珠三角地区空气PM2.5化学组成及污染状况毕业论文.doc

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1、 高等教育自学考试本科毕业论文珠三角地区空气PM2.5化学组成及污染状况 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业

2、设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了

3、解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日摘 要 本文以2014年3月20日的数据为研究，并以近一个星期（2014年3月13日至2014年3月20日）的空气质量数据与往年数据作对比。在全国重点区域空气质量发布首份年度成绩单中，珠三角近一年来在主要城市群中表现较好。2014年3月25日环保部发布京津冀、长三角、珠三角

4、区域及直辖市、省会城市和计划单列市等74个城市2013年度空气质量状况，全国仅3个城市空气质量各污染物均达标。京津冀区域共13个地级及以上城市，空气质量平均达标天数比例为37.5%，京津冀区域所有城市PM2.5和PM10年平均浓度均超标。珠三角9地市空气质量平均达标天数比例为76.3%，算下来相当于一年有278天空气达标，但珠三角9市年均PM2.5浓度均超标。惠州、珠海、深圳空气质量分列74城中的5到7位，珠三角也成为进入空气“十佳”最多的城市群。在2014年第一季度全省城市主要空气污染物为PM2.5，其作为每日首要污染物的比例为70.8%，其次为二氧化氮（NO2）占比11.2%，臭氧和可吸入

5、颗粒物（PM10）作为首要污染物的比例分别为8.5%和7.3%。“其中，珠三角地区NO2作为首要污染物的比例为22.0%，PM2.5作为首要污染物的比例为63.5%，显示机动车尾气污染问题突出。珠三角以外地区NO2作为首要污染物的比例为1.2%，PM2.5作为首要污染物比例为77.5%。”关键词：环境空气 细颗粒物 监测 目 录1 绪论11.1研究背景11.2大气细粒子PM2.5的概述11.2.1 PM2.5的定义【1】11.2.2 PM2.5的基本组成21.2.3 PM2.5的来源21.3大气细粒子PM2.5的对人体危害431.3.1引发呼吸道阻塞或炎症31.3.2 PM2.5颗粒物可通过气

6、血交换进入血管41.3.3致病病毒搭“顺风车”入体内致癌41.3.4影响胎儿发育造成缺陷42采样与分析52.1 大气细粒子PM2.5的采样52.2大气细粒子PM2.5的质量浓度监测52.2.1重量法5752.2.2 射线吸收法10-1162.2.3微量振荡天平法1272.2.4其他方法92.3大气细粒子PM2.5的成分分析技术102.3.1元素分析102.3.2可溶性离子分析112.3.3含碳组分分析112.3.4单个颗粒物分析123各市pm2.5化学组成及污染状况123.1广州市pm2.5化学组成及污染状况38123.2佛山市pm2.5化学组成及污染状况38143.3深圳市pm2.5化学组成

7、及污染状况38163.4惠州市pm2.5化学组成及污染状况38173.5珠海市pm2.5化学组成及污染状况38184 结论20参考文献20致谢241 绪论 1.1 研究背景 我国当前最严峻的大气环境问题之一就是大气细颗粒物污染PM2.5即细颗粒物。细颗粒物(PM2.5)指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。它悬浮于空气中能较长时间，其在空气中含量浓度越高，就代表污染越严重。虽然PM2.5在地球大气成分中的含量是很少，但它对能见度和空气质量等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，有害物质，活性强，易附带有毒、（例如，重金属、微生物等），且在大气中

8、的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。在往年，珠江三角洲城市群经济的快速发展，城市化水平的不断提高，城市大气环境问题也日益突出。广州，佛山，深圳，惠州，珠海作为珠三角地区最具代表性的城市，细颗粒物PM2.5的污染问题正引起越来越多的关注。高浓度的PM2.5不仅会影响人体健康，还会影响区域气候和大气能见度。国内有限的PM2.5研究表明城市PM2.5污染有加剧的趋势。因此各市开展PM2.5的研究与防治。如今在3月25日环保部发布京津冀、长三角、珠三角区域及直辖市、省会城市和计划单列市等74个城市2013年度空气质量状况中。珠三角9地市空气质量平均达标天数比例为76.3%

9、，算下来相当于一年有278天空气达标。但珠三角9市年均PM2.5浓度均超标。惠州、珠海、深圳空气质量分列74城中的5到7位，珠三角也成为进入空气“十佳”最多的城市群。1.2 大气细粒子PM2.5的概述1.2.1 PM2.5的定义【1】PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，对人体健康和大气环境质量的影响更大。因此2012年2月，国务院同

10、意发布新修订的环境空气质量标准增加了PM2.5监测指标。1.2.2 PM2.5的基本组成PM2.5由直接进入空气中的一次微粒和空气中的气态污染物通过化学转化生成的二次微粒组成。一次微粒主要由尘土性微粒和植物及矿物燃料燃烧产生的碳黑(有机碳)粒子三大类组成。二次微粒主要由硫酸铵和硝酸铵组成，其形成的主要过程是大气中的一次气态污染物SO2和NOx通过均相或非均相的氧化形成酸性气溶胶，再和大气中唯一的偏碱性气体NH3反应生成硫酸铵(亚硫酸铵)和硝酸铵气溶胶粒子。大气中的水滴为这些化学转化过程提供了重要的前提条件。硫酸铵和硝酸铵是水溶性盐类，在水中的溶解度均较高。所以，大气中的水滴就易成为二次污染物并

11、且在1000m以下低空不断累积的重要媒介。PM2.5中一次粒子与二次粒子的比例因地而异，主要取决于污染源的特征和气象、气候特征。例如，美国的华盛顿地区由于SO2浓度较高(主要由火力发电厂排出)，相对湿度较高，所以二次粒子的比例较高。1.2.3 PM2.5的来源PM2.5的形成方式有三种情况:直接以固态形式排出的一次粒子；在高温状态下以气态形式排出、在烟雾的冷却和稀释过程中凝结成固态的一次可凝结粒子；由气态前体污染物通过大气化学反应而生成的二次粒子。PM2.5中的一次粒子主要产生于化石燃料（主要是石油和煤炭）和生物质燃料的燃烧，但在一些地区某些工业过程也能产生大量的一次PM2.5。一次粒子的源包

12、括从铺装路面和未铺装路面扬起的无组织排放以及矿物质的加工和精炼过程等，其它的一些来源如来自建筑、农田耕作、风蚀，等的地表尘对环境PM2.5(的贡献则相对较小。可凝结粒子主要由可在环境温度凝结而形成颗粒物的半挥发性有机物组成。二次PM2.5由多相化学反应而形成，普通的气态污染物通过该反应可转化为极细小的粒子。在大多数地区，硫（S）和氮（N）为所观察到的二次PM2.5的主要组分，而二次有机气溶胶在一些地区也可能是重要的组成部分。我国研究人员在过去的研究中发现，我国大城市的PM2.5主要来源于燃料的燃烧(以煤炭燃烧为主)及机动车尾气2。PM2.5最主要的来源是人为产生的，由煤炭、石油及其它矿物燃烧产

13、生的工业废气，以及机动车产生的尾气排放，包括散播到空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子，经过一系列光化学反应形成的二次污染物。环境监测显示，2009年全国113个环保重点城市中，有三分之一空气质量不达标。很多城市，尤其是大中城市空气污染已经呈现出煤烟型和汽车尾气复合型污染的特点，加剧大气污染治理难度。同时，全国一些地区酸雨、灰霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题频发，部分地区甚至出现了每年200多天的灰霾天气。这些都与机动车排放的氮氧化物、细颗粒物等污染物直接相关。据称，截至2011年6月底，全国机动车总保有量达2.17亿辆，其中汽车9846万辆，摩托车1.02亿辆。数据显示，北京、深

14、圳、上海、成都、天津等11个城市汽车保有量超过100万辆，其中北京达到464万辆。目前全国约五分之一的城市大气污染严重，113个重点城市中三分之一以上空气质量达不到国家二级标准，机动车排放成为部分大中城市大气污染的主要来源3。当然，一些污染企业增加也是造成空气质量下降的原因之一。有资料显示，中国已经彻底成为一个世界工厂，大量绿地和农田被工厂和道路所占用，城市失去喘息空间，一些地区的环境承载能力因此下降。仅珠三角地区的汽车尾气排放的细粒子颗粒物已经占到污染物比例的20%40%，和工业排放一起成为污染源的前两位。据介绍，在工业集中的华北地区，PM2.5就占了整个空气悬浮颗粒物重量的大半。1.3 大

15、气细粒子PM2.5的对人体危害41.3.1 引发呼吸道阻塞或炎症人就像一部精密的仪器，每一个结构都是适应环境的结果。我们的呼吸系统，天然地有着阻挡污染物的能力，那些较大的污染物，在经过鼻腔、咽喉时就已经被阻挡，即便是能够进入气管、支气管的脏东西，也可以随着气管内纤毛的运动，被运送出呼吸道。不过，人体处处存在漏洞，对于微小的颗粒物，呼吸系统的屏障就无能为力。穿越屏障以后，细小的颗粒物开始以各种形式在呼吸道中兴风作浪。一个最直接的方式是，这些细微的颗粒物本身，滞留在敏感的呼吸道中，引起局部的阻塞和炎症。研究显示，2.5微米以下的颗粒物，75%在肺泡内沉积。正如，眼睛里进了沙子，眼睛会发炎。呼吸系统的深处，也是一个敏感的环境，细颗粒物作为异物长期停留在呼吸