哈尔滨市环境空气PM 10 中有机碳和元素碳污染特征及来源解析
发布时间：2021-08-20 07:14
研究分析哈尔滨市PM10中有机碳（OC）和元素碳（EC）的质量浓度及污染特征。哈尔滨市PM10中OC、EC质量浓度冬季较高,夏季最低,且OC、EC所占PM10质量分数冬季明显高于夏季;四季PM10中EC和OC的相关系数R分别是0.58、0.49、0.98和0.75;春夏秋冬各季节的二次有机碳（SOC）浓度分别为5.47μg·m-3、2.56μg·m-3、2.21μg·m-3和7.49μg·m-3;进一步对8种碳组分OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3和一次有机碳（OPC）浓度进行主成分分析,柴油、汽油车尾气与化石燃料的燃烧为其主要的污染源,贡献率最高为94.2%。
【文章来源】：环境科学与管理. 2020,45(08)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
环境空气PM10中OC、EC质量浓度
2.2 不同碳组分分析如图2所示,哈尔滨城区四季的PM10中各碳组分的构成特征。众多研究表明,生物质燃烧排放出OC1和OPC碳组分,燃煤和汽车尾气排放OC2、OC3、OC4及EC1碳组分,其中EC1含量最高,柴油车尾气中排放EC2和EC3的碳组分[5]。因此,可根据碳组分含量判定污染源的来源。比较PM10中各碳组分可知,EC1>OC4>OC3>OC2>OC1>OPC>EC3,冬季EC1碳组分含量最高为32.9%,说明哈尔滨市空气污染源主要是燃煤和汽车尾气,生物质燃烧污染源在冬季的贡献相对增加。
含碳气溶胶来源于不同的污染源,通过OC/EC的比值可以分析判定污染的来源[7]。如图3所示为哈尔滨市四季环境中PM10中OC/EC的变化,由图3可知,秋季的OC/EC数值最高为2.65,夏季的OC/EC数值最低为1.44。说明不同季节含碳污染源有所相同,燃煤、生物质燃烧以及汽车尾气污染是四季含碳气溶胶的主要污染源。表2为四季碳组分主成分分析结果,如表2所示,经分析获得的2个主成分因子特征值均大于1,累计贡献率之和均超过了80%,说明了汽车尾气和化石燃料的燃烧是环境空气中碳气溶胶的主要污染源,与比值法的结果一致。哈尔滨市作为黑龙江省会城市,典型的工业基地,冬季普遍采用燃煤取暖,机动车数量不断增加,从而导致了PM10的严重污染。表2 四季碳组分主成分分析结果 组分 春 夏 秋 冬 因子1 因子2 因子1 因子2 因子1 因子2 因子1 因子2 OC1 0.786 -0.335 0.821 -0.151 0.993 -0.0100 0.596 0.799 OC2 0.965 0.039 0.897 0.187 0.986 0.159 0.623 0.751 OC3 0.841 0.413 0.913 -0.192 0.778 0.555 0.528 0.779 OC4 0.874 0.383 0.928 0.107 0.148 0.937 -0.169 0.828 EC1 0.898 0.297 0.683 0.613 0.974 0.195 0.699 0.695 EC2 0.375 0.809 -0.136 0.933 0.065 0.959 0.795 0.393 EC3 0.243 0.864 0.104 0.967 0.132 0.896 0.874 -0.122 OPC -0.140 0.819 -0.782 -0.155 0.993 0.080 0.737 0.325 贡献率/% 57.8 24.8 54.9 27.6 64.6 29.5 68.3 15.3 特征值 4.044 2.584 4.279 2.305 4.541 2.973 3.482 3.193 来源 汽油车、化石燃烧 柴油车 汽油车、化石燃烧 柴油车 汽油车、化石燃烧 柴油车 柴油车 汽油车、化石燃烧
【参考文献】：
期刊论文
[1]沈阳市环境空气PM10中有机碳和元素碳污染特征及来源研究[J]. 李哲,李晶,王帅,郑兴宝,曲健. 环境科学与管理. 2020(05)
[2]合作市大气PM10和PM2.5中金属元素污染特征分析[J]. 刘贻熙,拉毛吉,陈志华,李凯学. 世界有色金属. 2019(23)
[3]石家庄夏季道路尘有机碳和元素碳特征及来源[J]. 郭森,王蕾,周盼,郭硕,秦伟,安塞,肖捷颖,刘娟,姬亚芹. 环境工程. 2018(04)
[4]石河子市PM2.5中有机碳和元素碳的变化特征与来源解析[J]. 郑晓伍,陈家灯,刘子龙,李姗蔓,宁建英,鲁建江. 环境化学. 2018(01)
[5]成都市西南郊区夏秋季PM2.5碳组分化学特征[J]. 张菊,林瑜,乔玉红,杨怀金,叶芝祥. 环境工程. 2017(10)
本文编号：3353063
【文章来源】：环境科学与管理. 2020,45(08)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
环境空气PM10中OC、EC质量浓度
2.2 不同碳组分分析如图2所示,哈尔滨城区四季的PM10中各碳组分的构成特征。众多研究表明,生物质燃烧排放出OC1和OPC碳组分,燃煤和汽车尾气排放OC2、OC3、OC4及EC1碳组分,其中EC1含量最高,柴油车尾气中排放EC2和EC3的碳组分[5]。因此,可根据碳组分含量判定污染源的来源。比较PM10中各碳组分可知,EC1>OC4>OC3>OC2>OC1>OPC>EC3,冬季EC1碳组分含量最高为32.9%,说明哈尔滨市空气污染源主要是燃煤和汽车尾气,生物质燃烧污染源在冬季的贡献相对增加。
含碳气溶胶来源于不同的污染源,通过OC/EC的比值可以分析判定污染的来源[7]。如图3所示为哈尔滨市四季环境中PM10中OC/EC的变化,由图3可知,秋季的OC/EC数值最高为2.65,夏季的OC/EC数值最低为1.44。说明不同季节含碳污染源有所相同,燃煤、生物质燃烧以及汽车尾气污染是四季含碳气溶胶的主要污染源。表2为四季碳组分主成分分析结果,如表2所示,经分析获得的2个主成分因子特征值均大于1,累计贡献率之和均超过了80%,说明了汽车尾气和化石燃料的燃烧是环境空气中碳气溶胶的主要污染源,与比值法的结果一致。哈尔滨市作为黑龙江省会城市,典型的工业基地,冬季普遍采用燃煤取暖,机动车数量不断增加,从而导致了PM10的严重污染。表2 四季碳组分主成分分析结果 组分 春 夏 秋 冬 因子1 因子2 因子1 因子2 因子1 因子2 因子1 因子2 OC1 0.786 -0.335 0.821 -0.151 0.993 -0.0100 0.596 0.799 OC2 0.965 0.039 0.897 0.187 0.986 0.159 0.623 0.751 OC3 0.841 0.413 0.913 -0.192 0.778 0.555 0.528 0.779 OC4 0.874 0.383 0.928 0.107 0.148 0.937 -0.169 0.828 EC1 0.898 0.297 0.683 0.613 0.974 0.195 0.699 0.695 EC2 0.375 0.809 -0.136 0.933 0.065 0.959 0.795 0.393 EC3 0.243 0.864 0.104 0.967 0.132 0.896 0.874 -0.122 OPC -0.140 0.819 -0.782 -0.155 0.993 0.080 0.737 0.325 贡献率/% 57.8 24.8 54.9 27.6 64.6 29.5 68.3 15.3 特征值 4.044 2.584 4.279 2.305 4.541 2.973 3.482 3.193 来源 汽油车、化石燃烧 柴油车 汽油车、化石燃烧 柴油车 汽油车、化石燃烧 柴油车 柴油车 汽油车、化石燃烧
【参考文献】：
期刊论文
[1]沈阳市环境空气PM10中有机碳和元素碳污染特征及来源研究[J]. 李哲,李晶,王帅,郑兴宝,曲健. 环境科学与管理. 2020(05)
[2]合作市大气PM10和PM2.5中金属元素污染特征分析[J]. 刘贻熙,拉毛吉,陈志华,李凯学. 世界有色金属. 2019(23)
[3]石家庄夏季道路尘有机碳和元素碳特征及来源[J]. 郭森,王蕾,周盼,郭硕,秦伟,安塞,肖捷颖,刘娟,姬亚芹. 环境工程. 2018(04)
[4]石河子市PM2.5中有机碳和元素碳的变化特征与来源解析[J]. 郑晓伍,陈家灯,刘子龙,李姗蔓,宁建英,鲁建江. 环境化学. 2018(01)
[5]成都市西南郊区夏秋季PM2.5碳组分化学特征[J]. 张菊,林瑜,乔玉红,杨怀金,叶芝祥. 环境工程. 2017(10)
本文编号：3353063
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