太原市灰霾天气发生过程大气细颗粒物化学成分特征研究

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1、太原市灰霾天气发生过程大气细颗粒物化学成分特征研究【摘要】：近年来,城市灰霾和大气细颗粒物(PM2.5,空气动力学直径_2.5μm的颗粒)污染逐渐成为人们关注的焦点,政府和民众对它们的产生和治理都非常重视。作为能源重化工基地的太原市,由于城市化进程的不断推进、机动车辆的大量增加,城区的大气污染出现了新的特征,大气污染类型由典型的煤烟型发展成为煤烟加机动车尾气复合型,大气PM25污染严重,常有灰霾天气发生。本文的主要目的是研究太原市灰霾发生期间大气PM2.5质量浓度和化学成分变化规律,为制定大气污

2、染防治措施、保护人民身体健康奠定基础。于2011年12月30日下午16时至2012年1月3日上午4时在山西大学环境与资源学院5层楼顶进行采样,每隔4小时采样一次,采样仪器为TH-150CⅢ中流量大气PM2.5采样器(采样膜为石英纤维滤膜,直径90mm)和改进的MAY七级冲击式采样器(采样膜为铝箔和银箔,分别采集0.25～0.5、0.5～1、1～2、2～4μm四种粒径范围的颗粒),得到样品21组,其中灰霾期间16组,非灰霾期间5组。同时,使用便携式气溶胶在线监测仪(TSI8530)对大气PM25质

3、量浓度进行实时监测。采集的颗粒物样品用原子吸收仪测定重金属含量、用离子色谱仪测定阴离子和阳离子含量、用碳分析仪测定有机碳(OC)和元素碳(EC)的比值、用场发射扫描电镜测量颗粒大小、形貌和X-射线能谱,结果表明：(1)灰霾期间大气PM2.5平均浓度达0.665±0.275mg/m3,是非灰霾期间的12.31倍,超过国家环境空气质量标准日均浓度7倍多,污染状况十分严重;(2)在灰霾发生期间,以Hg、Zn、Pb为代表的典型重金属污染物以及硫酸盐(SO42-)、硝酸盐(NO3-)浓度升高明显,反映了燃

4、煤、机动车尾气等人为活动对太原市大气PM2.5的化学组成影响较大；(3)在1-4μm粒径范围内,与SO2、NO2等污染物发生反应的矿物尘颗粒(如方解石、白云石、铝硅酸盐)大量增加；在0.25～1μm粒径范围内,含(NH4)2SO4、NH4NO3、OC的液滴颗粒大量增加,单颗粒与“全样”分析结果具有一致性。以上实验结果说明灰霾天气可促进大气细颗粒物化学成分的转化和新粒子的生成,使二次气溶胶浓度显著上升,该结论提示减少灰霾天气的发生对于预防二次气溶胶的产生、降低大气PM2.5的浓度具有重要作用。【关

5、键词】：灰霾细颗粒物化学成分太原市【学位授予单位】：山西大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：X513;X131.1【目录】：中文摘要9-10ABSTRACT10-12第一章绪论12-301.1立题背景及依据12-131.2灰霾天气与大气细颗粒物国内外研究现状13-211.2.1灰霾天气概述13-141.2.2大气细颗粒物概述14-151.2.3大气细颗粒物的理化性质15-181.2.4大气细颗粒物对气候变化的影响18-191.2.5大气细颗粒物对人体健康的影响19-201

6、.2.6灰霾发生期间大气细颗粒物的污染特征20-211.3研究意义及研究内容21-221.3.1研究意义211.3.2研究内容21-221.4创新点22参考文献22-30第二章灰霾期间大气细颗粒物(PM_(2.5))浓度变化研究30-382.1引言302.2实验部分30-322.2.1采样仪器302.2.2采样时间和地点30-322.3结果与讨论32-362.3.1采样期间PM_(2.5)质量浓度的污染状况32-342.3.2采样期间PM2.5质量浓度分析34-362.4小结36-37参考文献3

7、7-38第三章灰霾期间大气细颗粒物(PM_(2.5))全样分析研究38-523.1引言383.2实验部分38-403.2.1实验仪器与试剂材料38-393.2.2采样的时间和地点393.2.3样品的前处理39-403.3结果与讨论40-493.3.1采样期间PM_(2.5)中重金属元素的浓度分析40-433.3.2采样期间PM_(2.5)中水溶性无机离子的浓度分析43-463.3.3采样期间PM_(2.5)中含碳物质的浓度分析46-493.4小结49参考文献49-52第四章灰霾期间大气颗粒物的单

8、颗粒成分研究52-704.1引言524.2实验部分52-564.2.1实验仪器与材料524.2.2采样的时间和地点52-534.2.3单颗粒采样流程53-544.2.4EPMA测量流程54-564.3结果与讨论56-664.3.1颗粒物的类型及特征56-664.4小结66参考文献66-70第五章结论与展望70-725.1结论705.2建议705.3展望70-72攻读学位期间取得的研究成果72-74致谢74-76个人简况及联系方式76-80本论文购买请联系页眉网站。