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大气颗粒物(APM)影响大气的可见度,对环境污染、酸雨的形成、人体健康的危害都起着非常重要的作用。APM中粒径小于10μm的PM10在我国城市中已经成为首要的大气污染物,对APM的研究愈来愈受到人们的重视,已经成为大气环境的前沿课题。
本工作是在国际原子能机构(IAEA)的部分资助下完成的。在北京市房山区新镇中国核工业集团研兖生院设立采样点,从2007年5月到2009年11月,使用Gent级联采样器采集了PM10-2.5和PM2.5样品共计178件。分析了颗粒物样品的浓度特征,PM2.5、PM10的年平均值分别为50.6μg/m3和189.0μg/m3,后者要劣于我国1996年制定的国家环境空气质量标准GB3095-1996规定的III级(轻度污染)标准,说明治理的任务依然十分艰巨和繁重。
用黑碳测量仪测定了PM2.5样品中黑碳(BC)的体积浓度,并与其他城市和国家的观测结果进行了比较;采用质子诱发X射线荧光分析(PIXE),结合GUPIXWIN解谱软件测定了PM10-2.5和PM2.5样品中Mg,Al、Si、S、P、C1、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Pb的含量。利用富集因子分析、条件概率函数和正矩阵因子分桁等现代统计分析方法对采集到的颗粒物进行了源解析研究。通过富集因子分析得到Ca、Fe、Mg、K、Mn的富集因子都在1-10,这些元素主要来自扬尘和土壤,小部分来自煤飞灰、公路和建筑扬尘,是地壳元素的代表;来自人为的污染元素BC、S、C1、Pb、Zn、Cu、As等在粗、细颗粒物中都有很高的富集值。通过正矩阵因子分析初步得出了受体中占主要贡献的4个排放源依次为:土壤扬尘源、秸秆焚烧源、燃煤源、工业和汽车尾气污染源,进一步得出各污染源在受体处的相对贡献率以及各排放源随时间的变化趋势。
应用Wind rose、Hysplit、Goolg earth等软件,结合气象数据,对采样期间的特殊事环境件例如沙尘暴越境分析,燃放烟花爆竹进行了分析。
本工作的结果与2004年6月至2006年6月本实验室在北京良乡所采集的样品(元素含量由中子活化分析测得)分析结果进行了比较,发现PM2.5的值基本没有变化,但是PM10-2.5的值却有了很大的增长,说明扬尘(主要贡献PM10中的粗颗粒物)有恶化的趋势。