冬季大氣中PM₁₀和PM_2.5污染特征及形貌研究

張光紅

摘 要：相關部門在2009年冬季采集了大氣中PM10和PM2.5樣品，并通過專門的分析軟件--SPss對其分析。研究分析結果可以得出，PM10的濃度處于九十微克每立方米到三百八十微克每立方米之間，平均濃度是二百微克每立方米，超出標準值百分之七十一。PM2.5濃度處于五十七微克每立方米到二百三微克每立方米之間，平均濃度是一百三十三微克每立方米，超出標準值百分之八十九。兩者之間的的空間分布是不相同的，但兩者的質量濃度是密切相關的，其公式為：PM2.5=0.7993×PM10-55.984。經過對顆粒物的形貌研究，將冬季大氣污染的主要成分暫定為燃煤及汽車尾氣。文章以某市為例對冬季大氣中PM10和PM2.5污染特征及形貌進行分析研究。

關鍵詞：污染特征；PM2.5；形貌研究；PM10

隨著社會的發展，人們越來越重視生活環境的質量，空氣質量則是判斷環境質量的一項重要標準，因而逐漸受到人們的關注。而通過近些年多次的研究發現，空氣中含有的小顆粒物會對人們的健康產生極大的影響，其危害性是粗顆粒物所不能及的。某市是我國重要的能源生產基地，承擔省能源生產的重任，因此加強對該地的PM#和PM2.5污染狀況分析就顯得至關重要。文章重點研究了冬季大氣中PM10和PM2.5的污染水平、形貌、空間分布等幾個方面。

1 采樣儀器與方法

1.1 采樣點

以該市的具體特征為依據，在研究中安排了五個采集點，一是a地（該市某小學），采樣高度在十五米左右，草坪地面，位于車輛較少的公路附近；二是b地（該市某中學），采樣高度在十四米左右，水泥地面，其附近是車輛較多的集貿市場，其附近還有一個大型的熱電廠；三是c地（該市某工廠）采樣高度在十二米左右，水泥地面，其附近有兩座煤礦，且車輛較多；四是d地（該市某大型集團），高度在九米左右，水泥地面，其附近是車流量較多的公路；五是e地（該市某理工學校），采樣高度在十七米左右，草坪地面，附近有車倆繁忙的公路。

1.2方法

利用專門的儀器，在六月到十二月間對各個采樣點進行PM2.5及PM10收集，確保所有的濾膜都要進行二十四小時不間斷的采集，將流量控制在八十升每分鐘、四點五升每分鐘。與采樣濾膜不同的是要將供電鏡分析的濾膜的采樣流量控制為每分鐘六升，持續時間是五個小時。同時要確保濾膜在采樣前后二十四小時內溫度和濕度處于一個穩定的水平，通常將溫度控制在二十五攝氏度，濕度為百分之五十，然后使用精密電子天枰進行重量測量。此外要嚴格的對采樣時間內的風力、溫度等進行記錄。

濾膜采樣后的質量減去采樣前的質量所得的結果和采樣體積的比值就是空氣中顆粒物的質量濃度。同時將研究置于在十千伏的電壓下進行，這樣可以把樣品放大三千到一萬兩千倍，然后通過電鏡對采集的樣品進行分析。

2結果

2.1冬季PM10的污染水平

通過對樣品的分析我們可以得出，該地冬季PM10的質量濃度處于九十微克每立方米到三百八十微克每立方米之間，平均濃度是二百零微克每立方米。而一百五十微克每立方米是我國規定的二級質量標準，而二百五十微克每立方米是我國規定的三級質量標準，這就表明該地空氣中PM10的含量大大超過了規定標準。這就說明，該市冬季空氣質量嚴重影響了人們的日常生活。

通過對各個采樣點的樣品的分析，可以得出五個采集點冬季空氣中PM10的含量從高到低依次是：c地、a地、d地、e地、b地，和二級標準相比其均有一定程度的超標現象。由于c地正在進行城市建設，施工過程中會產生大量的揚塵，在一定程度上會增加空氣中顆粒物的濃度，而且其附近的煤礦在生產運行過程中也會產生大量的顆粒物，冬季由于取暖而燃燒的煤炭量也相對增加，從而也會造成空氣中顆粒物的濃度增大的后果。而d地的附近就是車輛川流不息的國道，其造成的揚塵現象會大大增加空氣中顆粒物的含量；而e地由于其具有較好的綠化效果，而且多是休息區，因此和其他幾個采樣點相比，該處空氣中顆粒物的含量比較少。

2.2冬季PM2.5的污染水平

通過對樣品的分析我們可以得出，該地冬季PM2.5的質量濃度處于五十七微克每立方米到二百三微克每立方米之間，平均濃度是一百三十三微克每立方米，超出標準值百分之八十九，中位數是一百二十六微克每立方米。現階段，我國還沒有制定嚴格的PM2.5指標，根據分析將六十五微克每立方米最為標準來對該地的顆粒污染情況進行觀察分析。通過對二十天采集的樣品的分析，其中有十八天的分析結果都超過了六十五微克每立方米最，大大超過了標準值的要求。這就說明該地空氣中含有大量的PM2.5，大大降低了空氣質量。PM2.5就是細粒子，其體積比較小，因此會隨著人們的正常呼吸而進入到人體的呼吸道中，由于細粒子的表面積大、而且還具有很強的吸附性，其體表常伴有毒害物質，而且在空氣中存在的時間也比較的長，因此其造成的危害也比較大，所以，加強對該地空氣中PM2.5的治理就顯得尤為重要了。

通過對各個采樣點的樣品的分析，可以得出五個采集點冬季空氣中PM2.5的含量從高到低依次是：d地、b地、c地、e地、a地，和標準值相比，五個采集點均有一定程度的超標現象。根據相關的調查研究，主要是PM2.5主要是由于煤炭燃燒及機動車尾氣產生的。由于d地本身就是一個化工企業，而且地處交通繁華地段，因此煤炭燃燒及汽車尾氣是造成該地空氣中顆粒物含量較高的主要原因。而b地附近有大量的人們居住，冬季用于取暖的煤炭燃燒量較大，而且其附近的車輛也較為密集，因此該處空氣中PM2.5的含量也相對較大。

2.3微觀形貌分析

由于空氣中顆粒物的來源較為多樣，因此有效的分析樣品中所包含的單顆粒物是分析污染源的一種有效方式。通過對樣品的分析可知其顆粒物主要包含四種類型，一是絮狀煙塵集合體，其組成成分主要為超細顆粒物；而是圓球狀，其主要特征為體表光滑；三是不規則礦物；四是包含有煙塵集合體的不規則礦物。

五個采集點采集的樣品中全部都包含有濃度不同的四種類型的顆粒物。長久以來煙塵集合體都是空氣中顆粒物的分析對象，針對城市而言，煙塵集合體主要是由煤炭燃燒及汽車尾氣產生的。通過對樣品中顆粒物的形貌研究，可以得出造成冬季空氣中顆粒物含量較大的主要原因是煤炭的大量燃燒及汽車尾氣的排放量過多，此外揚塵也是造成空氣中顆粒物含量過大的一個重要因素。

3.結論

1）該地冬季PM10的質量濃度處于九十微克每立方米到三百八十微克每立方米之間，平均濃度是二百零微克每立方米。其含量超出標準值百分之七十一。空氣質量較低。

2）該地冬季PM2.5的質量濃度處于五十七微克每立方米到二百三微克每立方米之間，平均濃度是一百三十三微克每立方米，超出標準值百分之八十九。

3）PM2.5及之間PM10之間有著密切的關系，公式PM2.5=0.7993×PM10-55.984，表明他們的來源相近或相同。

4）通過對對樣品中顆粒物的形貌研究，可以得出造成冬季空氣中顆粒物含量較大的主要原因是煤炭的大量燃燒及機動車尾氣排放量過多。

參考文獻

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