广州市大气中颗粒物特征及其环境意义.doc

广州市粒物特征* 中山大学化学与化学工程学院分析科学研究所 广州510275 摘要2002年的冬季和夏季使用Airmetrics的低流量采样仪采集了广州市三个站点（中大、黄埔和龙归）、总共80个PM10和PM2.5的样品。研究了冬季和夏季广州城市大气颗粒物的污染特征及其季节变化。结果显示，广州城市大气颗粒物的污染是比较严重的，夏季的PM10和PM2.5日平均浓度值分别为124.8和78.1μg/m3，冬季的PM10和PM2.5日平均浓度值更高，分别达161.7和105.7μg/m3。广州的颗粒物污染存在明显的季节变化，冬季的污染比夏季严重。夏季和冬季样品中，细颗粒的PM2.5占PM10的比例分别为64.1%和68.1%，表明PM2.5的污染较为严重。此外， PM2.5和PM10的相关性良好（r0.9），说明颗粒物污染为同源污染。。研究还发现，气象因素对颗粒物浓度及其分布特征有影响。 关键词PM10；PM2.5；广州；季节变化；气象因素 前言 大气颗粒物对环境气候、能见度等大气颗粒物所承载或吸附的毒性重金属和毒性有机污染物对人类健康构成了严重威胁，人类生存环境中不容忽视的隐形杀手。生活在大气颗粒物浓度较高的地区极易导致肺炎、气管炎、肺结核甚至诱发肺癌，引起死亡率的上升。小于10μm2.5μm的颗粒物可直接进入人体肺部并参与血液循环 本研究选择广州市3个具有不同功能的观测点，连续采集了2002年冬、夏两季节的PM10和PM2.5样品，尝试探讨其来源、分布规律以及影响其浓度水平的各种气象因素。 样品采集及分析 采样: 根据城区功能的不同，在广州共设了三个采样点 (图1)： 中山大学 (ZSU)：中山大学位于广州市新港西路。该路段是海珠区的主要干道之一，交通繁忙，周围有一定是商业设施和文化设施。采样设于距新港西路约500 m，距珠江约100 m高度约15m的楼顶上。 黄埔 (HP)：黄埔区在广州的西面，是广州市的新兴的工业区，这里有发电厂、化工厂、冶炼厂等，有比较多和集中的污染排放源。采样点位于黄埔区的中心地区，机动车流量较大的黄埔大道边，离地面约10 m高。 龙归 (LG)：龙归位于广州市北部市郊的白云区，邻近从化市，是典型的城乡结合部。该站点距新旧广从公路约1 km，采样高度约10 m。本次采样按季节分两个时间段进行。冬季采样从2002年1月8日开始至2月8日结束；夏季采样从2002年6月26日开始至7月26日结束，两次采样均为期一个月。采样期间，中山大学采样点每3 d采集一次，其它两个采样点是每6 d一次。每次采样同时收集PM10和PM2.5。为抵消滤膜暴露在空气以及在样品采集、运输过程中的可能引起的污染，每10 d2个现场空白样品。本研究采用低流量采样进行采样Airmetrics，美国。采集PM10和PM2.5样品的微纤维石英滤膜(47 mm，Whatman公司，英国在使用前于800oC灼烧3 h后取出，于干燥器中冷却，称量空白滤膜。设定采样器采样流量为5 L/min，采集时间为24 h。采样完成后，将样品滤膜取下、密封并保存于4冰箱中待进一步分析。灵敏度为1 (g的电子微量天平Mettle M3, Switzerland）先进行称量在干燥器内放置24h，用天平称重放回干燥器h后再称重，两次重量之差不大于0.4mg即为恒重。量。广州大气中的颗粒物浓度PM10及PM2.5的浓度数据。以我国的空气质量二级标准（GB3095-1996）来衡量，PM10浓度平均值为161.7 μg/m3，超过了日平均标准150 μg/m3，且变化范围大，最大值为456.9 μg/m3，超标2.05倍。三个采样点中只有中山大学符合标准，黄埔和龙归都超过了标准值。龙归的PM10浓度更高达203.4±126.4 μg/m3，最高值出现在该采样点。表1 各采样点1-2月（冬季）颗粒物浓度 采样地点 PM2.5浓度（μg/m3） PM10浓度（μg/m3） 样品数 浓度范围 平均值 样品数 浓度范围 平均值 HP 5 51.9~236.9 102.5 89.7 5 74.8~419.2 167.0 102.1 LG 5 42.2~315.7 138.6 87.2 5 52.2~456.9 203.4 126.4 ZSU 10 36.8~150.5 90.5 33.8 10 48.4~246.2 138.2 54.8 平均值 20 36.8~315.7 105.7 53.9 20 48.4~456.9 161.7 83.2 由于我国尚无PM2.5的标准，我们采用美国国家大气环境质量标准（NAAQS）进行衡量。各个采样点的日平均值都超过了PM2.5的二级标准65 μg/m3。PM2.5浓度平均值为105.7 μg/m3，超过了日平均标准值