北方规模化猪场周围环境空气中PM10的监测分析

王卫红，刘双红，任永鑫，孙 斌

（1.吉林省吉林市动物疾病预防控制中心，吉林吉林132013；2.黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江大庆163319）

北方规模化猪场周围环境空气中PM10的监测分析

王卫红1，刘双红2，任永鑫2，孙 斌2

（1.吉林省吉林市动物疾病预防控制中心，吉林吉林132013；2.黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江大庆163319）

为了检测龙江省东部地区某规模化猪场周围环境空气中PM10日均浓度，以分析猪场产生的PM10对周围环境和人畜健康的影响。采样标准，按HJ/T194的要求执行。采样后，测量采样器中采样前后滤膜重量差，根据公式计算PM10的重量和浓度。结果经过7 d连续采集样品的测定，最终获得数据为PM10浓度范围在0.065mg/m3至0.085mg/m3之间，日均0.076mg/m3，猪场四周的PM10浓度值每天均高于国家标准，总体增加范围在1倍以内，最高可以达到标准值的1.7倍。

猪场；悬浮颗粒物；PM10；环境

在环境科学中，颗粒物特指悬浮在空气中的固体颗粒或液滴，是空气污染的一个主要来源。漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称为总悬浮颗粒物（totalsuspended particulate，TSP），粒径范围约为0.1～100μm［1］。通常把空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物称为可吸入颗粒物（in⁃halable particles），亦称为PM10。PM10可以被人和其他动物吸入，沉积在呼吸道、肺泡等部位而引发呼吸系统疾病。可吸入颗粒物的直径越小，进入到呼吸道的部位就越深。PM10通常沉积在动物或人的上呼吸道，直径5μm的可吸入颗粒物能进入呼吸道的深部，直径2μm以下的可吸入颗粒物则100%深入到细支气管和肺泡部位［2］。

PM10是在环境大气中长期悬浮的微粒，对空气能见度影响非常大。一部分可吸入颗粒物来自污染源的直接排放，例如机动车辆与大量的烟囱。另外一部分是由大气中的氮氧化物、硫氧化物、挥发性有机化合物及其他化合物互相作用形成的直径细小颗粒物，它们的成分和物理化学性质随气候、地点、季节不同而变化很大。机动车在泥土路面上行驶、破碎碾磨材料的处理过程以及被风扬起的尘土都可以产生可吸入颗粒物［3］。有些颗粒直径≤2.5μm的可吸入性颗粒（PM2.5），在空气中悬浮时间更长且含量高，容易将污染物带到很远的地方而扩大污染范围［4］。

目前我国可吸入性颗粒造成的环境污染分布较广，给人们的生产和生活带来很多不利影响。颗粒物的理化性质及其来源决定了PM10对人体和其他动物的危害程度［5］。粒径和状态与其在呼吸道内沉积和清除密切相关［6］。PM10中直径较大的粒子主要是自然界尘粒和环境污染产生的原生粒，容易沉降并滞留在鼻腔和口腔内。污染气体经过复杂的多相化学反应和转化，或者由高温环境里排放出来的过饱和气态物质经冷凝、碰撞、凝聚、吸附也可形成直径较细粒子［7］。可吸入颗粒物的表面可以附着大量各种重金属元素和有机污染物，这些重金属和有机污染物大多数为基因毒性诱变物质和致癌物质，对人和其他动物的危害极大［8］。

1 材料与方法

1.1 样品采集监测猪场为黑龙江省东部地区某规模化猪场，猪场为高位床养殖，利用冲水法清洗，共有种猪700余头。监测地点在距离猪场围墙100m处多点监测，为期7 d。

环境空气监测中采样环境及采样频率的要求，按HJ/T194的要求执行。采样时，采样器入口距地面高度不得低于1.5m。采样不宜在风速大于8m/s等天气条件下进行。采样点应避开污染源及障碍物。如果测定交通枢纽处PM10和PM2.5，采样点应布置在距人行道边缘外侧1 m处。采用间断采样方式测定日平均浓度，平均每天测量4次，累计采集时间20 h。

采样时，将已称重的滤膜用镊子放入洁净采样夹内的滤网上，滤膜毛面应朝进气方向。将滤膜牢固压紧至不漏气。如果测定任何一次浓度，每次需更换滤膜；如测日平均浓度，样品可采集在一张滤膜上。采样结束后，用镊子取出。将有尘面两次对折，放入样品盒或纸袋，并做好采样记录。滤膜的选择。使用Whatman公司生产Φ47 mm特氟隆（Teflon）基质滤膜（孔径为2μm）。每张滤膜要在灯光下检验，除去不均匀、有孔或裂缝的滤膜。合格的滤膜放塑料盒内，并且编号。称量之前，将滤膜放置在恒温（20℃±2.5℃）、恒湿的（相对湿度50%± 5%）的天平室内24 h以上。每次称重前，用100mg的标准法码进行校准。称量前，必须每张滤膜放置在接地的洁净铜板上消除静电。然后，称重。称精确至1μg，两次称量之差不得大于2μg。每称完10张滤膜之后，重新称量第10张滤膜，两次的偏差应不得大于5μg。每称完20张滤膜之后，必须重新应称量1张质控滤膜，偏差要小于或等于20μg。滤膜采集后，如不能立即称重，应在4℃条件下冷藏保存。1.2仪器设备PM10切割器、采样系统：切割粒径Da50=（10±0.5）μm；捕集效率的几何标准差为σg=（1.5±0.1）μm。其他性能和技术指标应符合HJ/T 93-2003的规定。

大（中）流量孔口流量计，真空碟阀，负压调节阀，稳标准粒子发生器，荧光分光光度计，累计流量计，电子秒表（日差±1s/d），声级计，兆欧表，电压表，湿度表，干燥器。（仪器精密标准均参考国标GB3095-2012）。

恒温恒湿箱（室）：箱（室）内空气温度在（15℃～30℃范围内可调，控温精度±1℃。箱（室）内空气相对湿度应控制在（50±5）%。恒温恒湿箱（室）可连续工作。

滤膜：根据样品采集目的可选用玻璃纤维滤膜、石英滤膜等无机滤膜或聚氯乙烯、聚丙烯、混合纤维素等有机滤膜。滤膜对0.3μm标准粒子的截留效率不低于99%。空白滤膜按分析步骤进行平衡处理至恒重，称量后，放入干燥器中备用。

1.3 方法

1.3.1 试验原理按国家标准《HJ618-2011环境空气PM10和PM2.5的测定重量法》［9］和环境保护标准《HJ/93-2013环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）采样器技术要求及检测方法》［10］，被测空气送进切割器后，将与大于10μm粒径的微粒分离，而小于10μm粒径的微粒则随着气流经分离器的出口被阻留在已恒重的过滤膜上。根据采样前后滤膜重量差以及采样体积，计算出待检样品PM10浓度，以mg/m3表示。采样设备的技术参数必须符合国家有关标准。1.3.2分析步骤将滤膜放在恒温恒湿箱（室）中平衡24 h，平衡条件为：温度取15℃～30℃中任何一点，相对湿度控制在45%～55%范围内，记录平衡温度与湿度。在上述平衡条件下，用感量为0.1mg或0.01mg的分析天平称量滤膜，记录滤膜重量。同一滤膜在恒温恒湿箱（室）中相同条件下再平衡1 h后称重。对于PM10颗粒物样品滤膜，两次重量之差分别小于0.4 mg或0.04 mg为满足恒重要求。采样前后，滤膜称量应使用同一台分析天平。

1.3.3 计算方法PM10浓度按下式计算

公式中：C-飘尘浓度，mg/m3；G2-采样后滤膜重量，g；G1-采样前滤膜重量，g；Vr-换算成标准状态下采样休积，m3。

2 结果

根据国家环境保护标准GB6921-86规定，采用重量法，将悬浮在空气中，空气动力学直径小于等于10μm的颗粒物吸附在已知质量的滤膜上，通过重量差值计算可吸入性颗粒物浓度。由表1可知，可吸入性颗粒物PM10检测结果显示，经过7 d连续采集样品的测定，最终获得数据为PM10浓度范围在0.065 mg/m3至0.085 mg/m3之间，日均0.076 mg/m3。根据我国相关规定，国标GB3095-2012中规定农村地区空气可吸入颗粒物浓度上限日均0.05 mg/m3［1］，在与监测值进

表1 PM 10日均值

行比较后可以发现，猪场四周的PM10值每天均高于国家标准，总体增加范围在一倍以内，最高可以达到标准值的1.7倍，说明对猪场周围环境造成了环境污染。试验开始阶段空气中PM10浓度变化幅度较小，后期浓度变化幅度较大。

3 小结

空气中长期漂浮着的可吸入性颗粒物PM10可通过呼吸道进入肺黏膜［56、58］。可能引起组织结构的损坏和炎症的发生，导致心血管和呼吸道疾病。大量PM10随风等因素从猪场内部扩散至其周边地区，引起空气污染，对环境造成了一定的危害［7］。同时由于粒径较小比较容易进入人体或其他动物体的肺泡甚至血液中，可以直接导致心血管疾病。

猪场环境中的PM10主要来自猪只的排放和饲养管理过程产生的微颗粒物质，如清扫地面、喂料、清粪等，猪的活动、咳嗽、呼吸等也会引起空气中微粒增多。微粒是许多微生物以及有害气体的传播媒介，目前已证实，空气中的悬浮微粒对猪、牛等家畜的呼吸道疾病和传染病的发生有着密切的关系［11］。微粒的毒害的性质还取决于其的化学性质，微粒在呼吸道的时间长短和深度则主要取决于微粒的直径大小。可到达支气管的是5～10μm的微粒，而可以进入肺泡和细支气管的是5μm的微粒，可通过淋巴循环到达血液系统或经淋巴结被运送到其他器官，而导致呼吸系统疾病的发生［5、7］。

为了改善畜禽养殖环境，推进畜禽养殖业废弃物的无害化处理和利用，提高肉类品质保护人类健康，促进畜牧业持续健康发展，2013年11月26日，李克强总理签署国务院令，发布了《畜禽规模养殖污染防治条例》。条例规定畜牧业发展规划应当统筹考虑环境承载能力以及畜禽养殖污染防治要求，科学布局，合理确定畜禽养殖的品种、规模、总量。由此可见，扩大养殖范围的同时兼顾环境保护，已经成为养殖业发展的新方向。

［1］2012 G B.环境空气质量标准［S］［D］.2012.

［2］魏复盛，滕恩江，吴国平，等.我国4个大城市空气PM2.5 PM10污染及化学组成［J］.中国环境监测，2001，17（7）：1-6.

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S828

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0529-6005（2015）12-0095-02

2015-09-11

王卫红（1968-），女，高级兽医师，本科，主要从事畜牧兽医技术管理与研究工作，E-mail：1601777413@qq.com

孙斌，E-mail：mulberrysnow@msn.com