龍 帥，張 凱，唐紅軍，李雙志，王 潔，何 芮(遂寧市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，四川 遂寧 629000)

NO2是一種普遍存在的大氣污染物，是光化學(xué)煙霧發(fā)生的重要條件，對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)有嚴(yán)重危害。近年來的監(jiān)測(cè)中，全國(guó)許多城市大氣中NO2的污染水平有上升趨勢(shì)［1］。目前，我國(guó)對(duì)區(qū)域環(huán)境空氣NO2的時(shí)空分布研究較多［2］。

遂寧市位于四川盆地中部，涪江中游，主要產(chǎn)業(yè)為電子、石油、化工、化肥、食品、水泥、輕紡等，工業(yè)排放和能源消耗排放的廢氣量快速增長(zhǎng);隨著人民生活水平的日益提高，城市汽車擁有量迅猛增加，機(jī)動(dòng)車尾氣排放造成的空氣污染正呈上升趨勢(shì)。覃欽晏等曾經(jīng)對(duì)遂寧市城區(qū)大氣主要污染物污染水平及變化規(guī)律進(jìn)行過研究［3］，但對(duì)整個(gè)遂寧市環(huán)境空氣污染濃度時(shí)空分布特征的研究還是空白，本研究采用成熟［4］、相關(guān)性好［5～6］的被動(dòng)采樣方法，通過為期1a的監(jiān)測(cè)分析，獲得整個(gè)遂寧市轄區(qū)內(nèi)NO2濃度水平及時(shí)空分布，為遂寧市空氣污染防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣儀器

采用Handy SONOX 分子擴(kuò)散采樣器，購(gòu)于日本綠藍(lán)公司，由固定托盤和擴(kuò)散盤組成，內(nèi)置浸藥濾膜與不銹鋼擋風(fēng)紗網(wǎng)，網(wǎng)與濾膜之間由特氟龍密封墊隔開，具有重量輕、體積小，操作簡(jiǎn)便、無需電源等特點(diǎn)。其濾膜也購(gòu)于日本綠藍(lán)公司，浸有三乙醇胺溶液。劉敏等在與遂寧市相鄰的重慶市研究了該采樣器監(jiān)測(cè)結(jié)果與自動(dòng)監(jiān)測(cè)的比對(duì)分析，結(jié)果表明數(shù)據(jù)偏差均＜10%，且相關(guān)性較好，具有較好的穩(wěn)定性［7］。

其基本原理為:氣體污染物在采樣器擴(kuò)散腔中傳遞的過程都遵循Fick’s 定律［8］，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

對(duì)于特定的氣體污染物和特定的被動(dòng)式采樣器，其擴(kuò)散系數(shù)D、總有效擴(kuò)散面積A和總的有效擴(kuò)散腔長(zhǎng)度L 是一定值，因此K 是一個(gè)常數(shù)，它相當(dāng)于泵采樣器的流量，稱為被動(dòng)式采樣器的采樣速率。當(dāng)已知K，測(cè)得被吸收層所采集的被測(cè)污染物含量W和采樣時(shí)間t，可由上式計(jì)算出空氣中污染物的濃度c，這就是被動(dòng)式采樣器的基本原理。

1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)

在遂寧市整個(gè)轄區(qū)內(nèi)，以16km×16km的均勻網(wǎng)格布設(shè)點(diǎn)位18個(gè)，采樣點(diǎn)位分布見圖1，點(diǎn)位布設(shè)時(shí)避開交通干線、工業(yè)大氣污染源，盡量監(jiān)測(cè)自然點(diǎn)位，以了解區(qū)域NO2背景含量狀況。

1.3 樣品分析與數(shù)據(jù)處理

采樣周期為1個(gè)月，研究時(shí)間為2011年3月至2012年2月。樣品采集后，在避光冷藏的條件下，統(tǒng)一送至四川省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站進(jìn)行分析。采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS Statistics 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析;采用Arcgis ArcMap 10進(jìn)行繪制等值線圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 NO2濃度的時(shí)間差異

2.1.1 月濃度變化

通過對(duì)遂寧市轄區(qū)為期1a的監(jiān)測(cè)，獲得NO2的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)210個(gè)，結(jié)果表明遂寧市NO2平均濃度為(3.44 ±1.80)μg/m3，濃度水平并不高。通過分析遂寧市轄區(qū)內(nèi)不同月份的NO2的平均濃度(圖2)，可以看出，二氧化氮濃度在全年與氣溫呈反方向變化:氣溫高，濃度低，反之，濃度高。

2.1.2 季濃度變化

將3～5月劃分為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12～次年2月為冬季，遂寧市各季節(jié)NO2濃度變化如圖3。通過Kruskal－Wallis H 檢驗(yàn)顯示，不同季節(jié)NO2濃度大小差異極顯著(χ2=32.176，df=3，p=0.00 ＜0.01)，表明遂寧市不同NO2濃度季節(jié)變化規(guī)律是:冬季＞春季＞秋季＞夏季。我們分析主要是受遂寧市氣候影響較大，夏季是遂寧市的雨季，空氣潮濕、多雨，對(duì)大氣污染物有很好的稀釋清除作用，有研究表明雨量大小與污染物稀釋程度存在正相關(guān)關(guān)系［9～10］。秋、冬季節(jié)降水量小，故NO2濃度相對(duì)較高。

2.2 不同區(qū)域內(nèi)NO2濃度差異

按照遂寧市管轄范圍內(nèi)的不同行政區(qū)縣劃分為不同區(qū)域，各區(qū)域的NO2濃度見圖4。通過Kruskal－Wallis H 檢驗(yàn)顯示，不同區(qū)縣NO2濃度大小差異極顯著(χ2=78.288，df=4，p=0.00 ＜0.01)，表明NO2濃度由大到小的區(qū)域依次是:船山區(qū)＞安居區(qū)＞大英縣＞蓬溪縣＞射洪縣。我們分析造成這種分布原因主要是與各區(qū)域的污染源數(shù)量及車流量有關(guān)。

2.3 NO2的等值線圖

污染問題的圖形化是近年來國(guó)際上研究區(qū)域性環(huán)境問題的重要手段［11］。通過Arcgis ArcMap 10 獲得遂寧市轄區(qū)全年NO2等值線圖，見圖5。由圖5 可以看出:①NO2的高值區(qū)域主要集中在人口稠密、交通密集的城市區(qū)、船山區(qū)一帶，有研究表明大氣中NOx 主要來自于邊界層內(nèi)的直接排放且化學(xué)活性很強(qiáng)，受局地人為活動(dòng)的影響較大［12］，也與交通強(qiáng)度密切相關(guān)［13］;②全遂寧市轄區(qū)范圍內(nèi)NO2呈現(xiàn)西北低、東南高的趨勢(shì)，這與遂寧市污染源整體布局以及主導(dǎo)風(fēng)向(西北風(fēng))有關(guān)。

3 結(jié)論

(1)遂寧市NO2平均濃度為(3.44 ±1.80)μg/m3，濃度水平并不高，高濃度值出現(xiàn)在冬季，低濃度值出現(xiàn)在夏季。濃度季節(jié)變化規(guī)律是:冬季＞春季＞秋季＞夏季。

(2)從不同區(qū)域范圍內(nèi)NO2濃度看，濃度最高值出現(xiàn)在全市工業(yè)集中及車流量較大的區(qū)域(船山區(qū))。

(3)受遂寧市污染源整體布局以及主導(dǎo)風(fēng)向(西北風(fēng))的影響，全轄區(qū)范圍內(nèi)NO2呈現(xiàn)西北低、東南高的趨勢(shì)。

［1］程春明，吳忠勇，燕娥.我國(guó)的城市發(fā)展與大氣污染［J］.環(huán)境科學(xué)研究，1994，7(2):13－17.

［2］張羽，牛生杰.湛江市空氣NO2濃度變化特征及時(shí)頻分析［J］.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2009，25(5):107－113.

［3］覃欽晏，張凱，韓常清.遂寧市大氣主要污染物污染水平及變化規(guī)律［J］.內(nèi)江師范學(xué)院學(xué)報(bào)第，2011，26(4):45－48.

［4］吳丹，王躍思，潘月鵬，等.被動(dòng)采樣法觀測(cè)研究京津冀區(qū)域大氣中氣態(tài)污染物［J］.環(huán)境科學(xué)，2010，31(12):2844－2851.

［5］張兆年，張彩香.淺析被動(dòng)采樣器監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的可比性［J］.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2006，(4).

［6］陳魁，張震，梅鵬蔚，等.被動(dòng)采樣監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣中SO2和NO2［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2007，19(5):43－45.

［7］劉敏，李禮，劉建萍，等.被動(dòng)吸收采樣與自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀對(duì)空氣中SO2、NO2的對(duì)比監(jiān)測(cè)研究［J］.三峽環(huán)境與生態(tài)，2012，201(6):36－38.

［8］陳桂貽，湯利民，陳志蓮.被動(dòng)式采樣器的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2000，10(4):494－496.

［9］陳吟暉，姜麗萍，朱舒曼.中山市地面氣象要素與環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)系［J］.廣東氣象，2006，28(2):36－39.

［10］馮宏芳，隋平，邱麗霞.福州市污染物濃度時(shí)空分布及影響因子分析［J］.氣象科學(xué)，2003，31(6):356－ 360.

［11］李杰，吳其重，高超，等.東亞春季邊界層臭氧的數(shù)值模擬研究［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2009，22(1):1－6.

［12］葉堤，陳剛才，陶俊，等.重慶市春季大氣NO2濃度空間分布特征研究［J］.四川環(huán)境，2005，24(1):34－37.