更全的杂志信息网

南通市不同空气质量级别对应的EC和OC变化特征

更新时间:2009-03-28

碳气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,约占其质量的10%~50%[1],是导致城市大气污染的重要因素,对大气能见度、人类健康乃至全球气候变化都有重要影响。大气中的碳气溶胶主要分为有机碳(OC)、元素碳(EC)和无机碳(IC),IC含量很低,通常被忽略不计[2]。Chen等[3]研究发现,碳气溶胶中84. 9% 的EC和 81.9% 的OC分布在PM2.5中。

我国关于OC和EC的研究主要集中在京津冀、上海、南京、西安等类似较大的城市或区域[4-7]。现采用南通市大气多参数站的EC/ OC在线分析仪和国控空气自动子站一年连续在线监测数据,分析了南通市不同空气质量级别对应的EC、OC变化特征及其与PM2.5的关系,以期为小城市OC和EC的研究提供样本,为全国大气污染联防联治提供数据支撑。

1 研究方法

1.1 研究区概况

南通市(北纬31°1′—32°43′、东经120°12′—121°55′)位于江苏省东南部,东临黄海,南临长江,污染物稀释扩散条件相对较好。研究区属北亚热带和暖温带季风气候,年均气温约15℃,年均降水量为1 000~1 100 mm,夏季雨量约占全年雨量的40%~50%。

“医生!医生!病人呼吸心跳停止了,快来人哪!”一杭大叫。穿白大褂的医生立即进来,给核桃脸做心肺按压。护士立即给予心电监护。五分钟过后,病人的心跳还是一条直线。麻醉科医生赶了来,进行气管插管,人工辅助呼吸。但是,病人一点反应也没有。半小时后,医务人员收拾抢救器材,宣布病人死亡。

1.2 数据采集

空气质量数据来源于南通市国控空气自动站虹桥子站点逐时监测数据,EC和OC数据来源于南通市大气多参数站EC/OC在线分析仪逐时监测数据。虹桥子站和大气多参数站均位于原南通市环保局大楼顶(北纬30°0′2″,东经120°51′36″),2站点水平直线距离50 m左右。EC和OC监测采用美国Sunset Lab 公司生产的Model-4EC/OC在线分析仪,其测量原理为热光透射法,通过加热的方法将碳组分转化为CO2后用非分散红外法进行测量,设定每小时采样时间为46 min,采样头为PM2.5切割头,主要反映PM2.5组分中的EC和OC值。

[1] SCHAUSER J J,MADER B T,DEMINTER J T,et al.ACE-Asia inter-comparison of a thermal-optical method for the determination of particle-phase organic and elemental carbon[J].Environmental Science and Technology,2003,37:993-1001.

2 结果与讨论

2.1 不同空气质量级别对应的ρ(EC)和ρ(OC)及与ρ(PM2.5)关系

不同空气质量级别下的EC、OC小时均值及占PM2.5组分的比例见图1(a)(b)。

  

图1 ρ(EC),ρ(OC)及占ρ(PM2.5)比例

由图1可见,EC、OC小时均值分别为1.25~6.55,4.16~24.90 μg/m3。EC、OC小时均值与空气质量级别呈显著正相关(r=0.999,0.963,p<0.01),空气质量级别越高,其均值越大。ρ(EC)/ρ(PM2.5)为3.54%~6.64%,与空气质量级别呈显著负相关(r=-0.986,p<0.01),空气质量级别越高,其值越小;ρ(OC)/ρ(PM2.5)为11.53%~22.18%,总体随空气质量级别的升高而下降,但 “重”污染级别较“中”污染级别略有回升。表明EC、OC是PM2.5的重要组成成分,但随空气质量级别的升高,其上升幅度小于PM2.5中其他组分。

2.2 不同空气质量级别对应的ρ(OC)/ρ(EC)及ρ(SOC)水平

[2] MADER B T,SCHAUER J J,SEINFELD J H,et al.Sampling methods used for the collection of particle-phase organic and elemental carbon during ACE-Asia[J].Atmospheric Environment,2003,37: 1435-1449.

不同空气质量级别下,ρ(OC)/ρ(EC)为2.84~3.67,均>2.0,表明南通市不同空气质量级别下均存在明显的SOC污染。

“中”“重”空气质量级别条件下,ρ(OC)、ρ(EC)日变化无规律性,可能原因:一是污染发生时段没有规律性,而污染时段ρ(OC)、ρ(EC)大幅度升高,打破了原来的日变化规律;二是获取的“中”“重”样本相对较少,尚不足以探究其规律。

  

图2 ρ(OC)/ρ(EC)

 

表1 PM2.5和OC中ρ(SOC)及其贡献率 %

  

空气质量级别优良轻中重ρ(SOC)①2.293.625.586.8414.18ρ(SOC)/ρ(PM2.5)12.227.846.525.447.66ρ(SOC)/ρ(OC)55.0547.8848.6547.2056.95

①单位:μg/m3

由表1可见,ρ(SOC)为2.29~14.18 μg/m3,与空气质量级别呈显著正相关(r=0.921,p<0.05),空气质量级别越高,其值越大,当空气质量级别由“中”升至“重”污染级别时,其值上升幅度更大,提高了1.07倍。表明SOC污染是南通市空气质量污染的重要因素之一,且空气质量污染级别越高,二次有机污染越严重。

ρ(SOC)/ρ(PM2.5)为5.44%~12.22%,ρ(SOC)/ρ(PM2.5)与ρ(OC)/ρ(PM2.5)类似,其比值总体随空气质量级别的升高而下降,但 “重”污染级别较“中”污染级别略有回升。表明,在“优”—“中”污染级别之间,随空气质量级别的升高,ρ(SOC)上升幅度2.5中其他组分的上升幅度。但在“重”污染级别下,ρ(SOC)上升幅度显著,超过了其他组分的上升幅度,因而“重”污染级别下ρ(SOC)/ρ(PM2.5)超过了“中”污染级别。因SOC是OC重要组成部分,ρ(SOC)/ρ(OC)为47.20%~56.95%,ρ(SOC)显著升高导致ρ(OC)随之升高,从而导致ρ(OC)/ρ(PM2.5)在“重”污染级别较“中”污染级别略有回升。

2.3 不同空气质量级别对应的ρ(OC)、ρ(EC)日变化特征

图3(a)(b)(c)(d)为不同空气质量级别对应的EC、OC小时均值日变化曲线。由图3可见,在“优”“良”“轻”3个空气质量级别条件下,ρ(OC)、ρ(EC)日变化具有规律性,但在“中”“重”空气质量级别条件下,ρ(OC)、ρ(EC)日变化曲线呈波动起伏状,无明显规律可循。“优”—“轻”空气质量级别条件下,ρ(EC)日变化曲线呈双峰型,分别在07:00—09:00和19:00—20:00出现2个峰值;ρ(OC)日变化曲线呈单峰型,在19:00处出现一个明显的峰值,在10:00—12:00其值也略有升高。

  

图3 ρ(OC)、ρ(EC)日变化特征

文献[10]表明,EC主要来源于化石、生物质燃料的不完全燃烧,具有较高的稳定性,是污染源的直接排放物;OC既包括由污染源直接排放的一次有机碳(POC),也包括由气态前体污染物在大气中发生光化学反应生成的SOC,具有挥发性,气态前体污染物主要来源于燃煤、 机动车排放和燃油锅炉等。因此ρ(EC)在07:00—09:00和19:00—20:00出现峰值,表明在这2个时间段有大量碳气溶胶污染物的直接排放。07:00—09:00与早晨上班、机动车出行时间吻合,19:00—20:00出现峰值考虑由晚间烹饪烧烤、机动车回程、晚间大气边界层降低等因素综合作用导致。10:00—12:00 ρ(OC)升高,推测由于此时间段太阳辐射较强,机动车出行等排放的气体污染物发生了较强的光化学反应,生成的ρ(SOC)较高。

为进一步证明研究区二次有机污染的存在,并探究其污染水平,采用叶堤等[9]提出的修正过的SOC计算经验公式:ρ(SOC)=ρ(OC)-ρ(EC)×1.5,计算南通市不同空气质量级别对应的ρ(SOC)及在PM2.5、OC组分中的占比,结果见表1。

鬼子遭到了第一次打击后,并不死心。鬼子大队长紧急调来了几十门山炮,同时请求再派出飞机对高家岭阵地进行新一轮轰炸。

2.4 不同空气质量级别对应的ρ(OC)、ρ(EC)季节变化特征

将采集到的样本按季节划分: 2016年3—4月、2017年2月为春季,2016年5—7月为夏季,2016年8—10月为秋季,2016年11月—2017年1月为冬季。发生频次4个季节占比见图4。

  

图4 发生频次4个季节占比

由图4可见,“优”“良”空气质量级别在一年四季中发生频次相对较平均,占比为15%~40%;“轻”“中”“重”空气质量级别在春、冬季发生频次较高,占比为79%~93%,其次为夏季,占比为5%~16%,秋季最低,占比为0~5%。

6、特别注意抓好幼苗期虫害防治(播种的当天,5厘地的苗床用50g敌百虫加少量水溶解后,拌玉米粉2-2.5公斤撒于苗床上及四周防蟋蟀,施药后遇雨要重新施药,或用旧塑膜在苗床四周建1米高的围栏防虫,效果较用药更好)。

图5(a)(b)为不同空气质量级别对应的EC、OC小时均值和总均值季节水平分布特征。由图5可见,EC、OC总均值表现为:夏季>冬季>春季>秋季,EC季节平均值依次为4.07,4.05,3.62和2.36 μg/m3,OC季节平均值依次为:78.34,11.51,10.47和7.40 μg/m3。这与程军等[11]研究得出的黄海长江口邻近海域表层ρ(POC)(颗粒有机碳)季节分布的结论一致。EC小时均值表现为:“优”“良”空气质量级别下:夏季>秋季>春季>冬季;“轻”空气质量级别下:冬季>春季>秋(夏)季;“中”“重”空气质量级别下:夏季>冬季>春季>秋季。不同空气质量级别对应的OC小时均值均为夏季最高,其余季节分布规律不明显。春季西北沙尘暴影响,夏季太阳辐射强烈、秸秆焚烧,秋季秸秆焚烧,冬季北方燃煤污染输送、高压控制,均会导致EC、OC值升高,因此不同空气质量级别对应的EC、OC小时均值水平季节分布规律并不明显,且收集的样本仅一年,加剧了不确定性。根据总均值季节分布与黄海长江口邻近海域表层POC水平季节分布一致,以及南通所处的地理位置,推测南通市EC、OC水平很大程度受长江口邻近海域表层气流影响。

在江汉油田涪陵页岩气公司,有个爆红的“小米现象”—页岩气公司技术中心的技术员们来的最早、走的最晚,办公楼几乎夜夜灯火通明。而这个现象起源于技术员米瑛……

总体除要有过硬的本专业知识外,还要善于学习和吸收站前、站后其他相关专业知识,熟悉各专业技术流程。注重充分吸收专家意见,并将其贯彻到总体组全体成员。要学习宏观经济、环境保护、水土保持、征地拆迁等方面的法律法规。要关心政治,关注政策走向,及时了解最新动态,提高对敏感问题的认识。

  

图5 ρ(OC)、ρ(EC)季节变化

3 结论

(4) 不同空气质量级别下,除夏季轻度污染级别下EC的季节平均值低于其他季节外,夏季其余空气质量级别下的EC和各空气质量级别下的OC的季节平均值均高于其他季节,其余季节分布规律不明显,有待收集更多的资料样本探究。

(2) 南通市存在SOC污染,且空气质量级别越高,二次有机污染越严重。ρ(SOC)/ρ(PM2.5)为5.44%~12.22%,其比值总体随空气质量级别的升高而下降,但占比在“重”污染级别中有所回升。

(3) “优”—“轻”空气质量级别条件下,ρ(EC)日变化曲线呈双峰型,分别在07:00—09:00和19:00—20:00出现2个峰值;ρ(OC)日变化曲线呈单峰型,峰值出现在19:00处。推测峰值主要由机动车排放、烹饪烧烤、大气边界层降低所致。“中”“重”空气质量级别条件下,EC、OC日变化规律性不明显。

1.3.1 阴道微生态检测 应用pH精密试纸法检测pH值;将分泌物置于滴有生理盐水的载玻片上,直接光镜下检查阴道清洁度,进行革兰染色并在显微镜下进行观察,检测阴道菌群,包括念珠菌感染(vulvovaginal candidiasis,VVC)、滴虫感染(trichomonal vaginitis,TV),采用阴道分泌物悬滴法,用快速细菌性阴道病(bacterial vaginosis,BV)试剂盒检测BV。

(1) 不同空气质量级别下,南通市EC小时均值为1.25 ~6.55 μg/m3,OC小时均值为4.16~24.90 μg/m3ρ(EC)/ρ(PM2.5)为3.54%~6.64%,ρ(OC)/ρ(PM2.5)为11.53%~22.18%。总体而言,EC、OC小时均值随空气质量级别的升高而增大,EC、OC在PM2.5中的占比随空气质量级别的升高而下降。表明,不同成分的污染物浓度均会随空气污染的加重而增大,但不同成分污染物浓度上升的幅度并不一致。

[参考文献]

空气质量级别划分参照《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ 633—2012)和《环境空气质量标准》(GB 3095—2012),划分为优(1级)、良(2级)、轻(3级,轻度污染)、中(4级,中度污染)、重(5级,重度污染和严重污染)5个级别。南通市重度污染和严重污染时段较少,故将其合并处理。采用2016年3月—2017年2月,同时具有空气质量、EC和OC有效数据的小时数据为样本,共获取样本数8 348个,其中优、良、轻、中、重样本分别为3 565,3 240,1 249,198和96个。

通常,将ρ(OC)/ρ(EC)用来判断是否有二次有机污染的产生,当ρ(OC)/ρ(EC)>2.0时,认为存在二次有机碳(SOC)[8]。将获取的不同空气质量级别对应的OC、EC小时均值进行比值计算,结果见图2。

[3] CHEN S J,LIAO S H,JIAN W J,et al.Particle size distribution of aerosol carbons in ambient air[J].Environment International,1997,23( 4) : 475-488.

[4] 刘庆阳,刘艳菊,赵强,等.2012年春季京津冀地区一次沙尘暴天气过程中颗粒物的污染特征分析[J].环境科学,2014,35(8):2843-2850.

建设绿色生态名市是榆林的战略抉择,也是榆阳的奋斗目标。只有生态产业化开发才能够达到既要生态效益又有经济效益的目的。从生态产业发展的内涵来看,生态产业开发是解决“三农”问题、保障“三农”利益、促进农民增收的有效途径,也是林业生态环境可持续发展的根本途径。政府在产业开发上必须给予政策保护、市场需求、科技支撑、投入保障等方面的大力支持,才能从根本上促进经济的可持续发展。

[5] 周敏,陈长虹,王红丽,等.上海秋季典型大气高污染过程中有机碳和元素碳的变化特征[J].环境科学学报,2013,33(1):181-187.

2)分析学习者与学习环境。辽宁工业大学为普通应用型本科院校,学生起点水平不是很高,应主要提高学生对知识的应用能力。电工电子技术课程有很多针对元器件或实际设备的介绍,如采取传统课堂50分钟左右的长时间教学,学生注意力不会集中,学习效果不佳。因此,将教学内容细化成知识点,并做成小的视频或微课(不超过15分钟为宜)供学生观看,可增加学生的学习积极性,并可随时重复学习,增加学习的自由度。

[6] 袁思宇,沈国锋,赵秋月.南京市秋季大气颗粒物中有机碳和元素碳的浓度水平及分布特征[J].环境化学,2014,33(5):724-730.

为了提醒人们注意,我的老叶子纷纷脱落。胡马强也注意到了,说这棵树怎么搞的,好像长虫了,怎么在落叶子啊?狗日的何泽,要是把树栽死了,我这里留的五万保证金他一分钱也别想!

[7] 徐红梅,曹军骥,沈振兴,等.西安市不同空气质量级别对应的PM2.5化学组份变化特征[J].科技导报,2015,33(6):31-36.

[8] CHOW J C,WATSON J G,LOWENTHAL D H et al.PM10 and PM2.5 compositions in california’s san joaquin valley[J].Aerosol Science Technology,1993,18:105-128.

[9] 叶堤,蒋昌潭,赵琦,等.重庆市春季大气PM 10中有机碳、元素碳浓度水平及污染特征分析[J].中国环境监测,2007,23(3):69-73.

[10] 段凤魁,贺克斌,刘咸德,等.含碳气溶胶研究进展:有机碳和元素碳[J].环境工程学报,2007,1(8):1-7.

[11] 程军,史晓勇.黄东海颗粒有机碳的季节变化、分布和来源[D].山东:中国海洋大学,2011.

 
蒋荣,李敏娜
《环境监控与预警》 2018年第02期
《环境监控与预警》2018年第02期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号