大气污染主要因子十篇

发布时间:2024-04-29 13:40:50

大气污染主要因子篇1

【关键词】大气污染源危害激光质谱法防治措施

1大气污染源及危害

1.1我国大气污染因素及现状

对于大多数发展中国家来说,在经济发展的头些年都要走先污染后治理的老路,在各项技术不够成熟的情况下,只依靠充分的资源以及廉价的劳力来实现经济的快速发展,在发展过程中经济效益始终排在第一位,对于环境的保护工作做的不够到位,导致了生态的破坏以及空气污染等环境问题,尤其是在工业废气方面,由于没有先进成熟的废气处理工艺,很多工厂对废气都只进行高空排放处理,使得我国大气污染近些年来日益加重。

1.2危害

大气污染的危害首要就是对人体和动物的健康伤害,人或动物吸入过多的污染空气或吃了被空气污染的食物就会危害健康,造成病变甚至死亡;此外,大气污染严重之后有可能形成酸雨对农业、林业、养殖业还有建筑物等造成影响;大气污染要是更加严重会破坏臭氧层形成空洞,或者由于Co2的排放过多形成温室效应,造成全球变暖,对人类和生物的生存环境造成危害。

2激光质谱大气探测方法

2.1激光质谱法的原理

大气污染主要是由燃烧气体造成的,而大气污染源气体主要有Co、Co2、nox、So2以及二恶英类化合物等,其中二恶英有毒并且是严重的致癌物质,二恶英主要来源是垃圾的焚烧,应用激光质谱法能够有效的检测出空气中的二恶英化合物。激光质谱法是共振多光子电离(Rempi)与飞行时间质谱(toF-mS)的结合,在共振多光子电离时,中性分子吸收一个或多个光子达到中间激发态,再吸收一个或多个光子实现电离,通过与分子中间激发态的共振,产生电离的几率很高,最简单的情况就是中性分子吸收一个光电子达到其激发态,再吸收第二个光子达到电离限之上的连续态,这就是(1+1)共振多光子电离过程。此时,需要通过高阶多光子电力过程,依据每个分子特殊的吸收光谱的特点,可以用合适的激光波长来选择电离某些分子,同时可以抑制其他分子的电离信号,因此共振多光子电离法可以实现多组分分析;同时激光质谱法还会使用飞行时间质谱仪,这个质谱仪可以对脉冲激光产生的离子进行选择性探测,高速的对离子进行质量分辨,具有高灵敏度和高质量分辨率的特点,其激光器和进样系统的重复率可达到100Hz,能够实现10ms的时间分辨。

2.2激光质谱法的优势和应用

与传统的大气污染源探测技术相比,激光质谱法具有高灵敏度、高选择性、高速度分辨和多组份一起分析等优点,是目前国内对大气污染源探测的主要探测技术,激光质谱发不仅能够实现实时动态监控,还能有效地对大气进行全面的污染源确认,有利于快速、全面地得出分析数据以及确定污染气体治理方案。目前,激光质谱法在我国汽车尾气和垃圾焚烧气体探测中得到了大力应用,采用可移动的激光质谱仪,可以有效地对汽车尾气中各个成分实时动态变化进行监控和绘图,对汽车在不同行驶状态时的尾气污染物变化提供可靠证据,得出汽车在什么行驶状态下才能使尾气中有害物质浓度最低,确认什么时候燃烧最为安全,对空气污染最小;总的来说激光质谱仪起到了排放气体的有效在线检测的作用。

3大气污染防治措施

我国目前空气污染的主要问题是含菌量大、悬浮颗粒和可吸入颗粒含量高、工业废气排放不达标、机动车尾气排放量大、生活垃圾焚烧不完全等,针对我国大气污染的国情,在大气污染防治措施方面主要从以下几个方面着手:

3.1采用激光质谱法对大气污染源进行实时探测

治理污染的同时也应该控制污染源,才能保证空气治理工作得到效果,因此对大气的污染源进行实时探测就是尤为重要的,采用激光质谱法高速高效的进行探测,通过得出的数据和图谱分析空气污染情况,及时采用有效手段解决污染源问题,不能彻底解决也要把污染指数控制在国家法律规定的合格值范围内。

3.2改善燃烧工艺

其实大多数的工业污染和生活垃圾焚烧污染都是由于燃烧不完全造成的,采用先进的国外技术或者自主研发更好的燃烧技术是解决大气污染的重要一步,如果燃烧工艺不能够得到改善,废气中的污染物质不会减少,会对大气的治理工作造成困难。

3.3大力推广空气净化装置,开发新技术

在控制污染源污染物排放量的同时,也要重视空气净化装置的使用,一定要要求工业废气经过净化处理达标后才可以排放,汽车排气管也要大力推广尾气净化器,减少汽车尾气对大气的污染。

3.4增加城市绿化面积,保护树木

绿化就是城市的肺,增加城市的绿化面积、保护树木也是一种治理大气污染的一个途径,树木能够起到吸收有害气体,净化空气的作用,因此城市绿化工作不可忽略,还要严格要求,大力推广,保护环境。

4结语

大气污染与人们的身体健康和生活环境息息相关,我国是大气十分污染严重,严重的大气污染已经对我国部分城市造成了酸雨、雾霾等恶劣的空气问题,已经影响到了人们的正常生活,我国对大气污染的治理工作已经到了迫在眉睫的地步,并且对大气的治理工作还要几十年如一日的持续下去才能见到成效。而解决大气污染问题首要就是对对大气污染源的探测工作,近些年来我国对大气污染源的探测工作也有所进展,其中激光质谱探测技术已经在汽车尾气和生活垃圾焚烧气体检测等方面日臻成熟和完善,激光质谱探测法也是目前最高效、最灵敏、最先进的大气污染源探测技术。

参考文献:

[1]樊新岩.激光质谱法在大气污染物分子探测中的应用研究[J].曲阜师范大学,2005.01.

[2]章莲蒂,魏杰.激光质谱法探测度量污染气体的定标研究[J].中国环境科学,2000.5.

大气污染主要因子篇2

关键词:冶金焦炭冶炼;无组织排放;排放特征;污染因子;污染监测文献标识码:a

中图分类号:X758文章编号:1009-2374(2016)32-0083-02Doi:10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.041

1概论

冶金企业的生产过程需要大量的焦炭作为燃料,但在焦炭的冶炼过程中又会产生焦炉烟气,其烟气征污染因子一般为C6H6(苯)、C7H8(甲苯)、C8H10(二甲苯)、nmHCs(非甲烷总烃)、nH3(氨)等是造成环境污染的主要因素。在日常工作中,相关部门虽然采取了一定的污染防治措施,但并没有取得很好的实际效果,究其主要原因是由于废气中污染物种类多、气体性质在外界因素的影响下易发生不定向变化,特别是废气排放的无组织性严重,没有有效的监控措施,从而造成对其污染物防治工作存在盲目性。因此,需要通过对废气中的特征污染因子进行科学的监测分析,用经过科学监测分析中所得到的有代表性的数据来指导其特征污染物的治理工作具有其重要意义。

2无组织排放概述

污染物排放过程中,所谓的无组织排放主要指的是一些工业废气没有经过排气筒进行无规则排放。较矮的排气筒是有组织的废气排放,但在某些特定环境下,所产生的现象和无组织排放非常相近,因此,也可以将其当作是无组织排放。在冶金焦炭的冶炼过程中无组织排放都存在大量的有害性气体,会对环境以及人体造成一定的危害。一般来说,其主要污染物包括粉尘物、飞灰、烟气等;烟气中污染物主要为气态污染物,其气态污染物主要包括So2、nox、VoCs(C6H6、C7H8、C8H10、nmHCs、nH3等挥发性有机物)等。冶金焦炭的冶炼过程中产生的无组织排放焦炉烟气中的气态污染物分为常规污染物和特征污染物两种,no2、nox等属于常规污染物,C6H6、C7H8、C8H10、nmHCs、nH3等属于特征污染物。无组织污染物的污染源具有一定的分散性,同时,污染物在排放过程中离地面较近,不容易被稀释扩散,能够直接对周边地面的大气环境及空气质量造成影响,影响周围人群的正常生活。

3监测分析

3.1监测点布置的原则

实际的监测过程中,监测人员可根据工艺分布、占地面积、无组织排放种类、周围环境复杂程度等因素,将该冶金焦炭厂看作是一个无组织排放的污染源,以《大气污染物无组织排放监测技术导则》相关规定为原则进行监测点布设,通过对冶金焦炭厂进行分析,决定以厂界为界限扇形布点,设置11个点位,保证有1个背景点位,以满足相关监测工作的顺利开展。

3.2监测项目分析

3.2.1气象因子。通常情况下,气象因子监测分析可以分别同步观测风向和低云量等地面气象观测参数。

3.2.2污染因子。污染因子主要有C6H6、C7H8、C8H10、nmHCs、nH3这5种。其中nH3是pm2.5实重要的前体物。监测人员通过对炼焦工艺进行研究分析,发现空气中C2~C9对非甲烷总烃(nmHCs)年平均量、大气VoCs对环境具有很大影响。同时,炼焦工艺都会形成C6H6、C7H8、C8H10等物质,对人体健康的影响严重。所以,对该5项特征污染因子进行监测势在必行。

3.3监测方式及监测依据

3.3.1监测方式要求。进行污染物监测时,严格遵循国家相关标准,以我国现有的相关方法标准、规范作为监测技术指导,以确保监测结果的代表性和准确性。

3.3.2监测方法依据及其测量仪器设备。在实际的采样工作中,以《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/t16157-1996)中的相关内容为采样依据,按照《空气和废气监测分析方法》进行相关作业。其中,以HJ584-2010为依据,采用活性炭吸附CS2解吸气相色谱法测定空气中的C6H6、C7H8、C8H10,其最低检出限均为0.0015mg/m3,主要仪器是GC4029a型气相色谱仪;以《环境空气非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ/t38-1999)为依据,用于空气中nmHCs的测定,其最低检出限为0.04mg/m3,所用监测仪器为GC4029a型气相色谱仪;以《环境空气氨的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ533-2009)为依据,用于空气中nH3的测定,其最低检出限为0.01mg/m3,监测过程中主要用到tH-150Z型大气综合采样器、tU-1810型紫外可见分光光度计两种仪器。

4监测结果分析

4.1气象因子的监测结果

将冶金焦炭厂看作是一个无组织排放的污染源,其气象因子主要是对风向、风速等情况的监测,为了提高采样数据的精准度,避免出现数据波动过大现象,应该通过移动监控点进行多次采样。具体的采样结果为:2016年4月19日,一共采样4次,具体的数据为:气温(℃)为:19.1、24.3、27.2、25.1;气压(kpa)为:101.5、101.3、101.1、101.3;风向都为:ne,风速(m/s)为:1.5、1.6、1.7、1.7;总云量均为4,低云量为:2、1、1。2016年4月20日,一共采样4次,具体的数据为:气温(℃)为:18.7、23.6、26.8、24.5;气压(kpa)为:101.3、101.2、101.0、101.1;风向都为:ne;风速(m/s)为:1.6、1.4、1.4、1.3;总云量为:5、4、4、3;低云量为:3、2、1、1;2016年4月21日,一共采样4次;具体的数据为:气温(℃)为:19.2、23.8、26.9、25.4;气压(kpa)为:100.9、100.7、100.7、100.8;风向都为:ne;风速(m/s)为:1.3、1.5、1.4、1.3;总云量均为4;低云量为:2、2、1、1。

作者通过对观察数据进行研究分析发现,污染扩散方向会根据风向的不同发生相应的变化,监测点风向情况在很大程度上决定了监测结果。风向除了影响污染气体扩散方向的同时,也会对其扩散路径以及范围产生相应的影响,并且这种影响与风速有着很大关系,影响会随着风速的变大而变得更为明显。

对于监控点的污染因子浓度来说,捕捉效率容易受到污染源排放强度的影响,同时,也会受到风向以及风速变化的影响。如果风向以及风速较为明显,在对污染物的运动情况及其浓度最高点进行判断时就会变得更加容易。在《大气污染物无组织排放监测技术导则》中明确指出当监测时的风向>29°且风速在1.0~3.0m/s之间是最为合适的。当监测对风向、风速没有要求的情况时,在周边设置监控点,可以在静风状态下采样,前提是能够及时捕捉到污染物的浓度最高点。

4.2特征污染物的监测结果

监测人员通过对3天的监测,nH3和C6H6在上风处都能监测出来,C6H6在上风处偶尔也能检测出,出现这种状况的主要原因是由于冶金企业的位置,周围的污染企业

较多。

焦化工艺是冶金企业重要生产环节,由于工艺技术的特性会造成C6H6、C7H8、C8H10、nmHCs、nH3等多种污染物质的产生,作者通过对不同监测结果进行分析发现:在此次监测气象状态下,企业所在的下风向以及上风向的nmHCs监测浓度虽然呈现出上涨趋势,但其浓度值并没有超过相关规定的标准,其数值小于无组织排放监控所规定浓度5.0mg/m3的限值。企业所在的下风向及上风向的nH3浓度与nmHCs监测浓度表现情况一致,也呈现上涨趋势但是并没有超过规定的浓度标准,氨的环境浓度和厂界浓度在小于0.2mg/m3,控制在恶臭污染物排放标准2mg/m3之内。

在完成nmHCs、nH3的监测结果分析之后,作者又对其他污染因子监测结果进行了分析,发现C6H6、C7H8、C8H10在该厂区都能监测出,并且在下风向与上风向浓度存在较大差异,下风向浓度明显较高。C6H6、C7H8、C8H10的工业对C6H6、C7H8、C8H10的大气污染物综合排放标准分别为0.5mg/m3、3.0mg/m3及1.5mg/m3,C6H6的工业企业设计卫生标准为2.4mg/m3,C8H10的工业企业设计卫生标准为0.3,前苏联居民区对C7H8浓度的限定最高为0.5mg/m3,对监测浓度进行分析,发现3种气体浓度均没有超出规定浓度的范围,进而各种气体的监测浓度均符合相关排放浓度标准。对整体监测结果进行统计分析,获得符合企业正常生产状态下无组织排放特征污染物的实际情况,对于企业特征污染物治理方案的制定具有一定的指导意义。

5建议与结论

监测人员通过对相应的数据进行分析,污染物浓度虽然都有所增加,但是都能满足环境标准和无组织排放标准的要求。虽然其浓度低于我国相关的要求,但C6H6、C7H8、C8H10、nmHCs、nH3等有害气体的长期排放,会对周围的居民的环境造成一定的影响。因此,相关部门应该积极在一些容易受到污染的地区设置监测点,增加除了常规监测点以外的监测点,定期进行抽查,指导企业的日常环境管理,从而提高企业周围的环境质量。

总之,在国家强调环保节能减排的今天,积极对冶金焦炭厂无组织排放特征污染物的监测具有重要意义。在监测过程中,监测人员应该从冶金焦炭厂的实际状况出发,设置合理的监测点,才能达到良好的监测效果,从而为企业特征污染物治理方案的制定提供科学的监测数字依据。

参考文献

[1]固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法(GB/t16157-1996)[S].

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[3]王艳.浅谈无组织排放废气的危害与防治[J].环境研究与监测,2013,26(3).

大气污染主要因子篇3

关键词:空气质量;污染源;相关性;二氧化氮;二氧化硫

中图分类号:X831

文献标识码:a文章编号:16749944(2017)10006303

1引言

大量研究表明,区域环境空气质量与区域污染源具有极强的相关性[1~3]。在特定区域内,环境空气质量污染物在浓度量值、首要污染物天数,以及出现的特定时间段上会呈现特定特征[4]。笔者在系统分析了抚顺市城区高污染燃料的消耗特征、大气污染物治理排放特征以及环境空气质量状况与评价的基础上,采用相关性分析的方法,系统分析了抚顺市城区2014年环境空气质量污染物的浓度量值、首要污染物天数的及月分布,与高污染燃料燃烧污染物排放量之间的关系,为高污染燃料禁燃区科学客观地划分提供必要条件。

2主要污染物的识别与确定

高污染燃料禁燃区划分方案需要明确确定影响区域环境空气质量的主要污染物。中国国家标准《环境空气质量标准》(GB3095-2012)共确定六项污染物[5],分别是So2、no2、Co、o3、pm10和pm2.5。这六项污染物在崴吵乔域环境空气质量浓度特征、首要污染物天数以及时间分布上呈现了以下明显特点。

(1)以pm10、pm2.5代表的烟(粉)尘颗粒物和o3,是自2012年全市有系统环境空气质量监测数据以来最主要的三种污染物。2012年二级空气质量以下污染天数为73d,o3占了47d约64%,pm10为26d约36%;2013年二级空气质量以下污染天数为78d,o3占了21d约27%,pm10为30d约38%,pm2.5为27d约35%;距现在最近的2014年,二级空气质量以下污染天数为123d,o3占了41d约33%,pm10为10d约8%,pm2.5达到了71d约58%(图1)。这些数据表明,抚顺市的环境空气污染的主要污染物即为o3和烟(粉)尘颗粒物。

(2)pm10、pm2.5和o3污染物在年度内出现的时间段上,pm10、pm2.5主要出现春、秋和冬季三季,o3污染物主要出现在夏季。

(3)So2、no2、Co、o3、pm10和pm2.5六项污染物,特别是pm10、pm2.5和o3污染物在浓度上,年度内呈现规律性分布。So2、no2、pm10和pm2.5一直呈凹型抛物线,这表明4种污染物在污染排放源上具有同一性,而o3呈凸型抛物线。研究表明,o3是环境空气的二次污染物,是由于no2引发,在夏季强紫外光辐射照射下产生了no、o、no2、o2和o3各成分间循环的光化学反应。图1也表明,o3的存在与抚顺市的光照时间存在良好的相关性,尽管日照时间仅是no、o、no2、o2和o3各成分间转化的一个因素,但是光照时间却和紫外线的辐射强度存在一致性。因此,在污染源对环境空气质量的影响方面,应o3将与no2归类,分析no2与污染源排放的关系。

通过上述3个规律的分析可知,pm10、pm2.5代表的烟(粉)尘颗粒物和no2是首要的污染物因子。而So2一直以来作为环境空气污染必须分析的污染物,在抚顺市的浓度量值在年度内的分布特征又与pm10、pm2.5具有相同分布特征和同源性,所以也应该把So2作为污染物因子。因此,抚顺市环境空气污染物因子确定为pm10、pm2.5、no2和So2。

3主要污染物与污染源相关性分析

两个变量间的相关性分析是建立两种变量是否有关联的重要方法。

为客观分析污染物排放源强度与环境空气质量间的关系,做如下技术处理。

(1)将全年烟气中的So2、烟(粉)尘和氮氧化物排放量分为取暖期附加排放量和工业污染源排放背景值两部分,工业污染源各排放总量按12个月平均到每月中,冬季取暖期的排放量按5个月平均,分别再加到1、2、3、11和12月等5个月中。按照此方法,全年分成了取暖期和非取暖期两段,取暖期分别为1、2、3、11和12月共5个月份,非取暖期为4、5、6、7、8、9和10月共7个月份。冬季取暖期的烟气污染物排放量包括取暖锅炉排放源和工业生产使用的高污染燃料源,非取暖期仅为生产使用的高污染燃料源。

(2)将各污染物月排放量进行二次曲线拟合,与对应污染物的月平均浓度或者污染天数进行相关性比较,确定污染物排放是否和环境空气污染因子具有相关性。

3.1烟气So2的排放量与环境空气So2浓度间的相关性

烟气So2的排放量与环境空气So2浓度间的相关性如图2。

由图2可知,烟气So2的排放量的拟合线与环境空气So2月浓度的拟合均是一致的凹抛物线,具有良好的一致性,两者相关性分别达到了0.7180和0.9634。凹抛物线特征进一步说明,两者存在的良好的相关性,环境空气中的So2的浓度与烟气排放So2的数量极其相关。So2的排放量在一年中的1、2和3月及11月、12月高,而环境空气So2对应月的平均浓度也高,这也是取暖期比非取暖期多燃烧消耗了大量高污染燃料所致[7]。但是根据第五章的环境空气质量分析表明,So2虽不是首要超标污染物,但是仍有一些天iaQi值超过100,因此仍需作为高污染燃料禁燃区划分的污染标识物之一。

3.2烟气中烟(粉)尘的排放量与环境空气pm10和pm2.5之间的相关性

抚顺市高污染燃料燃烧排放烟(粉)尘的排放量与环境空气pm10和pm2.5之间的相关性如图3,4所示(以抚顺市2014年污染物排放量和环境空气质量为代表)。

由图3可知,烟气烟(粉)尘的排放量与环境空气pm10和pm2.5月均浓度均呈现1~3月份、11~12月份高而中间各月份低的现象,具有良好的一致性,这表明取暖期比非取暖期多燃烧消耗了大量高污染燃料所致[8]。图4表明,每月污染天数的分布特征与烟(粉)尘排放量也呈现良好的相关系,并且燃烧排放的烟(粉)尘造成空气中的pm10和pm2.5超标的污染物,已在2013年开始成为抚顺市的最主要的污染物,2014年两者污染天数之和已达80d,占全年污染天数的65%。pm10和pm2.5的污染应该受到严格的注意和防控。

从三者的拟合线来看(图3),烟(粉)尘的排放量的拟合线与环境空气pm10和pm2.5月均浓度拟合线均是一致的凹抛物线型。虽然pm10和pm2.5的拟合度并不高,但是在9次多项式以内,2次多项式抛物线拟合形式的相关系数仍然最高。凹抛物线的特征也说明了烟(粉)尘的排放量与环境空气pm10和pm2.5月均浓度存在的良好的相关性。这个结论与其他城市的研究结果相同[9]。

pm2.5月首要污染天数间的相关性

造成pm10和pm2.5拟合线相关系数不高的原因,与非取暖期呈现部分高值有关,这是因为非取暖期高污染燃料燃烧排放烟(粉)尘颗粒物数量虽然低于取暖期,但由于烟(粉)尘粒度过细,沉降性不佳,几年累积的结果,一旦空气层结稳定,必然会造成环境空气pm10和pm2.5偏高的现象[6],研究表明,高污染燃料的燃烧,如果治理水平不高,在常规的干法除尘工艺条件下,直径小于2.5μm的pm2.5无法去除,除非采用湿法除尘。这说明了取暖期和非取暖期高污染燃料燃烧排放的烟(粉)尘均是pm10和pm2.5成为环境空气质量污染最主要的污染物。因此全国很多城市均把高污染燃料燃烧排放的烟(粉)尘作为环境空气pm10和pm2.5超标的元凶。

综合上述分析,烟气中烟(粉)尘的排放量与环境空气pm10和pm2.5之间均在良好的相关性,pm10和pm2.5的烟(粉)尘应作为高污染燃料禁燃区划分的最主要的污染标识物之一。

3.3烟气nox的排放量与环境空气no2浓度间的相关性

烟气nox的排放量与环境空气no2浓度间的相关性如图5。

由图5可知,烟气nox的月排放量及其拟合线与no2月浓度变化趋势具有良好的一致性。从两者的拟合线来看,烟气nox的月排放量与环境空气no2月平均浓度的拟合线均是一直的凹抛物线,相关系数R2分别为0.7180和0.7294。具有良好的一致性,同前述So2和烟(粉)尘颗粒物的分析结果一样,凹抛物线特征进一步说明了两者存在的良好相关性,环境空气中的nox的浓度与烟气排放no2的数量极其相关[10]。nox的排放量在一年中的1、2、3、11、12月呈现高值,而环境空气no2在对应月上的平均浓度也呈现高值,这与取暖期比非取暖期多燃烧消耗了大量高污染燃料有关。

no2在夏季浓度偏低,还在于夏季转化为o3所致。一般而言,o3与nox的排放量的关系如图6。

图6表明,由nox氧化物、o2和紫外线光化学反应产生的o3应该引起重视。5~9月份虽然出现的降水天气对烟(粉)尘颗粒物有良好的清除作用,但是这些月份的强辐射,nox会引发o3的产生[11]。只有控制了nox的排放,才能抑制o3的产生,进而改变夏季抚顺市空气o3超标的现象。

因此,nox作为高污染燃料燃烧的烟气排放的引发的o3污染的引发剂的角度,no2、no等nox也应该作为高污染燃料禁燃区划分的污染标识物。

4结语

pm10、pm2.5代表的烟(粉)尘颗粒物和no2是首要的污染物因子;烟气So2的排放量的拟合线与环境空气So2月浓度的拟合均是一致的凹抛物线,具有良好的一致性,两者相关性分别达到了0.7180和0.9634;烟(粉)尘的排放量的拟合线与环境空气pm10和pm2.5月均浓度拟合线均是一致的凹抛物线型,排放量与环境空气pm10和pm2.5月均浓度存在的良好的相关性;烟气nox的月排放量及其拟合线与no2月浓度变化趋势具有良好的一致性,拟合相关系数R2分别为0.7180和0.7294,具有良好的一致性。

参考文献:

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大气污染主要因子篇4

【关键词】空气质量污染治理因子分析

一、研究背景

空气质量的好坏反映了空气污染程度,它是依据空气中污染物浓度的高低来

判断的。空气污染是一个复杂的现象,污染物在空气中成分的多少,决定着空气质量的高低,也决定着对人类健康影响的好坏。所以我们要通过对空气污染物的研究控制其在空气中的比重,判断空气污染指数,寻找空气污染物的来源进而采取合理的措施,改善空气质量,保证人类健康。

由于有些城市的企业对工业发达的追求,对污染物的负面影响理解不够,预防不利,造成越来越严重的环境污染,空气质量越来越差,从而破坏生态系统和人类的正常生存和发展。我们通过对空气污染物中的二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物等其他空气污染物以及空气质量的污染指数进行分析,找出对空气污染起主要作用的因子,控制其在空气中的比列,从而达到治理空气污染的目的。

空气污染指数(api)是一种反应和评价空气质量的方法。本文是通过空气质量达到二级及好于二级天数以及空气质量达二级以上的天数占全年的比重来分析空气质量对人类健康的影响。当空气污染指数达到三级及三级以上会对人们的身体健康产生危害。

二、方法介绍

因子分析是从心理学与教育学发展而来的。1904年CharlsSpearman提出这种方法用来解决智力测验得分的统计,这是因子分析的起点。

因子分析的基本思想是通过变量(或样品)的相关系数(相似系数)矩阵的内部结构的研究,找出能影响所有变量(或样品)的少数几个变量,并用这少数几个变量去描述多个变量(或样品)之间的相关(相似)关系。这里,这少数几个变量是不可观测的,通常被称为因子。因子分析可在许多变量中找出隐藏的具有代表性的因子。将相同本质的变量归入一个因子,可减少变量的数目,还可检验变量间关系的假设。因子分析方法有很多,本文采用主因子分析法。

三、实证分析

3.1指标选取

根据空气污染物对空气质量的影响,选取二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、空气质量达到二级及好于二级天数以及空气质量达到二级以上的天数占全年的比重这五个指标。

二氧化硫(So2)是一种常见和重要的大气污染物,是一种无色有刺激性气味的气体。主要来源于含硫燃料的燃烧,化工、炼油、硫酸厂的生产过程。

二氧化氮是一种棕红色、高度活性的气态物。二氧化氮在臭氧的形成过程中有重要作用。人为产生二氧化氮的主要来源是:高温燃烧过程的释放,比如机动车、电厂废气的排放等。二氧化氮还是酸雨的成因之一。

可吸入漂浮物是指悬浮空气中,空气动力学当量直径

空气污染指数(api)是将常规检测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性数值形式,并分等级表征空气污染程度和空气质量状况,适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。

3.2.收集数据

3.3进行分析

R程序:x

fact

fact$scores

各地区的因子得分:

CumulativeVar为累积方差贡献率,由结果可知前两个因子的累积方差贡献率为71.5%,所以可选取前两个因子。

因子模型为:

x1=-0.873f1+0.318f2+ε1

x2=-0.254f1+0.748f2+ε2

x3=-0.136f1+0.525f2+ε3

x4=0.721f1-0.527f2+ε4

x5=0.979f1-0.189f2+ε5

公因子f1在x1,x4,x5上的载荷比较大,公因子f2在x2上的载荷比较大。

3.4综合评价

通过数据和分析可知,越是发达地区的污染反而没有欠发达地区严重,我们不能走先污染后治理的道路,要用发展的眼光看待经济和环境问题。持续发展是既满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。它们是一个密不可分的系统,既要达到经济发展的目的又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等森林资源和环境,使子孙后代能够永续发展和安居乐业。可持续发展与环境保护既有联系,又不等同。环境保护是可持续发展的重要方面。

我们通过环境质量评价是了解环境质量的过去、现在和将来发展趋势及其变化规律,制定综合防治措施与方案;可以了解和掌握影响本地区环境质量的主要环境因素、污染因子、和主要污染源,从而有针对性地制定改善换将质量的污染治理方案和综合防治规划与计划。

四、建议

如何在加快发展的同时,切实保护好环境,促进人与自然的和谐发展,这是我们的首要任务。我们应该做到以下几点:

(1)强化环境意识、树立生态理念。“环境保护,教育为本”,要大力普及环保科

学知识,提高全民环境意识,通过多种途径,普及科学知识,大力倡导生态工业、生态农业、生态服务业,以及生态环境、生态人居和生态文化建设。

(2)把环境保护作为决策的重要环节,从源头落实环保基本国策。领导必须树立

正确的政绩观,学会用绿色GDp核算体系代替传统的GDp核算体系,把环境保护纳入各级政府的政绩考核。

大气污染主要因子篇5

【关键词】单因子指数法;土壤重金属污染程度

【中图分类号】0213.2【文献标识码】a

一、单因子指数法简介

单因子指数法是在所有参与综合污染评价的评价中,用污染最深的单项指标的类别来确定整体污染的类别,即用污染程度监测结果对照相关的分类标准以确定污染的类别.

二、单因子指数法在土壤重金属污染模型具体应用

根据各功能区的数据样点,分别求出不同区域内各重金属污染浓度的离差标准化值ci,用eXCel作出简单图表分析,从总体上把握不同区域的重金属污染程度.计算单因子污染指数pi,利用重金属元素污染程度分级表,对于不同区域各种重金属的污染程度分级,采用单因子指数法进行具体地评价,最终得到不同区域重金属污染的程度.

根据不同区域8种重金属的污染程度计算结果可知:总体上,该城区内不同区域重金属污染程度差别悬殊:工业区重金属污染程度最深,主干道路区、生活区、公园绿地区次之,山区重金属污染程度最浅.

三、结果分析

由结果可知,各区域重金属污染程度与结果一致.具体来看,各区域受Hg、Cu、Zn污染的程度普遍较高.需要特别关注的是,工业区Hg、Cu属于严重污染,且已分别超过背景值10倍、9倍以上.不难分析出作为城区内的交通要道,车流密集,汽车尾气、大气降尘、公路轮胎磨损是造成该区域受重金属污染的主要原因.

【参考文献】

[1]2011全国大学生数学建模比赛a题.

大气污染主要因子篇6

关键词:膜生物反应器,膜污染,污泥浓度

中图分类号:S141文献标识码:a

一、膜污染形成的基本原理介绍

1、概念与分类

膜污染是指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜存在物理、化学、生化作用或机械作用,在膜面或膜孔内吸附、沉积以及微生物在膜水界面的积累,造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性大幅度降低的现象[1]。

膜污染可以有很多种分类方式:就膜组件本身而言,膜污染分为膜外部污染和膜内部污染,外部污染是指污染物质沉积在膜表面形成滤饼,造成膜通量的下降。滤饼的组成是复杂而变化的,包括部分活性污泥、胶体物质和由金属离子形成的水垢;内部污染是指污泥混合液中的有机大分子物质和大量细菌被吸附在膜面上和膜孔中,形成致密的膜面沉积层,而且膜孔中是有利于细菌生长的微环境,细菌大量滋生造成膜孔堵塞[2],加重了膜污染。根据污染物的化学和生物性质,将膜污染分为无机污染、有机污染和微生物污染。无机污染由结垢引起,以碳酸钙和硫酸钙居多;有机污染包括溶解性有机物质、胞外聚合物和污水中胶体物质;微生物及其代谢产物引起的污染则直接与污泥混合液有关,表现为污泥粘度的变化和膜面生物膜的形成,这些都导致了膜通量的减少。

2、形成机理介绍

目前已有大量有关mBR膜污染的研究,但其机制仍不很清楚。由于造成mBR膜污染的直接物质来源是生物反应器中的污泥混合液,成分包括微生物菌群及其代谢产物、废水中的有机分子、溶解性物质和固体颗粒等。通常,将膜污染的机理分为以下几种:

(1)一次吸附和膜孔堵塞

膜对污水中溶质或微粒的截留作用是通过一次吸附、微粒在膜孔中停留和膜表面机械截留作用实现的,前两种作用是导致膜孔堵塞的原因。由于膜是多孔性物质,有较强的吸附作用,当污染物停留在细孔内部时就会使膜孔产生堵塞;污水中各种粒径的微粒在污水中大量存在,加上膜孔的实际孔径是有一定分布范围的,因此膜孔容易被水中的微粒所阻塞,造成膜通量下降。污水中污染物浓度越高越容易发生膜孔堵塞。

(2)生物膜的附着

污水中的好氧微生物在曝气充分、营养物质充足的情况下,会附着在膜材料表面生长形成生物膜。生物膜导致膜表面的细孔被覆盖,引起膜通量下降。而且微生物的胞外聚合物(epS)的存在使微生物在膜表面相互粘接形成菌胶团,在过滤过程中显示出较强的压密性,使过滤阻力不断提高。

(3)凝胶层的形成

膜的抽吸过程中还容易出现浓差极化现象。而且此时增加操作压力只能增加溶质在凝胶层上的积聚。反应器污水中自身的溶解性高分子有机物和大分子的微生物可溶性代谢产物(Smp)都容易通过浓差极化现象在膜表面形成凝胶层。即使以孔径较大的微滤膜作为膜分离材料,由于膜孔堵塞和表面污泥层的作用,使微滤膜也产生了分子截留作用,导致浓差极化现象的发生和凝胶层的形成[3]。

(4)无机污染

污水中除有机物外,还有大量的无机物。在膜分离时,考虑到膜对溶质的浓缩,可溶性无机物就很容易从污水中沉析下来被截留在膜表面上,形成垢层。常见的对膜通量有影响的金属离子有Ca2+、mg2+、Fe3+等,Ca2+、mg2+在硬度较高的污水中含量较多,Fe3+会因输水铁管的腐蚀和曝气而在污水中大量形成,并以Fe2o3的形式在膜上累积。

3、代谢产物对膜污染的影响

从以上可以看出,微生物对膜污染起重要作用,由于在mBR中,微生物主要以污泥的形式存在,污泥浓度的增加意味着悬浮物、微生物数量和其代谢产物增多,不仅增加了污水的粘度而且更加剧了膜的污染,因此膜通量随污泥浓度的增加而下降。在微生物的产物中,epS和Smp对膜污染影响较大,也被认为是引起膜污染的主要物质。

废水生物处理中的epS(胞外聚合物)除包括细胞分泌的粘液和荚膜还包括废水中基质的微生物分解和水解产物、噬菌体以及吸附的废水中的一些有机物,具体成分有蛋白质、糖类、核酸、脂类、腐殖酸、糖醛酸、氨基酸以及一些无机成分。近年来,许多研究认为epS是膜污染最重要的生物因素。Smp也是造成膜污染的主要物质之一,造成膜污染的溶解性有机物主要是肽类和多糖、蛋白质类。肽类主要吸附于膜孔内,造成膜孔堵塞;多糖、蛋白质类主要吸附于膜表面,形成凝胶层。其中多糖、蛋白质为高分子物质,易在反应器内积累,因而有可能成为膜污染的优势污染物。

二、膜污染防治措施

1、膜材料选择

膜组件的优化设计包括膜材质、膜结构的优化选择、膜组件的合理布置等。膜材质可根据料液的特性决定,对于有机膜来说,膜通常是由高分子材料做成,其本身带有荷电基团,根据同性相斥原理,选择和料液颗粒物电荷相同的材料制作膜组件可减少膜对污染物的吸附。也有研究发现,由亲水性材料制成的膜与水分子问能形成氢键,可在膜表面形成一层有序的水分子层结构,这对保护膜免受污染具有积极的作用。疏水性膜的表面与水分子间则无氢键作用,而水要透过膜是一个耗能过程,所以水通量小,膜易被污染。纤维素是一种亲水性很好的高分子物质,纤维素类膜材料是一种应用最早也是现在应用最多的膜材料。

2、污泥浓度控制

与膜直接接触的污泥混合液是膜污染的根本原因,有关污泥混合液性质对膜污染的影响有很多报道,包括污泥浓度、组成和沉降性能等。一般认为膜通量随污泥浓度的升高而下降,污泥浓度越高,污泥越容易在膜表面形成污泥层,导致膜污染。污泥浓度过高,会使epS浓度增加,而加速凝胶层的析出。在曝气强度一定的条件下,存在着临界污泥浓度。反应器中污泥浓度控制在临界污泥浓度范围内时,污泥絮体可以在膜表面形成比较稳定的动态膜,既能防止细小颗粒及胶体进入膜孔,又可破坏浓差极化、抑制凝胶层的析出。所以在确保出水水质的前提下,控制反应器中的污泥浓度在临界污泥浓度范围可减少膜污染。

3、操作条件的优化

(1)通量的选择

通常情况下,膜组件在一定的运行工况下存在着一个临界膜通量。所谓临界膜通量就是指确保mBR工艺长期稳定运行不出现膜穿透压力急剧增加的膜出水通量。当实际采用的膜通量低于临界膜通量时,膜过滤压力保持平稳且膜污染可逆;反之,膜过滤压力迅速上升而不能趋于稳定,膜污染的可逆性显著下降。实践表明,在较低通水量过滤时设备操作稳定、能耗较小,膜污染上升速率慢。

(2)过滤方式选择

间歇操作指对于一体式mBR,在抽吸数分钟后,再停下来空曝气,这样在上升气流的作用下冲刷膜表面,有利于降低浓差极化的形成,同时沉积在膜表面的污染物也会在上升气水流的带动下脱离膜表面回到主体泥水混合液中,这也有利于降低膜污染。

错流过滤,是指滤液沿着膜表面流动,对膜表面有一定的剪切作用,降低了膜表面的层流层的厚度,防止了污泥在膜表面的沉积,提高了滤速和透水率,减缓了膜污染。而死端过滤泥水混合液直接向膜表面运动,很容易在膜表面沉积,造成严重的膜污染。

(3)曝气强度

在好氧mBR中,曝气的目的除了为微生物供氧以外,还使上升的气泡产生紊动水流来清洗膜表面和阻止污泥聚集,以保持膜通量稳定,因此所需曝气量较高。研究表明,大量气泡以较高速度穿过中空纤维膜组件,在这个过程中气体夹带的水流不断冲刷膜表面,使其处于剧烈紊动状态,避免了凝胶层的增厚和堵塞物质的积累,大大延长了膜清洗周期。同时这种紊动作用还从两方面减缓了浓差极化现象。但是曝气量也不宜过大,也有研究发现,在进水颗粒粒径分布相同的情况下,当反应器内的剪切力增大时会导致膜表面沉积的颗粒粒径减小,使滤饼的结构更加致密,从而使膜过滤阻力增加。

(4)温度

温度对膜的过滤分离过程也有影响,升高温度有利于膜分离过程的进行,这主要是由于温度变化引起污泥混合液粘度的变化所致。此外,提高温度不仅降低了污泥混合液的粘度,而且还改变了膜面上污泥层的厚度和孔径,从而改变膜的通透性。但是温度不能太高,否则会破坏微生物的活性(大部分微生物在20~30℃时活性强),并造成能量浪费。

三、膜污染的分析方法

根据对文献的查阅,现对于膜污染的分析方法主要是检测其膜在污染前后的性质变化及引起膜污染的物质组成成分等,主要有以下几种方法:

1光学显微镜:观察无机类沉积物,细菌及藻类。

2扫描电子显微镜:观察膜的表面及膜内部的污染物,污染物的种类和形态。

3透射电子显微镜:观察污染物的沉积结构。

4原子力显微镜:在湿态下更能直接观察膜的表面污染层结构。

5红外光谱:提供分子基团信息,鉴别污染物的种类,膜表面的污染分析。

四、结论

综上所述,我们对膜污染的形成及其影响因素有了一定了解,但对其机制尚不很清楚。目前较多的研究和报道与微生物及代谢产物有关,认为epS及Smp是引起膜污染的主要物质,但大部分研究停留在其组成成分及对膜污染的影响,对反应器中和膜上的两种物质的比较却研究较少。我认为我们应该进一步的从生态学理论方面研究,看哪些菌群对膜污染的影响比较大,可以通过分子手段监测反应器及膜上的微生物群落结构的变化而完成。

参考文献

[1]顾国维,何义亮编.膜生物反应器―在污水处理中的研究和应用[m].化学工业出版社,2002,5

大气污染主要因子篇7

关键词:酸雨;污染现状;形成机制;危害;对策

中图分类号:X517文献标识码:a

酸雨是世界公害,号称“空中死神”。在全球经济腾飞工业迅猛发展的今天,煤和石油肆意消耗,导致大气环境质量恶化,酸雨频发,环境污染问题险象环生,生态危机四伏。我国酸雨监测始于上世纪七十年代末,到2012年全国累计已有466个市区环境保护监测站开展酸雨监测工作,环境统计显示:2012年监测的466个市、县中出现酸雨的市、县215个,占46,且酸雨频率在25以上的133个,占28.5,酸雨频率在75以上的56个,占12.0。由此可见酸雨污染现象在我国很严重,因此,控制酸雨污染势在必行。

一、酸雨污染现状

1降水概况

pH值低于5.6的降水统称为“酸雨”。怀化市环境监测站监测资料(表1)显示,2010―2013年鹤城区的降水pH值范围为3.38―7.46,单场雨极端值3.38出现在2013年,3.70出现在2010年,酸雨频率最高为2010年,达70.5,最低在2011年,为17.0;2010年酸雨频率虽高,但降雨量却界于其余各年份之中,这说明怀化市鹤城区的酸雨污染和降雨量没有必然的联系。从图1不难看出,2013年第一、四季度酸雨频率较高,二、三季度较轻,与大气中So2、tSp的季均值浓度呈正相关,即污染物浓度越高,酸雨频率则高,污染物浓度低,酸雨频率则低。

2酸雨的化学成份分析及污染特征

2013年酸雨化学成分主要以阴离子So42-为主,占阴离子浓度的74.24%,其次为no3-,占18.24%;阳离子主要以Ca2+和nH4+为主,分别占阳离子总浓度的59.39%、27.39%。图2、图3说明怀化市鹤城区的酸雨污染主要以硫酸型污染为主导,污染特征表现为硫酸型污染。

二、酸雨污染形成机制

酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象,硫酸型酸雨的形成是二氧化硫通过光化学反应、氧化反应、催化氧化反应等途径最终生成含硫酸和硫酸盐的雨滴。

空气中的二氧化硫、氮氧化物经过“云瘸捎旯程”,即水气在硫酸根等凝结核上,发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴,又经过“云下冲刷过程”,即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成体积较大的雨滴,最后降落在地面上,形成酸雨。

三、怀化市鹤城区酸雨的成因分析

怀化市鹤城区酸雨来源于以下几个方面:一是受城区以外越境工业大气污染物的输送影响;二是受城区内局部的大气污染物影响;三是受山区特有的地形气象条件的影响;四是受自然灾害影响,如森林火灾等。其产生的途径和原因有以下几个方面:一是怀化市工业企业排放大量含二氧化硫的燃煤废气;二是怀化市鹤城区生活锅炉及居民生活用煤产生一定的含硫废气外排;三是市区机动车尾气污染的加剧,亦产生一定的酸性气体污染;四是怀化市鹤城区布局欠合理,不利于大气扩散,也是造成城区酸雨污染的原因。

四、酸雨污染的危害

酸雨的危害很多,主要表现在以下五个方面:(1)土壤酸化,由于酸性土壤肥力下降,导致植物衰亡,如我国塔里木河下游胡杨林和红柳林消亡;(2)水域酸化导致水生生物死亡甚至绝迹,如酸雨已使挪威和瑞典诞生了4万余个无鱼湖,污染还在加剧;(3)酸雨可使人体免疫功能下降,严重时导致病变或致癌,如酸雨肆虐的地区人群发病率很高;(4)酸雨能腐蚀建筑材料和名胜古迹,降低其使用价值并增加维修费用,如我国重庆的嘉陵江大桥近年来饱受酸雨之苦,钢架锈蚀速度每年为0.16mm,且防锈费用耗资巨大;(5)酸沉降对植物产生巨大危害,造成多地森林锐减。

五、酸雨污染控制对策

针对怀化市鹤城区酸雨污染现状,提出控制对策如下:(1)结合“蓝天工程”对空气环境进行综合整治。一是大力推行清洁能源,如太阳能,水能、天然气等,在城区内开展“禁烟行动”,坚决取缔一批污染大的燃煤锅炉,强制进行“煤改油”、“煤改气”,从根本上拔掉“毒瘤”。二是对城区外的在用锅炉强制安装脱硫设施并配备在线监测设备,严格控制燃煤废气的外排;(2)发展低碳能源、低碳技术、低碳经济等途径控制So2排放;(3)控制二氧化硫源头污染,加快工业企业升级,从未端治理转向依靠生产技术改造、实施清洁生产;(4)加强机动车尾气治理,发展公共交通建设,减少尾气污染物排放;(5)加大环境执法力度,严厉打击非法排污行为,对属于国家明令禁止的“十五小”、“新五小”的非法生产企业坚决予以取缔;(6)优化产能结构、合理工业布局,对工艺落后、能耗高、污染重的涉气项目实施淘汰政策、逐步退出;(7)提高城市绿化率,发挥植物"市肺"净化功能;(8)加强大气污染的监测和科学研究。

结语

当下,全球经济建设催生工业发展,随着工业化的进程,煤和石油被大量消耗,导致大气污染衍生酸雨危害问题,并有全球蔓延之势,如不采取有效的措施予以控制和治理,人类赖以生存的生态环境就会遭到严重的破坏,后果将不堪设想。

大气污染主要因子篇8

关键词气象因子;空气质量;监测;预报

随着我国的经济发展,人民生活水平的提高,空气环境质量越来越引起人们的关注,空气质量的预报已成为城市居民新的需求。近年来,石河子市东、西、南、北4个热电厂的建成投运,给城市空气质量构成了巨大的压力。石河子市环境监测站2003年6月安装了环境空气质量自动监测系统,开始对城市环境空气质量进行自动监测。笔者利用该站2005~2006年2a的空气质量监测数据,对主要污染物二氧化硫(So2)、二氧化氮(no2)、可吸入颗粒物(pm10)的浓度分布特征进行分析,以及石河子气象站所对应时间的气象资料,找出与污染物浓度相关性好的气象因子,做出多元线性回归方程;然后在微型计算机上输入第2天气象因子的预报值,计算出第2天二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物预报值,做出空气质量监测预报。

1污染物浓度分布特征

从2a资料中发现二氧化硫日平均最大值为0.132mg/m3,最小值0.002mg/m3,最大值是最小值的66倍;二氧化氮最大值0.056mg/m3,最小值0.001mg/m3,最大值是最小值的56倍;可吸入颗粒物最大值0.712mg/m3,最小值0.013mg/m3,最大值是最小值的55倍。由此可知,污染物浓度变化非常之大。经测算,2005~2006年石河子市空气综合污染指数均为1.28,按环境空气分级标准属清洁级,环境质量状况良好。

1.1污染物浓度分布

目前我国空气质量监测常规项目有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物的浓度,图1~3是2005~2006年石河子市二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物浓度月平均值分布曲线,3条曲线都可以近似为具有单峰单谷曲线。二氧化硫和可吸入颗粒物曲线走向较一致,冬季浓度比夏季高,最高值出现在1月和12月,极值分别为0.056mg/m3和0.118mg/m3;最低值出现在6月和7月,分别为0.011mg/m3和0.046mg/m3。三种污染物月平均最高值和最低值的比分别是二氧化硫为5.1倍、二氧化氮为4.7倍、可吸入颗粒物为2.6倍,其中可吸入颗粒物为首要污染物。

图4、图5分别是2006年7月1日和12月1日石河子市二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物0时至23时浓度日分布图示。从图中可以看出:二氧化硫日分布在夏季有1个峰值,出现在时间14时,对应值为0.060mg/m3,其余时间浓度轻低,最大值是最小值的10倍;二氧化硫日分布的冬季较零乱,没有一定的规律,最高值为0.056mg/m3,最大值是最小值的3.1倍。二氧化氮日分布在夏季较零乱,没有一定的规律,最高值为0.036mg/m3,最大值是最小值的9倍;二氧化氮日分布在冬季较均衡,最高值为0.015mg/m3,最大值是最小值的1.4倍。可吸入颗粒物在夏季有2个明显的峰值,分别在凌晨1时和上午10时,峰值分别为0.078mg/m3和0.102mg/m3,极值是最小值的3.6倍;可吸入颗粒物在夏季最高值为0.092mg/m3,分布较为均匀,最大值是最小值的1.8倍,且较浓度夏季明显偏高,主要是由于采暖期锅炉燃煤造成。

1.2影响因素

空气污染超标现象集中出现在冬季采暖期和春季,在这种天气条件下易受以下因素的影响而加重污染程度。

(1)湿度的影响。当寒冷季节、气温较低、湿度较大时,水蒸气容易以尘微粒和气溶胶为凝结核形成雾,使污染物粒子变重而下沉,生成沉积和沉降或聚集在低层大气中,阻碍烟气的扩散,加重空气的污染,使大气能见度降低。

(2)逆温的影响。逆温层是一个十分稳定的层次,它的存在像个盖子似的阻碍污染物向上扩散。逆温往往伴随着小风或无风状态,污染物不易扩散、稀释,从而使近地面的污染物浓度增加。逆温层常出现在冬、秋季,强度最大、持续时间最长,且在一天当中,夜间逆温强度最大。

(3)燃煤影响。冬季空气污染较重,其原因主要是冬季为燃煤开放期,燃煤量增大,烟尘和二氧化硫等污染物排放量随之增大,造成污染加重。

(4)沙(浮)尘天气影响。春季多发生大风天气,降水量少,冰雪融化后,黄土,植物尚未进入完叶期,阻风能力弱,造成沙尘和地面扬尘污染。根据气象资料,扬沙、沙尘暴、浮尘天气主要集中在4~5月,2005年4月4日石河子垦区发生了一次沙尘天气,沙尘波及到市区,导致4月可吸入颗粒物、降尘均超标。造成此次浮尘天气的主要原因是开春后天气明显升温,地面干燥、,加之风力的影响,尘土飞扬,形成浮尘污染。

2气象因子与污染物浓度的相关性分析

污染物浓度除了受排放量的变化影响之外,另一主要影响因素就是气象因子的变化。多元回归方法关键点是寻找与污染浓度相关性好的气象因子且气象因子之间相关性要小。污染物浓度取日平均值,气象因子也取日平均值。风向是矢量,风速是标量,把东定义为X轴正向、西定义为Y轴正向,把每个时次10min平均风速按10min平均风向分解为X轴(VX)利Y轴(VY)两个方向上的分量,再进行日平均,这样就把风向风速化为标量。td-t850为8时地面气温减850hpa气温的差值。资料进行上述处理后计算相关性系数。对相关系数r做显著性检验,在显著水平α=0.05时,γ0.05=0.07,当|r|≥0.07可认为相关。气象因子间相关系数大于0.5可认为相关性好,取便于预报的因子。经过上述步骤后,所选的气象因子与污染物浓度单相关系数见表1。

从表1可知:日最高气温与二氧化硫浓度呈负相关,与二氧化氮浓度呈正相关,与可吸入颗粒物浓度不相关。二氧化硫浓度与风速呈负相关与风向不相关;二氧化氮浓度与西南风呈正相关,与风速不相关;可吸入颗粒物浓度与风向不相关,与风速呈负相关。降水量与二氧化硫、可吸入颗粒物浓度呈负相关,与二氧化氮浓度呈正相关。td-t850可以代表850hpa以下的层结稳定状况,表中二氧化氮浓度与其呈正相关,二氧化硫浓度和可吸入颗粒物浓度与其呈负相关。相对湿度与二氧化硫浓度和可吸入颗粒物浓度呈负相关性,与二氧化氮浓度不相关。

3污染物浓度的预报回归方程

在建立回归方程时,气象因子从表1中选取与其相关性较好的因子。当|r|≥0.1时,可认为相关性较好,此因子可选为预报因子。根据这一原则,建立各污染物浓度(p)方程如下:

So2浓度p=0.09585-0.00047th-0.00484V-0.00015RR-0.00127t-0.00040U;

no2浓度p=0.02751+0.00041th+0.00093VX+0.00102VY+0.00007t;

pm10浓度p=0.13500-0.00714V-0.00048RR-0.00243t-0.00027U。

4预报流程

预报计算在计算机上运行,流程图如图6。人工输入所需的气象要素,计算机自动进行计算,计算结果输入internet以weB方式显示,环境监测站直接到internet上读取。

5历史资料检验

对回归方程预报效果进行历史资料检验,选取(随意)2004年5月的资料,把气象因子代入回归方程,计算出各污染物日浓度,再与实测值相减,求出差值p。预报误差率=∑|p|/∑|p|,p为实测值。算出2004年5月二氧化硫预报误差率为109%,二氧化氮预报误差率为32%,可吸入颗粒物预报误差率为44%。由此看来,二氧化氮、可吸入颗粒物预报误差较小;二氧化硫预报误差较大,造成这种结果的原因主要是气象因子选取不佳,排放量变化大。如前所述,二氧化硫日平均最大值是最小值的27倍。

6讨论

(1)多元线性回归假定污染源排放量是不变的,但实际上污染源排放量是变化的,这就引起多元线性回归方法预报误差较大。

(2)多元线性回归认为气象因子与污染物浓度呈线性关系,但实际上气象因子与污染物浓度并不一定是线性关系,这是造成多元线性方法预报误差较大的另一个原因。

(3)石河子市空气质量预报才刚刚开始,预报经验不足,有待于今后进一步改进。

7参考文献

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大气污染主要因子篇9

关键词土壤环境因子;有机污染物;迁移转化;影响

土壤农药污染是一全球性问题。随着环境问题在全球范围的不断变化,土壤环境污染化学已成为环境化学不可缺少的重要组成部分[1]。在北美、西欧和澳洲等国家,随着各种点源污染得到有效控制,人们关注的焦点逐渐转移到多介质非点源污染,另外土壤环境污染的研究也受到人们日益关注。在我国,受农药使用历史、施药技术以及产品结构等因素影响,土壤农药污染较为严重,制约食品安全与农业可持续发展。随着土壤有机污染物的类型不断增多,大量难降解的有机污染物进入土壤,造成环境的严重污染,影响了农业的可持续发展。土壤中的各种环境因子对有机污染物降解转化有一定的影响,因此,研究这些因子的相互作用,可促进有机污染物在土壤中的消除。

1土壤污染的现状

相对于大气环境和水环境而言,土壤环境的污染源更为复杂,作为有机农药、化肥的直接作用对象,并随着社会发展需求,使得土壤污染物的种类极为繁多。目前,全球生产和使用的农药已达1300多种,其中被广泛使用的达250多种。我国也已经迈入了世界农药生产和使用大国,现在,我国每年施用逾80万~100万t的化学农药,其中有机磷杀虫剂占40%,高毒农药达到37.4%,且有的化学性质稳定、在土壤中存留时间长[2-4]。大量的农药流失到土壤中,造成土壤环境受到严重污染,影响了农业的可持续发展。造成我国土壤农药污染的农药主要是有机氯与有机磷2类。尽管1985年起,我国就已禁用有机氯农药,但因早期大量使用及其难降解性,土壤中仍有残留,造成作物污染。目前,土壤污染物可以分为传统污染物及新型污染物。

1.1传统污染物

一是传统化学污染物。其又可分为无机污染物和有机污染物两大类,其中传统无机污染物包括汞、镉、铅、砷、铬等,过量的氮和磷等植物营养元素以及氧化物和硫化物等,传统有机污染物包括ddt、六六六、狄氏剂、艾氏剂和氯丹等含氯化学农药以及ddt的代谢产物dde和ddd,石油烃及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等。二是物理性污染物。指来自工厂、矿山的各种固体废弃物。三是生物性污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院、疗养院)排出的废水和废物以及农业废弃物、厩肥等。四是放射性污染物。主要存在于核原料开采、大气层核爆炸地区和核电站的运转,以锶和铯等在土壤环境中半衰期长的放射性元素为主。在这些众多的污染物种类中,以土壤的化学污染物最为普遍、严重和复杂[5]。

1.2新型污染物

近年来,土壤新型污染物受到关注,这类污染物的特点是在土壤环境中的浓度一般较低,但对生态系统的危害和对人体健康的影响较大。这些新型土壤污染物目前主要有四大类[6-7]:一是各种兽药和抗生素对土壤环境的污染。随着动物饲养业和畜牧业的发展,畜禽养殖污染中一个重要的问题就是这些兽药通过动物的排泄以及其他方式导致土壤环境的污染。与兽药污染相对应的是各种抗生素的土壤污染。随着医学事业的发展,各种抗生素将得到日益广泛的应用,由此导致的土壤污染可能会更加复杂。二是大部分溴化阻燃剂在土壤环境中有很高的持久性,能够通过食物链和其他途径累积在人体内,长期接触会妨碍人体大脑和骨骼的发育,并且可能致癌,因此引起人们关注。随着电子工业的不断发展以及各种电子产品的逐渐报废,各种阻燃剂将以各种方式进入土壤环境中,从而造成对土壤的污染。三是“特富龙”不粘锅中使用的化学物质“全氟辛酸铵”以及芳香族磺酸类污染物对土壤的污染。其中,全氟辛烷磺酸(pfos)是纺织品和皮革制品等防污处理剂的主要活性成分,在民用和工业化产品生产领域用途非常广泛。尽管目前尚没有土壤环境中存在含量的数据,但由于pfos本身的难分解性、生物高蓄积性和污染的广泛性,有关其土壤环境的污染问题势必将被暴露出来,并成为土壤环境污染化学面临的新课题。四是含有过敏源的植物及花粉对土壤的污染。在法国,近年来发现1种或许起源于北美的豚草属植物(ambrosiaartemisiifolia)及其花粉,特别是这种花粉由于含有多种潜在的过敏源,能在夏天导致严重的干草热以及哮喘疾病,成为引起人们关注的一种新型土壤污染物。

2土壤环境因子对有机污染的影响

土壤中的微生物、温度、水分、气候、土壤机械组成、含水率、植物根际环境、ph值、二氧化碳浓度等因素对土壤中有机物的分解与转化有很大的影响。除了有机污染物本身的难降解性以及生物迁移性会对有机物降解速率和效果产生影响外,土壤环境因子也会对有机污染物的迁移转化造成一定的影响。

2.1土壤微生物

有机污染物在土壤中的降解分为非生物降解与生物降解两大类,在生物酶作用下,农药在动植物体内或是微生物体内外的降解即生物降解。微生物降解是指利用微生物降解有机污染物的生物降解过程,降解微生物有细菌、真菌和藻类。虽然在厌氧和需氧条件下多氯化合物都可以降解,但是在厌氧条件下降解速率更快。尽管在好气条件下土壤也有很多分解菌存在,但是在好气的旱田条件下,由于有机氯污染物被土壤吸附,生物活性降低,可以长期残留[8]。微生物降解是消除有机氯农药的最佳途径,通常药剂在土壤中的分解要比在蒸馏水中的分解快得多,将土壤灭菌处理后,药剂在大部分土壤中对有机污染物的分解速率明显受到抑制。

迄今为止,已从土壤、污泥、污水、天然水体、垃圾场和厩肥中分离得到可降解不同农药的活性微生物。活性微生物主要以转化和矿化2种方式,通过胞内或胞外酶直接作用于周围环境中的农药。尽管矿化作用是消除环境中农药污染的最佳方式,但是自然界中此类微生物的种类和数目十分缺乏,而转化作用却相当普遍,某一特定属种的微生物以共代谢方式实现对农药的转化作用,并同环境中的其他微生物以共代谢的方式最终将农药完全降解。

研究显示ddt的分解菌至少涉及30个属,其中包括细菌、酵母、放线菌、真菌以及藻类等微生物。六六六的分解菌除了很早知道的生芽孢梭芽孢杆菌和大肠杆菌外,matsumura等人从各种环境中分离出71株有分解六六六能力的细菌、真菌菌株。这些分解菌包括好气性、基本嫌气性、嫌气性等各种细菌以及真菌[9]。

常规环境条件下能降解目标污染物的微生物数量少,且活性比较低,当添加某些营养物包括碳源与能源性物质或提供目标污染物降解过程所需因子,将促进与降解菌生长相关联的有机物的降解代谢,即微生物只能使有机污染物发生转化,而不能利用它们作为碳源和能源维持生长,必须补充其他可以利用的基质,微生物才能生长。在共代谢过程中,微生物通过酶来降解某些能维持自身生长的物质,同时也降解了某些非微生物生长必需的物质。

2.2土壤温度

气候变暖是当今全球性的环境问题,大气中co2浓度的不断增加对全球气候变化起着极其重要的作用。土壤中co2的排放主要来自土壤原有有机质和外源有机物(如植物的凋落物、根茬及人为的有机污染物投入)的分解过程[10]。全球气候不断增暖将改变各地的温度场、蒸发量和降水量,而这些变化又影响着土壤有机污染物的分解。

土壤温度影响土壤微生物和酶活性及土壤中溶质的运移,还影响土壤反应的速度和土壤呼吸速率,最终影响土壤中有机污染物的降解转化。在一定温度范围内,温度升高会促进土壤有机污染物的分解,但随着温度的进一步升高,土壤有机污染物对温度的响应程度降低。miko发现,在平均温度为5℃时,温度每升高1℃将会引起全球范围内10%土壤有机污染物的丧失;而在平均温度为30℃时,温度每升高1℃将会使得有机污染物丧失3%[11]。

但是,在冷冻条件下关于土壤有机污染物的分解和微生物的活性还存在分歧。neilson研究了冷冻对碳和氮循环的影响,发现冷冻加快了土壤碳和氮的循环速率,但不同植被品种、土壤层次和冷冻程度所增加的幅度不同,而且在冷冻程度非常大时,会促进土壤呼吸和二氧化氮的流量和矿化。

2.3土壤ph值

土壤的ph值对有机污染物的吸附有很大的影响,一般来说,ph值越低,土壤对有机污染物的吸附能力越强。土壤酸碱性通过影响组分和污染物的电荷特性、沉淀溶解、吸附解吸和络合平衡来改变污染物的毒性,土壤酸碱性还通过土壤微生物的活性来改变污染物的毒性。ph值对有机污染物如有机农药在土壤中的积累、转化、降解的影响主要表现为:一是土壤的ph值不同,土壤微生物群落不同,影响土壤微生物对有机污染物的降解作用,这种生物降解途径主要包括生物氧化和还原反应中的脱氯、脱氯化氢、脱烷基化、芳香烃或杂环破裂反应等。二是通过改变污染物和土壤组分的电荷特性,改变两者的吸附、络合、沉淀等特性,导致污染物浓度的改变。

2.4土壤水分

土壤水分是土壤中水溶性成分的运输载体,也是土壤反应得以正常进行的介质。王彦辉认为森林土壤有机污染物的分解速率在很大程度上受控于环境条件,其中含水量起着决定性作用,最佳含水量为被分解物饱和含水量的70%~90%,极度干旱或水分过多都会限制土壤微生物的活动,明显降低土壤中有机污染物的分解速率[12]。但是,olivier认为在淹水条件下有机污染物料的分解速率加快,在长期的淹水条件下厌氧微生物反复利用腐解发酵的有机物料,会导致较低的净残留碳的矿化[13]。这与淹水、嫌气条件下有机物料的分解速率慢于旱地、分解量低于旱地的传统概念不同。

在非淹水条件下,温度对有机碳分解的影响随着分解时间的延长而逐步减小。淹水条件下培养7d以后,温度对供试物料有机碳分解的影响不随培养时间的变化而变化。当土壤含水量为300、500g/kg时,供试物料的有机碳分解最快,而土壤含水量为200g/kg和淹水条件下的有机碳分解较慢,空白对照培养结果显示土壤有机碳的分解速率随着水分含量的提高而加快[14]。在相同的水热条件下,有机碳的分解量与土壤黏粒含量呈负相关。

不同的土壤含水量对土壤中植物残体的分解速率和土壤腐殖质组分(胡敏酸和富里酸)数量的影响仍存在争议。由于常规研究土壤有机污染物动态变化的方法存在不足,所以可以通过同位素示踪方法(14c示踪法或13c自然丰度法)进一步定量研究。利用同位素示踪技术可以区分原有土壤有机质与外源有机物分解转化形成的土壤新有机质,从而了解土壤中植物残体分解转化的动态变化规律。

2.5土壤机械组成

土壤质地的差异形成不同的土壤结构和通透性状,因而对环境污染物的截留、迁移、转化产生不同的效应。由于黏土类富含黏粒,土壤物理性吸附、化学吸附及离子交换作用强,具有较强的保肥、保水性能,同时也把进入土壤中的污染物质的有机、无机分子、离子吸附到土粒表面保存起来,增加了污染物转移的难度。

在黏土中加入砂粒,可相对减少黏粒含量,增加土壤通气孔隙,可以减少对污染物的分子吸附,提高淋溶的强度,促进污染物的转移,但要注意到因此可能引起的地下水污染等问题。砂质土类的优点是有机污染物容易从土壤表层淋溶至下层,减轻表土污染物的数量和危害;但是有可能进一步污染地下水,造成二次污染。壤土的性质介于黏土和砂土之间,其性状差异取决于壤土中砂、壤粒含量比例,黏粒含量多,性质偏于黏土类,砂粒含量多则偏于砂土类。

一般而言,黏性土壤中的空气较砂性土壤少,好气性微生物活性受到抑制,土壤黏粒具有保持碳的能力,其含量影响外源有机物(有机化合物、植物残体)及其转化产物的分解速率。随着土壤黏粒含量的增加,土壤有机碳和土壤微生物量碳也增加,土壤有机碳与黏粒含量呈正相关,随着土壤黏粒含量的增加,碳、氮矿化量减少,但矿化部分的碳氮比并不受土壤质地的影响。

2.6气候及二氧化碳含量

气候变化通过影响土壤水分、溶质运移和温度的变化来影响微生物的活动,从而引起土壤中有机污染物含量的变化。凉爽季节向温暖季节转化会导致土壤有机碳的损失,热、湿润的气候有利于有机污染物的分解。在秋季和冬季,土壤中微生物数量增加;在春季积雪融化后,土壤中微生物数量迅速下降,这种微生物群落的动态变化与植物碳、氮的有效性相关联。

大气co2浓度升高提高了植物的光合作用,使20%~50%光合产物通过根系分泌或死亡输入土壤,从而间接影响土壤生态系统。有些学者认为co2浓度升高,会增加输入土壤的碳量,刺激土壤微生物的生长和活性,加强土壤的呼吸作用,增加了土壤中有机物的分解速率[15]。多数研究是在土壤—植物系统中进行的,co2浓度升高通过增加植物同化碳来增加根系生物量,从而增加土壤中碳量输入。于水强研究了土壤外部不同o2、co2浓度对土壤微生物的活性和土壤有机物分解及其组分的动态变化的影响,认为低co2浓度有利于有机物的分解和胡敏酸的形成,而高co2浓度有利于有机物的积累和富里酸的形成。

3结语

土壤是生态环境的重要组成部分,是人类赖以生存的主要资源之一,也是物质生物地球化学循环的储存库,对环境变化具有高度的敏感性。土壤的环境因子存在着不稳定性,但是通过研究最适合土壤中有机污染物降解转化的环境,可改变受污染严重的土壤中有机污染物的含量,改善环境质量,实现可持续发展。

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大气污染主要因子篇10

关键词:大气污染源;激光雷达;监测;研究

中图分类号:X511

文i标识码:a文章编号:16749944(2017)12003005

1引言

近年来,与人类生存和发展密切相关的环境污染已经成为人民群众非常关心的重要问题。大气污染严重影响人们的生活品质,如何有效开展城市大气污染防治工作,确保环境空气质量持续改善是大气环境保护工作的核心[1~4]。城市大气污染源主要包括工业生产、居民生活、道路交通、建筑施工排放到大气中的颗粒物、硫氧化物、氮氧化物、卤化物、碳化合物等,来源比较复杂且相互作用形成复合污染[4]。激光雷达是大范围快速监测大气环境的新一代的高新技术手段,具有实时、快速、连续、长期的遥感监测等优势[5,6]。利用3D可视型激光雷达进行垂直/水平扫描,可以对污染物的时空分布及其扩散进行跟踪监测[6~8]。因此,由于激光雷达技术具有的独特优势,逐渐成为开展城市污染演变、区域性污染物分布、污染物跨界输送以及污染溯源监测的主要手段之一。本文利用3D可视激光雷达技术对江津区大气污染源进行了监测研究,以期为环境监测、管理、预警体系建设积累宝贵经验。

2实验条件与方法

2.1监测仪器

北京怡孚和融科技有限公司3D可视型激光雷达,型号为3D-Scan-Cam。

2.2监测地点

江津城区中心御景华庭小区17栋楼顶,扫描半径5~10km。

2.3监测方法

选取颗粒物浓度作为主要监测因子,采用垂直、水平、切面监测方式,通过连续不间断扫描,协同风向、风速、湿度、气压、气温等气象监测,结合空气自动监测站实时数据进行校正后实施数据分析。

2.4监测条件

制作江津城区监测期间城市近空500m高度位置所有后向轨迹图得到垂直扫描时间段,城区主要以上升气流为主(5月31日至6月3日),利于污染扩散,不易形成累积污染;水平扫描时间段,江津以下降气流为主,易受外来污染影响,本地也易于形成污染累积。经查,与该地区历年风场统计信息相符。

3结果与讨论

3.1垂直监测

将6月1日晚21点至3日午间12点日激光雷达垂直监测图与江津区近地自动站pm10数据结合分析可知:在监测区域内,近地湿度较大,并有间断降雨,对污染有稀释作用,污染不易累积。结合垂直扫描图(图1)可知江津城市污染演变主要分为几个过程:1日21点至2日凌晨3点,随气流下降,进而污染累积,在21日至24日,在近空600m处的近地污染团过境,造成本地污染升高,自动站监测数据pm10升高。2日4点至16点,近空云层过境,并伴有降雨过程,污染沉降,污染逐渐减轻。2日16点至3日5点,降雨停止,近空云层向上扩散,气流上升,近地湿度先降低后上升,本地污染逐步累积,近地消光系数增高,自动站监测显示pm10数据逐渐升高。3日5点至12点,近空云层降低,造成本地pBL层降低,污染不利于扩散,本地pm10逐渐升高并累积。在雷达监测的时段内,江津区近地湿度大,污染物随下降气流,易累积,形成污染团。随湿度降低或降雨等易形成污染沉降,但不会形成长时间的连续大面积污染。

3.2水平监测

制作雷达测试区域内pm10浓度图(图2),颜色的深浅代表污染的严重程度,经纬度和测点距离等点击可查。蓝色标记点位是测点位置,红色标记点位是空气自动监测站位置。图中红线圈出部分为城市外部污染,未圈出区域颜色较深区域为城市污染源污染。逐一分析见图3~图6。

区域一污染分布图(图3)给出了该区域的主要污染分布,结合实地状况由左至右依次分析判断:大西门转盘及西门路周边污染团早晚高峰出现,夜间有零星出现,主要为交通污染及生活污染;三通街、几江向阳小学周边污染团夜间出现,且连续出现,为本地生活污染(夜市);奎星广场、天香街附近污染团昼夜均出现,为本地生活污染(餐饮)。

区域二污染分布图(图4)给出了该区域的主要污染分布,结合实地状况由左至右依次分析判断:青木苑、祥瑞步行街周边污染团白天集中于南边,夜间为弥散型,为交通污染、道路施工污染及生活污染;鼎山大道沿线污染团集中出现于7日、8日两天的早间及午后,为交通污染;琅山大道长风路口污染团出现时间不固定,集中于上下班高峰期,周边有加油站,为交通污染。天之味酒楼污染团集中于午间及傍晚吃饭时间,为生活污染(餐饮)。江州大道、文菁路沿线污染团夜间出现,为生活污染(夜市)。交警支队后侧污染团白天出现,污染弥散,为本地生活和交通污染。

区域三污染分布图(图5)给出了该区域的主要污染分布,结合实地状况由左至右依次分析判断:艾坪山山脚位置污染团日间周期性出现,为建筑施工污染;几江中学、鼎山大道周边污染团白天周期性出现,为建筑施工污染。琅山中心校污染团夜间出现,为生活污染(夜市)。

区域四污染分布图(图6)给出了该区域的主要污染分布,结合实地状况由上至下依次分析判断:客运站及转盘周边污染团几乎全天出现,集中于早晚高峰,为交通污染和生活污染;丁香街沿线污染团日间出现,特别是于7日早、午集中出现,为交通污染(拥堵)。

敏感点分析:结合4日中午至5日早上的江津区空气自动监测站pm10连续数据图(图7),可以看出在4日18点至22点,两自动站pm10有明显数值增高过程,判断为傍晚高峰及人为活动形成的近地污染整体升高。其中西关自动站数据有明显异常升高,并在21点左右达到峰值。由4日18点至5日4点的风场后向轨迹图(图8)可知时间段内为完全下降气流,持续受东北风向影响,随后转为西北风。即污染自东北风形成,至西北风向消散。

如污染影响图(图9)中所示,箭头所指点位为西城环境空气自动监测位置,闭合线圈出的位置即为可能对自动站周边造成影响的污染团,箭头为对应污染团对自动站影响的路径。污染主要贡献过程为:鼎山大道、客运站转盘周边污染团在监测点位正东北方向,污染出现时间在18~22点,距离较近,直接影响自动站数据。青木苑、祥瑞大道步行街及鼎山大道沿线污染团出现时间为17~23点,在监测点位东北方向,受当时风向作用直接影响自动站数据。鞍子街及天香街污染团在监测点位东北方向,污染出现时间为10~22点,随当时风向会对自动站数据产生一定影响。西门转盘及三通街周边污染团在监测点位正北方向,夜间出现,会对自动站数据产生一定影响。此外的其他污染团,如鼎山隧道、对岸德感周边污染团等,因污染出现时间和当时风向原因等,未对此次污染过程提供贡献。其中以德感周边污染为例:出现时间至夜间23点,并处于西北位置,此时为东北风向,污染未能扩散至监测点位。随后凌晨3点风向转向至西北,此时德感周边已无污染团。

由此可见,此次过程中敏感点受东北方向污染团影响较大,主要为城市内污染(交通、建筑施工及生活污染)。

3.3切面监测

连续切面扫描数据图(图10)可直接显示切面上的气溶胶变化和切面上污染物通量,污染边界及过境污染。6月6日晚22点至7日凌晨4点的连续切面扫描数据图像,图像每2h一张。从图像中我们看到了从22日零点开始的明显污染团过境过程,并于次日3点完全过境,导致近地污染增加,污染团高度在1000m左右。同时也观测到,这段时间城市pBL层高度在400m~600m之间。

4结论

江津区主要生活污染为居民生活、餐饮油烟、夜市烧烤等,移动污染主要为主干道及城市核心街区汽车尾气、主河道船舶尾气。固定污染源为城市周边砖瓦窑企业和沿江码头堆场和部分地块裸土扬尘。外来污染源主要为城区正北方向新城建设污染扩散、东北方向工业园区污染扩散、长江对岸毗邻区堆场、码头污染扩散。输送通道主要是由北向南,由西向东。其中外来源形成时间集中于夜间至早晨,而本地污染源主要在日间形成城市污染,污染物明显呈周期性变化。

对于敏感点(空气自动监测站),西城站受本地污染及外来污染双重影响,日间道路污染影响交大,夜间受北部污染扩散影响。东城站受本地源污染较少,但易受到北部污染扩散影响。

利用3D可视激光雷达技术进行城市大气污染监测研究,可以明确城市中的大气污染点源的空间分布和污染排放的时间分布,得到相对准确的城市污染源对于城市环境空气质量影响的信息,同时也可以分析外来污染源的来源、成因、输送通道、具体影响等,将为城市大气污染源解析提供更多的方法和选择,为城市环境空气监测-预警机制的进一步建立打下了良好基础,为环境保护和经济发展政策的制定提供依据。

2017年6月绿色科技第12期

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