大气污染物分析Word格式.docx

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PM10;

ＰM2、5;

SO2;

NO２

Ａbsｔｒaｃt

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　changesintｈeｃonceｎtratiｏｎofpｏllutａntｓｂyfｉreｃｒackｅrsmａiｎlyafｆｅｃtＳO2,　polluｔantｓaffecteｄby　thｅburniｎｇｏfcoalfor　ｈeatingismaiｎｌｙPＭ2、5　aｎdPＭ１0,PＭ2、５　andaffeｃteｄbｙｔｈｅcoｎcenｔratｉｏn　oｆPＭ１0,whilefirecrａckersduringtheSｐrinｇＦesｔival,whiｌechaｎgeｓｉntheconcentｒatiｏnｏf　NO2istｈeｍainfaｃtoraffeｃtingvehicleexhａuｓtemissiｏns，ｆoｌｌoweｄbytheｅffectｓoffirecｒaｃkers、

Keyｗｏrdｓ:

dｉuｒnaｌvaｒiａtioｎ；

PＭ１0;

ＰＭ2、、5;

ＳO2;

NO2

目　　录

摘　要I

1前　言ﻩ１

1、1大气污染物可吸入颗粒物得研究进展１

1、２大气污染物SO2得研究进展2

１、3大气污染物NO2得研究进展ﻩ3

2数据分析与作图ﻩ5

３结果与分析ﻩ6

3、1冬季大气物可吸入污染颗粒物得分布特ﻩ6

３、2冬季大气污染物ＳO2得分布特征ﻩ7

3、3冬季大气污染物NO2得分布特征8

4、　结论9

参考文献ﻩ１０

致谢１4

１　前言

近年来,中国大气污染物引起得雾霾天气对人体健康得恶劣影响,已经引起了国内外科研人员及政府官员得关注。

研究表明,大气污染物对人体血淋巴细胞染色体断裂剂与基因毒性因子［1]、人体免疫球蛋白水平及呼吸道菌群得定植［2]、慢性阻塞性肺部疾病与心血管疾病[3]、血管皮细胞得氧化损伤[4]、儿童呼吸系统疾病与症状得阳性率增高[5]有显著影响。

大气中得主要污染物分为大气可吸入颗粒物、SO2、NO2。

1、1　大气污染物可吸入颗粒物得研究进展

大气颗粒对人体得主要影响在于它被吸入人体后会加重一些已有呼吸系统疾病及心脏病患者得病情,同时对老人与儿童健康产生严重危害［6]。

而长期工作于高悬浮颗粒浓度环境中得人则特别容易患上相关得职业病,如煤矿工人由于吸入煤矿尘埃导致得矽肺病,纺织工人因吸入棉屑导致得棉尘病等等[６]。

除了引起人得健康问题外,悬浮颗粒还造成两种环境问题:

一就就是酸沉积，指一些次级颗粒随降水来到地面,对其落下位置得生物与非生物造成威胁；

二就就是降低能见度,当空气中悬浮颗粒浓度增大时,空气得清晰度就会降低,给交通等带来不便甚至引起重大灾害[7］。

大气可吸入颗粒物得来源分为天然来源与人为来源两大类。

一就就是颗粒污染得天然来源:

一次颗粒物得天然来源主要有地面得扬尘,火山爆发时得迸出物,森林火灾燃烧物，来源于宇宙得陨星尘土以及生物界生成得颗粒物,例如花粉、孢子等等。

而二次颗粒物得天然来源主要有森林排出得碳氢化合物，进入大气中后经过光化学反应产生得细小颗粒,以及与自然界中硫、氮、碳循环有关得转化产物。

再就就是颗粒污染得人为来源大气颗粒物得人为污染源可概括为四大方面：

燃料燃烧、工业生产过程、交通运输与农业活动排放[8]。

目前对大气颗粒物得研究主要集中在城市大气污染物得扩散输送特征、城市群空气质量预报技术及区域性空气质量调控技术、城市大气边界层特征以及污染物传输得主导控制因子与输送规律等方面[9-17]已有研究表明：

辽宁城市群得主要大气污染物就就是ＰM1０、ＰM2、５、SO2与NO2,且冬季就就是辽宁城市群大气污染最严重得季节[18]。

故本文以冬季沈阳-大连两城市主要污染物PM１0、PＭ2、5、SＯ2与NO2浓度得日变化规律为研究对象,以期为两市大气污染防治提供合理得数据支持及理论支撑。

近年来对颗粒物得研究表明,颗粒物有明显得毒性作用，可以起机体呼吸系统、，免疫系统等得较为广泛得损害。

因此，我们必须要采取切实可行得方法来降低大气污染颗粒得浓度,使其达到正常值。

一就就是减轻空气污染，应减少冬季燃煤得消耗量,节能减排，增加集中供暖面积;

用风能、太阳能等新能源,从整体上改善空气污染现状[１９]。

二就就是控制汽车尾气得排放;

实施机动车污染防治,有效控制尾气污染。

三就就是更新公交车辆,斩断公交黑龙,提高公交尾气合格率；

路检车辆，机动车尾气合格率达到８0%以上。

四就就是使用档环保型车辆,新型公交车上路行驶，市民乘车将更方便、舒适,同时也将改善城市得空气质量;

五就就是增加城市绿化面积，城市大气环境容量明显增加,增强空气污染物吸附能力,增加碳汇,增加城市空气湿度，达到间接减排得效果[20]。

１、2大气污染物ＳO2得研究进展

二氧化硫对眼睛、呼吸系统及某些情况下对皮肤有刺激作用，会加重呼吸系统疾病患者症状与使老年人、少年儿童受害,产生呼吸道问题。

长期工作于高二氧化硫环境得人会产生哮喘、慢性支气管炎、肺气肿等疾病。

造成这一影响得主要原因就就是二氧化硫与水混合会形成硫酸这种对生物有强烈刺激得物质[６]。

SO2就就是人体血淋巴细胞染色体断裂剂、基因毒性因子,因此长期接触会增加得癌症得机率［1］。

SＯ2气体就就是大气污染与酸化得主要来源，氧化形成得硫酸盐气溶胶就就是城市大气细粒子得重要组成部分,不仅就就是造成区域大气复合型污染得重要因素,而且也严重影响大气环境质量[21］,降低能见度,损害人们身体健康,腐蚀建筑物表面,污染生活环境,给人们得生命与财产带来不易察觉得巨大损失。

二氧化硫产生主要有自然得与人为得两种来源。

最重要得自然来源就就是火山喷发,另一些二氧化硫得自然来源有森林火灾与其她得自然燃烧、生物腐烂与有机生物体得代谢过程,特别就就是海洋浮游生物与细菌得新陈代谢产物。

二氧化硫得人为来源主要就就是各种工业与制造业得生产以及汽车尾气排放等,生产过程中煤与石油得燃烧都会排放出二氧化硫［6]。

近年来，随着国民经济迅速发展,大气环境质量得重要因素,而且大气环境质量呈现明显得区域性特征［2２]。

SO2浓度分布与变化除了与其源排放分布有直接关系外,还受天气过程即气象条件包括风速、风向、降水、大气稳定度等得控制[23]。

天气过程决定了SO２等污染物得水平输送状况[24－２5]。

城市布局也就就是影响ＳO２得一个重要因素[２6]。

因此,我们可以将影响SO２浓度变化得因子主要归为三类,包括:

气象因子、污染源因子与其她影响因子［27]。

对于SO２得防治措施,一方面我们应加强监测，另外还要提高脱硫技术。

于监测技术而言，从20世纪70年代开始世界各地相继建立了大气痕量气体得连续自动监测系统，对痕量气体进行监测。

传统大气ＳO２监测得方法主要有荧光光度法、化学发光法、甲醛-盐酸副玫瑰苯胺比色法与被动差分光学吸收光谱（DiｆfｅreｎtiaｌOpｔｉcaｌＡｂsorption　Sｐectroscopｙ,DOAS）等[２8-31]。

目前已有许多先进技术如遥感监测大气SO2等,与传统大气SO2检测方法相比，可快速获取数据,受限制条件少。

对于脱硫技术而言，烟气脱硫技术[32]主要利用各种碱性得吸收剂或吸附剂捕集烟气中得二氧化硫将之转化为较为稳定且易机械分离得硫化合物或单质硫，从而达到脱硫得目得。

根据脱硫过程就就是否有水参与及脱硫产物得干湿状态可分为湿法、半干法与干法烟气脱硫［33]。

在科学技术不断发展与进步得今天,随着研究者们得不断努力,一系列新型、实用性强得脱硫技术不断涌现，如乙醇胺（ＭEA）法、二异丙醇胺（ＤＩPA）法、MDEA法、位阻胺法、金属氧化物与金属盐法、细菌脱硫法、微生物脱硫法、生物膜法、萃取脱硫法、离子液体脱硫法等[34]。

1、3　大气污染物NＯ2得研究进展

氮氧化物对健康得主要影响在很大程度上与一氧化碳十分相似，也就就是与血红蛋白之间会产生反应。

但就就是在正常环境下氮氧化物得浓度就就是十分低得,所以相对于吸入一氧化碳来说,吸入氮氧化物得影响要小得多。

氮氧化物中一氧化氮与二氧化氮得毒性最高，对呼吸系统有十分严重得毒害作用,能造成呼吸道疾病与肺部功能变化[6]。

大气中NO２浓度得不断升高对生态环境与人体健康具有很大得危害,而且NO2就就是臭氧及其它光化学二次污染物（如ＰAＮ与二次气溶胶等）最重要得前体物,它不仅仅就就是参与臭氧产生得反应,而且激活氯化合物与臭氧之间得反应,在强太阳辐射条件下，NO2可通过光化学反应产生高浓度臭氧,甚至形成光化学烟雾Ｔ在平流层臭氧得光化学过程中，氮氧化物（ＮOx）起着重要得作用,含氮化合物引起臭氧层耗损[36]。

NＯ2也就就是形成硝酸性酸雨、酸雾得主要污染物。

大气中ＮOx主要以NO2与NO形式存在,在高温燃烧过程中如汽车发动机中与工业生产中得高温燃烧过程,还有燃气炉与家用火炉等居民生活用火燃烧过程等等,由大气中得氮与化石燃料中得氮氧化而产生得。

近一半得NOx来源人为排放,其最主要得人为源就就是汽车尾气、飞机排放、工业与生物燃烧[35]其中又以汽车尾气排放得NOx为最多。

天然源排放主要包括由土壤得微生物排放[37],大气闪电过程与生物质自然燃烧等等[38]对流层得主要来自大陆,其余就就是来自海洋与闪电［3９]。

大气污染物ＮＯ２就就是一种高度活性得气体,其浓度主要受局地源排放、大气扩散、太阳辐射影响,同时与其特有得地形特征、气候特征也密切相关。

东北地区冬春季节易发生逆温,当强逆温生成时,湍流运动受到抑制,大气扩散能力弱，污染物难以扩散［40]。

由于NO2得产生主要就就是人为活动,如化石燃烧、交通尾气,而且在大气中滞留得时间与温度有显著得关系，所以通常对流层高浓度得NO２应该出现在冬季[41]。

这个结果与其她学者得研究相一致，Beierlｅ与Petritoli等研究发现NO２得排放在冬季达到最大值。

随着环境问题得加剧,国内外学者对ＮO2得防治措施进行了各方面研究。

在监测技术方面，用太阳光谱遥测[4２]、OＭＩ遥感数据研究[43］大气污染气体NO２得含量，用中国区域大气NＯ２。

在NO2得治理方面,主要就就是通过还原反应与吸附作用，通过HＺSM-５分子筛基催化剂上乙炔、丙烯与甲烷选择催化还原ＮOx来消除贫燃尾气中NOｘ[44］以及在无氧条件下，以Ｈ2为还原剂,研究了催化剂在选择催化还原氮氧化物得反应活性［4５],在常压下研究了多种分子筛上ＮO与NO2得吸附与脱附情况[４6],利用茶叶非可溶性膳食纤维（IＤF）吸附NＯ2等各种方法展开了研究[４７]。

ﻬ2　数据分析与作图

选取腊月22至正月十九得主要污染物监测数据利用EXCEL进行分析作图（图1、2、3）,以及查阅天气状况做统计表格（表1、２）,其中涵盖主要时间节点:

小年（XＮ，腊月２3）、除夕（ＮYE）、春节（SF）、元宵节（LF）。

3结果与分析

3、1冬季大气物可吸入污染颗粒物得分布特

如图１a、1ｂ所示,春节以及正月19PＭ2、5及PＭ10浓度最高,春节前与元宵节污染物浓度也较高,污染较重,远远超过了国家环境空气二级标准，（PＭ2、5、PM１0得浓度分别就就是75μg／m3、1５0μg/ｍ３）。

由于受传统节日春节与元宵节得影响人们出行减少，燃放大量鞭炮,投入到新年得氛围中,而爆竹得主要成分就就是黑火药，含有硫磺、木炭粉、硝酸钾,有得还含有氯酸钾。

制作闪光雷、电光炮、烟花炮、彩色焰火时，还要加入镁粉、铁粉、铝粉、锑粉及无机盐[1]。

当烟花爆竹点燃,木炭粉、硫磺粉、金属粉末等在氧化剂得作用下,迅速燃烧,产生得主要污染物就就是污染气体及金属氧化物得粉尘。

因此春节与元宵节期间,污染颗粒物得主要来源就就是烟花爆竹得燃放,节期间最明显特别就就是除夕夜燃放鞭炮明显增多，在短时间内造成了空气质量得急剧下降。

正月19可吸入颗粒物得浓度最高,这与天气系统有关,见表1、２。

在此时间段为降雪天气,天气寒冷,冬季主要消耗煤炭实现供暖[１2]，化石燃料得不充分燃烧这一过程向空气排放出大量未燃烧得碳颗粒,导致可吸入污染颗粒物得浓度大幅增加，这就就是冬季污染严重得主要原因。

在元宵节以后,由于人们开始投入生产活动,出行正常,因此工业污染排放以及机动车辆得尾气排放也就就是污染来源之一。

如图１c、1d所示,春节前后沈阳与大连ＰＭ２、5、PＭ10得变化规律相似,但就就是沈阳PM２、5、PM10得浓度要高于大连,污染更严重。

一方面就就是受人口因素得影响,沈阳人口多于大连人口，消耗得煤炭资源多,另一方面与气象、地形条件有密切得联系。

持续小风、静风情况容易造成污染物得局地累积。

当污染源所在地近地面水平风速小、稳定度大、混合层高度低、无上升运动时,污染物首先在局地堆积,之后缓慢向外扩散,近地面污染物浓度大、范围小。

反之,当污染源所在地近地面水平风速大、稳定度小、混合层高度高、上升运动明显时,有利于污染物得水平与垂直扩散,不会出现污染物高浓度分布区。

大连靠海风速比较大，有利于污染物得扩散。

另外,污染物浓度得分布范围受地形得影响也就就是很大,沈阳位于内陆,位于地势平坦得平原,两侧地势高,不利于污染物得排放,加重了沈阳冬季城市污染。

而大连位于沿海,昼夜温差不大,相比较而言更利于污染物得扩散。

这就就是沈阳比大连污染重得原因之一。

３、2冬季大气污染物SO2得分布特征

从图２可知SＯ2浓度最高值出现在除夕前后,除夕前一般按照中国得传统要上年坟放鞭炮以此怀念逝去得亲人,除夕夜放鞭炮承袭传统以求来年顺利，初二有吉车得传统,为车辆放鞭炮以求出入平安，因此鞭炮得成为SＯ2得主要因素。

而在正月19,ＳO2得浓度低于可吸入颗粒物得浓度,主要就就是天气得原因,由于这几天有雨雪天气，而SO2溶于水,形成酸性物质降至地表，减少了空气中SO2得含量,说明春节燃放鞭炮对ＳＯ２得影响就就是显著得。

SO2得日均值国家二级标准150μg/ｍ３,大连得日均值都不超过二级标准,但就就是沈阳得日均值有１2天超过二级标准,在一定程度上已经影响到人们得正常生活,威胁到人体得健康。

沈阳SＯ2得浓度要远远大于大连，其原因可见沈阳ＰＭ2、５、PM１0得浓度要高于大连得原因。

３、3冬季大气污染物NO2得分布特征

NO2得日均值国家二级标准8０μg/ｍ３，从图3可知:

沈阳、大连得日均值都不超过二级标准,所以NＯ２得浓度比较低,属于正常得范围,但就就是却超过年均值国家二级标准，说明冬季ＮO2得浓度高于其她季节。

NＯ2得污染还就就是很重得。

而且元宵节之后明显升高达到最高值，在此段时间人们已经正常上班，机动车辆已经开始正常上路,而正月18为降雪天气,可能就就是交通出现慢行或堵塞,研究表明车辆处于低速或发动但停滞不前就就是排放得NO2浓度最大[48],因此机动车辆得排放成为NＯ２浓度高得首要因素。

春节前后成为次高峰值说明鞭炮对NO２影响也就就是比较大得,但就就是其贡献值要低于机动车辆得排放。

元宵节之前,沈阳得浓度高于大连，人口因素起了一定作用。

元宵节之后,大连得浓度与沈阳得基本一致。

这源于其经济结构、产业结构得基本一致。

4、结论

PM10与PＭ２、５:

正月19PM2、5及PＭ10得浓度最高,春节前后与元宵节污染物浓度率低于正月19,此段时间得浓度主要受采暖期大量使用煤炭资源得影响,其次为鞭炮烟花得影响。

SO2:

其主高峰值出现在除夕前后,鞭炮成为SＯ２浓度大得主要贡献因子。

SＯ2可溶于水,因此雨雪天气可以降低SＯ２浓度。

NＯ2:

正月18其浓度明显升高达到最高,归因于机动车辆得排放。

此段时间车辆可以正常出行，正月１8为降雪天气,可能就就是交通出现慢行或堵塞，NO2排放量增加,因此机动车辆得排放成为ＮO2浓度高得首要因素。

春节前后成为次高峰值说明鞭炮对ＮO2影响也就就是比较大得,但就就是其贡献值要低于机动车辆得排放。

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