邯郸市不同功能区大气细颗粒物中金属元素的特征研究

发布时间：2020-07-26 15:17

【摘要】：邯郸市作为煤炭重工业城市,冬季寒冷且采暖期长,以大气细颗粒物为主的空气污染越来越严重,尤其是大气PM_(2.5)中金属元素的污染。因此,有必要对PM_(2.5)中金属元素进行分析。本研究在邯郸市不同功能区进行采样分析,分别选取工业区、交通区、工业生活区和教学区设置大气PM_(2.5)采样点,于2017年1月-2017年12月采集了大气PM_(2.5)样品,然后运用ICP-MS对13种金属元素质量浓度进行测定,并讨论分析PM_(2.5)及其金属元素的时间、空间污染特征、来源及健康风险评价。主要研究结论如下:(1)邯郸市教学区四季大气PM_(2.5)质量浓度为冬季秋季春季夏季的季节变化规律,四季金属元素质量浓度为冬季秋季夏季春季,13种元素的平均浓度在冬季均最高;PM_(2.5)浓度变化和气象因子有一定的相关性,而PM_(2.5)中的金属元素和气象因子相关性不大;(2)不同功能区的金属元素含量顺序依次为:工业区交通区工业生活区教学区,工业区和交通区中Al、K、Mg、Fe元素的含量占比都较大,分别占金属元素总浓度的97.45%、78.74%,教学区中K元素的含量占比较大达到37.09%,而各功能区的其它金属元素含量都低于1μg/m~3。(3)利用富集因子法和主成分分析法来解析邯郸市PM_(2.5)中金属元素的污染来源为人为源,金属冶炼和工业排放的贡献率较高;不同功能区来源解析分别是教学区为金属冶炼(58.14%),工业区为工业排放(53.41%),交通区为扬尘污染(29.52%),工业生活区代表燃煤的排放(43.59%)。(4)邯郸市教学区四季不同重金属元素对人体所造成的非致癌健康风险系数之和超过人体所能接受的水平;在不同季节,Cr元素的致癌风险和非致癌风险都很大,对不同人群来说,As元素对儿童存在较高的健康风险,As元素来自金属冶炼,应注意邯郸市钢铁行业污染的排放。邯郸市各功能区Cr和Mn元素的HQ值均超过1,交通区As和Ba元素对儿童产生的非致癌健康风险系数大于人体可接受的水平1,而对于不同人群,各个功能区在冬季HI值均超过人体所能接受限值1;各个功能区中Cr、As元素对成人和儿童所造成的ILCR值均超过10~(-4)、Co元素对儿童所造成的致癌风险均超过10~(-6)。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X513
【图文】：

图 2-1 采样点分布示意图Fig.2-1 Sampling sites2.2.2 样品采集2.2.2.1 仪器的选择本研究的采样仪器为青岛金仕达电子科技有限公司的中流量颗粒物采样器（KB-120），仪器配备有不同尺寸的切割头，本次实验中只使用了 PM2.5大气细颗粒物采样头，采样器切割头的直径为 90mm。实验中使用的所有采样器均以恒定的 100L/min 流速运行，在采样过程中，仪器记录了大气压力、平均温度、标况体积、采样时间等参数。

图 2-2 采样仪器Fig.2-2 Sampling instrument的选择和处理英国 Whatman 公司生产的石英滤膜，该膜的优学实验分析。进行采样前，需将矩形的石英滤膜入铝箔袋，然后放入马弗炉内，温度到达 550℃却到室温后，取出放进恒温箱恒温约 48 小时左天平进行称重，同时记录未采样前滤膜重量。采样切割头内，采样完成之后使用镊子将滤膜取下，放在恒温箱中平衡，48 小时之后使用电子天，然后等待进行实验分析。

图 2-2 采样仪器Fig.2-2 Sampling instrument膜的选择和处理英国 Whatman 公司生产的石英滤膜，该膜的优学实验分析。进行采样前，需将矩形的石英滤膜入铝箔袋，然后放入马弗炉内，温度到达 550℃却到室温后，取出放进恒温箱恒温约 48 小时左天平进行称重，同时记录未采样前滤膜重量。采样切割头内，采样完成之后使用镊子将滤膜取下，放在恒温箱中平衡，48 小时之后使用电子天，然后等待进行实验分析。

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本文编号：2770929