包头市采暖期大气颗粒物PM_(10)与PM_(2.5)污染水平研究

现代农业科技

2 0 1 3年第 l 2期

资源与环境科学

包头市采暖期大气颗粒物 P M加与 P Mz s污染水平研究张保生张婉婷’(内蒙古科技大学能源与环境学院，内蒙古包头 0 1 4 0 1 0 )

摘要为了解包头市采暖期大气颗粒物 P M与 P M1 0的污染特征，在包头市城区设置采样点，在采暖期采集了 P M: 与P Ml 0,对其中的 水溶性离子、元素、有机碳、元素碳的含量进行了分析。结果表明：水溶性离子、元素组分是包头市采暖期大气颗粒物的主要成分。并且在细 颗粒物中聚集较多；采暖期的燃煤为 2种粒子中元素的主要来源之一；采暖期 P M”与 P M。 0中 OC、 E C有共同的污染源，主要来源是燃煤、 机动车尾气和生物质燃烧； P M与 P M中有二次反应生成的有机碳。 关键词 P MI o; P Mu;采暖期；污染水平；内蒙古包头中图分类号 X 8 2 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 7— 5 7 3 9 ( 2 0 1 3 ) 1 2 - 0 1 8 1— 0 2S t u d y o n Po l l u i t o n Le v e l o f At mo s p h e r i c Pa r t i c u l a t e Ma t t e r P Mm a n d PM Du r i n g He a i t n g Pe r i o d i n Ba o t o u Ci t y

ZHANG Ba o - s h e n g ZHANG Wa n - t i n g‘

( E n e r g y a n dEn v i r o n m e n t C o l l e g e, I n n e r Mo n g o l i aUn i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y, B a o t o uI n n e r Mo n g o l i a 0 1 4 0 1 0 )Ab s t r a c t I n o r d e r t o u n d e mt a n d t h e p o l l u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f a t m o s p h e r i c p a r t i c u l a t e s i n B a o t o u C i t y d u r i n g t h e h e a t i n g p e i r o d, s e t t h e s a mp l i n g p o i n t s i n t h

e u r b a n a r e a o f B a o t o u C i t y, c o l l e c t e d P M2 5 a n d P M1 0 i n t h e h e a t i n g p e i r o d, a n d a n a l y z e d t h e c o n t e n t o f w a t e r s o l u b l e i o n s, e l e me n t s, o r g a n i c c a r b o n a n d e l e me n t a l c a r b o n . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t w a t e r s o l u b l e i o n s a n d e l e me n t s we r e t h e ma i n c o m p o n e n t o f a t mo s p h e r i c p a r t i c u l a t e ma t t e r d u i r n g t h e h e a t i n g p e i r o d, g a t h e r e d mo r e i n i f n e p a r t i c l e; C o l a w a s o n e o f t h e ma i n s o u r c e s o f t w o p a r t i c l e s i n e l e me n t s d u i r n g t h e

h e a t i n g p e r i o d; O C a n d E C h a d c o m m o n s o u r c e o f c o n t a m i n a t i o n, o r g a n i c c a r b o n g e n e r a t e d b y t h e s e c o n d a r y r e a c t i o n; T h e m a j o r s o u r c e o f P M 2 5 a n dPM, o we r e c o a l b u r n i ng, v e h i c l e e x h a u s t a n d b i o ma s s b ur ni n g . Ke y wo r ds PMt 0; PMz 5; he a t i n g p er i o d; p ol l u t i o n l e v e l; Ba o t o uI n n e r Mo n g o l i a

包头市位于蒙古高原的南端，阴山山脉的大青山和乌

表性，在该点位采集 P M样本。采样时间为 2 0 1 2年 1 2月7—2 1日、 2 0 1 2年 1月 5—1 1日。采样设备选用武汉市

天虹

拉山呈东西走向横亘于其中部。全市辖区划分为 3种地形， 整个包头地区呈现出中间高，南北低，北高南低，西高东低的地形地貌特征。包头市属于典型的中温带大陆性气候。全市年日照时数在 2 9 5 5 h左右 .年平均气温为 2 . 0— 7 . 7℃,极

仪表有限责任公司生产的 T H~ 1 5 0 C智能中流量 ( T S P )采样器与P MI O一 1 0 0、 P Ml O一 5— 2 . 5大气可吸入颗粒物切割器。监

测点位需放置配套 P M1 0— 1 0 0切割器的 T H一 1 5 0 C智能中流

端最高气温 3 8 . 4 o C。极端最低气温一 3 1 . 4℃,无霜期山南为1 4 0 d .山北为 8 3 1 1 0 d。最大冻土深度 1 . 7 5 I r l。年均降水量

量采样器、 P M1 0— 5— 2 . 5切割器的 T H一 1 5 0 C智能中流量采样器各 2台。同时采集 P M。。和 P M样品。

3 1 0 m m,降水集中在每年的 6— 8月，降水量约占全年的 7 0%。年均蒸发量为 2 1 0 0~ 2 7 0 0 mm,约为降水量的 8倍。常年主导风向为西北风，平均风速为 1 . 1 7~ 3 . 4 0 m/ s,以4、 5月的风速最大。

采样前，将有机滤膜在烘箱 6 O℃条件下 (稳定后 )烘2 h,石英膜在 4 0 0~ 5 0 0 q C条件下 (稳定后 )烘焙 2 h。所用马弗炉应先进行清洁并在 4 0 0— 5 0 0 o C条件下空烧 4 h o烘焙后滤膜置于干燥器中平衡 4 8 h待称。采样后的石英滤膜放入干燥器中，在冰箱的冷藏箱内平衡 4 8 h后称量，有机滤膜在室温条件下。在干燥器中平衡 4 8 h后称量，装袋，封口，计算颗粒物浓度。1 . 2样品分析

大气颗粒物中对人体危害最严重的一类是可吸入颗粒物，其还可影响空气质量，破坏生态环境及历史文物【 1 1。按大小可将可吸入颗粒物分为粗粒 ( P M。 )及细粒 ( P Mz 5 ),其空气

动力学直径分别为 2 . 5~ 1 0 . 0、 2 . 5 m【 2 _引。其中， P Mz 5由于重力作用较小 .在空气中停留的时间较长，可长距离传输，从而

1 . 2 . 1

水溶性离子分析。用 1 0 mL纯水超声提取剪成条状碎片的样品滤膜加 r ai n,用0 . 4 5 m滤膜过滤提取液，然后测定样品中 5 0 4 2一、 NH 4 、 N O。一、 C I一 4种水溶性离子的浓度，测定仪器为 D i o n e x一6 0 0 I C离子色谱仪 (美国戴安公司生产 )。 1 . 2 . 2元素分析。在 5 0℃条件下，用 5%H N O 3超声提取已采集滤膜 1 5 mi n,充分振荡后，再在同样条件下超声提取 3 0 m i n, 3 0 0 0 r/ mi n离心 1 0 mi n,取上清液，用 P E— S c i e x D R C I I

造成大范围污染】。为了解包头市采暖期大气颗粒物 P M 2 5与P M 。的污染特征，于2 0 1 2年 1、 1 2月采集大气颗粒物P Mz 5与P M 并对其中的 4种水溶性离子、 2 0种元素、有机

碳、元素碳的含量及其组成进行了分析。1材料与方法

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