西安市路域环境气溶胶的浓度分布及形貌特征研究

发布时间：2020-07-12 16:07

【摘要】：机动车排放是城市环境空气中PM_(2.5)的主要来源之一。为了认识机动车排放颗粒物的特征与形貌,本论文以西安市典型交通主干道(南二环)为道路测点A,以距该测试路段垂直距离340m,距A测点510m的另一点为背景点B,利用气溶胶仪器和气象站对A和B两点的颗粒物浓度与气象条件进行了一周连续的测试,同时利用数码摄像机和雷达测速仪观测了测试路段的交通量、车型组成和车速,研究了路域环境颗粒物的粒径分布及其影响因素。此外,在南二环测点A实地采集道路环境中的颗粒物,然后利用扫描电子显微镜分析采集的颗粒物的形貌特征。主要研究结论如下:(1)在西安市南二环路段A点测得的粒径在5-350nm段的颗粒物数浓度为(3.74±2.00)×10~4个/cm~3。颗粒物数浓度粒径分布呈双峰对数正态分布模式,峰值粒径分别为20.77nm和94.82nm,峰值浓度分别为3.92×10~4个/cm~3和1.72×10~4个/cm~3。(2)路域环境的颗粒物数浓度显著高于城市背景点。路域环境中A点PN10是城市B点背景值的2.3倍,尤其是中值粒径为0.01μm和0.02μm的两个粒径段,比值达到了2.43和3.56倍。路域环境颗粒物总数浓度(5-350nm)与中重型货车流量有显著的相关性,R=0.81,明显大于颗粒物总数浓度与总车流量的相关系数(R=-0.57)。(3)气象条件(风向、风速、温度、相对湿度和太阳辐射照度)对路域环境颗粒物粒径分布有明显的影响。颗粒物数浓度随着风速、温度和太阳辐射照度的增加而减小。当环境相对湿度(RH)大于80%时,颗粒物数浓度呈现出明显的双峰分布,峰值粒径约为20nm和100nm。随着RH减小到40%,100nm处峰值逐渐消失,这表明高湿度可能有利于颗粒物核化凝结长大。(4)利用扫描电子显微镜对路域环境中收集的颗粒物进行分析,根据单颗粒的形貌和化学成分,将路域环境颗粒物(Dp1μm)分为碳烟、有机含碳颗粒、飞灰、二次颗粒和矿物颗粒五种类型,主要以有机含碳颗粒、矿物颗粒和碳烟这三种类型为主,占到了所分析颗粒物总数的90%以上。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X513
【图文】：

机动车保有量,变化趋势,大气污染

第一章绪论背景市作为中国西北地区的中心城市，随着经济的持续发展，能源消耗物排放量剧增，环境压力日益增加。2016 年 74 个新标准第一阶段监京津冀、长三角、珠三角等重点区域地级城市及直辖市、省会城市和西安属于环境空气质量相对较差的 10 个城市之一，位居第八[1]。机安市大气污染的重要来源之一。图 1.1 为 2006-2016 年西安市机动车趋势，从图中可以看出，西安市 GDP 持续增长，机动车保有量也逐年底，西安市机动车保有量已达到 258.85 万辆，机动车在给人民日便捷的同时，也带来了严峻的环境问题，导致了大气污染的日益加

粒径分布,呼吸系统,粒径,颗粒

图 1.2 不同粒径的吸入颗粒在人体内呼吸系统的沉积2 国内外研究现状2.1 路域环境气溶胶的分布特征研究现状国外对城市路域环境污染物的研究起步较早，对道路环境颗粒物浓度及其粒径分了较多研究。Schneider 等[11]分别对巴西典型道路路边、十字路口和街道峡谷三种不通环境中颗粒物（10～420nm）的数浓度及粒径分布特征进行研究，发现这些交通的颗粒物数浓度为 4.85×104～1.80×105cm-3, 粒径分布均呈三峰分布，峰值粒径分别nm，30nm 和 105nm。Hagler 等[12]分别对美国罗利一条主干道上风向和下风向处的颗粒物（粒径小于 100nm 的颗粒物）数浓度进行监测观察，发现在道路的下风向超粒物呈现递减的空间规律，在距离道路 100m 以内，在道路的下风向处，距道路的每多 10m 颗粒物数浓度下降 8%。Wang 等[13]研究了罗马城区的超细颗粒物（4～70

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