重庆主城区大气可吸入颗粒物与雾水污染特征研究

论文题目: 重庆主城区大气可吸入颗粒物与雾水污染特征研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 采矿工程

作者: 罗清泉

导师: 鲜学福

关键词: 雾水,雨水,水溶离子和微量元素,大气粒子粒度,源解析

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着人类活动的不断加剧,大气中微粒的不断增加带来的对气候、环境和人体健康的影响已引起了人们的日益关注,城市大气颗粒物污染已成为研究的热点课题。我国颗粒物污染问题十分严重,大部分城市在绝大部分天数首要空气污染物均为PM10。重庆市2000～2003 年PM10平均值基本维持在150ug/m3左右,超过国家空气质量二级标准50%。对重庆主城区PM10 和雾水进行采样和全样品分析的研究十分重要和必要。本文紧密围绕当前城市空气污染研究的热点和前沿问题,通过系统的野外采样、外场观测、室内分析和模型计算等研究方法,对颗粒物、雾、雾水、雨水的物理化学特征以及颗粒物的来源进行了比较全面的研究。主要包括以下几方面内容: （1）重庆市PM10浓度的时空变化规律研究。研究了重庆市区和远郊区清洁对照点在不同季节及一天中的不同时段中PM10及污染水平变化。本研究针对上述问题进行调查,探讨了重庆大气PM10 和雾水的时空变化规律以及气象因子对颗粒物污染的影响。研究表明: 主城区PM10平均浓度为159μgm-3,清洁对照点的缙云山为65.3μg m-3,城区两个采样点颗粒物超过国家环境空气质量二级标准0.06 倍,是缙云山清洁对照点的2.43 倍。市区和清洁对照点大气颗粒物污染水平具有明显的季节性。城区两个采样点PM10 浓度冬季最高,夏季最低,而清洁对照点的最大浓度也出现在冬季,但最低浓度出现在春季。大气粒子平均个数为799.3 个/立方厘米,最大浓度为1103.8 个/立方厘米,最小浓度为325.5 个/立方厘米。和十年前相比,大于0.3 微米的大气粒子平均数浓度增加了2.2 倍。大气粒子数浓度有明显的日变化,夜间和上午的浓度值较大,而午后的浓度值较小。而影响我市冬季能见度最大的是直径在0.5-0.8μm 粒子。（2）PM10 化学性质的研究。利用XRF 研究了不同来源的颗粒物表面有害金属元素的组成;使用离子色谱（IC）分析了重庆市大气颗粒物中可溶无机组分含量。研究表明: 颗粒物全样Fe 的元素浓度在所有19 种元素中含量最高,其次为Zn 元素和Pb 元素。交通干道上PM10样品中水溶和全样微量元素的含量明显低于环境大气PM10 的9 种水溶微量元素总含量。PM10水溶性阳离子的年均浓度分别为:Na+0.19μg/m3、NH4+3.26μg/m3、K+1.92μg/m3和Ca2+10.54μg/m3。Ca2+是四种阳离子中浓度最高的,分别是其他三种阳离子浓度的55.5、3.23 和5.5 倍。水溶性阴离子

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 大气颗粒物国内外研究综述

1.2.1 大气颗粒物的源排放特征和来源解析

1.2.2 大气颗粒物的物理、化学特征研究

1.2.3 大气颗粒物对能见度影响的研究

1.2.4 大气颗粒物的流行病学研究

1.3 雾的物理化学过程及其对气溶胶特性的影响

1.4 研究的目的、意义与研究内容

1.4.1 研究目的及意义

1.4.2 研究内容与技术路线

2 研究区自然概况和大气环境质量现状分析

2.1 研究区自然概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 气候

2.1.3 地形特征

2.2 主城区大气环境质量现状分析

2.2.1 2003 年主城区空气质量分析

2.2.2 空气质量评价

2.2.3 空气污染物浓度月季变化

2.2.4 空气污染变化趋势

2.3 本章小结

3 大气可吸入颗粒物与雾水样品采集及分析方法

3.1 环境颗粒物样品的采集

3.1.1 采样点的设置及基本情况

3.1.2 采样时间和周期

3.1.3 采样滤膜

3.1.4 采样仪器的选择

3.1.5 采样过程的质量控制

3.1.6 样品的保存

3.2 重点颗粒物排放源样品采集

3.2.1 源样品采集原则

3.2.2 源样品的采集

3.2.2 源样品的处理及质量控制

3.3 颗粒物样品分析

3.3.1 水溶性无机离子分析方法

3.3.2 无机元素分析方法

3.4 颗粒物粒度分布观测

3.5 雾的微物理结构观测

3.6 雾水样品的采集与分析

3.6.1 雾水样品的采集

3.6.2 雾水样品的分析

4 大气颗粒物浓度粒度分布特征及其与能见度的关系

4.1 人工采样颗粒物污染特征分析

4.1.1 市区和清洁对照点PM_(10)污染水平及其季节变化

4.1.2 采样期间市区采样点白天和晚上PM_(10)平均质量浓度的对比

4.1.3 采样期间市区和清洁对照点PM_(10)污染水平的季节变化对比

4.1.4 一天不同时段颗粒物质量浓度变化及其与气象条件的关系

4.2 大气粒子的数浓度

4.2.1 大气粒子数浓度特征

4.2.2 大气粒子平均数浓度的日变化分析

4.2.3 PM_(2.5) 和PM_(10)粒子数浓度的日变化比较

4.3 大气粒子浓度-粒度谱分布模式拟合及分布特征

4.3.1 浓度-粒度谱分布模式拟合

4.3.2 大气粒子谱分布特征

4.4 大气粒子对能见度的影响

4.4.1 计算原理

4.4.2 计算结果分析

4.4.3 不同大小大气粒子对能见度的影响

4.4.4 相对湿度对能见度的影响

4.5 本章小结

5 大气可吸入颗粒物与雾水污染特征

5.1 大气PM PM_(10)水溶性离子污染特征

5.1.1 大气PM_(10)中水溶性离子的季节分布特征

5.1.2 大气PM_(10)中水溶性无机离子的空间分布特征

5.1.3 大气PM_(10)中NO_3~-和SO_4~(2-)污染特征

5.2 大气 PM_(10)中水溶性微量元素污染特征

5.2.1 市区PM_(10) 样品中全样和水溶性微量元素的浓度

5.2.2 交通干道上PM_(10)中微量元素的含量

5.2.3 市区大气PM_(10)和交通干道上PM_(10)中微量元素浓度的对比

5.3 雾的污染特征

5.3.1 雾的物理特征

5.3.2 雾水化学特征

5.3.3 雾水与雨水离子组分的比较

5.4 本章小结

6 重庆市可吸入颗粒物来源解析

6.1 CMB 受体模型的基本理论及其算法

6.1.1 CMB 受体模型的基本理论

6.1.2 CMB 受体模型的基本算法

6.2 CMB 模型模拟优度的诊断技术

6.2.1 CMB 受体模型源贡献值基本特征

6.2.2 CMB 受体模型源贡献值优度诊断方法

6.2.3 元素浓度拟合优度的诊断

6.3 大气颗粒物来源解析的技术路线

6.4 源样品的采集及处理技术

6.5 源与受体样品成分谱数据库及数据处理

6.6 CMB 运算结果

6.6.1 缙云山采样点解析结果分析

6.6.2 观音桥采样点解析结果分析

6.6.3 九龙坡采样点解析结果分析

6.7 本章小结

7 大气颗粒物污染防治对策

7.1 加强城市环境管理,控制扬尘污染

7.1.1 交通道路扬尘污染控制对策

7.1.2 建筑施工扬尘污染控制对策

7.1.3 机动车尾气尘污染防治对策

7.1.4 加强城市市场的环境规范化管理

7.1.5 控制和治理开放源扬尘

7.2 防治煤烟型污染仍然是环境空气污染防治工作的重点

7.2.1 实施煤烟型污染物总量控制和排污许可证制度

7.3 实施城市合理开发与生态建设的可持续发展战略

7.3.1 经济结构的战略性调整

7.3.2 城市生态建设、环境保护建设及城市整体改造,要合理开发、要高起点

7.3.3 城市生态和环境保护建设要纳入城市改造和建设规划

7.4 加强颗粒物污染控制技术和政策研究

8 结论、创新点和建议

8.1 主要结论

8.2 本文的创新点

8.3 存在的问题和建议

致谢

参考文献

附录

在攻读博士学位期间参加研究的科研项目

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2005-11-07

参考文献

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