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        沈陽市高層建筑周邊不同粒徑顆粒物濃度分布特征

        2013-08-28 08:55張見昕
        綠色科技 2013年4期
        關(guān)鍵詞:可吸入顆粒物百分比比值

        張見昕

        (遼寧省環(huán)境監(jiān)測實驗中心,遼寧 沈陽 110161)

        1 引言

        大氣中可吸入顆粒物是人類面臨最重要的污染物,多數(shù)以10μm以下粒徑長期飄浮在大氣中。這些顆粒物不僅對人體呼吸系統(tǒng)具有刺激作用,還攜帶細(xì)菌微生物、病毒和致癌物侵入人體內(nèi),危害人體健康[1]。本文根據(jù)城市高層建筑不斷涌現(xiàn)的特點(diǎn),選擇高層建筑的代表性監(jiān)測點(diǎn)位,研究了沈陽市高層建筑周邊不同粒徑顆粒物濃度分布特征,該研究的成功實施將對城市高層建筑大氣污染防治及環(huán)境管理具有一定的指導(dǎo)作用和重要的現(xiàn)實意義。

        2 材料與方法

        2.1 采樣點(diǎn)環(huán)境狀況

        選擇沈陽市幸福島小區(qū)位于北二東路南側(cè)和興工北街東側(cè)交匯處一座高27層約81m高層住宅樓,華泰新都小區(qū)位于華山路南側(cè)和淮河街東側(cè)交匯處一座高24層約72m高層住宅樓。研究區(qū)顆粒物來源主要為汽車排放和大氣擴(kuò)散。

        2.2 采樣點(diǎn)設(shè)置

        幸福島小區(qū)共選取5個采樣點(diǎn),分別在1樓(3m)、10樓(30m),15樓(45m),20樓(60m),27樓(81m)的樓梯間的窗口處。華泰新都小區(qū)共選取5個采樣點(diǎn),分別在 1 樓 (3m)、5 樓 (15m),10 樓 (30m),17 樓(51m),24樓(72m)的樓梯間的窗口處。

        2.3 指標(biāo)和頻率

        監(jiān)測指標(biāo):PM2.5占PM10的百分比。

        監(jiān)測頻次:選擇采暖期和非采暖期進(jìn)行監(jiān)測,每個點(diǎn)位測量4次,取平均值進(jìn)行分析。

        2.4 儀器

        顆粒物監(jiān)測儀器為北京綠林創(chuàng)新數(shù)碼科技有限公司生產(chǎn)的微電腦激光粉塵儀LD-5C(B),靈敏度0.001mg/m3。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 非采暖期 PM2.5/PM10分布特征

        非采暖期PM2.5占PM10的百分比如圖1所示。幸福島小區(qū)在3~81m之間,PM2.5占PM10的百分比為53.1%~61.0%,當(dāng)高度為81m時,其比值達(dá)到最高值。華泰新都小區(qū)在3~72m之間,PM2.5占PM10的百分比為41.3%~50.3%,當(dāng)高度為72m時,其比值達(dá)到最高值。上述結(jié)果表明可吸入顆粒物中PM2.5占絕大比重,細(xì)顆粒物是主要污染物。國內(nèi)其他城市研究結(jié)果同樣表明細(xì)顆粒物PM2.5是可吸入顆粒物PM10中的主要成分。如廣州城區(qū)PM2.5占PM10的百分比為61.7%~66.1%,武漢城區(qū) PM2.5占PM10的百分比為51.6%~60.5%,蘭州城區(qū) PM2.5占PM10的百分比為51.6%~51.9%,重慶城區(qū)兩者百分比為61.8%~65.1%[2]。由此可以看出,城市大氣顆粒物污染中 PM2.5質(zhì)量濃度占了PM10一半以上,說明細(xì)顆粒物污染比較嚴(yán)重,控制PM2.5的污染是治理城市大氣可吸入顆粒物污染的關(guān)鍵問題。

        3.2 采暖期PM2.5/PM10分布特征

        采暖期PM2.5占PM10的百分比如圖1所示。幸福島小區(qū)在3~81m之間,PM2.5占PM10的百分比為55.0%~74.9%,當(dāng)高度為81m時,其比值達(dá)到最高值。華泰新都小區(qū)在3~72m之間,PM2.5占PM10的百分比為48.4%~67.2%,當(dāng)高度為51m時,其比值達(dá)到最高值??梢?,細(xì)顆粒與粗顆粒的比值采暖期大于非采暖期,季節(jié)變化規(guī)律明顯(圖1)。采暖期,燃料的燃燒對細(xì)顆粒的貢獻(xiàn)較大。其中李衛(wèi)軍等研究發(fā)現(xiàn)不同季節(jié)PM2.5與PM10的比值冬季和夏季最高均為60%,春季最低為45%[3];樊曙先等對銀川研究結(jié)果表明:PM2.5占PM10比例在春季風(fēng)沙期為40.8%,非采暖期為36.5%,采暖期為56.2%[4]。研究表明細(xì)顆粒對粗顆粒的的比值,采暖期的比值最大,非采暖期粗顆粒的貢獻(xiàn)較大。

        圖1 PM2.5在 PM10中的百分比分布

        總體來說,PM2.5占PM10的百分比高層大于地面(圖1)。采暖期幸福島小區(qū)和華泰新都小區(qū)距地面3m處,PM2.5占PM10的百分比分別為55.4%和48.4%,距地面81m和51m處的百分比分別為74.9%和67.2%。非采暖期幸福島小區(qū)和華泰新都小區(qū)距地面3m處,PM2.5占PM10的百分比分別為53.1%和41.3%,距地面81m和72m處的百分比分別為61.0%和50.3%。由此可見,粗顆粒粒徑較大,在大氣中沉降作用明顯,地面濃度大于高層濃度。總體來說,細(xì)顆粒粒徑較小,在大氣中懸浮能力強(qiáng),但不同高度處的濃度還受到各種天氣因素的影響,如濕度,逆溫等。

        4 結(jié)語

        可吸入顆粒物中PM2.5占絕大比重,細(xì)顆粒物是主要污染物。采暖期PM2.5占PM10的百分比為48.4%~74.9%,非采暖期 PM2.5占 PM10的百分比41.3% ~61.0%。細(xì)顆粒與粗顆粒的比值采暖期大于非采暖期,變化明顯,由于采暖期燃料的燃燒對細(xì)顆粒的貢獻(xiàn)較大。

        PM2.5占PM10的百分比高層大于地面,地面處為41.3%~55.0,高層處為67.2%~74.9%,是由于粗顆粒粒徑較大,在大氣中沉降作用明顯,地面濃度大于高層濃度。細(xì)顆粒粒徑較小,在大氣中懸浮能力強(qiáng),但不同高度處的濃度還受到各種天氣因素的影響。

        本研究僅對沈陽市采暖期和非采暖期兩個地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測分析,不足以全面衡量沈陽市高層建筑周邊不同粒徑顆粒物濃度分布特征,為了更加充分反映區(qū)域內(nèi)顆粒物的污染特征,今后需要增加監(jiān)測點(diǎn)位和監(jiān)測時間。

        [1]周學(xué)華,王 哲,郝明途.濟(jì)南市春季大氣顆粒物污染研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2008,28(4):755~763.

        [2]魏復(fù)盛,騰恩江,吳國平,等.我國4個大城市空氣 PM2.5、PM10污染及其化學(xué)組成[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2001,17(7):1~6.

        [3]李衛(wèi)軍,邵龍義,李金娟,等.北京市大氣中PM10和PM2.5的污染水平特征研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2006(2):18~20.

        [4]樊曙先,鄭有飛,金國興,等.銀川市大氣可吸入顆粒物質(zhì)量濃度特征研究[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報,2005,28(4):492~498.

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