南京市工業(yè)和商業(yè)區(qū)域可吸入顆粒物的污染特征及控制研究.pdf

1、在南京市大廠地區(qū)和山西路兩個采樣點，用大流量采樣器及PM10切割器，逐月采集一年內(nèi)大氣環(huán)境中的可吸入顆粒物(PM10)樣品。采用掃描電鏡(SEM)和X射線能譜分析(EDX)等現(xiàn)代測試手段研究大氣顆粒物的微觀特征（形態(tài)、礦物成分、元素組成）。同時，研究南京市區(qū)不同功能分區(qū)、不同季節(jié)PM10的污染變化規(guī)律。選擇EPA指定的優(yōu)先控制的16種PAHs作為待測物質(zhì)，采用高效液相色譜技術(shù)，分析PM10中PAHs的污染水平和濃度特征以及季節(jié)變化規(guī)律，

2、并主要針對烹調(diào)源、交通源、焦化源、燃煤源等幾種典型污染源排放的PM10中的PAHs進行定性、定量分析。通過實驗找出并比較各個污染源PAHs的組成及分布特征，建立源成分譜，在此基礎(chǔ)上，運用CMB受體模型對PM10上PAHs的來源進行解析。在“靜電—顆粒層過濾復合技術(shù)”的基礎(chǔ)上，設(shè)計形成了一種用于PM10脫除的新型“靜電—帶電顆粒層過濾復合除塵技術(shù)”，通過理論分析闡明了其除塵機理和主要影響因素，并在自制帶電顆粒的基礎(chǔ)上，研究了PM10脫除的

3、最佳工藝條件。
　　 (1)研究了南京大廠、山西路地區(qū)可吸入顆粒物物理特性及時空動態(tài)變化規(guī)律。
　　 南京市兩典型地區(qū)大氣顆粒物非常復雜，大廠地區(qū)（典型工業(yè)區(qū)）多以規(guī)則的形態(tài)出現(xiàn)，塊狀、柱狀、針狀、層狀、球狀集合體為最常見，其成分以碳酸鹽、硫酸鹽、鋁硅酸鹽為主。山西路地區(qū)（典型商業(yè)區(qū)）多以不規(guī)則形態(tài)出現(xiàn)，常見煙塵集合體、生物質(zhì)、不規(guī)則礦物等。從PM10的月變化規(guī)律來看，南京市整年的PM10濃度均超過1996年《環(huán)境空氣質(zhì)

4、量標準》規(guī)定的國家二級標準0.15 mg·m-3，四個季度的PM10的濃度大小順序為:春季＞冬季＞秋季＞夏季，與當?shù)氐臍夂蛴幸欢ǖ年P(guān)系。從PM10的空間變化來看，大廠地區(qū)（工業(yè)區(qū)）的PM10濃度明顯高于山西路（商業(yè)區(qū)）。PM10污染比較嚴重，全年均超過了1996年頒布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》中規(guī)定的PM10的二級標準濃度，山西路地區(qū)有部分時間達到二級標準。
　　 (2)南京大廠、山西路地區(qū)可吸入顆粒物中金屬元素的組成特征及來源分析

5、。
　　 采用全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀、流動注射-氫化物發(fā)生-原子吸收法、離子印跡殼聚糖/凹土有機-無機雜化材料分離富集-火焰原子吸收光譜法測定樣品中15種金屬元素的含量。應用富集因子法對金屬元素的來源進行解析，在大廠地區(qū)PM10樣品中Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As元素富集程度大，主要來源于人為源。山西路地區(qū)PM10樣品中Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As元素富集程度大，主要來源于人為源。汽車尾氣標記性元素Pb在山西

6、路地區(qū)比大廠地區(qū)富集程度高，說明山西路地區(qū)受汽車尾氣影響較大;Zn在大廠地區(qū)的富集程度較高，因Zn主要來自于金屬冶煉，與大廠地區(qū)處于工業(yè)區(qū)有關(guān)。
　　 (3)南京大廠、山西路地區(qū)可吸入顆粒物中PAHs的時空動態(tài)變化規(guī)律研究。
　　 南京市大廠地區(qū)春、夏、秋、冬的PAHs平均濃度分別為107.256 ng·m-3、121.890ng·m-3、111.839 ng·m-3和88.605 ng·m-3，山西路地區(qū)分別為76.2

7、76 ng·m-3、52.904 ng·m-3、42.561 ng·m-3和75.815 ng·m-3，大廠地區(qū)四季度PAHs平均濃度明顯高于山西路地區(qū)，分別是山西路地區(qū)的1.406、2.304、2.628、1.169倍。大廠地區(qū)PHAs總量受季節(jié)影響不大，山西路地區(qū)濃度與季節(jié)呈一定的相關(guān)性，即春季＞冬季＞夏季＞秋季，兩地區(qū)PHAs中葸、熒葸、苯并熒葸、苯并苝含量相對都較高，表明燃煤和交通是南京市的主要污染源，大廠區(qū)燃煤污染更為明顯。兩

8、地區(qū)PAHs的濃度變化與PM10的濃度變化沒有相關(guān)性，各自的濃度變化也沒有規(guī)律性。
　　 (4)南京大廠、山西路地區(qū)可吸入顆粒物源解析研究。
　　 建立大廠和山西路地區(qū)化學質(zhì)量平衡(CMB)受體源解析模型，并對模型進行求解，從而確定大廠和山西路地區(qū)各污染源的貢獻值。各污染源對大廠地區(qū)PAHs的貢獻率分別為:燃煤源12.48％，交通源25.61％，焦化源52.16％，烹調(diào)源9.75％。這表明大廠地區(qū)PAHs的主要污染源是焦

9、化源、其次是交通源，兩者占總量的77.79％。各污染源對山西路PAHs的貢獻率為:燃煤源9.65％，交通源25.55％，焦化源52.83％，烹調(diào)源11.97％;這表明山西路PAHs的主要污染源是交通源和焦化源，兩者占總量的78.38％。
　　 (5)靜電—帶電顆粒層過濾復合除塵技術(shù)對PM10的控制。
　　 采用“靜電—帶電顆粒層過濾復合除塵技術(shù)”，使靜電除塵器除塵后荷電的PM10進入帶電顆粒層過濾器，通過顆粒層過濾的方式

10、去除。殼聚糖/凹土為帶電顆粒較理想的制備材料，殼聚糖/凹土改性的最優(yōu)條件是:殼聚糖溶膠與凹土的比例（質(zhì)量比）為1.5∶1，反應溫度為50℃，反應時間為3.5 h。在該最優(yōu)條件下，殼聚糖在凹土上的負載率(％)為40.26％，改性操作的工藝穩(wěn)定性良好。通過XRD、FTIR和熱分析證實殼聚糖在凹土表面已成功負載，經(jīng)測定殼聚糖/凹土的Zeta電位為:+46.28 mV，帶正電。帶電顆粒層過濾器對PM10脫除的最佳工藝條件是:過濾時間為70 mi