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宣化城区大气TSP浓度特征及来源分析

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第１５卷第４期　环境科学研究　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ｖ０１．１５．Ｎｏ．４．２００２　

。Ｎｕ－－一Ｎ　Ｅ｜　化城区大气ＴＳＰ浓度特征及来源分析　

周中平，王桂华，陆永琪　

（清华大学环境科学与工程系，北京　１ｏｏｏ８４）　

摘要：以宣化区大气环境监测数据为基础，评价了宣化城区非采暖期和采暖期ＴＳＰ污染的现状，分析了ＴＳＰ污染的日变化特征。根据ｘ荧光　分析测定的ＴＳＰ元素成分，采用因子分析法探讨了ＴＳＰ污染的来源。宣化城区ＴＳＰ在非采暖期以冶金行业排放为主要来源，采暖期则以燃煤　

为主要来源。最后，针对污染物来源提出了城区ＴＳＰ污染控制对策。　关键词：总悬浮颗粒物浓度；Ｘ荧光分析；因子分析；非采暖期；采暖期　中圈分类号：Ｘ８２３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—６９２９（２００２）０４—００１３—０３　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ａｉｒ　ＴＳＰ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　Ｆｅａｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　Ｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｎ　Ｕｒｂａｎ　

Ａｒｅａ　ｏｆ　Ｘｕａｎｈｕａ　

ＺＨＯＵ　Ｚｈｏｎｇ－ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｇｕｉ－ｈｕａ，ＬＵ　Ｙｏｎｇ－ｑｉ　

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈＵＳ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｉｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｄａｔａ，ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ＩＳＰ　ｐｏＨｕｔｉｏｎ　ｉｎ　ｕｒｂａｎ　ａｌ＇ｅａ　ｏｆ　Ｘｕａｎｈｕａ　Ｃｉｔｙ，Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｉｎ　ｂｏｔｈ　

ｎｏｎ－ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ　ａｎｄ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ　ＷａＳ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄａｉｌｙ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｏｆ　ＩＳＰ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｃｏｍｐｏ・　

ｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ＩＳＰ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　Ｘ・ｒａｙ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ．ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆｆａｃｔｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｓｃＵｌａ０ｅ￥ｏｆ’ｌＳＰ．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｉｓ　

ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｓｏｕｒｃｅ　ｏｆｒＩＳＰ　ｉｎ　ｎｏｎ—ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ，ｗｈｉｌｅ　ｆｕｅｌ　ｃｏａｌ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｓｃｕｒｃｅ　ｉｎ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｏｍｅ　ｖｉａｂｌｅ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒｒＩＳＰ　

ｐｏＨｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ＳＣＵｌ＇ＣｅＳ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ＩＳＰ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；Ｘ・ｒａｙ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｆａｃｔｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｎｏｎ・ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ；ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ　

宣化是河北省张家口市的一个区，以工业为主，拥有大　

型的冶金厂、焦化厂和水泥厂等。随着工业的发展，宣化的　

能源消费量和排污量也不断增加，城区大气污染日趋严重。　

大气中总悬浮颗粒物（ＴＳＰ）不仅对人类赖以生存的大气环境　

质量有着直接的影响，而且其成分复杂，性质多样，对城市生　

态环境的危害很大…。为使宣化区城市生态建设更为科学、　

合理，笔者对该区大气中ＴＳＰ含量、元素组成及来源进行了　监测分析，并提出了控制对策。　

１样品的采集和测定　

１．１样品的采集　

空气质量监测工作的全过程，即采样方法、仪器、采样量　

及室内分析方法均按照国家环保局颁布的有关规定和标准　

进行。监测结果的分析、评价以国家《环境空气质量标准》　

（ＧＢ　３０９５—１９９６）为依据。根据该标准的规定，清洁区、居民　

区执行二级标准，二级标准ＴＳＰ日平均质量浓度限值０．３０　

ｍｇ／ｍ。　

收疆日期：２００１—１１—１９　作者简介：周中平（１９４５一）。女。北京市人，副教授　采样点主要有２个：区政府（该采样点位于城市中心，为　

空气污染比较严重的商贸混合区）和职中（该采样点属文化　

区，空气较清洁）。考虑到宣化是北方城市，能源结构以燃煤　

为主，因此主要分２个时段进行采样，采样时间分别为１９９８　

年ｌ０月（非采暖期）和ｌ２月（采暖期）。　

现场采样使用大流量采样器和玻璃纤维滤膜。每次采　

样器连续工作１　ｈ，气体流量１２０　Ｌ／ｒａｉｎ。每天采样４次，采样　

时间基本上可代表当日的实际污染情况。具体为：第１次　

（上午８：０ｏ一９：００，记为Ａ），第２次（１１：０ｏ—ｌ２：００，记为Ｂ），　

第３次（１６：０ｏ—ｌ７：００，记为ｃ），第４次（２０：００—２ｌ：００，记为　

Ｄ）。同时记录气温、气压和相对湿度。共采集样品８０组。　

１．２样品的测定　

采用ｘ射线荧光光谱分析法测定ＴＳＰ中各种典型元素　

的含量ｌ２】。该课题主要测定ＴＳＰ中含量较高和有代表性的　

元素，如：Ｏ，Ｓｉ，Ｃ，Ｃａ，Ａ１，Ｍｇ，Ｆ，Ｆｅ，Ｋ，Ｔｉ，ＣＩ，Ｎａ，Ｓ，Ａｓ，Ｐ，Ｍｎ，　

ｓｒ等。　

２结果与分析　

２．１　ＴＳＰ含量的日变化特征　

宣化区大气气溶胶粒子含量有着明显的日变化，详见图　维普资讯 http://www.cqvip.com ｌ４　环境科学研究　第ｌ５卷　

ｌ～４。　由图１　４可看出，无论是区政府还是职中监测点，Ａ时　

’Ｅ　－　叫　Ｅ　世　爱　●　龌　

营　

时间段　．－－－４１，－－１０月ｌ１日—■一ｌＯ月ｌ３日—矗一ｌＯ月ｌ５日　—　１０月ｌ８日—　ｌＯ月２０日　

图１区政府采样点ｌ０月ＴＳＰ质量浓度日变化曲线　

Ｆｉｇ．１　Ｄａｉｌｙ－ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ＴＳＰ　ｃｏｎｃｅｎ￣－　

ａｆｉｏｎ　ａｒｏｕｎｄ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ　Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ　ｓｐｏｔ　ｉｎ　Ｏｃｔｏｂｅｒ　

１　００　‘Ｅ　：ｎ　Ｏ　８０　Ｅ　。・６０　蓄０＿４ｏ　

ｏ．２０　莒Ｏ．００　

‘Ｅ　●　。Ｄ　Ｅ　趟　蓉　●　餐　霸　莒　Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　时间段　—◆一ｌＯ月１１日—■一１０月ｌ３日—矗一ｌＯ月ｌ５日　—＊＿ｌＯ月ｌ８日—　ｌＯ月２０日　

图２职中采样点ｌ０月ＴＳＰ质量浓度日变化曲线　

Ｆｉｇ．２　Ｄａｉｌｙ—ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ＴＳＰ　

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｒｏｕｎｄ　Ｚｈｉｚｈｏｎｇ　ｓｐｏｔ　ｉｎ　Ｏｃｔｏｂｅｒ　

３．００　２．５０　２．００　ｌ　５０　１．００　０　５０　Ｏ．ｏ０　Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　时间段　—◆一ｌ２月２日—■一ｌ２月３日—６一ｌ２月６日　—＊＿ｌ２月７日—　ｌ２月８日　

图３区政府采样点ｌ２月ａＳＰ质量浓度日变化曲线　Ｆｉｇ．３　Ｄａｉｌｙ—ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ＴＳＰ　

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｒｏｕｎｄ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ　Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ　ｓｐｏｔ　ｉｎ　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　段（上午８：０ｏ一９：００）的ＴＳＰ质量浓度都很高。应当认为，人　类生活和生产活动以及大气的对流活动是ＴＳＰ质量浓度１３　

变化的主要原因。清晨大气中的粒子含量一般具有较大值，　

这时人们的生活、生产活动刚刚开始。这与北方城市的上班　

时间是一致的。　

Ｂ时段（１ｌ：０ｏ—ｌ２：０ｏ）前后大气中的ＴＳＰ质量浓度明显　

偏小，这显然是由于中午大气对流活动和湍流活动的发展使　

垂直输送加强的缘故。区政府１９９８年ｌ２月８　１３中午与职中　一　１．２０　Ｅ　１　００　

邑Ｏ．８０　ｏ．６０　●０４ｏ　

０＿２ｏ　莒０．００　Ａ　Ｂ时间段Ｃ　Ｄ　

—◆一ｌ２月２日—■一ｌ２月３日—矗一ｌ２月６日　—＊一ｌ２月７日—　ｌ２月８日　

图４职中采样点ｌ２月ＴＳＰ质量浓度日变化曲线　

Ｆｉｇ．４　Ｄａｉｌｙ—ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ＴＳＰ　

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｒｏｕｎｄ　Ｚｈｉｚｈｏｎｇ　ｓｐｏｔ　ｉｎ　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　

ｌ０月ｌ１日中午的ＴＳＰ质量浓度很大，可能是由于局地特殊　

原因造成的。　Ｃ时段（１６：０ｏ—ｌ７：ｏｏ）的ＴＳＰ质量浓度一般也很高。这　

是由于傍晚大气对流活动和垂直输送过程减弱所致。　

Ｄ时段（２０：０ｏ一２ｌ：ｏｏ）的ＴＳＰ质量浓度一般不高。因为　

进人夜间以后，虽然由于大气边界层逆温过程的发展使得垂　

直向上的输送几乎完全停止，但由于人类活动急剧减少，因　

而地面附近大气中粒子的含量又会下降。一般来讲，在１３出　

后２—３　ｈ至１３落前２—３　ｈ这段时间内，由于对流和湍流活动　

的发展，使得大气混合得比较充分，因此粒子含量的变化相　

对比较平稳。　

大气气溶胶粒子含量的１３变化特征并不是在任何大气　

状况下都能够发现的。在对流活动比较强的晴朗大气中，粒　

子含量的１３变化特征表现得比较明显，而在比较稳定的大气　

状况下或霾雾大气中，粒子含量的１３变化一般表现得很小，　

有时甚至难以发现。　

２．２大气ＴＳＰ中若干元素的含量分析及污染源识别　

控制和治理环境污染，重要的问题是要了解污染源的情　

况。宣化区由于其地理位置和独特的工业特征，因而其ＴＳＰ　

成分也有其特异性。所以在研究大气污染问题时，需要弄清　

楚地面污染源的类型及其成因率。　

尽管直接监测污染源十分必要，但许多情况下很难得到　

同步的大气污染源数据，也很难得到大气中的二次污染源数　

据。这里可以监测大气污染源的排放物，再由污染物数据去　

推算出污染源的类型及其成因率。大气污染物与地面污染　

源之间不是一一对应的关系。因子分析法就是应用于这种　

情况下的。该法可以由果及因地进行推算。因子分析法的　

基本原理见文献［３］。　

国内、外一些研究者　。　分别指出了各类污染源排放的　

典型元素名称。这里根据他们对大气颗粒物样品研究的结　

论，来识别各类污染源。　

编制因子分析程序，对宣化ＴＳＰ尘样元素成分进行分　析，判断结果见表ｌ，２。　

ｌ０月份，因子ａ　与元素Ｎａ，ｃｌ，Ｆｅ，Ｐ等相关。Ｎａ的来源　

较为复杂，工业、海盐和土壤都有。ｃｌ和Ｆｅ都是工业元素，

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全国大气背景地区黑碳浓度特征

全国大气背景地区黑碳浓度特征

全国大气背景地区黑碳浓度特征

中国大气背景地区黑碳浓度是正常环境下大气中有害成分的量化指标。气象部门定期测量空气中有毒物质的含量，为控制大气污染提供参考，避免对人体造成健康危害。

全国大气背景地区黑碳浓度主要分为三大指标，分别是全气总悬浮颗粒物（TSP）、可吸收颗粒物（PM2.5）和可吸入颗粒物（PM10）的黑碳浓度指标。其中，TSP指标表示大气中所有悬浮颗粒物的浓度，PM2.5表示空气中尺寸小于2.5微米的悬浮微粒的浓度，PM10表示空气中尺寸小于10微米的悬浮微粒的浓度。

中国大气背景地区的黑碳指标要求达到国家2级环保标准，界定指标值以每立方米空气中TSP小于200毫克，PM10小于150毫克，PM2.5小于100毫克；检测时空间分布由环境监测部门实施，一般选择全国三大城市（北京、上海、广州）、江淮区域及中西部深度检测站等地作为监测点，以获取该地区最全面的大气质量数据。

黑碳是空气污染的主要来源之一，在受影响的地区，空气中的黑碳浓度显著增加，因此非常重要的是要定期测量大气背景地区的黑碳浓度，以便及时检测大气污染水平变化，采取有效措施以防止大气污染。同时，大气背景地区的黑碳排放标准也有助于改善空气质量，建立良好的生态环境。

大气污染物浓度时空分布特征分析

大气污染物浓度时空分布特征分析

大气污染物浓度时空分布特征分析

大气污染是一个全球性的问题，对人类健康和环境造成了严重的影响。随着工业化和城市化的加速发展，大气污染物的排放量不断增加，导致大气中的污染物浓度快速上升。因此，了解大气污染物的时空分布特征对于减少污染物的排放和改善空气质量具有重要意义。

大气污染物的时空分布特征与许多因素相关，包括气候条件、排放源和大气扩散等。首先，气候条件对大气污染物的时空分布产生了重要影响。季节变化、风向和降雨等气候因素都会对大气中的污染物传输和扩散产生影响。例如，夏季气温高、湿度大，这有利于氮氧化物的光化学反应，从而导致夏季臭氧污染的严重加剧。降雨对大气中的颗粒物有清洗作用，有助于净化空气。

其次，排放源也是影响大气污染物时空分布特征的重要因素。工业、交通和家庭等各个领域都是大气污染物的重要排放源。不同地区的经济发展水平和产业结构差异导致污染物的排放差异。例如，工业化程度高的地区，如沿海城市和经济发达地区，污染物排放量较大，而农村地区由于农业活动和生物质燃烧等原因导致颗粒物的浓度较高。

此外，大气扩散条件对于污染物的时空分布至关重要。地形、风速和湍流强度等因素影响着大气中的污染物传输和扩散。丘陵地区的地形会导致大气污染物在山谷中积聚，形成污染盆地。风速和湍流强度高的地区，如沿海和平原地区，有利于污染物的稀释和扩散，减少其浓度。

针对大气污染物的时空分布特征，各地区采取了一系列的治理措施。加强排放源的管理和控制是减少污染物浓度的重要手段。通过减少工业排放、更新交通工具、提倡清洁能源等方式，可以有效降低大气污染物的排放量。此外，加强大气环流和传输的研究，提高气象预测的准确性，能够更好地预测和应对大气污染事件的发生。 同时，大气污染物时空分布特征的研究还需要加强监测和数据分析。建立完善的大气监测网络，实时监测污染物的浓度变化，为环境管理决策提供科学依据。利用气象、空气质量和污染物排放数据，结合模型模拟和统计分析的方法，研究大气污染物的时空分布规律，为改善大气质量和保护生态环境提供科学指导。

西安采暖季大气中多环芳烃的污染特征及来源解析

西安采暖季大气中多环芳烃的污染特征及来源解析

第31卷第7期2010年7月环境科学ENVIRONMENTALSCIENCEVol.31，No.7Jul.，2010

西安采暖季大气中多环芳烃的污染特征及来源解析

李文慧1，张承中1，马万里2，周变红1，刘焱明1，蒋君丽1，李一凡2

（1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西安710056；2.哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室国际持久性有毒物质联合研究中心，哈尔滨150090）摘要：采用改进型的大流量主动采样器，对西安采暖季大气总悬浮颗粒物（TSP）样品和气相样品进行了连续采集，利用GC-MS

测定多环芳烃（PAHs）的浓度.结果表明，颗粒态和气态样品中Σ16PAHs平均值分别为（108.15±41.44）ng/m3和（260.14

±99.84）ng/m3，2～3环的PAHs主要分布在气态中，而>4环的PAHs主要分布在颗粒态中，PAHs的气固相分配系数和其过冷饱和蒸气压具有良好的相关性.温度与分配系数也具有显著相关性，并应用逐步回归方法得出分配系数与温度的回归方程.利用特征分子比值法进行源解析，发现西安大气中PAHs主要来源于煤的不完全燃烧和汽车尾气的排放，并利用因子分析和多元线性回归对各种来源的贡献率进行了计算.通过污染指数与因子的代表物质进行偏相关分析，发现某些PAHs与SO2、NO2来自于相同的污染源.关键词：多环芳烃；气粒分配；来源解析；因子分析；偏相关分析；西安中图分类号：X51文献标识码：A文章编号：0250-3301（2010）07-1432-06

收稿日期：2009-09-19；修订日期：2009-12-08基金项目：陕西自然科学基金项目（2007D20）；陕西省教育厅专项科研基金项目（06JK268）作者简介：李文慧（1985～），女，硕士研究生，主要研究方向为大气污染物控制，E-mail：1985liwenhui@PollutionCharacterizationsandSourceApportionmentofPolycyclicAromatic

大气二氧化硫的浓度时空变化特征分析

大气二氧化硫的浓度时空变化特征分析

大气二氧化硫的浓度时空变化特征分析

大气中的二氧化硫是一种重要的污染物，它的排放和浓度变化对环境和人类健康产生了重要影响。本文将对大气二氧化硫的浓度时空变化特征进行分析，以期加深人们对该污染物的认识，并为相关防治工作提供参考。

一、大气二氧化硫排放与浓度变化的关系

大气二氧化硫的浓度变化受多种因素影响，其中二氧化硫的排放是主要因素之一。排放源包括工业生产、燃煤和汽车尾气等。大气中的二氧化硫浓度与排放源的距离、风向和气象条件密切相关。通常情况下，排放源附近的二氧化硫浓度较高，而远离排放源的地区浓度较低。此外，风向、风速和气象条件的变化也会使二氧化硫的浓度发生变化。

二、季节变化特征

大气二氧化硫的浓度还存在明显的季节变化特征。以我国为例，夏季是二氧化硫浓度较高的季节，尤其是在北方城市和工业重地。这是因为夏季工业生产和汽车尾气排放量较大，再加上夏季气象条件不利于气体扩散，导致二氧化硫在大气中的停滞时间较长，进而使浓度较高。而冬季由于燃煤和取暖排放源的增加，使二氧化硫浓度也相对较高。

三、城市与乡村之间的差异

大气二氧化硫的浓度在城市和乡村之间也存在明显差异。由于城市中排放源较多，尤其是工业污染和汽车尾气排放，导致城市的二氧化硫浓度普遍较高。相比之下，乡村地区由于工业污染源较少，使得二氧化硫浓度相对较低。此外，城市的建筑密度和人口密度较高，使得大气二氧化硫更容易在城市间传播和积累。

四、地域差异 大气二氧化硫的浓度还存在地域差异。不同地区的工业结构和经济发展水平不同，导致二氧化硫排放源和浓度水平不同。一般来说，工业化程度较高的地区，例如华北和东部沿海地区，二氧化硫浓度较高。而西部地区由于工业发展较为滞后，二氧化硫浓度相对较低。

五、对健康的影响

大气二氧化硫的高浓度对人类健康产生不良影响。二氧化硫能损害呼吸系统，并加剧气道疾病的发生和加重。长期暴露于高浓度的二氧化硫环境中还可引发肺癌等严重疾病。因此，我们应该加强对大气二氧化硫的监测，并采取相应的防治措施，减少其对人体健康的危害。