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

1 . 1大气颗粒物 P Ml 0和P M 的采集

在包头市区设 1个采样点进行环境空气颗粒物的采样。包百大楼点位位于包头市主要污染源包钢 (集团)公司

电感耦合等离子体质谱仪 ( I C P— MS ) (美国 P E公司生产 )和S P s S一 8 0 0 0电感耦合等离子体发射光谱仪 ( I C P— A E S ) (中国海光科技有限公司生产 )测定 P M。和 P M中 S i、 A l、 S、 C a、Mg、 F e、 N a、 K、 Z n、 C u、 T i、 P b、 C r、 N i、 C o、 Mn、 A s、 V、 C d和 Hg元

附近，该地区是包头市较大的商业区及居民区之一，在交通高峰期该地区所受影响及在采暖期时所排放的采暖废气影响较为典型，综合以上因素该区域污染特征具有较强的代作者简介张保生 ( 1 9 6 3一)。男，内蒙古包头人，高级工程师，教授，从

素的浓度[ 7 - s]。 1 . 2 . 3有机碳、元素碳的分析。采用热/光吸收法测定 P M 0和

事环境质量影响与评价工作。{通讯作者

收稿日期

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P M样品中有机碳、元素碳的含量。1 81

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