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大气颗粒物监测与污染防治技术
发布时间: 2020-11-02

本节内容主要讲解了大气颗粒物来源与种类、大气颗粒物粒径与成分、大气颗粒物成分测量与分析技术和大气颗粒物污染防治技术。

一、 大气颗粒物来源与种类

大气颗粒物是悬浮于空气中的固体或液体粒子,其空气动力学直径大约在 0.002 μ m ~100μm 。自然来源包括:风扬尘土、火山灰、 森林火灾、漂浮的海盐、花粉、真菌孢子、细菌等,人为源包括工厂排放、建筑废弃物、汽车尾气以及生物质燃烧等。

二、 大气颗粒物污染与危害

大气颗粒物分为一次颗粒物和二次颗粒物,浓度过高可影响能见度、降低环境空气质量、改变局地气候、危害人体健康;暴露于可吸入颗粒物和细颗粒物的人群数量随颗粒物浓度的增大而增加。

PM2.5浓度过高形成霾:灰霾与蓝霾

上世纪70年代以前,我国城市每年灰霾的天气记录也就几天或十几天,2000年以后,灰霾天数明显增加,且霾天持续时间也在增加。从2016年以后灰霾的增长才被遏制,得益于国家的铁腕制霾手段。

2020年6月10日,国务院新闻办公室举行新闻发布会,发布《第二次全国污染源普查公报》。生态环境部副部长赵英民表示,京津冀及周边地区、长三角和汾渭平原是我国大气污染源单位面积排放强度较大的地区 ,这三个区域也是国家确定的大气污染防治重点区域。

2019年京津冀及周边地区、汾渭平原PM2.5平均浓度都为国家二级标准的1.6倍左右,区域空气重污染过程时有发生。

三、 大气颗粒物的主要成分

大气颗粒物的来源和粒径不同,成分就不同。它们的重要组成部分包括矿物质、碳组分、水溶性离子等,还有一些对污染物的来源具有指示意义的特征元素如 Mg、Na、Cl、K 和 Fe 等。

从最新的颗粒物组分特征来看,硝酸盐在京津冀及周边地区出现污染期间占PM2.5的比重最大,其次为有机物、铵盐和硫酸盐,硝酸盐浓度增长趋势与PM2.5浓度增长趋势一致,且增长速度明显高于其他组分,表明机动车和工业企业排放的NOx向硝酸盐的二次转化是推高PM2.5浓度的一个重要原因。

四、 常见的颗粒物离线测量分析仪器

1. 单颗粒分析仪器 (微观尺度观测单颗粒信息)

2. 全样分析仪器 (宏观尺度观测PM2.5化学组分特性)

3. ICP-MS、ICP-AES测量的前处理过程:采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定样品中 As、Cd、Hg、Mn、Pb、Cu、Zn、Ni、V、Al 等重金属的含量。

4. 电感耦合等离子体质谱仪(ICP – MS)

5. 水溶性离子分析的前处理过程: 取适量石英滤膜样品,用陶瓷剪刀剪碎置于 50 mL 离心管中,加入 20 m L超纯水,浸没滤膜,加盖静置 30 min 后,使用超声波清洗器超声提取 30 min,提取液经 0.45 μm 的滤头过滤后,进行测试分析。

注意事项: 

保证前处理用到的所有材料如针管、过滤头、各种瓶子等对样品中各离子无影响

根据采样时间和污染程度判断加水量和切样量,浓度不能太低,做好记录

超声的时候加冰,控制水温

根据需要选择预处理小柱

标准曲线的范围尽量包含所有的样品浓度

测单标,确保标准曲线和仪器等没问题

处理好的样品尽快测量

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