石家莊市大氣顆粒物TSP，PM10和PM2.5主要成分研究

戴春嶺,齊　堃,張菲菲

(石家莊市環境監測中心,河北石家莊　050022)

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石家莊市大氣顆粒物TSP，PM10和PM2.5主要成分研究

戴春嶺,齊堃,張菲菲

(石家莊市環境監測中心,河北石家莊050022)

摘要：為了研究石家莊市大氣顆粒物TSP，PM10以及PM2.5中的主要成分，在不同季節分別采集了該市6個點位的顆粒物樣品，對其主要成分的濃度與含量進行了分析。研究表明，TSP，PM10以及PM2.5中的主要成分為，Al，Si，Fe，OC，EC等，這些主要成分在各粒徑中呈現季節性變化的特點。春季以揚塵污染為主，冬季燃煤污染顯著，夏秋季為復合型污染。市區6個點位主要成分的變化規律基本一致，“西南高教”與“西北水源”的顆粒物污染較為嚴重，可能與其周圍污染源分布有關。

關鍵詞：大氣污染防治工程；石家莊市； TSP；PM10；PM2.5；主要成分

石家莊市作為河北省省會，處于國家劃定的京津冀重點大氣污染防治區域，已被國家列入率先實施新的空氣質量標準的城市。石家莊市環境空氣處于高污染水平，2013年，石家莊市226天首要污染物為 PM10，111天首要污染物為PM2.5，TSP的污染也未得到有效控制。目前針對石家莊市大氣顆粒物污染的研究主要集中在顆粒物的單一組分和單一季節變化特征方面[1-14]，針對全年的顆粒物全粒徑TSP，PM10，PM2.5的研究較少，顆粒物中主要成分的完整成分譜鮮有報道。本研究通過分析石家莊市四季顆粒物TSP，PM10，PM2.5中的主要成分的時空變化規律，構建受體成分譜庫，旨在為摸清石家莊市大氣顆粒物來源提供技術支持。

1采樣與分析

1.1樣品采集

采樣點設置在6個大氣質量國控點位(“化工學校”、“西北水源”、“西南高教”、“高新區”、“監測中心”、“職工醫院”)，以反映石家莊市各區的污染水平。

濾膜樣品TSP，PM10，PM2.5采樣儀器采用武漢天虹儀表有限責任公司提供的TH-150系列智能中流量大氣采樣器，分別選取TSP，PM10，PM2.5切割頭進行樣品采集。在每個點位使用3臺采樣儀分別采集TSP，PM10與PM2.5，保證TSP，PM10與PM2.5的數據同步性。采樣前將所有儀器進行流量校準和切割頭清洗。每種粒徑的顆粒物都同時采用直徑為90 mm的聚丙烯和石英2種濾膜進行樣品采集。采樣按照春、夏、秋、冬4個季節分別采樣，采樣時間為2013年全年，春季在4月采樣，夏季在6月采樣，秋季在10月采樣，冬季在12月采樣，每個季節連續采樣9天，保證至少7天的有效數據。每天連續采樣不少于20 h，雨雪天不采樣。

1.2樣品前處理與分析

1.3質量控制與質量保證

為了保證數據的準確性與精密性，在大氣顆粒物樣品采集、濾膜稱量、化學組分分析等監測過程中實施了空白分析、實驗室平行樣分析、標準曲線繪制與核查、加標回收、有證標準物質核查等一系列質量保證措施。質量控制措施參見文獻[15]。

2結果與討論

2.1顆粒物濃度分析

表1　石家莊市春季大氣顆粒物主要成分的質量濃度Tab.1　Concentration of major chemical constituents in TSP, PM10 and PM2.5 in spring of Shijiazhuang City

表2　石家莊市夏季大氣顆粒物主要成分的質量濃度Tab.2　Concentration of major chemical constituents in TSP, PM10 and PM2.5 in summer of Shijiazhuang City

表3　石家莊市秋季大氣顆粒物主要成分的質量濃度Tab.3　Concentration of major chemical constituents in TSP, PM10 and PM2.5 in autumn of Shijiazhuang City

表4　石家莊市冬季大氣顆粒物主要成分的質量濃度Tab.4　Concentration of major chemical constituents in TSP, PM10 and PM2.5 in winter of Shijiazhuang City

2.2顆粒物成分分析

表5石家莊市大氣顆粒物中主要成分的質量濃度與質量分數

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

成分大氣顆粒物TSP質量濃度/(μg·m-3)質量分數/%PM10質量濃度/(μg·m-3)質量分數/%PM2.5質量濃度/(μg·m-3)質量分數/%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大氣顆粒物空間分布特征

本研究中用6個采樣點位的監測濃度平均值代表市區的總體污染情況，用各季節加權濃度代表全年的污染情況。各個點位大氣顆粒物TSP，PM10和PM2.5的質量濃度監測結果如表6—表8所示。

表6　石家莊市大氣顆粒物TSP的監測質量濃度

表7　石家莊市大氣顆粒物PM10的監測質量濃度

表8　石家莊市大氣顆粒物PM2.5的監測質量濃度

大氣顆粒物的空間分布特征在不同的季節也存在差異。TSP整體上在“高新區”污染較重，在“監測中心”和“職工醫院”污染較輕； PM10整體上在“西南高教”污染較重；對于細粒子PM2.5，冬季在“職工醫院”濃度最高，春夏季在“西北水源”濃度最高，秋季在“西南高教”濃度最高。可見，本研究中PM2.5空間分布特征在各個季節的差異較大，整體上“西北水源”和“西南高教”的PM2.5濃度較高，而“化工學校”和“高新區”的濃度較低。綜上所述，本研究中石家莊市的大氣顆粒物污染在“西南高教”處較嚴重，而在“監測中心”、“化工學校”雖有較多的污染源，但其顆粒物的監測數據并不高，這可能與采樣各點位周圍污染源排放管控和治理情況有較大關系。

3結語

3)石家莊市大氣顆粒物污染嚴重，持續做好TSP，PM10與PM2.5主要成分的分析與變化規律的研究，組建大氣顆粒物主成分網，對于大氣顆粒物來源的解析以及防治對策的制定具有重要意義。

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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

文章編號：1008-1534(2016)03-0252-06

收稿日期：2016-01-24;修回日期：2016-04-06；責任編輯：王海云

基金項目：河北省科技支撐計劃項目(13273702D)

作者簡介：戴春嶺(1982—)，女，河北石家莊人，工程師，碩士，主要從事環境監測與評價方面的研究。E-mail:dailing1117@126.com

中圖分類號：X513

文獻標志碼：A

doi:10.7535/hbgykj.2016yx03013

戴春嶺,齊堃,張菲菲.石家莊市大氣顆粒物TSP，PM10和PM2.5主要成分研究[J].河北工業科技,2016,33(3):252-257.

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.