石家庄市大气颗粒物TSP，PM10和PM2.5主要成分研究

戴春岭,齐　堃,张菲菲

(石家庄市环境监测中心,河北石家庄　050022)



石家庄市大气颗粒物TSP，PM10和PM2.5主要成分研究

戴春岭,齐堃,张菲菲

(石家庄市环境监测中心,河北石家庄050022)

摘要：为了研究石家庄市大气颗粒物TSP，PM10以及PM2.5中的主要成分，在不同季节分别采集了该市6个点位的颗粒物样品，对其主要成分的浓度与含量进行了分析。研究表明，TSP，PM10以及PM2.5中的主要成分为，Al，Si，Fe，OC，EC等，这些主要成分在各粒径中呈现季节性变化的特点。春季以扬尘污染为主，冬季燃煤污染显著，夏秋季为复合型污染。市区6个点位主要成分的变化规律基本一致，“西南高教”与“西北水源”的颗粒物污染较为严重，可能与其周围污染源分布有关。

关键词：大气污染防治工程；石家庄市； TSP；PM10；PM2.5；主要成分

石家庄市作为河北省省会，处于国家划定的京津冀重点大气污染防治区域，已被国家列入率先实施新的空气质量标准的城市。石家庄市环境空气处于高污染水平，2013年，石家庄市226天首要污染物为 PM10，111天首要污染物为PM2.5，TSP的污染也未得到有效控制。目前针对石家庄市大气颗粒物污染的研究主要集中在颗粒物的单一组分和单一季节变化特征方面[1-14]，针对全年的颗粒物全粒径TSP，PM10，PM2.5的研究较少，颗粒物中主要成分的完整成分谱鲜有报道。本研究通过分析石家庄市四季颗粒物TSP，PM10，PM2.5中的主要成分的时空变化规律，构建受体成分谱库，旨在为摸清石家庄市大气颗粒物来源提供技术支持。

1采样与分析

1.1样品采集

采样点设置在6个大气质量国控点位(“化工学校”、“西北水源”、“西南高教”、“高新区”、“监测中心”、“职工医院”)，以反映石家庄市各区的污染水平。

滤膜样品TSP，PM10，PM2.5采样仪器采用武汉天虹仪表有限责任公司提供的TH-150系列智能中流量大气采样器，分别选取TSP，PM10，PM2.5切割头进行样品采集。在每个点位使用3台采样仪分别采集TSP，PM10与PM2.5，保证TSP，PM10与PM2.5的数据同步性。采样前将所有仪器进行流量校准和切割头清洗。每种粒径的颗粒物都同时采用直径为90 mm的聚丙烯和石英2种滤膜进行样品采集。采样按照春、夏、秋、冬4个季节分别采样，采样时间为2013年全年，春季在4月采样，夏季在6月采样，秋季在10月采样，冬季在12月采样，每个季节连续采样9天，保证至少7天的有效数据。每天连续采样不少于20 h，雨雪天不采样。

1.2样品前处理与分析

1.3质量控制与质量保证

为了保证数据的准确性与精密性，在大气颗粒物样品采集、滤膜称量、化学组分分析等监测过程中实施了空白分析、实验室平行样分析、标准曲线绘制与核查、加标回收、有证标准物质核查等一系列质量保证措施。质量控制措施参见文献[15]。

2结果与讨论

2.1颗粒物浓度分析

表1　石家庄市春季大气颗粒物主要成分的质量浓度Tab.1　Concentration of major chemical constituents in TSP, PM10 and PM2.5 in spring of Shijiazhuang City

表2　石家庄市夏季大气颗粒物主要成分的质量浓度Tab.2　Concentration of major chemical constituents in TSP, PM10 and PM2.5 in summer of Shijiazhuang City

表3　石家庄市秋季大气颗粒物主要成分的质量浓度Tab.3　Concentration of major chemical constituents in TSP, PM10 and PM2.5 in autumn of Shijiazhuang City

表4　石家庄市冬季大气颗粒物主要成分的质量浓度Tab.4　Concentration of major chemical constituents in TSP, PM10 and PM2.5 in winter of Shijiazhuang City

2.2颗粒物成分分析

表5石家庄市大气颗粒物中主要成分的质量浓度与质量分数

Tab.5Concentration and percentage content of major chemical constituents in TSP, PM10and PM2.5in Shijiazhuang City

成分大气颗粒物TSP质量浓度/(μg·m-3)质量分数/%PM10质量浓度/(μg·m-3)质量分数/%PM2.5质量浓度/(μg·m-3)质量分数/%Al18.554.4612.683.786.23.05Si43.9710.5730.269.0311.785.79Ca24.35.8416.364.886.753.32Fe7.51.805.321.591.430.70OC28.876.9425.697.6717.798.74EC10.912.628.522.547.253.56NH+418.674.4919.55.8215.977.84NO-336.038.6632.959.8321.2510.44SO2-447.6011.4444.6413.3232.2615.85

2.3大气颗粒物空间分布特征

本研究中用6个采样点位的监测浓度平均值代表市区的总体污染情况，用各季节加权浓度代表全年的污染情况。各个点位大气颗粒物TSP，PM10和PM2.5的质量浓度监测结果如表6—表8所示。

表6　石家庄市大气颗粒物TSP的监测质量浓度

表7　石家庄市大气颗粒物PM10的监测质量浓度

表8　石家庄市大气颗粒物PM2.5的监测质量浓度

大气颗粒物的空间分布特征在不同的季节也存在差异。TSP整体上在“高新区”污染较重，在“监测中心”和“职工医院”污染较轻； PM10整体上在“西南高教”污染较重；对于细粒子PM2.5，冬季在“职工医院”浓度最高，春夏季在“西北水源”浓度最高，秋季在“西南高教”浓度最高。可见，本研究中PM2.5空间分布特征在各个季节的差异较大，整体上“西北水源”和“西南高教”的PM2.5浓度较高，而“化工学校”和“高新区”的浓度较低。综上所述，本研究中石家庄市的大气颗粒物污染在“西南高教”处较严重，而在“监测中心”、“化工学校”虽有较多的污染源，但其颗粒物的监测数据并不高，这可能与采样各点位周围污染源排放管控和治理情况有较大关系。

3结语

3)石家庄市大气颗粒物污染严重，持续做好TSP，PM10与PM2.5主要成分的分析与变化规律的研究，组建大气颗粒物主成分网，对于大气颗粒物来源的解析以及防治对策的制定具有重要意义。

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Study on the major components of atmospheric particulates TSP, PM10and PM2.5in Shijiazhuang City

DAI Chunling, QI Kun, ZHANG Feifei

(Shijiazhuang Environmental Monitoring Center, Shijiazhuang, Hebei 050022, China)

Abstract:In order to study the major components of atmospheric particulates TSP, PM10and PM2.5in Shijiazhuang City, the particulate samples are collected at six points in Shijiazhuang City in every season, and the concentration and content of major components are analyzed. The Research shows that the major components of TSP, PM10and PM2.5are , , , Al, Si, Fe, OC/EC, and so on, and the major components varies with the season. In spring, the dust pollution is the main pollution component; in winter, the pollution of coal combustion is significant; in summer and autumn, it is composite pollution. The change rule of the major components at the six points is basically the same, while the pollution at South-west-gaojiao and North-west-headwaters is more serious, which may be related to the distribution of pollution sources.

Keywords:atmospheric pollution control engineering; Shijiazhuang City; TSP; PM10; PM2.5; major components

文章编号：1008-1534(2016)03-0252-06

收稿日期：2016-01-24;修回日期：2016-04-06；责任编辑：王海云

基金项目：河北省科技支撑计划项目(13273702D)

作者简介：戴春岭(1982—)，女，河北石家庄人，工程师，硕士，主要从事环境监测与评价方面的研究。E-mail:dailing1117@126.com

中图分类号：X513

文献标志码：A

doi:10.7535/hbgykj.2016yx03013

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DAI Chunling, QI Kun, ZHANG Feifei.Study on the major components of atmospheric particulates TSP, PM10and PM2.5in Shijiazhuang City [J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology,2016,33(3):252-257.