论文部分内容阅读
广州市是华南地区经济最发达的城市之一。目前广州拥有900万人口和177万辆汽车,城市大气污染日趋严重,对当地居民的健康造成了很大威胁,因此对该地区的大气,特别是人体可吸入的细颗粒物进行系统和详细研究显得十分重要。
本文采用大流量采样器,对广州市城区大气中PM<,2.5>进行了一年的长期观测(每6天采样一次)。研究了广州城区大气PM<,2.5>中金属、有机碳(OC)、水溶性有机碳(WSOC)和无机碳(EC)的浓度及其季节变化特征,探讨了其可能的污染来源。这些长期观测数据将有助于深化对广州城区,甚至是以广州为代表的珠三角城市群大气污染特征的基本认识。
研究选取位于广州城区的中山大学为长期观测站,于2005年5月至2006年5月采集PM<,2.5>样品,并对其进行分析,结果表明:
(1)广州PM<,2.5>中主量元素和重金属(Al、Fe、Mg、Mn、Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V和Zn)浓度较高。其中一些重金属,如Cd、Cu、Pb和Zn的浓度则表现出较明显的冬高夏低的季节变化规律,而其它金属则没有这样的规律,说明这几种重金属可能以局地排放为主:
(2)除Al、Mn、Co和Cr外的其它金属的富集因子均大于10,这说明了它们主要来自于人为污染。其中,以Cd的富集因子最高,达到了3391.75,表明Cd的人为排放量非常大。通过主成分分析(PCA)发现,广州PM<,2.5>中的重金属的排放源都源于包括工业排放、汽车尾气排放和马路飘尘等在内的人为排放;
(3)广州PM2.5中OC、EC、WSOC和TC的全年平均浓度分别为14.6、4.9、5.7和19.4 μg m<-3>。OC、WSOC浓度冬季高、夏季低,冬季分别是夏季的1.8倍和1.4倍;但是EC没有类似规律,全年浓度变化不大;WSOC/TC比值也表现出冬高夏低的规律,其WSOC/TC比值均大于0.3,这与其他典型中国城市特征不同,表明广州亚热带气候具有自己的特点;
(4)广州PM<,2.5>中OC/EC平均值为3.2,显示二次有机碳(SOC)的存在。通过估算,SOC浓度冬高夏低,而SOC/OC却冬低夏高,SOC浓度高于珠三角其他城市。广州冬、夏两季OC和EC的相关性不大,表明二者的来源不同。但10~12月样品中的OC、EC有一定线性关系(R<2>=0.7296),这可能和这段时间的风向较一致有关;
(5)广州大气PM<,2.5>中的正构烷烃浓度比较高,达到750.65 ng m<-3>,这可能是跟采样点的位置有关。正构烷烃浓度冬季高、夏季低,这跟冬季温度低、风速低和降水少,夏季反之有关;
(6)广州CPI值夏、冬两季分别为1.26和1.44,说明正构烷烃的排放源是兼有人为和自然的混合源;总离子流基线出现鼓包,是石油残余物的特征。夏季C<,max>为C<,27>,冬季为C<,29>,C<,26>~C<,34>具明显的奇数优势,且浓度明显高于碳数小于21的正构烷烃。此为植物排放等自然源的特征。广州Wax C<,max>等于C<,31>,代表该地气候为热带气候。