重庆市北碚城区大气污染物浓度变化特征观测研究

【摘要】近年来,随着我国工业发展和汽车数量迅速增加,大部分地区频繁出现大范围雾霾天气,对大气环境、群众健康、交通安全等带来了严重影响。重庆市作为我国四大直辖市之一,是西南地区的工业重镇,加上特殊的盆地环境不利于污染物的扩散,因此,重庆市大气污染向来比较严重,素有“雾都”之称。然而,目前关于重庆大气中污染物的污染特征及其转化规律研究还很少。北碚区作为重庆的后花园,是国家环境保护模范区,重庆的宜居之城,其大气质量状况直接影响当地居民的身体健康和生活质量。为了了解重庆市北碚区大气中污染物的状况,本研究利用2012-01～2013-02期间对北碚城区大气NOx、O3、SO2、PM2.5的在线观测数据,并通过定期采集大气样品测定其中VOCs(挥发性有机物,VolatileOrganicCompounds)成分,分析北碚大气中以上各污染物浓度的日变化、季节变化特征、来源及其与气象要素的关系,进行源解析,以期为控制及治理该地区的大气污染提供科学依据。研究取得的主要结果如下：(1)除SO2以外,其它污染物均有超过“环境空气质量标准(GB3095-2012)级浓度限值的现象,其中细粒子最严重。大气污染物浓度具有明显的季节变化特征,2012年春夏秋冬季各污染物平均浓度分别为：O3为(36.1±19.2)、(48.8±32.6),(29.8±28.6)、(18.2±15.8)μg·m-3,Ox(78.4±20.6)、(89.3±37.6)、(77.0±30.6)、(69.4±18.2)μg·m-3,表现为夏高冬低；NO为(11.8±9.4)、(8.2±4.9)、(20.7±17.1)、(30.4±25.1)μg·m-3,NO2为(42.3±13.1)、(40.5±9.9)、(47.2±14.1)、(51.2±15.9)μg·m-3,NOx为(54.1±20.8)、(48.7±12.6)、(67.9±25.5)、(81.6±37.9)μg·m-3,均表现为冬高夏低；SO2为(50.5±23.3)、(26.3±16.7)、(38.8±18.4)、(53.7±23.4)μg·m-3,表现为冬春高而夏秋低；而PM2.5则为(61.4±28.5)、(68.1±32.5)、(61.9±27.1)、(89.6±44.2)μg·m-3,表现出冬季高而其它季节比较平稳的特征。(2)O3、Ox、NO、NOx以及SO2浓度均为单峰型的日变化形式,其中03和Ox的日变化峰值出现在午后16：00,而NO、NOx及SO2的日最大值则出现在08：00～11：00;NO2和PM2.5的日变化模态呈双峰型,有早晚两个峰值。O3和Ox在夏季日变化振幅最大,而其它污染物则冬季日变化振幅最大。将工作日与周末各污染物浓度的日变化相比,成对t检验分析表明,NO并无明显差异(P=0.14),但N2O工作日显著高于周末(P=0.03),而O3则为工作日极显著低于周末(P<0.001)。相关分析表明,03浓度与气温和风速呈显著或极显著正相关,与相对湿度呈极显著负相关,而NOx则与以上各气象要素的关系正好相反；PM2.5与气温和风速呈负相关,与相对湿度呈正相关；SO2与各气象要素的关系在不同的季节表现不同。除此之外,风向也是影响大气污染物浓度的一个重要因素。(3)本研究共检出78种VOCs,其中烷烃25种,烯烃15种,芳香烃28种,卤代烃10种。研究发现,重庆市北碚大气中年均浓度最高的前7种VOCs分别为：氯甲烷(3.08×10-9,体积浓度,下同)、苯(2.09×10-9)、异戊烷(1.85×10-9)、甲苯(1.51×10-9)、丙烷(1.51×10-9)、间/对-二甲苯(1.43×10-9)、苯乙烯(1.39×10-9)。北碚大气中TVOCs(总挥发性有机物,TotalVolatileOrganicCompounds)浓度为33.89×10-,季节变化表现为：春季(42.57×10-9)>秋季(33.89×10-9)>冬季(31.91×10-9)>夏季(27.04×10-9)。从组成来看,烷烃和芳香烃对TVOCs贡献最大,分别达到31.5%和30.7%；其次是卤代烃类,占27.4%；含量最少的组分是烯烃,所占比例仅为10.4%。采用臭氧生成潜势对VOCs组分活性分析结果表明,烯烃类和芳香烃类化合物是对北碚大气O3生成贡献最大的物质。利用主成分分析法对大气样品中VOCs来源进行分析,发现北碚大气VOCs的主要来源于机动车尾气排放,贡献比为50.41%。北碚大气中T/B年均值为0.73,表明大气中的苯类物质主要来源于机动车的尾气排放,受溶剂挥发的影响较小。
【作者】徐鹏；
【导师】江长胜；
【作者基本信息】西南大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】重庆；北碚城区；大气污染物(O3、NOx、SO2、PM2.5和VOCs)；污染特征；

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