开封市近地层大气颗粒物垂直分布研究

论文摘要

随着近些年对大气的不断深入研究,以PM10、PM2.5为代表的大气污染物越来越得到人们的广泛关注。本文针对开封市两个不同功能区,选择高层建筑垂直布点进行采样分析,探讨了开封市大气中PM10、PM2.5、TSP等的垂直变化规律,为进一步认识开封市大气颗粒物的来源、分布、传输及变化特征等提供了基础和依据。依据城市不同功能区域的特点,本文选择了开封市市中心的玉祥大酒店作为商业交通区的采样点,选择经济开发区的国家电网局作为文教生活区的采样点。采集时间为2010年4月9日4月19日、4月30日5月7日、10月15日10月25日。从地面至高层分别设置不同高度的采样点进行梯度采样,对样品进行处理、分析,得出以下结论:（1）不同功能区的PM10和PM2.5的质量浓度略有差异,文教生活区略大于商业交通区;PM10和PM2.5的质量浓度存在季节差异,春季略大于秋季;细颗粒所占比重差异明显,商业交通区明显大于文教生活区。春季,PM10浓度随高度增加而减小,文教生活区的递减速率略大于商业交通区;PM2.5浓度随高度升高而增大,商业交通区的递增速率略大于文教生活区。秋季,PM10和PM2.5的浓度随高度的增加先递增,在距地面约18米处达到峰值,继而递减,至约82米处。PM10的最大值出现在文教生活区距地面1.5米处,为286.9μg/m3;PM2.5的最大值出现在商业交通区距地面1.5米处,为146.3μg/m3。商业交通区PM2.5所占PM10比重范围为59.5%72.1%,峰值出现在距地面1.5米处,并且远远高于其它楼层,从距地面18米处开始随高度增加出现升高趋势;文教生活区PM2.5所占PM10比重为50.7%58.5%,峰值出现在距地面18米处,随高度升高呈无规律变化,且变化并不明显。（2）颗粒物中金属元素含量商业交通区明显大于文教生活区,春季浓度略大于秋季。PM10和PM2.5中Ca、Cu、Zn、Pb、Mg浓度均随高度增加而出现升高趋势;Mn、Fe浓度随高度升高无明显规律性变化;Ni、Cr浓度随高度升高出现下降趋势。根据两个季节三次采样获得的PM10和PM2.5样品所测得的数据,金属元素平均质量浓度顺序从高到低依次为:Ca> Zn >Pb> Fe > Cu >Ni > Mg > Cr >Mn。各采样点所测PM2.5中所含金属元素浓度均接近于PM10中所含浓度,其中,Ca、Zn、Pb、Ni、Mg、Cr质量浓度的PM2.5/PM10值均大于95%,Mn的PM2.5/PM10值在86%89%之间,Fe的PM2.5/PM10值在72%75%之间,Cu的PM2.5/PM10值在49%52%之间。因此证明:可吸入颗粒物中,较大颗粒所含Cu元素的浓度较高。（3）在大风天气条件下:如果风速在35级左右,由于风速的增大可以加快污染物的扩散,不利于颗粒物的积累,使颗粒物浓度明显降低;在极端大风天气条件下,细颗粒在风力作用下迅速扩散而减少,但大风将地面上较大颗粒吹至空中,可以加大PM10的浓度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 大气颗粒物对人体的危害
• 1.2.2 大气颗粒物重金属特征研究
• 1.2.3 大气颗粒物垂直分布特征研究
• 第2章 研究区域概况
• 2.1 开封市地理位置
• 2.2 开封市气候状况
• 2.3 开封市的能源结构
• 2.4 开封市大气颗粒物污染现状
• 第3章 采样分析
• 3.1 样品采集
• 3.1.1 采样时间
• 3.1.2 采样地点
• 3.1.3 采样仪器
• 3.1.4 气象监测
• 3.2 分析测定
• 3.2.1 大气颗粒物浓度测定
• 3.2.2 金属元素的测定
• 第4章 大气颗粒物质量浓度垂直分布特征
• 4.1 不同季节颗粒物浓度垂直分布特征
• 4.2 不同采样点颗粒物浓度分布特征
• 4.3 不同粒径颗粒物浓度分布特征
• 4.4 不同风力条件下颗粒物浓度分布特征
• 4.5 室内外颗粒物浓度对比分布对比
• 第5章 大气颗粒物金属元素垂直分布特征
• 5.1 金属元素总体分布特征
• 5.2 不同季节颗粒物中金属元素垂直分布特征
• 5.3 不同区域颗粒物中金属元素垂直分布特征
• 5.4 不同粒径颗粒物中金属元素垂直分布特征
• 5.5 室内外颗粒物中金属元素对比分布特征
• 第6章 结论与展望
• 6.1 颗粒物浓度垂直分布特征
• 6.2 颗粒物金属元素垂直分布特征
• 6.3 研究所存在的不足及今后工作的展望
• 参考文献
• 致谢