上海市近地表大氣顆粒物污染特征及來源分析研究.pdf

1、大氣顆粒物是指分散在大氣中的固態(tài)或液態(tài)顆粒狀物體，是影響城市空氣環(huán)境質量的重要因素。研究表明，空氣中的細顆粒物質與人體健康密切相關。富集在顆粒物上的有毒和有害組分，不僅對環(huán)境空氣質量，而且對生態(tài)環(huán)境和人體健康會造成很大的威脅，重金屬是其中一類主要污染物質。重金屬一旦進入環(huán)境體系就成為永久性潛在污染物質。掌握大氣顆粒物在城市近地表環(huán)境的時空分布特征及擴散機制十分必要。研究近地表大氣顆粒物中吸附的重金屬元素的累積、遷移規(guī)律，對相關部門采取措

2、施防治大氣顆粒物及其吸附重金屬污染，改善和凈化城市生活環(huán)境，保護城市居民身體健康具有十分重要的意義。
　　 本論文選取華東師范大學普陀校區(qū)、閔行校區(qū)、青浦香花橋水利技術推廣站設立近地表大氣顆粒物采樣點，分別代表上海市生活居住區(qū)、工業(yè)區(qū)、農業(yè)區(qū)。分析上海市近地表大氣懸浮顆粒物(PM2.5、PM10、TSP)濃度的時空分布特征，顆粒物中重金屬元素地球化學特征，探討特殊大氣事件如沙塵暴等對上海市大氣顆粒污染的影響。并利用CMB模型結合

3、掃描電鏡觀察和能譜測試，對上海市大氣顆粒物來源做出初步判斷。得出以下結論：
　　 (1)2009-2010年上海市TSP濃度符合二類區(qū)的空氣質量標準，總體空氣質量較好。PM10和PM2.5濃度與2001-2005年的濃度相比有所下降，說明上海市近些年來針對大氣顆粒物污染的防治措施有所見效。上海市冬季和春季顆粒物濃度明顯高于夏季和秋季，這是由于受到冬季特殊的天氣系統(tǒng)和春季沙塵暴天氣的影響。
　　 (2)與其他城市的監(jiān)測結果

4、相比，上海市大氣中的Cu、Zn、Pb等重金屬濃度并不高，因此來自燃煤、燃油及工業(yè)污染等來源的人為污染相對較輕。2009年-2010年上海市Pb的年平均濃度值下降十分明顯，自1997年上海市停止使用含鉛汽油以后，大氣中的Pb排放得到較好的控制，以及之后的一系列措施確實起到了降低大氣中Pb濃度的作用。
　　 (3)PM2.5、PM10、TSP中的所有元素都在冬季最高，這是由于冬季特殊的氣象條件導致污染物不易擴散。大多數(shù)重金屬元素的最

5、低濃度值都出現(xiàn)在夏秋季節(jié)，這是由于夏季降水豐富。降雨通過沖刷、雨除等機制使大氣顆粒物中各元素的濃度大大降低。Ca、K、Fe、Mn、Al、Mg等元素的春季濃度都較高。這是由于春季受到北方沙塵暴天氣的影響，上海地區(qū)風沙較大，攜帶的地殼元素也較多。與地殼元素相比，春季的多次沙塵暴及浮塵天氣對人為元素的影響相對較小。
　　 (4)重金屬元素Cu、Mn、Cr、Ni、Zn、Pb在顆粒物中的富集因子PM2.5>PM10>TSP，說明重金屬元素

6、在細顆粒中的富集效應更明顯，產(chǎn)生的危害也更大。Ni、Zn、Pb在PM2.5、PM10、TSP中的富集因子都大于10，發(fā)生元素富集。
　　 (5)三個采樣點的第一主成分主要來自Zn、Cu、K、Fe、Mn、Cr、Pb等金屬元素，多為親氣元素，主要來自人為污染排放。第二主成分主要來自Mg、Ca、Al等金屬元素，代表親石元素，主要為自然源排放。
　　 (6)采用CMB模型對上海市大氣顆粒物來源進行判斷，結果表明PM2.5、PM1

7、0前三個排放源依次為燃煤排放、水泥排放和土壤塵排放，TSP前三個排放源依次為水泥排放、土壤塵排放和汽車尾氣排放。各個采樣點的源解析結果基本相近。同時，不同的采樣點的源解析結果還存在差異。說明上海市大氣顆粒物同時受到共同的區(qū)域影響和局地排放的影響，總體來說具有同源性。
　　 (7)根據(jù)對采樣點顆粒物掃描電鏡的觀察，得出上海市大氣顆粒物主要有以下幾類：①燃煤飛灰；②鏈狀煙塵集合體；⑨蓬松的團狀煙塵集合體；④規(guī)則礦物顆粒；⑤不規(guī)則礦物

8、顆粒；⑥海鹽顆粒；⑦形態(tài)獨特的不明顆粒物。結合能譜分析得出，燃煤屬于上海市大氣的常見污染源之一。土壤塵排放是上海市大氣重要的排放源。能譜測試顯示上海市大氣顆粒物中存在一定濃度的S元素，可能與上海市大氣中的SO2濃度偏高，導致顆粒物表面酸化有關。
　　 (8)對上海市沙塵暴天氣期間作后向氣流軌跡分析表明，3月中下旬的上海市地區(qū)大氣污染極大程度上受到內陸沙塵暴的影響。發(fā)生在4月末的沙塵暴天氣，則受到內陸地區(qū)沙塵暴天氣的影響以及高壓過