗結果如表2所示。

結果顯示,各因子間的sig值(假設概率)均為0.000,完全拒絕了不相關的原假設,各因子間都彼此存在顯著相關。PM2.5和PM10的相關系數高達0.849,為高度線性相關,表明兩者有著共同的污染源。PM10與二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳的相關系數均超過了0.5,PM2.5與二氧化氮、一氧化碳的相關系數也超過0.5,均為顯著線性相關,PM2.5與二氧化硫的相關系數是0.493,接近0.5。臭氧與PM2.5和PM10均呈負相關。

對相關因子再作逐一作偏相關分析(見表3),發現當控制二氧化氮時,PM2.5和PM10與臭氧呈現正相關。這與表中的結論相矛盾。這是因為臭氧的合成需要大量的二氧化氮,臭氧含量的升高必然導致二氧化氮的含量降低,從而降低PM2.5和PM10的含量,而將控制二氧化氮時,則PM2.5和PM10則與臭氧含量呈現出了正相關,這說明臭氧本身也是顆粒物的來源之一。二氧化氮的相關系數為-0.579,呈現顯著負線性相關。

最后,將PM2.5與PM10與氣象要素進行相關性分析,發現PM10與PM2.5都與風速、氣壓呈顯著負相關,與氣溫呈正相關,而相對濕度對PM10呈負相關、與PM2.5則假設概率sig值為0.475,超過了0.05,不相關的原假設成立。這是因為PM10是采用干燥法測量,濕度越高,實際PM10值與測得的PM10值的差越大,測量值就越小,故呈負相關;而PM2.5采取了濕度補償,因此濕度對PM2.5沒有統計意義上的實質影響。

4 判別分析

PM2.5和PM10污染水平的升高,直接導致灰霾天氣的增加,近兩年來,湖州灰霾日數比過去明顯增加。選取湖州國家基本氣象站2012年12月1日至2013年2月28日人工觀測的天氣現象資料,與該時段內PM2.5和PM10的日最大值。將90d天氣分為兩組,分別記作1和2,分別使用PM10和PM2.5求判別函數。

使用PM10判別分析結果如下(表4)

5 結論

(1)湖州冬季PM2.5的24h平均濃度的均值為99.4μg/m3,超出我國擬用標準32.5%,超標日數62日,達標率僅32.1%;PM10的24小時平均濃度的均值135.9μg/m3,空氣質量優和良的日數僅27d,占30%;大氣污染情況十分嚴重。

(2)PM10和PM2.5及相關氣體呈現出一些明顯的日變化和周變化。PM2.5、PM10和二氧化氮的日變化曲線非常相似,說明二氧化氮是引起大氣中顆粒物日變化的主要因素。三者曲線均在交通繁忙的時刻以及周末點出現峰值,說明汽車排放的尾氣是三者的主要來源。

(3)PM10和PM2.5及相關氣體之間均存在顯著的相關性。PM2.5和PM10之間有著高度的線性相關,說明兩者的主要污染源是相同的。PM10和PM2.5與二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳都呈現顯著的正線性相關,說明這三種污染氣體是PM10和PM2.5的重要污染源。臭氧與二氧化氮負相關,控制二氧化氮進行偏相關分析發現,PM10和PM2.5與臭氧呈現了正相關,這說明臭氧一方面會降低二氧化氮的濃度,另一方面也會增加大氣中的其他顆粒物的含量。將PM10和PM2.5與各氣象要素進行相關性分析發現PM10與PM2.5都與風速、氣壓呈顯著負相關,與氣溫呈正相關。PM10采用了干燥法的觀測方法,受相對濕度的影響較大。

(4)將湖州國家基本氣象站觀測的天氣現象數據與PM10、PM2.5日最大值數據進行判別分析,得出了霾的判別函數,判別準確率分別為73.3%和76.7%,并計算得出,PM10小時均值達到217μg/m3或PM2.5濃度達到152μg/m3時,可判斷該站已出現霾。

參考文獻

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大氣污染主要因子范文第4篇

關鍵詞:冶金焦炭冶煉;無組織排放;排放特征;污染因子;污染監測 文獻標識碼:A

中圖分類號:X758 文章編號:1009-2374(2016)32-0083-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.041

1 概論

冶金企業的生產過程需要大量的焦炭作為燃料,但在焦炭的冶煉過程中又會產生焦爐煙氣,其煙氣征污染因子一般為C6H6(苯)、C7H8(甲苯)、C8H10(二甲苯)、NMHCs(非甲烷總烴)、NH3(氨)等是造成環境污染的主要因素。在日常工作中,相關部門雖然采取了一定的污染防治措施,但并沒有取得很好的實際效果,究其主要原因是由于廢氣中污染物種類多、氣體性質在外界因素的影響下易發生不定向變化,特別是廢氣排放的無組織性嚴重,沒有有效的監控措施,從而造成對其污染物防治工作存在盲目性。因此,需要通過對廢氣中的特征污染因子進行科學的監測分析,用經過科學監測分析中所得到的有代表性的數據來指導其特征污染物的治理工作具有其重要意義。

2 無組織排放概述

污染物排放過程中,所謂的無組織排放主要指的是一些工業廢氣沒有經過排氣筒進行無規則排放。較矮的排氣筒是有組織的廢氣排放,但在某些特定環境下,所產生的現象和無組織排放非常相近,因此,也可以將其當作是無組織排放。在冶金焦炭的冶煉過程中無組織排放都存在大量的有害性氣體,會對環境以及人體造成一定的危害。一般來說,其主要污染物包括粉塵物、飛灰、煙氣等;煙氣中污染物主要為氣態污染物,其氣態污染物主要包括SO2、NOx、VOCs(C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3等揮發性有機物)等。冶金焦炭的冶煉過程中產生的無組織排放焦爐煙氣中的氣態污染物分為常規污染物和特征污染物兩種,NO2、NOx等屬于常規污染物,C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3等屬于特征污染物。無組織污染物的污染源具有一定的分散性,同時,污染物在排放過程中離地面較近,不容易被稀釋擴散,能夠直接對周邊地面的大氣環境及空氣質量造成影響,影響周圍人群的正常生活。

3 監測分析

3.1 監測點布置的原則

實際的監測過程中,監測人員可根據工藝分布、占地面積、無組織排放種類、周圍環境復雜程度等因素,將該冶金焦炭廠看作是一個無組織排放的污染源,以《大氣污染物無組織排放監測技術導則》相關規定為原則進行監測點布設,通過對冶金焦炭廠進行分析,決定以廠界為界限扇形布點,設置11個點位,保證有1個背景點位,以滿足相關監測工作的順利開展。

3.2 監測項目分析

3.2.1 氣象因子。通常情況下,氣象因子監測分析可以分別同步觀測風向和低云量等地面氣象觀測參數。

3.2.2 污染因子。污染因子主要有C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3這5種。其中NH3是PM2.5實重要的前體物。監測人員通過對煉焦工藝進行研究分析,發現空氣中C2~C9對非甲烷總烴(NMHCs)年平均量、大氣VOCs對環境具有很大影響。同時,煉焦工藝都會形成C6H6、C7H8、C8H10等物質,對人體健康的影響嚴重。所以,對該5項特征污染因子進行監測勢在必行。

3.3 監測方式及監測依據

3.3.1 監測方式要求。進行污染物監測時,嚴格遵循國家相關標準,以我國現有的相關方法標準、規范作為監測技術指導,以確保監測結果的代表性和準確性。

3.3.2 監測方法依據及其測量儀器設備。在實際的采樣工作中,以《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》(GB/T 16157-1996)中的相關內容為采樣依據,按照《空氣和廢氣監測分析方法》進行相關作業。其中,以HJ 584-2010為依據,采用活性炭吸附CS2解吸氣相色譜法測定空氣中的C6H6、C7H8、C8H10,其最低檢出限均為0.0015mg/m3,主要儀器是GC4029A型氣相色譜儀;以《環境空氣 非甲烷總烴的測定 氣相色譜法》(HJ/T 38-1999)為依據,用于空氣中NMHCs的測定,其最低檢出限為0.04mg/m3,所用監測儀器為GC4029A型氣相色譜儀;以《環境空氣 氨的測定 納氏試劑分光光度法》(HJ 533-2009)為依據,用于空氣中NH3的測定,其最低檢出限為0.01mg/m3,監測過程中主要用到TH-150Z型大氣綜合采樣器、TU-1810型紫外可見分光光度計兩種儀器。

4 監測結果分析

4.1 氣象因子的監測結果

將冶金焦炭廠看作是一個無組織排放的污染源,其氣象因子主要是對風向、風速等情況的監測,為了提高采樣數據的精準度,避免出現數據波動過大現象,應該通過移動監控點進行多次采樣。具體的采樣結果為:2016年4月19日,一共采樣4次,具體的數據為:氣溫(℃)為:19.1、24.3、27.2、25.1;氣壓(kPa)為:101.5、101.3、101.1、101.3;風向都為:NE,風速(m/s)為:1.5、1.6、1.7、1.7;總云量均為4,低云量為:2、1、1。2016年4月20日,一共采樣4次,具體的數據為:氣溫(℃)為:18.7、23.6、26.8、24.5;氣壓(kPa)為:101.3、101.2、101.0、101.1;風向都為:NE;風速(m/s)為:1.6、1.4、1.4、1.3;總云量為:5、4、4、3;低云量為:3、2、1、1;2016年4月21日,一共采樣4次;具體的數據為:氣溫(℃)為:19.2、23.8、26.9、25.4;氣壓(kPa)為:100.9、100.7、100.7、100.8;風向都為:NE;風速(m/s)為:1.3、1.5、1.4、1.3;總云量均為4;低云量為:2、2、1、1。

作者通過對觀察數據進行研究分析發現,污染擴散方向會根據風向的不同發生相應的變化,監測點風向情況在很大程度上決定了監測結果。風向除了影響污染氣體擴散方向的同時,也會對其擴散路徑以及范圍產生相應的影響,并且這種影響與風速有著很大關系,影響會隨著風速的變大而變得更為明顯。

對于監控點的污染因子濃度來說,捕捉效率容易受到污染源排放強度的影響,同時,也會受到風向以及風速變化的影響。如果風向以及風速較為明顯,在對污染物的運動情況及其濃度最高點進行判斷時就會變得更加容易。在《大氣污染物無組織排放監測技術導則》中明確指出當監測時的風向>29°且風速在1.0~3.0m/s之間是最為合適的。當監測對風向、風速沒有要求的情況時,在周邊設置監控點,可以在靜風狀態下采樣,前提是能夠及時捕捉到污染物的濃度最高點。

4.2 特征污染物的監測結果

監測人員通過對3天的監測,NH3和C6H6在上風處都能監測出來,C6H6在上風處偶爾也能檢測出,出現這種狀況的主要原因是由于冶金企業的位置,周圍的污染企業

較多。

焦化工藝是冶金企業重要生產環節,由于工藝技術的特性會造成C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3等多種污染物質的產生,作者通過對不同監測結果進行分析發現:在此次監測氣象狀態下,企業所在的下風向以及上風向的NMHCs監測濃度雖然呈現出上漲趨勢,但其濃度值并沒有超過相關規定的標準,其數值小于無組織排放監控所規定濃度5.0mg/m3的限值。企業所在的下風向及上風向的NH3濃度與NMHCs監測濃度表現情況一致,也呈現上漲趨勢但是并沒有超過規定的濃度標準,氨的環境濃度和廠界濃度在小于0.2mg/m3,控制在惡臭污染物排放標準2mg/m3之內。

在完成NMHCs、NH3的監測結果分析之后,作者又對其他污染因子監測結果進行了分析,發現C6H6、C7H8、C8H10在該廠區都能監測出,并且在下風向與上風向濃度存在較大差異,下風向濃度明顯較高。C6H6、C7H8、C8H10的工業對C6H6、C7H8、C8H10的大氣污染物綜合排放標準分別為0.5mg/m3、3.0mg/m3及1.5mg/m3,C6H6的工業企業設計衛生標準為2.4mg/m3,C8H10的工業企業設計衛生標準為0.3,前蘇聯居民區對C7H8濃度的限定最高為0.5mg/m3,對監測濃度進行分析,發現3種氣體濃度均沒有超出規定濃度的范圍,進而各種氣體的監測濃度均符合相關排放濃度標準。對整體監測結果進行統計分析,獲得符合企業正常生產狀態下無組織排放特征污染物的實際情況,對于企業特征污染物治理方案的制定具有一定的指導意義。

5 建議與結論

監測人員通過對相應的數據進行分析,污染物濃度雖然都有所增加,但是都能滿足環境標準和無組織排放標準的要求。雖然其濃度低于我國相關的要求,但C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3等有害氣體的長期排放,會對周圍的居民的環境造成一定的影響。因此,相關部門應該積極在一些容易受到污染的地區設置監測點,增加除了常規監測點以外的監測點,定期進行抽查,指導企業的日常環境管理,從而提高企業周圍的環境質量。

總之,在國家強調環保節能減排的今天,積極對冶金焦炭廠無組織排放特征污染物的監測具有重要意義。在監測過程中,監測人員應該從冶金焦炭廠的實際狀況出發,設置合理的監測點,才能達到良好的監測效果,從而為企業特征污染物治理方案的制定提供科學的監測數字依據。

參考文獻

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大氣污染主要因子范文第5篇

今年1至9月,湛江空氣質量排名一直保持全省第一。在全國眾多城市因空氣污染叫苦不迭之時,湛江空氣質量一路領“鮮”,被譽為“最適合洗肺”的城市,天然“大氧吧”成為湛江特有的城市名片。

在經濟發展進入“新常態”的形勢下,為守住藍天碧海,讓市民們繼續呼吸清新潔凈的空氣,今年以來,湛江市環保部門進一步改革創新、攻堅克難,通過提高硬件和軟件建設,雙管齊下治理大氣,在謀求經濟發展的同時保持青山綠水常在。

提前完成“十二五”電力行業治理任務

有環保專家曾明確指出,工業污染源經過多年治理已經取得一定成效,但仍然是大氣污染的重要來源之一。對此,湛江市環境保護局副局長關卉在接受本刊記者采訪時表示,有效控制工業廢氣污染的產生,仍是湛江市大氣污染整治的重要抓手之一。

據了解,為督促重點行業企業完成污染減排任務,湛江市環保局為湛江電力有限公司、東興公司、湛江中粵能源有限公司等排污“大佬”企業量身定制了減排任務清單。其中,要求到2014年底前,湛江電力有限公司要完成4號機組脫硝工程,脫硝率達85%以上,完成建設高效除塵設施,達到特別排放限值(20mg/m3),到2015年火電機組綜合脫硫率達到95%以上,湛江中粵能源有限公司燃煤機組脫硫率達95%。

“有了明確的任務清單,加上市環保局不斷提醒,企業減排任務完成得都比較理想。”關卉介紹說,目前湛江電力有限公司4臺機組和東興公司2臺催化裂化裝置脫硫脫硝工程全面完成建設,SO2去除率達到95%,這也使得湛江提前完成了國家和省下達的“十二五”電力行業污染治理任務。

這邊治污,那邊上馬污染項目,這是很多城市正面臨的尷尬局面。對此,關卉也深有體會:“為了打破僵局,確保治污工作發揮實效,是否符合污染物總量控制要求,被湛江市作為廢氣排放建設項目環評審批的前置條件。”

據悉,5年前,作為傳統高污染的鋼鐵行業項目――寶鋼湛江項目落戶湛江。“如今寶鋼項目建設正如火如荼地進行,但環境影響評價工作并未在5年前止步。”關卉告訴記者,湛江市環保局全程跟蹤該項目的建設,嚴格把關各個有可能產生污染的細節,一經評估發現存在污染物超標排放的可能,會立即提出整改要求,及時和項目商尋求整改措施。

此外,湛江市環保局還定期對鋼鐵、水泥、化工、石化有色金屬冶煉等重點行業進行清潔生產審核。關卉表示:“雖然項目建設之初完成了環境審批,但很多企業在生產中仍存在超排行為,通過清潔生產審查能夠有效防范和查處此類行為。”

重點整治“黃標車”和小鍋爐

“黃標車”是大氣污染的重要因子之一。“目前,湛江市正致力于‘黃標車’淘汰工作。”關卉表示,湛江升級油品和推進油氣回收綜合治理等配套工作也在有條不紊地進行。

據悉,從今年12月起,湛江市將對黃標車全面實施限行,限行區面積占城市建成區面積的30%。湛江市公安局交警支隊車管所相關負責人表示:“限行后,如果沒有‘綠色環保標志’,車輛可能成了毫無用處的鐵疙瘩。”此外,為確保2014年底前完成省下達的1.4萬輛“黃標車”淘汰任務,湛江市還出臺了淘汰“黃標車”工作實施方案和“黃標車”提前淘汰補貼政策,鼓勵“黃標車”尤其是營運“黃標車”提前淘汰。

在油品升級、油氣回收綜合治理等方面,湛江也取得初步成效。目前,全市范圍內已經在推廣使用粵IV汽油和國IV車用柴油,并對機動車排氣檢測實行聯網監控管理。全市已有的185家加油站均已完成油氣回收綜合治理工作。同時,湛江市還制定了相關管理措施和優惠政策,推進各企業油氣回收裝置的建設。關卉表示:“此舉能夠有效減少揮發性有機物(VOC)的產生量,控制二次污染產生的臭氧量,降低全市的AQI指數值。”

“除治理‘黃標車’外,治氣的關鍵之一還要看小鍋爐燃煤總量是否真正能做到負增長。”在今年廣東省大氣污染防治工作會議上,廣東省環境保護廳相關負責人如是說。

關卉透露:“湛江也正在全面整治燃煤小鍋爐,主要加快淘汰4蒸噸/小時以下和使用8年以上10蒸噸/小時以下的燃煤、燃重油和直接燃用生物質工業鍋爐。”據悉,今年湛江已淘汰35臺燃煤鍋爐,同時要求保留的鍋爐在2015年底前通過改進燃燒方式,改燃清潔能源或建設煙氣治理設施,確保穩定達標排放,并按要求安裝在線監測設備或中控系統。

此外,湛江還全面實施大氣環境功能區劃,將禁燃面積擴大到200平方公里,嚴令禁止在禁燃區內燃用煤油、重油、柴油等高污染燃料。

硬件大力支撐 確保監測到位

“今天空氣不錯,監測數值都很理想……”在湛江的街頭巷尾,總能看到市民在LED電子屏下討論當時的空氣質量。

“像這樣實時城市環境空氣質量信息的LED電子屏,在湛江市區最顯眼的地方都能看到。”關卉表示,湛江有一套較為完善的空氣質量制度,每天實時PM2.5監測數據,保障了市民對環境質量的知情權,讓市民生活得更自豪。

同時,根據湛江市政府要求,市環境保護局每天需要定時發送5次大氣監測相關數據信息給市主要領導。“一旦發現數據異常,市領導的電話就會打進環保局。”關卉告訴筆者,通常這些異常的數值只是略高于平時,但均在國家相關要求范圍內。為確保監測數據的正常傳輸,市政府分管副市長親自指示并協調電信部門對大氣自動監測數據的傳輸網絡制定了保障工作方案,以保障傳輸網路隨時暢通。

此外,為確保全市環境空氣檢測系統正常運行,提高監測數據的有效性,湛江市領導不僅親自過問和關注環境空氣質量監測情況,更在軟件方面為大氣監測工作提供了優厚條件。

據介紹,在監測人員編制極為緊張的情況下,湛江市領導將監測站工作人員從原有的3名增加到7名,盡最大的努力加強了大氣自動室的技術力量。同時,為了方便各國控子站點的日常管理,還專門為監測站配備兩臺專用工作用車,以方便大氣監測的日常維護和巡查工作。

一位監測站工作人員很自豪地告訴筆者,“針對全市大氣監測的特點,市領導和環保局領導還特地給我們配備了粵西首臺臭氧校正儀,如今各項監測數據更加準確了。”

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