东南沿海平原地区燃煤电厂大气颗粒物及颗粒物汞的分布特征研究

发布时间：2017-05-28 09:07

  本文关键词：东南沿海平原地区燃煤电厂大气颗粒物及颗粒物汞的分布特征研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：汞是环境中一种生物毒性极强的重金属污染物,易在生物体内产生积累效应,严重威胁生态安全和人类健康。燃煤电厂是最大的人为汞排放源,其排放的颗粒物汞对周围区域环境带来了一定的污染问题。本研究对东南沿海平原地区燃煤电厂不同方位距离的9个采样点进行为期9个月的大气颗粒物采集,以PM2.5、 PM10为对象,研究了PM2.5、PM10与颗粒物汞的空间季节分布,利用源已知受体模型对PM25、PM10进行源解析,探讨汞在大气可吸入颗粒物中的浓度变化与颗粒物汞污染的分布特征。主要研究结论如下：(1)燃煤电厂区域环境中PM25与PM10体积浓度Cv范围分别为37.52～181.67μg/m3、53.14～250.3μg/m3,PM25占PM10的比重为69.17±16.04%,且PM2.5与PM10呈现显著相关性。PM2.5季节性分布规律为：冬季秋季夏季春季；PM10季节性分布规律为：冬季秋季春季夏季。PM2.5、PM10CV空间分布随燃煤电厂距离增加,呈现先增加再降低的趋势,PM2.5、PM10最大浓度落地点在1.3km～2.5km位置处,符合电厂污染物高架源排放的空间变化规律,表明周边区域环境可吸入颗粒物受到燃煤电厂显著影响。(2)PM2.5中OC、EC平均含量为29.88μg·m-3、7.99μg·m-3; PM10中OCEC平均含量为40.68μg·m-3、13.92μg·m-3。采样期间,PM2.5、PM10中OC、EC和TC呈现类似的季节性变化规律：冬季夏季秋季春季。利用化学质量平衡(CMB)模型计算得到的贡献率与电镜分析可以看出,燃煤电厂颗粒物的受多种污染源共同影响,以燃煤尘为主,餐饮油烟、机动车尾气、生物质燃烧和扬尘次之。(3) PM25、PM10中汞的Cv平均值为294.88±94.94 pg·m-3,363.41±133.52 pg·'-3。PM2.5、PM10中汞的Cm平均值为4.08±2.82μg·-1,3.34±2.29μg·g-1,均远高于燃煤(37±7ng/g)、飞灰(353±15ng/g),表明可吸入颗粒物具有富集气态汞的作用。PM25中汞Cv占PM10中汞Cv的81%以上,表明细颗粒物更容易富集汞。(4)从季节分布来看,PM2.5、PM10中汞的Cv的变化趋势为：冬季春季秋季夏季,PM2.5、PM10中汞的Cm的变化趋势均为：春季夏季秋季冬季。从空间分布来看,颗粒物汞的分布规律与PM2.5、PM10一致：随着燃煤电厂距离增加,颗粒物汞Cv也随之增高,直至出现浓度最大点,然后再随距离增加Cv降低,表明颗粒物汞Cv分布变化主要受到燃煤电厂的影响。(5)利用化学连续浸提法提取颗粒物汞的不同形态,结果表明可交换态汞(ExPM)、酸溶态汞(HPM)、元素汞(EPM)主要集中分布在PM2.5上,而惰性汞(RPM)则均匀分布于PM2.5和PM10上；ExPM与温度、光照强度、相对湿度呈正相关,表明ExPM具有吸湿性易溶于液体,其生成可能与光化学反应有关；而HPM、EPM、RPM与温度、光照强度、相对湿度呈负相关,与OC、 EC呈正相关,表明该三种形态汞主要以沉积或吸附的方式存在于颗粒物中。
【关键词】：燃煤电厂 PM_(2.5) PM_(10) 碳组分 源解析 颗粒物汞 形态汞
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773;X513
【目录】：

• 致谢6-8
• 摘要8-10
• Abstract10-15
• 1 绪论15-25
• 1.1 研究背景及意义15-17
• 1.1.1 研究背景15-16
• 1.1.2 研究意义16-17
• 1.2 文献综述17-22
• 1.2.1 重金属汞研究17-18
• 1.2.2 大气颗粒物研究18-20
• 1.2.3 我国大气颗粒物汞的研究20-22
• 1.2.4 燃煤电厂区域环境颗粒物汞污染研究进展22
• 1.3 研究内容和研究目标22-24
• 1.4 技术路线24-25
• 2 研究区自然环境和社会经济概况25-31
• 2.1 地理位置25
• 2.2 地形特征25-26
• 2.3 气候环境26-28
• 2.4 污染系数28-29
• 2.5 城镇状况29-31
• 2.5.1 城镇区划29-30
• 2.5.2 经济发展30
• 2.5.3 车辆状况30
• 2.5.4 人口状况30-31
• 3 材料与方法31-38
• 3.1 采样点的分布与样品采集31-32
• 3.1.1 大气颗粒物样采样点分布31
• 3.1.2 样品采集31-32
• 3.1.3 颗粒物碳组分源样品采集32
• 3.2 样品处理与实验32-37
• 3.2.1 样品处理32-33
• 3.2.2 主要实验仪器33
• 3.2.3 主要实验试剂33-35
• 3.2.4 大气颗粒物PM_(2.5)、PM_(10)的测定35
• 3.2.5 原煤、炉灰、飞灰总汞的测定35
• 3.2.6 大气颗粒物汞的测定35-36
• 3.2.7 大气颗粒物不同形态汞的测定36
• 3.2.8 碳组分分析36-37
• 3.2.9 扫描电镜——X射线能谱(SEM-EDX)分析37
• 3.3 气象资料来源37
• 3.4 实验室质量控制37
• 3.5 数据统计处理方法37-38
• 4 东南沿海燃煤电厂区域环境中可吸入颗粒物分布特征与源解析38-57
• 4.1 PM_(2.5).PM_(10)38-42
• 4.1.1 PM_(2.5)、PM_(10)季节规律性38-39
• 4.1.2 PM_(2.5)、PM_(10)空间分布规律39-41
• 4.1.3 PM_(2.5)、PM_(10)相关性分析41-42
• 4.2 大气颗粒物碳组分分析42-46
• 4.2.1 大气颗粒物碳组分季节分布42-43
• 4.2.2 OC、EC国内外比较43-44
• 4.2.3 二次颗粒物源解析44-46
• 4.3 可吸入颗粒物的源解析46-51
• 4.3.1 污染源的标识性碳组分46-47
• 4.3.2 PM_(2.5)、PM_(10)碳组分源分析47-48
• 4.3.3 不同采样点碳来源分析48-51
• 4.4 大气颗粒物的扫描电镜分析51-55
• 4.4.1 燃煤飞灰51-52
• 4.4.2 汽车尾气颗粒52
• 4.4.3 土壤颗粒52-53
• 4.4.4 燃煤电厂区域环境大气颗粒物53-55
• 4.5 本章小结55-57
• 5 沿海燃煤电厂大气颗粒物汞的分布特征57-72
• 5.1 燃煤电厂所用燃煤、粉煤灰物化性质57-58
• 5.1.1 燃煤电厂所用燃煤物化性质57
• 5.1.2 煤中汞含量57-58
• 5.1.3 飞灰中汞含量58
• 5.2 燃煤电厂大气颗粒物汞的污染特征58-65
• 5.2.1 燃煤电厂大气颗粒物汞含量58-60
• 5.2.2 大气颗粒物汞的季节变化特征60-61
• 5.2.3 大气颗粒物汞的空间距离分布特征61-63
• 5.2.4 颗粒物汞与颗粒物的相关性分析63-64
• 5.2.5 颗粒物汞与温度的关系64-65
• 5.3 大气颗粒物中各种形态汞分布特征65-71
• 5.3.1 赋存形态的粒径分布和季节变化65-68
• 5.3.2 各形态汞的粒径分布特征68
• 5.3.3 与气象因子和碳组分的关系68-71
• 5.4 本章小结71-72
• 6 结论与展望72-74
• 6.1 研究结论72-73
• 6.2 下一步工作建议73-74
• 参考文献74-84
• 作者简历84

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1 ;英国部分燃煤电厂试烧劈柴[J];环境导报;2003年08期

2 李甲亮,王琳,宫兆国;燃煤电厂生态电力工业园区建设探讨[J];能源环境保护;2005年02期

3 本刊编辑部;;《现有燃煤电厂二氧化硫治理“十一五”规划》发布[J];中国环保产业;2007年04期

4 ;国家发展改革委、环保总局发布《现有燃煤电厂二氧化硫治理“十一五”规划》[J];节能与环保;2007年05期

5 郑慧莹;熊t燁

本文编号：402313