被動采樣監測遂寧市NO2時空分布特征

龍 帥，張 凱，唐紅軍，李雙志，王 潔，何 芮(遂寧市環境監測中心站，四川 遂寧 629000)

NO2是一種普遍存在的大氣污染物，是光化學煙霧發生的重要條件，對人體的呼吸系統有嚴重危害。近年來的監測中，全國許多城市大氣中NO2的污染水平有上升趨勢［1］。目前，我國對區域環境空氣NO2的時空分布研究較多［2］。

遂寧市位于四川盆地中部，涪江中游，主要產業為電子、石油、化工、化肥、食品、水泥、輕紡等，工業排放和能源消耗排放的廢氣量快速增長;隨著人民生活水平的日益提高，城市汽車擁有量迅猛增加，機動車尾氣排放造成的空氣污染正呈上升趨勢。覃欽晏等曾經對遂寧市城區大氣主要污染物污染水平及變化規律進行過研究［3］，但對整個遂寧市環境空氣污染濃度時空分布特征的研究還是空白，本研究采用成熟［4］、相關性好［5～6］的被動采樣方法，通過為期1a的監測分析，獲得整個遂寧市轄區內NO2濃度水平及時空分布，為遂寧市空氣污染防治提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 采樣儀器

采用Handy SONOX 分子擴散采樣器，購于日本綠藍公司，由固定托盤和擴散盤組成，內置浸藥濾膜與不銹鋼擋風紗網，網與濾膜之間由特氟龍密封墊隔開，具有重量輕、體積小，操作簡便、無需電源等特點。其濾膜也購于日本綠藍公司，浸有三乙醇胺溶液。劉敏等在與遂寧市相鄰的重慶市研究了該采樣器監測結果與自動監測的比對分析，結果表明數據偏差均＜10%，且相關性較好，具有較好的穩定性［7］。

其基本原理為:氣體污染物在采樣器擴散腔中傳遞的過程都遵循Fick’s 定律［8］，其數學表達式為:

對于特定的氣體污染物和特定的被動式采樣器，其擴散系數D、總有效擴散面積A和總的有效擴散腔長度L 是一定值，因此K 是一個常數，它相當于泵采樣器的流量，稱為被動式采樣器的采樣速率。當已知K，測得被吸收層所采集的被測污染物含量W和采樣時間t，可由上式計算出空氣中污染物的濃度c，這就是被動式采樣器的基本原理。

1.2 監測點位布設

在遂寧市整個轄區內，以16km×16km的均勻網格布設點位18個，采樣點位分布見圖1，點位布設時避開交通干線、工業大氣污染源，盡量監測自然點位，以了解區域NO2背景含量狀況。

1.3 樣品分析與數據處理

采樣周期為1個月，研究時間為2011年3月至2012年2月。樣品采集后，在避光冷藏的條件下，統一送至四川省環境監測中心站進行分析。采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS Statistics 17.0軟件進行數據處理、分析;采用Arcgis ArcMap 10進行繪制等值線圖。

2 結果與討論

2.1 NO2濃度的時間差異

2.1.1 月濃度變化

通過對遂寧市轄區為期1a的監測，獲得NO2的監測數據210個，結果表明遂寧市NO2平均濃度為(3.44 ±1.80)μg/m3，濃度水平并不高。通過分析遂寧市轄區內不同月份的NO2的平均濃度(圖2)，可以看出，二氧化氮濃度在全年與氣溫呈反方向變化:氣溫高，濃度低，反之，濃度高。

2.1.2 季濃度變化

將3～5月劃分為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12～次年2月為冬季，遂寧市各季節NO2濃度變化如圖3。通過Kruskal－Wallis H 檢驗顯示，不同季節NO2濃度大小差異極顯著(χ2=32.176，df=3，p=0.00 ＜0.01)，表明遂寧市不同NO2濃度季節變化規律是:冬季＞春季＞秋季＞夏季。我們分析主要是受遂寧市氣候影響較大，夏季是遂寧市的雨季，空氣潮濕、多雨，對大氣污染物有很好的稀釋清除作用，有研究表明雨量大小與污染物稀釋程度存在正相關關系［9～10］。秋、冬季節降水量小，故NO2濃度相對較高。

2.2 不同區域內NO2濃度差異

按照遂寧市管轄范圍內的不同行政區縣劃分為不同區域，各區域的NO2濃度見圖4。通過Kruskal－Wallis H 檢驗顯示，不同區縣NO2濃度大小差異極顯著(χ2=78.288，df=4，p=0.00 ＜0.01)，表明NO2濃度由大到小的區域依次是:船山區＞安居區＞大英縣＞蓬溪縣＞射洪縣。我們分析造成這種分布原因主要是與各區域的污染源數量及車流量有關。

2.3 NO2的等值線圖

污染問題的圖形化是近年來國際上研究區域性環境問題的重要手段［11］。通過Arcgis ArcMap 10 獲得遂寧市轄區全年NO2等值線圖，見圖5。由圖5 可以看出:①NO2的高值區域主要集中在人口稠密、交通密集的城市區、船山區一帶，有研究表明大氣中NOx 主要來自于邊界層內的直接排放且化學活性很強，受局地人為活動的影響較大［12］，也與交通強度密切相關［13］;②全遂寧市轄區范圍內NO2呈現西北低、東南高的趨勢，這與遂寧市污染源整體布局以及主導風向(西北風)有關。

3 結論

(1)遂寧市NO2平均濃度為(3.44 ±1.80)μg/m3，濃度水平并不高，高濃度值出現在冬季，低濃度值出現在夏季。濃度季節變化規律是:冬季＞春季＞秋季＞夏季。

(2)從不同區域范圍內NO2濃度看，濃度最高值出現在全市工業集中及車流量較大的區域(船山區)。

(3)受遂寧市污染源整體布局以及主導風向(西北風)的影響，全轄區范圍內NO2呈現西北低、東南高的趨勢。

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