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成都市大气颗粒物中水溶性酸性离子的化学特性评价

张磊

   目前,大气颗粒物已经取代SO2、NOx成为城市大气首要污染物。而粒径小于10μm的大气颗粒物易被吸入人体,已成为影响城市居民健康的重要危险因素之一。据世界卫生组织统计,目前全世界约有16亿人生活在空气污染严重的城市里,每年有几十万人由于受大气污染而患急性和慢性呼吸系统疾病。大气颗粒物中水溶性酸性离子由于其水溶性,更容易从呼吸系统进入人体,溶于血液,并且污染水圈,在酸雨的形成过程中起到重要作用。因此,研究大气颗粒物中水溶性酸性物质的环境化学特性,即在大气中的存在、迁移、扩散和消除过程,对于有效控制酸雨,大气污染防治,减少大气颗粒物的对于城市居民及生态系统的危害性具有重要意义。 本文于2006年1月至2007年4月,在成都理工大学共采集总悬浮颗粒物(TSP)样品40个。从2008年1月起至2008年12月,采集不同粒径大气颗粒物样品135个。同步采集大气水汽样品15个。2006年3月起到2008年9月,采集降水样品43个。采用重量法、离子色谱等分析方法分别测定了颗粒物样品的质量及各样品中的F-、Cl-、NO3-和SO42-四种酸性阴离子的含量。 研究结果表明,在总悬浮颗粒物TSP、不同粒径的大气颗粒物、雨水和大气水汽中4种水溶性阴离子有相似的分布规律,即SO42-含量最高,其次是NO3-,Cl-,F-含量最少,即SO42-为首要阴离子污染物。在颗粒物中,F-含量随季节变化不大,而Cl-、NO3-和SO42-浓度四季变化明显,都是冬季高,夏季秋季低。对于冬季燃煤量升高,降雨量减少,SO42-长时间停留在大气中,所以,SO42-在冬季TSP和大气水汽中含量高,降雨中SO42-含量高于春夏两季;相反,夏季降雨增多,研究区全年降雨主要集中于8、9月份,湿沉降作用明显,所以SO42-含量最低。 通过对大气颗粒物、降水和大气水汽中4种阴离子的聚类分析,得出他们在各相中的相关性,推测TSP中F-、Cl-和NO3-有相似的来源。在大气水中三者来源也相似;而SO42-的来源与其他三种离子来源差别较大。通过对TSP浸提液中离子分析,计算得出对pH值影响最大的离子是SO42-其次NO3-。对比大气水汽与降水中的阴离子浓度可以看出,NO3-浓度在降水中比大气水汽中明显上升,在四种阴离子中变化幅度最大。这可能是NO3-在降雨形成过程中湿沉降作用明显造成的。降雨中的SO42-来自于颗粒物与SO2的转化。对不同粒径颗粒物中酸性离子的研究可知,绝大多数的SO42-和NO3-集中在粒径0.65μm-2.1μm。由于粒径小,更易进入降水和人体,对其造成影响。据文献研究表明疾病与大气污染物成一定的剂量—反应关系,选择我国《环境空气质量标准》(GB3095-1996)年均二级标准作为大气污染对人体健康评价指标,对研究区PM10大气污染进行了人体健康危险度预测。 通过同位素法测出研究区大气颗粒物重硫同位素含量。将所得34S‰值与工业燃煤燃烧产生固体颗粒物中34S‰值做对比,可以看出34S‰值研究区大气颗粒物低于工业燃煤燃烧产生固体颗粒物。说明硫同位素组成有明显差别,可能是由于该地区烟尘颗粒物排放后受气态二氧化硫影响较大,气相二氧化硫在颗粒物表面转化率很高;也可能有其他低34S‰值的硫源加入。……   
[关键词]:大气颗粒物;可溶性;阴离子;酸雨
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:成都理工大学2009年