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内蒙古乌达-乌斯太工业园环境单颗粒研究

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中国环境科学 2018,38(2)：478~489 China Environmental Science 内蒙古乌达-乌斯太工业园环境单颗粒研究 王 哲1,3,董树屏2,梁汉东1,3*,陈 洋1,3,詹 钦1,4 (1.煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083；

2.国家环境分析测试中心,北京 100029；3.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083；4.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083)

摘要：2015年夏季在内蒙古乌达-乌斯太工业园布点采集了大气颗粒物核孔膜样品16件,采用扫描电镜(SEM-EDX)共表征了1600个单颗粒的形貌和化学组成,结果表明,研究区单颗粒主要为矿物颗粒、燃烧产生颗粒和含硫颗粒3大类,其中矿物颗粒不仅含有硅铝酸盐和碳酸盐这类常见颗粒,还有风化煤矸石和沙尘颗粒这两种特殊颗粒;燃烧产生颗粒不仅有通常的燃煤飞灰、烟尘集合体和絮状碳质颗粒,还有原煤尘颗粒.统计表明,烟尘聚合体、硅铝酸盐和沙尘这三者占颗粒物总数的64%,风化煤矸石尘和原煤尘主要呈现为可吸入颗粒(2.5~10µm);烟尘聚合体和沙尘则主要为超细颗粒(<1.0µm).总之,单颗粒分析揭示该典型煤炭工业园区大气颗粒物主要来源:园内燃煤排放和交通,上风向矿区煤炭生产和上风向沙漠自然活动. 关键词：煤炭工业园；SEM-EDX；单颗粒分析；煤矸石；沙尘 中图分类号：X513 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2018)02-0478-12

Study on environmental individual particles in Wuda-Wusitai Industrial Park, Inner Mongolia. WANG Zhe1,3, DONG Shu-ping2, LIANG Han-dong1,3*, CHEN Yang1,3, ZHAN Qin1,4 (1.State Key Laboratory of Coal Resources and

Safety Mining, Beijing 100083, China；2.National Research Center for Environmental Analysis and Measurements, Beijing 100029, China；3.School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China；4.School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China). China Environmental Science, 2018,38(2)：478~489 Abstract：The individual particle analysis with SEM/EDX showing the morphology and chemical composition were conducted on 1600 individual particles within 16 aerosol samples collected in Wuda-Wusitai Industrial Park, Inner Mongolia, during the summer of 2015. The results suggest that the major particle types included mineral particles, combustion-originated particles, and sulfur-containing particles. Specifically, the mineral particles included common aluminosilicates and carbonates as well as weathered coal gangue and dust particles, while the combustion-originated particles contained not only the usual fly ash, soot aggregates and floccule carbon particles, but also the raw coal dust. Statistically the soot aggregates, aluminosilicates and dust particles accounted for 64% of total particles. The weathered coal gangue and raw coal dust were mainly presented as inhalable particles (2.5~10µm), while soot aggregates and dust particles were mainly ultrafine particles (<1.0µm). In all, the individual particle analysis suggested that the main sources of atmospheric particulates in the typical coal industrial park were coal combustion and traffic inside the park, as well as the upwind coal production and the natural desert influences. Key words：coal industrial park；SEM-EDX；individual particles analysis；coal gangue；dust

20世纪50年代我国建立了50多个煤矿基地,多数地处华北[1].这些煤矿基地大多还建有坑口电站和焦化企业等,改革开放以后各煤炭基地又相继建立了以煤炭为原料的或高耗能的工业园[2],这些工业园往往成为我国环境保护的凹地,甚至成为污染物排放的“避难所”[3],因此关注和研究煤炭基地及其工业园的环境问题十分迫切. 我国尤其华北的大气污染焦点无疑是大气颗粒物[4].目前,大气颗粒物研究对象早已不限于

中心城市[5],已过渡到中小城市、矿业城市、甚至

收稿日期：2017-06-27 基金项目：国家自然科学基金资助项目(41772157;41371449);美国布莱蒙基金(Blue Moon Fund)项目资助(1433034) * 责任作者, 教授/博导, HDL6688@vip.sina.com 2期 王 哲等：内蒙古乌达-乌斯太工业园环境单颗粒研究 479 乡村[6-7].内蒙古乌海市常年灰霾天气数目呈现为全自治区之最[8],表明乌达煤炭基地特别是其工业园存在严重的大气污染问题.本文则关注与典型老煤炭基地关联的乌海市乌达—乌斯太工业园. 颗粒物研究已有诸多成熟的方法[9],如基于全元素分析的源解析[10],基于离子色谱的致霾可溶物分析等[11],还有大气气溶胶单颗粒在线质谱分析等新方法[12-13].基于扫描电镜--能谱(SEM- EDX)的单颗粒分析是研究大气颗粒物的传统方法之一[14],它的优势在于将颗粒物的形貌、化学成分和粒径三者统一表征[15],有利于提供新研究区大气颗粒物的全局概况信息,从而为深入细致的后续研究创造条件,它的另一个相对优势是样品用量少.因此本文运用单颗粒分析方法初步表征乌达—乌斯太工业园的大气颗粒物. 1 材料与方法 1.1 研究区概况 乌达—乌斯太工业园位于内蒙古中西部,中心坐标为106°40′54.77"E,39°27'21.10"N,其地处乌达盆地,西北紧连乌达煤田,而乌达煤田的西南、正西和西北连接乌兰布和沙漠.乌达煤田自1961年出现地下煤火(煤炭自燃),后来不断加剧,到本世纪初被国际社会广为关注[16].最近的研究表明地下煤火和煤矸石山燃烧都会排放汞[17-20],而且已有迹象表明乌达煤田汞排放加剧了乌达—乌斯太工业园地表落尘富集汞[21].这是因为处

于高地势的煤田位于工业园的上风向.因此,该工业园既有我国华北诸多煤炭基地伴生工业园的共性,又有其地理环境决定的特殊性. 乌达—乌斯太工业园实际上是连成一片的两个工业园,恰在乌海市与阿拉善盟(左旗)行政区划交界位置,仅隔一条交界公路(见图1),于上世纪80年代建立,现在主要有大型电厂、焦化厂(生产焦炭)、金属冶炼厂、煤制炭厂、电石厂、汞法生产聚氯乙烯厂、其他重化工厂等.园区道路日常主要通行重型柴油卡车,为电厂等消耗煤炭企业运煤.园区之外方圆20km内除煤矿、洗煤厂、电厂之外几乎再无其他工业.

图1 采样点示意 Fig.1 Schematic map of the sampling site

1.2 样品采集

表1 采样时间及采样期间气象条件记录表 Table 1 Sampling time and meteorological conditions during sampling

编号 日期 起止时间 温度(℃) 相对湿度(%)风速(m/s) 经度(E) 纬度(N) 1 7.28 11:27~11:57 30.8 16.9 1.9 106°42'39.95" 39°28' 17.77" 2 8.14 7:30~8:10 21 45.6 1.8 106°42' 39.95" 39°28' 17.77" 3 7.31 20:25~20:55 35.8 3.0 0.6 106°42'31.00" 39°28'38.00" 4 8.1 19:35~20:05 28.1 15.6 0.2 106°41'27.23" 39°28'15.85" 5 8.2 10:05~10:45 28.6 13.1 1.8 106°40'54.77" 39°27'21.10" 6 8.3 9:45~10:25 22.7 26.7 3.6 106°42'32.85" 39°26'42.44" 7 8.4 9:33~10:13 24 27.3 1.5 106°43'35.00" 39°27'50.00" 8 8.5 17:50~18:30 25.1 1.1 1.3 106°41'27.23" 39°28'15.85" 9 8.6 9:45~10:25 26.6 8.2 0.9 106°43'7.00" 39°25'36.00" 10 8.7 11:06~11:46 30.4 8.6 0.7 106°42'22.00" 39°25'32.00" 11 8.8 9:56~10:36 24 22.9 1.5 106°41'46.87" 39°24'46.66"

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内蒙古呼包鄂区域冬季大气细颗粒物污染成因解析

内蒙古呼包鄂区域冬季大气细颗粒物污染成因解析

内蒙古呼包鄂区域冬季大气细颗粒物污染成因解析内蒙古呼包鄂区域冬季大气细颗粒物污染成因解析导言：近年来，内蒙古呼包鄂地区的大气细颗粒物（PM2.5）污染问题日益突出，特别是冬季。

大气细颗粒物污染威胁着人们的健康和环境的可持续发展。

因此，深入了解呼包鄂地区冬季大气细颗粒物污染的成因，对于制定有效的污染治理策略具有重要意义。

一、大气细颗粒物的定义和组成大气细颗粒物是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要由固态和液态物质组成。

其主要成分包括碳元素、硫元素、氮元素、含水颗粒和次级有机物等。

二、呼包鄂地区冬季大气细颗粒物污染的现状1. 可见化学反应冬季呼包鄂地区的大气细颗粒物污染主要由可见化学反应引起。

燃煤和汽车尾气中的二氧化硫和氮氧化物是主要的污染源，与空气中的氧气和水分一起参与光化学反应，生成硫酸盐和硝酸盐等，形成细颗粒物。

2. 冬季逆温条件冬季呼包鄂地区常常出现逆温天气，空气稳定，垂直扩散能力差，导致大气污染物在地表积累。

同时，在逆温天气下，能见度低，湿度高，有利于细颗粒物的形成和累积。

三、呼包鄂地区冬季大气细颗粒物污染成因的详细解析1. 燃煤排放冬季呼包鄂地区居民在取暖时主要依赖燃煤，燃煤排放的二氧化硫和氮氧化物是重要的大气细颗粒物前体物质。

2. 交通排放随着呼包鄂地区经济的快速发展，汽车保有量不断增加，交通排放的尾气中的可燃冰、易燃冰和VOCs等有机物质也成为大气细颗粒物的来源之一。

3. 工业和生产活动工业和生产活动排放的颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等也是大气细颗粒物的重要来源。

特别是在冬季逆温天气下，这些污染物不易扩散，导致积累在地表，进一步加剧了污染程度。

4. 区域传输呼包鄂地区靠近华北地区，该地区大气细颗粒物的传输也对呼包鄂地区的污染贡献不容忽视。

华北地区的大气污染物经由气流传输到呼包鄂地区，引发或加剧当地的大气细颗粒物污染。

四、呼包鄂地区冬季大气细颗粒物污染的影响1. 对人体健康的影响大气细颗粒物中的有毒物质，如重金属、多环芳烃等可以通过呼吸道进入人体，对呼吸系统、心血管系统等产生危害。

包头市冬春大气颗粒物污染及其与气象条件关系

包头市冬春大气颗粒物污染及其与气象条件关系

包头市冬春大气颗粒物污染及其与气象条件关系包头市，位于内蒙古自治区中部，是内蒙古自治区政治、经济和文化中心，也是中国北方重要的工业城市之一。

包头市的工业发达，但由于煤炭等能源资源丰富，常年大气颗粒物污染问题一直备受关注。

尤其是冬春季节，大气颗粒物污染严重，给人们的生活和健康带来了很大的影响。

研究包头市冬春大气颗粒物污染及其与气象条件的关系，对于解决包头市的环境问题具有重要的意义。

一、包头市冬春大气颗粒物污染的现状包头市冬春季节的大气颗粒物污染问题严重，主要表现在以下几个方面：1. PM2.5和PM10浓度高PM2.5和PM10是大气中的细颗粒物，直径分别小于等于2.5微米和10微米。

它们能够悬浮在空气中并且长期停留，对人体健康危害较大。

包头市冬春季节，PM2.5和PM10的浓度常常超过国家规定的限值，达到或者接近严重污染程度。

2. 能见度低冬春季节的包头市常常出现能见度较低的天气，尤其是雾和霾天气。

大气颗粒物的污染是导致能见度下降的主要原因之一。

3. 健康影响明显大气颗粒物污染不仅影响环境质量，还对人体健康产生负面影响。

包头市冬春季节，常常出现呼吸道疾病患者增多、老人和儿童感染疾病的情况。

以上种种问题都表明包头市冬春大气颗粒物污染非常严重，迫切需要找出其成因和解决办法。

大气颗粒物污染与气象条件之间存在着密切的联系。

在包头市冬春季节，以下几种气象条件对大气颗粒物的污染起到了重要作用：1. 逆温天气逆温天气是大气稳定的一种表现，常常导致大气颗粒物的积聚和不易扩散。

包头市冬春季节经常出现逆温天气，这对大气颗粒物的污染起到了一定的助推作用。

2. 无风或微风天气无风或微风天气条件下，大气颗粒物不易扩散，易在空气中停留。

这些条件也是包头市大气颗粒物污染严重的重要原因之一。

3. 高湿度和低温冬春季节的高湿度和低温天气条件也促进了大气颗粒物的积聚和不易扩散。

三、解决大气颗粒物污染的对策1. 提高工业排放标准作为工业城市，包头市的工业排放对大气颗粒物污染起到了主要作用。

《乌海市大气颗粒物中金属与稀土元素的分布特征》范文

《乌海市大气颗粒物中金属与稀土元素的分布特征》范文

《乌海市大气颗粒物中金属与稀土元素的分布特征》篇一摘要：本文旨在探讨乌海市大气颗粒物中金属与稀土元素的分布特征。

通过分析采集的空气颗粒物样本，本文详细描述了不同粒径颗粒物中金属和稀土元素的浓度水平、空间分布及其影响因素。

研究结果有助于了解乌海市大气污染状况，为制定有效的空气质量管理和控制措施提供科学依据。

一、引言乌海市位于我国某重要工业区，其大气环境质量受到工业排放、交通尾气等多重因素的影响。

大气颗粒物是衡量城市空气质量的重要指标之一，其中所含的金属与稀土元素更是关系到生态健康和环境保护的重大问题。

因此，了解乌海市大气颗粒物中金属与稀土元素的分布特征具有重要的科学和实践意义。

二、研究方法本研究采用定点采样与移动监测相结合的方式，收集了乌海市不同区域、不同时间的大气颗粒物样本。

利用先进的化学分析技术，对样本中的金属与稀土元素进行定量和定性分析。

三、金属元素的分布特征1. 浓度水平：通过对收集到的样本进行分析，发现乌海市大气颗粒物中金属元素浓度较高，尤其是铁、锌、铅等元素。

不同粒径的颗粒物中，金属元素的浓度存在明显差异。

2. 空间分布：金属元素在乌海市的空间分布呈现出一定的规律性，工业区和交通要道的金属元素浓度较高，而郊区及自然环境区域的浓度相对较低。

3. 来源分析：金属元素主要来源于工业排放、交通尾气及自然风化等过程。

其中，工业排放是主要来源之一。

四、稀土元素的分布特征1. 浓度水平：乌海市大气颗粒物中的稀土元素浓度相对较低，但仍需关注。

不同粒径的颗粒物中稀土元素的分布有所差异。

2. 空间分布：稀土元素在乌海市的分布受到多种因素的影响，包括地质背景、人类活动等。

城市中心的浓度略高于郊区。

3. 影响因素：稀土元素主要受工业生产、土壤风蚀等因素的影响。

五、影响因素及讨论1. 工业排放：乌海市的工业活动是影响大气颗粒物中金属与稀土元素分布的主要因素之一。

未来应加强工业排放管理，推动清洁生产。

2. 交通尾气：交通尾气排放也是大气污染的重要来源之一，应加强交通管理，减少尾气排放。

《2024年包头市大气颗粒物环境地球化学特征》范文

《2024年包头市大气颗粒物环境地球化学特征》范文

《包头市大气颗粒物环境地球化学特征》篇一一、引言包头市，位于中国内蒙古自治区的西部，是一个工业发达、人口密集的城市。

近年来，随着城市化的快速发展和工业生产的持续增长，大气颗粒物污染问题逐渐凸显，对包头市的环境质量和居民健康构成了严重威胁。

因此，对包头市大气颗粒物的环境地球化学特征进行研究，对于了解其来源、传输、转化及对环境的影响具有重要意义。

本文旨在分析包头市大气颗粒物的环境地球化学特征，为该地区的空气质量改善和环境管理提供科学依据。

二、研究方法本研究采用现场采样与实验室分析相结合的方法，对包头市大气颗粒物进行采集与分析。

具体步骤包括：选择合适的采样点，设置适当的采样时间，采用适当的采样技术（如滤膜采样法）进行大气颗粒物采集；对采集的样品进行预处理和地球化学分析（如X射线衍射、元素分析等），以获取颗粒物的成分和含量。

三、包头市大气颗粒物的环境地球化学特征通过对包头市大气颗粒物的采集与分析，发现其具有以下环境地球化学特征：1. 成分复杂：包头市大气颗粒物成分复杂，主要包括硫酸盐、硝酸盐、有机碳、元素碳、重金属等。

其中，硫酸盐和硝酸盐是主要成分，主要来源于工业排放和化石燃料燃烧。

2. 区域性差异：不同区域的大气颗粒物成分和含量存在差异，这主要与当地的工业结构、能源消耗、气象条件等因素有关。

3. 季节性变化：包头市大气颗粒物的浓度和成分具有明显的季节性变化。

冬季由于供暖和工业生产活动增加，颗粒物浓度较高；夏季由于降水较多，有利于颗粒物的去除和扩散。

4. 健康影响：大气颗粒物对人类健康具有潜在的危害，特别是重金属等有毒成分可能对呼吸系统和心血管系统造成影响。

四、结论与建议根据研究结果，我们可以得出以下结论：结论：包头市大气颗粒物的环境地球化学特征受到多种因素的影响，包括工业生产、能源消耗、气象条件等。

这些颗粒物成分复杂，具有明显的区域性和季节性变化，对环境和人类健康构成潜在威胁。

建议：针对包头市大气颗粒物污染问题，我们提出以下建议。