常州市大气PM_2_5_源解析研究_王强.docx

《常州市大气PM_2_5_源解析研究_王强.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常州市大气PM_2_5_源解析研究_王强.docx（64页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 江苏理工学院学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得 的成果。尽我所知，除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 己 经发表或撰写过的研究成果。对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体， 均 已在文中以明确方式标明或致谢。 本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 学位论文版权使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江苏理工学院有关保留、使用学位论文的规定，学校有权 保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校 可 以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、

2、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编 本学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在 年解密后适用本授权书。非保 密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 4 2 5 2 5 2 中 文 摘 要 2012 年 2 月 29 日 ， 环保 部 颁布了 新 的 环境 空 气质量 标 准 （ GB3095-2012)， PM2.5成为 人 们 关 注 的焦 点 问题 ， 常州 市 PM2.5 成 为 空气 中 首要 污 染物 ， 控 制 PM2.5 的 污 染 己 迫 在 眉睫 。 笔者从 2013 年 3 月开始，用一年多的时间，对常州市大气中 PM2.5 的来源进行了源 解析 研

3、宄。采集了常州市六个点位的受体样品，在常州市内采集了源样品，并对所有的 样品进行 了金属兀素、总碳 （ Total Carbon，简称 TC)、有机碳 （ Organic Carbon，简称 OC)、 S0 2 NO/ 等成分的分析。用富集因子法 （ Enrichment factor,简称 EF)研究了 金属兀素的污染特征，用 化学质量平衡模型 （ Chemical mass balance,简称 CMB)对大 气中 PM2.5 的来源进行解析。主 要获得如下结论 ： (1)常州市 PM . 污染严重， PM . 平均浓度为 106.06 pg/m3。（ 2)建立了源成分 谱和 受体化学组成

4、特征，并指出 TC、 S04 NO/和 Si 是颗粒物的主要组分；（ 3)用 EF 法研宄了金 属元素的污染特征， Na、 Al、 Ti、 V、 Cr、 Co 的富集因子较小，其他元 素的 EF 值都很大。（ 4) 用 CMB 模型对 PM2.5 的来源进行了解析，其主要来源为二次 无机粒子（ 30.53%)，煤烟尘 （ 18.59%)，扬尘（ 16.94%)，机动车（ 14.59%)等； (5)根据源解析结果，提出了防治 PM2.5 污染的措施。 关键词：常州市；细颗粒物；化学质量平衡；源解析；防治措施 ABSTRACT Ministry of Environmental Protectio

5、n Promulgated Ambient Air Quality Standard (GB3095-2012) in 2012, PM2.5 has been the Primary pollutant in ChangZhou. To control the Concentration of PM2.5 is anxious. The author has being committing on studying source apportionment of PM2.5 in ChangZhou city since March 2013. The recipient samples a

6、nd source samples in six points have been collected, then analysis all the samples, so the author obtains the compositions of the samples,such as: metallic elements, TC, OC, S 42, N 3_. The pollution characteristics of metallic elements has been studied by EF, source apportionment of PM2.5 also has

7、been researched by CMB. The main tasks are following: The pollution of PM2.5 is serious in ChangZhou City, the average concentration of PM2.5 is 106.06 jxg / m (2)The source profiles and recipient samples components were established. TC, S 42, NO3 and Si are the main components of the particulate ma

8、tters. (3)The pollution characteristics of metallic elements has been studied by EF, the EF of Na, Al, Ti, V, Cr and Co are smaller then others.(4)The sources of the PM2.5 were analyzed by CMB, the main source of the PM2.5 is secondary inorganic particles (30.53%), coal dust (18.59%), dust (16.94%),

9、 the vehicle ( 14.59%) and so on. (5) According to the results, the author proposals many measures to control the pollution of PM2.5. KEY WORDS: ChangZhou City; PM2.5； Chemical Mass Balance; Source Apportionment; Prevention 3 目 录 M W. i ABSTRACT . II m-m mt . 1 1.1 研宄背景 . i 1.2 大气中细颗粒物的概述 . 1 1.2.1

10、PM2.5 的简介 . 2 1.2.1.1PM2.5 的来源 . 2 1.2.1.2PM2.5 对人体的危害 . 2 1.2.2 国内外研宄进展 . 2 1.2.3 研宄意义 . 3 1.2.4 研宄内容 . 4 1.2.5 研宄方案 . 4 第二章常州市概况 . 6 2.1 区域概况 . 6 2.2 社会发展情况 . 7 2.3 经济发展状况 . 7 2.4 常州市能源消费及大气污染物排放特征 . 8 2.4.1 工业废气 . 8 2.4.1.1 工业污染源及能源消耗 . 8 2.4.1.2 大气工业污染源的构成及分布 . 9 2.4.2 生活废气 . 12 2.4.3 机动车废气 . 12

11、 2.4.4 污染物排放总量的变化 . 12 第三章常州市环境空气质量状况 . 13 3.1 大气污染物环境浓度的年变化 . 13 3.2 大气污染物月度浓度的变化 . 13 3.3 污染物浓度的空间分布特征 . 14 第四章源与受体样品的采集与分析 . 15 4.1 大气颗粒物排放源类的分类和识别研宄 . 15 4.1.1 排放源的分类 . 15 4.1.2 常州市颗粒物排放源类的识别 . 16 4.2PM2.5 排放源类样品的采集 . 17 4.2.1 源样品的采集 . 17 4.2.1.1 城市扬尘的采集 . 17 4.2.1.2 煤烟尘的采集 . 17 4.2.1.3 机动车尾气尘的采

12、集 . 17 4.2.1.4 建筑水泥尘的采集 . 17 4 4.2.1.5 钢铁尘的采集 . 17 4.2.1.6 二次粒子 . 17 4.3 源样品的处理及其质量控制 . 18 4.3.1 源样品的处理 . 18 4.3.2 源样品采集和处理过程中的质量控制 . 19 4.4 环境样品的采集与处理 . 19 4.4.1 受体样品的采集种类 . 20 4.4.2 采样仪器的选择 . 20 4.4.3 采样滤膜的选择 . 20 4.4.4 采样布点和采样高度 . 20 4.4.5 采样周期和采样时间 . 21 4.4.6 受体采样过程中的质量控制 . 21 4.4.6.1 受体采样的质量控制

13、. 21 4.4.6.2 采样膜的前处理 . 21 4.4.6.3 受体样品称量的质控 . 22 4.5 源与受体样品的成分分析 . 22 4.5.1 无机元素分析 . 22 4.5.1.1 样品制备 . 23 4.5.1.2 实验条件 . 23 4.5.1.3 标准曲线的绘制 . 24 4.5.1.4 PM2.5 样品中元素分析的检出限及线性范围 . 24 4.5.1.5 精密度和准确度实验 . 25 4.5.2 离子分析 . 26 4.5.2.1 样品的前处理 . 26 4.5.2.2 实验条件 . 26 第五章常州市 PM2 5 浓度及金属元素污染特征 . 27 5.1 PM2.5 污染

14、特征 . 27 5.1.1 PM2.5 的时间分布特征 . 27 5.1.2 PM2.5 的空间分布特征 . 31 5.2 PM2.5 中金属元素污染特征 . 32 5.3 本章小结 . 35 第六章常州市颗粒物成分特征分析及源解析 . 36 6.1 PM2.5 源成分谱特征分析 . 36 6.2 常州市受体成分特征的研宄 . 41 6.2.1 常州市颗粒物主要化学组分特征分析 . 41 6.2.2 常州市不同季节受体中化学组成特征分析 . 42 6.3 来源解析结果 . 43 6.3.1 常州市 2013 年夏季、秋季颗粒物源解析结果 . 43 6.3.2 常州市 2014 年冬季、春季颗粒

15、物源解析结果 . 44 6.3.3 常州市 2013-2014 年颗粒物源解析结果 . 45 5 6.4 本章小结 . 46 第七章常州市大气 PM2 5 污染成因分析与防治对策建议 . 47 7.1 PM2.5 污染成因分析 . 47 7.2 防治对策建议 . 48 7.2.1 控制燃煤污染 . 48 7.2.2 控制城市扬尘 . 48 7.2.3 控制汽车尾气 . 49 7.2.4 工业粉尘的治理 . 49 7.2.5 给政府部门的一些建议 . 49 第八章结论与展望 . 51 8.1 研究结论 . 51 8.2 腦 . 52 # % M . 53 攻 读 学 位 期 间 研 究 成 果

16、. 5 6 ill.5 7 Particulate Matter 简 称 PM。 成 分 复杂 ， 是由 许 多人 为 和自 然 污染 源 排放 的 大量 的 化 常州市大气 PM2.5 源解析研究 第 一 章 绪 论 1 粒径小于等于 2.5 11 的颗粒物，称之为？ 2.5，中文名称为 “ 细颗粒物 ” 。？ 2.5、 PM1()、 PM1(K)都属于大气气溶胶范畴，气溶胶是指粒径在 0.001 100 pm 之间、能够悬 浮在空气中的 颗粒物的统称。 1.1 研究背景 (1) 新空气质量标准实施后，空气污染问题更为百姓关注 近年来，伴随着经济发展，污染问题日益突出，尤其是近几年城区频现灰

17、霾天气， 己经 成为全社会关注的焦点。江苏省也是如此，己成为全国 4 个灰霾污染严重地区之一， 大气污 染己呈现区域性、复合型、压缩型特征。 2012 年 2 月 29 日，环保部颁布了新的环境空气质量标准（ GB3095-2012)和环 境空 气质量指数 (AQI)技术规定（试行 XHJ633-2012)，将细颗粒物 (PM2.5)、臭氧 (03)等 6 项污染物 7 项指标纳入了空气质量考核。包括常州在内的江苏省 2012 年被纳入新标准 实施的地区，实 施空气新标准后，标准更加细化，城区空气优良率大幅下降，颗粒物 (PM2.5、 PM1Q)、臭氧污 染问题更为明显，因此，如何控制污染、改

18、善空气质量，已经成 为常州市环保工作的重点工 作。 (2) 空气颗粒物仍是常州市环境空气质量的首要污染物 分析历史及近年环境质量报告书，常州市空气首要污染物为大气颗粒物。随着机动 车保 有量的迅速增加，以及大规模工业企业的投产建设，细颗粒物尤其是粒径较小的 PM2.5 等颗粒 物其浓度不断增加，对人类健康与生态环境的危害更为明显。因此，颗粒 物对常州市空气质 量的影响是常州市环境空气治理的重点工作之一，需及时调整大气污 染防治策略，以适应不 断变化的大气颗粒物对空气污染的防治。 (3) 掌握常州市大气颗粒物对空气质量的影响， 了解大气颗粒物的来源、大气 PM2.5 的污 染特征，制定科学有效的防治措施，以利于改善常州市环境空气质量。 颗粒物污染导致空气质量的下降以及不断变化的颗粒物污染特点使得颗粒物污染 防治工 作压力较大，管理部门难以针对大气污染源对大气污染的影响程度开展有针对性 的污染防治 工作。这就迫切要求开展大