-2014届 分 类 号: 单位代码:10452毕业论文设计冬季主要污染物日变化规律研究姓 名建美学 号 201007020227年 级2010 专 业地理科学 系 院资源环境学院 指导教师 广娜2014年3月30日. z.-摘 要改革开放30多年来，随着经济的开展，城市化进程的加快，以资源消耗为主的经济增长方式带来的高强度的污染排放，PM10、PM2.5、SO2及NO2是主要的污染排放物，对人体安康、生态环境和社会经济产生了巨大的威胁与损害。本文以及市各监测点大气污染物实时监测数据为对象，分析了大气颗粒物PM10、PM2.5、SO2及NO2的日变化规律。研究阶段涵盖中国传统节日小年、春节及元宵节，结果发现：浓度变化受鞭炮影响的污染物主要是SO2，受采暖期煤炭燃烧影响的污染物主要是PM2.5与PM10，PM2.5与PM10的浓度同时受春节期间燃放鞭炮的影响，而NO2的浓度变化的主要影响因子是机动车尾气排放，其次是鞭炮的影响。关键字：日变化规律；PM10；PM2.5；SO2；NO2. z.-Abstract30 years of reform and opening up, along with economic development, urbanization, pollution, resource depletion caused by emissions of economic growth based high strength, PM10, PM2.5, SO2 and NO2 emissions are the main substance on human health, ecological and socio-economic environment has had a huge threat and damage. In this paper, the real-time monitoring data for the city of Shenyang and Dalian object monitoring points atmospheric pollutants analyzed PM10, PM2.5, SO2 and NO2 diurnal variation of atmospheric particles. Research phase covers a small traditional Chinese festivals, the Spring Festival and the Lantern Festival, and found: changes in the concentration of pollutants by firecrackers mainly affect SO2, pollutants affected by the burning of coal for heating is mainly PM2.5 and PM10, PM2.5 and affected by the concentration of PM10, while firecrackers during the Spring Festival, while changes in the concentration of NO2 is the main factor affecting vehicle e*haust emissions, followed by the effects of firecrackers.Keywords:diurnal variation;PM10;PM2.5;SO2;NO2. z.-目 录摘 要I1 前 言11.1 大气污染物可吸入颗粒物的研究进展11.2 大气污染物SO2的研究进展21.3 大气污染物NO2的研究进展32 数据分析与作图53 结果与分析63.1 冬季大气物可吸入污染颗粒物的分布特63.2冬季大气污染物SO2的分布特征73.3冬季大气污染物NO2的分布特征84. 结论9参考文献10致14. z.-1 前 言近年来，中国大气污染物引起的雾霾天气对人体安康的恶劣影响，已经引起了国外科研人员及政府官员的关注。研究说明，大气污染物对人体血淋巴细胞染色体断裂剂和基因毒性因子1、人体免疫球蛋白水平及呼吸道菌群的定植2、慢性阻塞性肺部疾病与心血管疾病3、血管皮细胞的氧化损伤4、儿童呼吸系统疾病和病症的阳性率增高5有显著影响。大气中的主要污染物分为大气可吸入颗粒物、SO2、NO2。1.1 大气污染物可吸入颗粒物的研究进展大气颗粒对人体的主要影响在于它被吸入人体后会加重一些已有呼吸系统疾病及心脏病患者的病情,同时对老人和儿童安康产生严重危害6。而长期工作于高悬浮颗粒浓度环境中的人则特别容易患上相关的职业病,如煤矿工人由于吸入煤矿尘埃导致的矽肺病,纺织工人因吸入棉屑导致的棉尘病等等6。除了引起人的安康问题外，悬浮颗粒还造成两种环境问题：一是酸沉积，指一些次级颗粒随降水来到地面，对其落下位置的生物和非生物造成威胁；二是降低能见度,当空气中悬浮颗粒浓度增大时，空气的清晰度就会降低，给交通等带来不便甚至引起重大灾害7。大气可吸入颗粒物的来源分为天然来源和人为来源两大类。一是颗粒污染的天然来源：一次颗粒物的天然来源主要有地面的扬尘，火山爆发时的迸出物，森林火灾燃烧物，来源于宇宙的陨星尘土以及生物界生成的颗粒物，例如花粉、孢子等等。而二次颗粒物的天然来源主要有森林排出的碳氢化合物，进入大气中后经过光化学反响产生的细小颗粒，以及与自然界中硫、氮、碳循环有关的转化产物。再是颗粒污染的人为来源大气颗粒物的人为污染源可概括为四大方面：燃料燃烧、工业生产过程、交通运输和农业活动排放8。目前对大气颗粒物的研究主要集中在城市大气污染物的扩散输送特征、城市群空气质量预报技术及区域性空气质量调控技术、城市大气边界层特征以及污染物传输的主导控制因子与输送规律等方面9-17已有研究说明：城市群的主要大气污染物是PM10、PM2.5、SO2和NO2，且冬季是城市群大气污染最严重的季节18。故本文以冬季-两城市主要污染物PM10、PM2.5、SO2和NO2浓度的日变化规律为研究对象，以期为两市大气污染防治提供合理的数据支持及理论支撑。近年来对颗粒物的研究说明，颗粒物有明显的毒性作用，可以起机体呼吸系统、，免疫系统等的较为广泛的损害。因此，我们必须要采取切实可行的方法来降低大气污染颗粒的浓度，使其到达正常值。一是减轻空气污染，应减少冬季燃煤的消耗量，节能减排，增加集中供暖面积；用风能、太阳能等新能源，从整体上改善空气污染现状19。二是控制汽车尾气的排放；实施机动车污染防治,有效控制尾气污染。三是更新公交车辆,斩断公交黑龙,提高公交尾气合格率；路检车辆,机动车尾气合格率到达80%以上。四是使用档环保型车辆,新型公交车上路行驶,市民乘车将更方便、舒适,同时也将改善城市的空气质量；五是增加城市绿化面积，城市大气环境容量明显增加，增强空气污染物吸附能力,增加碳汇，增加城市空气湿度，到达间接减排的效果20。1.2 大气污染物SO2的研究进展二氧化硫对眼睛、呼吸系统及*些情况下对皮肤有刺激作用，会加重呼吸系统疾病患者病症和使老年人、少年儿童受害，产生呼吸道问题。长期工作于高二氧化硫环境的人会产生哮喘、慢性支气管炎、肺气肿等疾病。造成这一影响的主要原因是二氧化硫与水混合会形成硫酸这种对生物有强烈刺激的物质6。SO2是人体血淋巴细胞染色体断裂剂、基因毒性因子，因此长期接触会增加得癌症的机率1。SO2气体是大气污染和酸化的主要来源,氧化形成的硫酸盐气溶胶是城市大气细粒子的重要组成局部，不仅是造成区域大气复合型污染的重要因素，而且也严重影响大气环境质量21，降低能见度,损害人们身体安康,腐蚀建筑物外表，污染生活环境，给人们的生命和财产带来不易发觉的巨大损失。二氧化硫产生主要有自然的和人为的两种来源。最重要的自然来源是火山喷发，另一些二氧化硫的自然来源有森林火灾和其他的自然燃烧、生物腐烂和有机生物体的代过程，特别是海洋浮游生物和细菌的新代产物。二氧化硫的人为来源主要是各种工业与制造业的生产以及汽车尾气排放等，生产过程中煤和石油的燃烧都会排放出二氧化硫6。近年来,随着国民经济迅速开展，大气环境质量的重要因素，而且大气环境质量呈现明显的区域性特征22。SO2浓度分布与变化除了与其源排放分布有直接关系外，还受天气过程即气象条件包括风速、风向、降水、大气稳定度等的控制23。天气过程决定了SO2等污染物的水平输送状况24-25。城市布局也是影响SO2的一个重要因素26。因此，我们可以将影响SO2浓度变化的因子主要归为三类，包括：气象因子、污染源因子和其他影响因子27。对于SO2的防治措施，一方面我们应加强监测，另外还要提高脱硫技术。于监测技术而言，从20世纪70年代开场世界各地相继建立了大气痕量气体的连续自动监测系统,对痕量气体进展监测。传统大气SO2监测的方法主要有荧光光度法、化学发光法、甲醛-盐酸副玫瑰苯胺比色法和被动差分光学吸收光谱(Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS)等28-31。目前已有许多先进技术如遥感监测大气SO2等，与传统大气SO2检测方法相比，可快速获取数据，受限制条件少。对于脱硫技术而言，烟气脱硫技术32主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫将之转化为较为稳定且易机械别离的硫化合物或单质硫，从而到达脱硫的目的。根据脱硫过程是否有水参与及脱硫产物的干湿状态可分为湿法、半干法和干法烟气脱硫33。在科学技术不断开展与进步的今天，随着研究者们的不断努力，一系列新型、实用性强的脱硫技术不断涌现，如乙醇胺(MEA)法、二异丙醇胺(DIPA)法、MDEA法、位阻胺法、金属氧化物和金属盐法、细菌脱硫法、微生物脱硫法、生物膜法、萃取脱硫法、离子液体脱硫法等34。1.3 大气污染物NO2的研究进展氮氧化物对安康的主要影响在很大程度上与一氧化碳十分相似，也是与血红蛋白之间会产生反响。但是在正常环境下氮氧化物的浓度是十分低的，所以相对于吸入一氧化碳来说，吸入氮氧化物的影响要小得多。氮氧化物中一氧化氮和二氧化氮的毒性最高，对呼吸系统有十分严重的毒害作用，能造成呼吸道疾病和肺部功能变化6。大气中NO2浓度的不断升高对生态环境和人体安康具有很大的危害，而且NO2是臭氧及其它光化学二次污染物(如PAN和二次气溶胶等)最重要的前体物，它不仅仅是参与臭氧产生的反响，而且激活氯化合物和臭氧之间的反响，在强太阳辐射条件下，NO2可通过光化学反响产生高浓度臭氧，甚至形成光化学烟雾T在平流层臭氧的光化学过程中，氮氧化物(NO*)起着重要的作用，含氮化合物引起臭氧层耗损36。NO2也是形成硝酸性酸雨、酸雾的主要污染物。大气中NO*主要以NO2和NO形式存在，在高温燃烧过程中如汽车发动机中和工业生产中的高温燃烧过程，还有燃气炉和家用火炉等居民生活用火燃烧过程等等，由大气中的氮和化石燃料中的氮氧化而产生的。近一半的NO*来源人为排放，其最主要的人为源