春节期间厦门市细颗粒物中水溶性离子组分变化研究.pdf
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1、 年月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第 卷第 期收稿日期:作者简介:江娟(),女,硕士,工程师,研究方向为大气与废气监测与空气质量预警预报,水质监测.春春节节期期间间厦厦门门市市细细颗颗粒粒物物中中水水溶溶性性离离子子组组分分变变化化研研究究江 娟(福建省厦门环境监测中心站,福建 厦门 )摘要:为探究春节期间厦门市大气细颗粒物中水溶性离子污染的变化,于 年月日至月 日在厦门市每隔d采集个PM 样品,测定了其中水溶性离子组分质量浓度.结果显示:春节期间K、M g、S O、C l骤升明显,其中,S O直
2、到春节后仍处于上升趋势,这可能与烟花爆竹燃放有关系;C a浓度在观察期间呈逐步下降趋势,说明停工对城市扬尘有显著抑制作用;NH与N O在春节后浓度明显上升.阴阳离子电荷平衡分析结果显示,春节前后厦门市大气细颗粒物呈酸性,而春节期间则呈碱性.观察期间,N O、S O、NH为厦门市细颗粒物中的主要水溶性离子,S NA(N O、S O、NH之和)在节后达到高值,说明厦门市二次污染问题较为严重,相关部门在制定春节空气质量保障工作时,应更加关注节后空气污染问题.关键词:细颗粒物;水溶性离子;春节;厦门市中图分类号:X 文献标识码:A文章编号:()S t u d yo nt h eC h a n g e
3、so fW a t e r s o l u b l e I o nC o m p o n e n t s i nX i a m e nD u r i n g t h eS p r i n gF e s t i v a lJ i a n gJ u a n(F u j i a nX i a m e nE n v i r o n m e n t a lM o n i t o r i n gC e n t e rS t a t i o n,X i a m e n,F u j i a n ,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t oe x p l o r e t
4、 h e i n f l u e n c eo fS p r i n gF e s t i v a l o nw a t e r s o l u b l e i o np o l l u t i o n i nf i n ep a r t i c u l a t em a t t e r i nX i a m e nC i t y,t h i ss t u d yc o l l e c t e dPM s a m p l e se v e r yt h r e ed a y sf r o mJ a n u a r yt oF e b r u a r y,i nX i a m e nC i t
5、yt om e a s u r e t h em a s s c o n c e n t r a t i o no fw a t e r s o l u b l e i o nc o m p o n e n t s T h e r e s u l t ss h o w e dt h a tK,M g,S Oa n dC li n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yd u r i n gt h eS p r i n gF e s t i v a l,a n dS Ow a ss t i l l o nt h er i s eu n t i l a f t
6、 e r t h eS p r i n gF e s t i v a l,w h i c hm i g h tb er e l a t e dt of i r e w o r k sd i s c h a r g e C ac o n c e n t r a t i o nd e c r e a s e dg r a d u a l l yd u r i n gt h eo b s e r v a t i o np e r i o d,i n d i c a t i n gt h a tc o n s t r u c t i o ns i t es h u t d o w nd u r i n
7、 gt h eS p r i n gF e s t i v a lh a da no b v i o u s i n h i b i t o r ye f f e c to nu r b a nd u s t T h ec o n c e n t r a t i o n so fNHa n dNOi n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l ya f t e r t h eS p r i n gF e s t i v a l T h e r e s u l t so f c a t i o nc h a r g eb a l a n c ea n a l y
8、 s i ss h o w e dt h a t t h ea t m o s p h e r i c f i n ep a r t i c l e s i nX i a m e nC i t yw e r ea c i d i cb e f o r ea n da f t e r t h eS p r i n gF e s t i v a l,b u ta l k a l i n ed u r i n gt h eS p r i n gF e s t i v a l D u r i n gt h eo b s e r v a t i o np e r i o d,NO,S Oa n dNHw
9、 e r e t h em a i nw a t e r s o l u b l e i o n s i n f i n ep a r t i c u l a t em a t t e r i nX i a m e nC i t y,a n dS NA(t h e s u mo fNO,S Oa n dNH)r e a c h e dah i g hv a l u ea f t e r t h eS p r i n gF e s t i v a l,r e f l e c t i n gt h es e r i o u ss e c o n d a r yp o l l u t i o np
10、r o b l e mi nX i a m e n Wh e n f o r m u l a t i n g t h e a i r q u a l i t ya s s u r a n c ew o r k f o r t h eS p r i n gF e s t i v a l,m o r e a t t e n t i o ns h o u l db ep a i dt op o s t h o l i d a ya i rp o l l u t i o np r e v e n t i o na n dc o n t r o l K e yw o r d s:PM;w a t e r
11、 s o l u b l e i o n s;t h eS p r i n gF e s t i v a l;X i a m e nC i t y 引言大气颗粒物已成为制约我国城市环境空气质量改善的首要因素,其中,细颗粒物(PM)的危害不容忽视,其对大气环境质量和人体健康的不利影响已经得到国内外学者的广泛关注.并有不少学者围绕其来源与传输特性、化学组分与性质等,从不同角度开展研究.结果表明,无机水溶性离子 作 为 大 气 颗 粒 物 的 重 要 组 分,包 括N a、NH、K、C a、M g等阳离子和F、C l、NO、江娟:春节期间厦门市细颗粒物中水溶性离子组分变化研究环境与安全S O等阴离子
12、,一般占PM 质量浓度的 ,其不仅对颗粒物的理化特征有影响,而且能从一定程度上反映出颗粒物的来源及其形成机制.目前,对于PM 中水溶性离子污染特征的研究,主要集中在北方或受工业污染严重的城市,如太原 市、衡 阳 市、郑 州 市、兰 州 市、黄 石市、承德市 等,鲜有南方沿海城市围绕此开展研究,且这些研究多以观测年际变化,对比不同季节下水溶性离子组成特征为主,无法体现特殊节点下的PM 特征.张棕巍等 曾在夏、冬两季采集厦门市PM 样本开展探讨,但采样时间不连续,样品代表性较弱.厦门市是我国东南部沿海的一座港口风景城市,位于台湾海峡西岸中部、闽南金三角的中心,地形由西北向东南倾斜,从西北往东南,依
13、次分布着高丘、低丘、阶地、海积平原和滩涂,南面是厦门岛和鼓浪屿.年,厦门市全年盛行风向东北风,全年平均风速 m/s,平均气温为 ,降水量 mm.厦门是闽南民俗文化的代表城市,民间春节期间自发燃放烟花爆竹的行为较为常见,加之特殊的地理位置,每年春节都会与金门岛隔海同放烟花.但另一方面,厦门外来人口较多,春节期间返乡人群数大于旅游人数,导致城区反而出现空城现象,这在一定程度上可能益于减轻城市大气污染.因此,为探究传统节日春节期间典型滨海城市厦门市大气颗粒物的变化,年春节前后为观测期,侧重于分析细颗粒物中水溶性离子组分质量浓度变化特征、颗粒物酸碱度、污染特征等,以期为地方春节期间环境空气质量保障工作
14、提供参考.材料与方法 样品采集采样地点为厦门某区空气站点,采样时间为 年月日至月 日,其中,月 日为除夕夜,视为春节假期起点,至月日元宵节视为春节假期结束.采样频次为次/d,以手工法进行采样,采样材质为聚四氟乙烯,采样器流量 L/m i n,采样体积为 m,从每个采样日期的:开始,直至次日:,例如“月日”滤膜样品为月日:开始采样,并于月日:停止.样品分析水溶性离子组分分析测试依照 环境空气 颗粒物中水溶性阳离子(L i、N a、NH、K、C a、M g)的测定 离子色谱法(H J )和 环境空气 颗粒物中水 溶性阴离子(F、C l、B r、NO、NO、P O、S O、S O)的测定 离子色谱法
15、(H J ).离子色谱型号为美国戴安公司I C S ,阳 离 子(N a、NH、K、C a、M g)色 谱 柱 型 号 为C S ,阴 离 子(F、C l、NO、S O)色谱柱型号为A S H.检测器为E C D,淋洗液为 mMKOH,淋洗液速度 m L/m i n.当采样体积为 m(标准状态),提取液体积为 m L,进样体积为 L时,各组分的检出限如表所示.表大气细颗粒物中种水溶性离子检出限g/m项目名称检出限项目名称检出限N a F NH C l K N O C a S O M g /结果与讨论 PM 中各组分水溶性离子浓度变化共采集PM 滤膜样品 个.离子色谱法分析结果显示,该 个滤尘样
16、本均未检出F,说明厦门市受冶炼、矿物开采类工业源影响较小,除F以外的种水溶性离子质量浓度见表.从表可知,较春节前后,Na浓度无明显变化,而K、M g、S O、C l种与烟火原材料相关的离子组分,均在月 日集体激增.月 日为 年的除夕夜,也是厦门地区吃年夜饭的日子,根据厦门市当地民俗习惯,年夜饭后会燃放烟花爆竹,并持续到凌晨.虽然厦门市采取了划定禁燃区等行政管理措施,但禁燃区主要集中在厦门本岛以及岛外新城,对于岛外原始村落和工业、居民混合区限制较少,因而仍会出现较大范围、较长时间的烟 花 密 集 燃 放 现 象,导 致S O、C l、K、M g短时间内骤升,污染加剧.这种影响会在整个春节期间持续
17、存在,直至节后,C l、K、M g才降至节前浓度水平,但S O仍呈直线上升趋势.C a浓度在观察期间呈逐步下降趋势,而已有研究结果表明,大气气溶胶中的钙盐主要来自于建筑和道路扬尘,特别是建筑源中钙盐的含量异常高,对细粒子污染的贡献很大.说明春节工地停工对城市扬尘的抑制作用明显.春节期间,NH较节前无明显变化,NO较节前浓度减少,节后,两者浓度明显上升,变化趋势具有一定一致性.年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期表观察期间PM 中种水溶性离子含量g/m采样日期C lS ON ON
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