1、典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告目 录一、研究背景 .1二、研究目的 .1三、研究内容 .2四、方案设计 .21、采样点位22、滤膜准备23、主要典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告1仪器24、样品采集25、样品保存和运输26、样品测定典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告227、数据分析2五、实验结果 .21、颗粒物日均质量浓度22、元素测定典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告323、可溶性离子浓度测定24、多环芳烃测定2六、结果分析 .21、日典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告4均质量浓度比较分析22、元素分布特征及来源23、可溶性典型区
2、域环境空气颗粒物组分分析研究报告5离子含量分析24、多环芳烃含量分析2七、主要结论 .2八、工作建议 .2一、研究背景京津冀地区是我国政治、经济和文化中心，经济迅速发展的同时，带来的严重环境问题，如颗粒物污染、灰霾、光化学烟雾等，给当地的生态环境和人们的身体健典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告6康带来严重危害。随着京津冀地区能源消耗的不断攀升，区域大气污染日趋严重，颗粒物已成为首要污染物。该地区大气污染物的组成和分布特征，以及大气污染物的控制对策，己经成为专家研究和公众关注的热点问题。根据新修订的环境空气质量标准的分期实施要求，2012 年，京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会
3、城市；2013 年，113 个环境保护重点城市和国家环保模范城市；2015 年，所有地级以上城市；2016 年 1 月 1 日，全国实施新标准。因此，本研究选择京津冀地区开展颗粒物组分的研究工作。大气颗粒物是由元素碳、有机碳、铵盐、硝酸盐、硫酸盐、矿物尘、海盐、痕量重金属元素以及水等成分组成的复杂混合体。PM 10 是指环境空气动力学当量直径小于等于 10m 的颗粒物， PM2.5 是指环境空气动力学当量直径小于等于 2.5m 的颗粒物，目前对其研究主要包括质量浓度、数量浓度、单个颗粒大小和形状、粒度、颗粒的聚集特性、可溶性、无机和有机化学组分、物相组成等。正是由于其化学组成复杂多变，目前尚难
4、以对其所有组分进行直接检测。近年来，有关北京地区颗粒物组成的研究较多，但缺乏对区域内其它工业城市及背景地区大气颗粒物质量浓度、粒径分布及其化学组成的同步观测研究。因此，本项目重点在于研究和分析京津冀地区和背景点大气颗粒物的组成，对深入了解颗粒物在全球气候变化中所起的作用以及对人类和生态环境健康的影响具有重要意义。二、研究目的 为配合落实新修订的环境空气质量标准分期实施要求，了解典型地区环境空气典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告7颗粒物 PM10 和 PM2.5 的浓度水平和污染物组成，本研究选择京津冀和从南至北的四个国家大气背景站作为研究地区，分别采集空气颗粒物样品，通过滤膜中多环芳烃、无
5、机元素和可溶性离子等组分分析，初步掌握典型地区污染物构成和分布特征，为环境管理部门科学决策和管理监控提供技术支持和依据。三、研究内容 对空气滤膜样品中的无机元素、可溶性阴阳离子和多环芳烃进行分析测定。元素测定方法参照 EPA IO-3.1 和 3.5，阴阳离子参照 EPA IO-4.2，多环芳烃参照空气和废气监测分析方法（第四版增补版）。四、方案设计1、采样点位原则：避开局地污染源和障碍物，尤其是地面扬尘的直接影响，采样点宜选在周围空旷的地点或楼顶，能够代表周围的大气环境。城市点：在京津冀地区选择北京、天津、石家庄 3 个典型城市。北京点位设在中国环境监测总站楼顶(九层)，天津点位设在天津市环
6、境监测站楼顶( 四层)，石家庄点位设在电视塔一层采样平台(约 80 米)。背景点：选择山西庞泉沟、吉林长白山、湖北神农架、广东南岭，4 个国家大气背景典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告8站。图1 为采样点位示意图。图 1 采样点位示意图2、滤膜准备滤膜选用美国 Whatman 公司生产的三种滤膜，即 9.0cm 玻璃纤维滤膜、9.0cm石英滤膜和 47mm 石英滤膜。由总站统一购买，寄给天津和石家庄市站，滤膜的前处理和称量由当地市站协助完成。多环芳烃分析采样用玻璃纤维滤膜，滤膜使用前在 500马弗炉中灼烧 30min，以去除杂质和有机物，元素和离子分析等无机项目采样采用石英滤膜，膜的尺寸根
7、据采样器的需要而定。典型区域环境空气颗粒物组分分析研究报告9使用前滤膜应放在恒温恒湿箱/室中平衡 24h，温度 1530 ，相对湿度45%55%，用 0.1mg 或 0.01mg 的分析天平称量滤膜，记录重量。在上述相同条件下平衡 1h 后再次称重，两次重量之差 PM10 和 PM2.5应分别小于 0.4mg 和0.04mg，详见环境空气 PM10 和 PM2.5 的测定 重量法HJ 618-2011。3、主要仪器武汉天虹 TH-150A 智能中流量总悬浮微粒采样器，TH-16A 四通道大气颗粒物采样仪，分别配有 PM10-PM2.5-100 组合式多功能切割器。美国 CEM 公司微波消解仪、
8、美国安捷伦 7500a ICP-MS、美国戴安离子色谱 ICS-2000、美国 Waters 公司UPLC H-class 超高压液相色谱仪4、样品采集采样时间为 2012 年 10 月11 月，采样器流量校准按照 GB/T15432-1995环境空气 总悬浮颗粒物的测定-重量法进行。单通道采样流量 100L/min，四通道 16.67 L/min。城市点一个样品连续采集 23h（如，早上 10:00 至第二天 9:00），采集至少5 个有效天数。背景点一个样品连续采集 30-36h，采集两次。城市点由 总站、天津市站、石家庄市站在同一时间段，分别在北京、天津、石家庄三个城市开展样品采集工作。背景点由总站分析室组成 4 个小组，在此期间分赴四个大气背景站采样。总
