被动采样监测遂宁市NO2时空分布特征

龙 帅，张 凯，唐红军，李双志，王 洁，何 芮(遂宁市环境监测中心站，四川 遂宁 629000)

NO2是一种普遍存在的大气污染物，是光化学烟雾发生的重要条件，对人体的呼吸系统有严重危害。近年来的监测中，全国许多城市大气中NO2的污染水平有上升趋势［1］。目前，我国对区域环境空气NO2的时空分布研究较多［2］。

遂宁市位于四川盆地中部，涪江中游，主要产业为电子、石油、化工、化肥、食品、水泥、轻纺等，工业排放和能源消耗排放的废气量快速增长;随着人民生活水平的日益提高，城市汽车拥有量迅猛增加，机动车尾气排放造成的空气污染正呈上升趋势。覃钦晏等曾经对遂宁市城区大气主要污染物污染水平及变化规律进行过研究［3］，但对整个遂宁市环境空气污染浓度时空分布特征的研究还是空白，本研究采用成熟［4］、相关性好［5～6］的被动采样方法，通过为期1a的监测分析，获得整个遂宁市辖区内NO2浓度水平及时空分布，为遂宁市空气污染防治提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样仪器

采用Handy SONOX 分子扩散采样器，购于日本绿蓝公司，由固定托盘和扩散盘组成，内置浸药滤膜与不锈钢挡风纱网，网与滤膜之间由特氟龙密封垫隔开，具有重量轻、体积小，操作简便、无需电源等特点。其滤膜也购于日本绿蓝公司，浸有三乙醇胺溶液。刘敏等在与遂宁市相邻的重庆市研究了该采样器监测结果与自动监测的比对分析，结果表明数据偏差均＜10%，且相关性较好，具有较好的稳定性［7］。

其基本原理为:气体污染物在采样器扩散腔中传递的过程都遵循Fick’s 定律［8］，其数学表达式为:

对于特定的气体污染物和特定的被动式采样器，其扩散系数D、总有效扩散面积A和总的有效扩散腔长度L 是一定值，因此K 是一个常数，它相当于泵采样器的流量，称为被动式采样器的采样速率。当已知K，测得被吸收层所采集的被测污染物含量W和采样时间t，可由上式计算出空气中污染物的浓度c，这就是被动式采样器的基本原理。

1.2 监测点位布设

在遂宁市整个辖区内，以16km×16km的均匀网格布设点位18个，采样点位分布见图1，点位布设时避开交通干线、工业大气污染源，尽量监测自然点位，以了解区域NO2背景含量状况。

1.3 样品分析与数据处理

采样周期为1个月，研究时间为2011年3月至2012年2月。样品采集后，在避光冷藏的条件下，统一送至四川省环境监测中心站进行分析。采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS Statistics 17.0软件进行数据处理、分析;采用Arcgis ArcMap 10进行绘制等值线图。

2 结果与讨论

2.1 NO2浓度的时间差异

2.1.1 月浓度变化

通过对遂宁市辖区为期1a的监测，获得NO2的监测数据210个，结果表明遂宁市NO2平均浓度为(3.44 ±1.80)μg/m3，浓度水平并不高。通过分析遂宁市辖区内不同月份的NO2的平均浓度(图2)，可以看出，二氧化氮浓度在全年与气温呈反方向变化:气温高，浓度低，反之，浓度高。

2.1.2 季浓度变化

将3～5月划分为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12～次年2月为冬季，遂宁市各季节NO2浓度变化如图3。通过Kruskal－Wallis H 检验显示，不同季节NO2浓度大小差异极显著(χ2=32.176，df=3，p=0.00 ＜0.01)，表明遂宁市不同NO2浓度季节变化规律是:冬季＞春季＞秋季＞夏季。我们分析主要是受遂宁市气候影响较大，夏季是遂宁市的雨季，空气潮湿、多雨，对大气污染物有很好的稀释清除作用，有研究表明雨量大小与污染物稀释程度存在正相关关系［9～10］。秋、冬季节降水量小，故NO2浓度相对较高。

2.2 不同区域内NO2浓度差异

按照遂宁市管辖范围内的不同行政区县划分为不同区域，各区域的NO2浓度见图4。通过Kruskal－Wallis H 检验显示，不同区县NO2浓度大小差异极显著(χ2=78.288，df=4，p=0.00 ＜0.01)，表明NO2浓度由大到小的区域依次是:船山区＞安居区＞大英县＞蓬溪县＞射洪县。我们分析造成这种分布原因主要是与各区域的污染源数量及车流量有关。

2.3 NO2的等值线图

污染问题的图形化是近年来国际上研究区域性环境问题的重要手段［11］。通过Arcgis ArcMap 10 获得遂宁市辖区全年NO2等值线图，见图5。由图5 可以看出:①NO2的高值区域主要集中在人口稠密、交通密集的城市区、船山区一带，有研究表明大气中NOx 主要来自于边界层内的直接排放且化学活性很强，受局地人为活动的影响较大［12］，也与交通强度密切相关［13］;②全遂宁市辖区范围内NO2呈现西北低、东南高的趋势，这与遂宁市污染源整体布局以及主导风向(西北风)有关。

3 结论

(1)遂宁市NO2平均浓度为(3.44 ±1.80)μg/m3，浓度水平并不高，高浓度值出现在冬季，低浓度值出现在夏季。浓度季节变化规律是:冬季＞春季＞秋季＞夏季。

(2)从不同区域范围内NO2浓度看，浓度最高值出现在全市工业集中及车流量较大的区域(船山区)。

(3)受遂宁市污染源整体布局以及主导风向(西北风)的影响，全辖区范围内NO2呈现西北低、东南高的趋势。

［1］程春明，吴忠勇，燕娥.我国的城市发展与大气污染［J］.环境科学研究，1994，7(2):13－17.

［2］张羽，牛生杰.湛江市空气NO2浓度变化特征及时频分析［J］.中国环境监测，2009，25(5):107－113.

［3］覃钦晏，张凯，韩常清.遂宁市大气主要污染物污染水平及变化规律［J］.内江师范学院学报第，2011，26(4):45－48.

［4］吴丹，王跃思，潘月鹏，等.被动采样法观测研究京津冀区域大气中气态污染物［J］.环境科学，2010，31(12):2844－2851.

［5］张兆年，张彩香.浅析被动采样器监测环境空气质量数据的可比性［J］.中国环境监测，2006，(4).

［6］陈魁，张震，梅鹏蔚，等.被动采样监测环境空气中SO2和NO2［J］.环境监测管理与技术，2007，19(5):43－45.

［7］刘敏，李礼，刘建萍，等.被动吸收采样与自动监测仪对空气中SO2、NO2的对比监测研究［J］.三峡环境与生态，2012，201(6):36－38.

［8］陈桂贻，汤利民，陈志莲.被动式采样器的现状与发展［J］.中国卫生检验杂志，2000，10(4):494－496.

［9］陈吟晖，姜丽萍，朱舒曼.中山市地面气象要素与环境空气质量的关系［J］.广东气象，2006，28(2):36－39.

［10］冯宏芳，隋平，邱丽霞.福州市污染物浓度时空分布及影响因子分析［J］.气象科学，2003，31(6):356－ 360.

［11］李杰，吴其重，高超，等.东亚春季边界层臭氧的数值模拟研究［J］.环境科学研究，2009，22(1):1－6.

［12］叶堤，陈刚才，陶俊，等.重庆市春季大气NO2浓度空间分布特征研究［J］.四川环境，2005，24(1):34－37.