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文档简介
S区大气污染环境质量现状研究目录TOC\o"1-2"\h\u29518摘要 14205一、绪论 23151.1研究背景 2303371.2研究目的和意义 379501.3国内外研究现状 3117771.4研究内容 5169701.5研究方法 5289841.6组织结构 521376二、监测方案 720792.1检测资料来源 776252.2监测资料概况 7123942.3评价标准 8294662.4数据处理 96910三、结果与讨论 10298013.1各污染物特征分析 10210143.2榆次区空气质量指数(AQI)结果分析 159138四、结论与建议 18137354.1结论 18223614.2建议 1826560参考文献 20摘要随着经济的发展,过度开采煤炭和石油导致大量废气排放到大气中,早已超出了大气环境所可以承受的容量,产生了大气污染,影响着大气质量。作为以煤炭和钢材加工业为主导的城市,榆次区主要以第二产业为经济发展的主要推动力,所以其污染相对较严重且具有很强的地域性。本研究通过对榆次区连续四个月(2020年3月1日~6月30日)大气中的SO2、NO2、O3、CO、PM2.5、PM10以及空气质量指数(AQI)进行监测,分析此时间段的主要污染物类型;同时讨论了其相关影响因素。研究结果如下:(1)榆次区四个月中AQI平均值6月最大,最大值为70,3月最小,最小值为60。(2)榆次区四个月中SO23月份浓度最大,最大值为8.83μg/m3;6月份浓度最小,最小值为5.57μg/m3。NO24月份浓度最大,最大值为16μg/m3;6月份浓度最小,最小值为11.63μg/m3。CO在3月份浓度最大,最大值为6.14mg·m-3;4月份浓度最小,最小值为4.6mg·m-3。PM2.5在6月份浓度最大,最大值为104.57μg/m3;5月份浓度最小,最小值为81.1μg/m3。PM10在6月份浓度最大,最大值为58.47μg/m3;在5月份浓度最小,最小值为52.23μg/m3。(3)整体上看,该市的空气质量以良为主,约占74%。(4)榆次区大气污染主要与传统能源、汽车尾气以及工业污染源的不合理分布、气候条件有关。关键词:城市空气质量;污染现状;分析;防治措施一、绪论研究背景大气是环境的重要组成要素,它的状态和变化无时无刻不影响着人类的生活。大气的状态时刻受大气污染的严重影响,导致了气候的异常变化。这些变化有时候很明显,有时候又难以察觉,人类通过自己很难发觉。但若要任由其发展将会带来严重的影响,甚至达到人类难以承担的结果。大气时时刻刻不在变化,但是它的自身变化是缓慢的,而人们的行为造成的后果是最严峻的,受到全世界的广泛关注,世界各地组织了许多环境研究者,调动了大量物资进行研究、防范治理。控制大气污染、保护环境,已经成为现在世界问题最重要的一项[1]。榆次,古称“魏榆”,地处于山西省中部,东部与晋中市寿阳县和和顺县交界,西部与太原市清徐县交界,南部与晋中市太谷区交界,西北与太原市相连。榆次区是山西省综合指标十强县市、全国文化先进区、国家级生态示范区也是中国晋商文化之乡。榆次区地处华北黄土高原地带,气候干燥,风沙多,雨水少,植被差,扬尘多,因而形成当地大气尘污染类型为风沙及烟尘型污染[2]。研究目的和意义大气污染的产生以及它对人类的危害已被人类了解到,它对人类的危害形式是各种各样的,有突然发生的,也有缓慢影响的;有直接影响的,也有间接影响的;既有人们可以明确感觉到的,也有人类无法察觉到的等[3]。空气污染的程度是由污染物对动植物或非生物作用的浓度和时间长短来判断,而不是以判断大气中存在什么类型的污染物来判定。所以,当下最应该做的事就是研究大气污染的形成和危害因素[4]。国内外研究现状大气环境质量现状评价概述是在对监测结果进行必要的统计分析后,以列表的方式给出各监测点大气污染物的不同取值时间的质量浓度变化范围,计算并列表给出各取值时间最大质量浓度值占相应标准质量浓度限值的百分比和超标率,并达到评估标准状态,从以上几点来评价该地区大气环境质量现状,进行浓度时空分布特征和浓度变化与污染物气象条件的相关分析[5]。环境影响评价伴随科学技术的迅猛发展以及人口快速膨胀,人类的需求也愈发的扩大,而自然界也在不断地遭受着人们的索取与破坏,需求增大的同时煤炭、石油等一次能源消耗增大,资源逐渐减少直至稀缺,在工业化进程推动下,各个种类的污染物被源源不断地排放到大气中,全球性的环境问题一个个显露出来,如酸雨、温室效应、臭氧空洞等。这些严重的环境问题使我们的生存发展遭到了巨大的威胁[6]。正因如此我们开始不断的投入各种人力物力和财力进行各方面的环境保护,通过科学的治理使环境质量得到大大的提升。大气环境质量评价是大气污染控制工程中的重要部分[7]。1970年起就有一些发达国家对大气污染物进行预报研究和综合分析,为当地政府制定出一系列防治措施,对有可能发生的大气污染问题提供了有利的依据。而美国气象局也通过对风、温度、天气形势、混合曾高度等气象因子的监测与预测,进行扩散计算,得出大气中污染物的预测。德国荷兰等欧洲国家从1970年时就已经开始了该项工作。1972年,人类环境会议举行于瑞典首都斯德哥尔摩,中国代表团也参与并出席了这次的会议。1937年,我国开办了第一次全国环境保护会议,关于保护环境的工作也开始在全国范围内展开,同时进行了各项环境质量的评价工作[8]。《中华人民共和国环境保护法》发布于1979年,这一法规的颁布使得环境评价工作进入了一个全新的发展阶段。如今我国的环境评价工作正在向一个更加完备更加成熟的阶段迈进[9]。大气环境监测大气环境监测是监测人员先检测出大气中的污染物的种类和浓度,并观察它们在时空中的分布和随时间或地点的变化规律[10]。大气中污染物分为分子状污染物和颗粒状污染物,分子状主要有NOx、SOX、CO、O3、卤代烃、CHX等;颗粒状主要有TSP、降尘、飘尘及酸沉降。根据一个地区的范围、大气污染源的散播情况和气象条件、地形地貌等因素,进行定期监测[11]。我国监测项目主要有SO2、NOx、TSP、CO和降尘。此外,还可根据区域大气污染的不同特点,CHx、总氧化剂、PM10、NO2、氟化物、Pb等特征污染物的监测[12]。国内对大气质量的研究现状近年来我国经济呈现跳跃式增长,能源消耗量迅猛上升的同时,环境污染也成为了较为严重而且值得重视的问题。我国的气象局按照我国这些年来的大气质量基本情况,精密的分析了大气污染的主要因素,对于大气污染现状做出详尽的阐述,并预测了大气质量的变化趋势[13]。目前我国的污染物大多属于“存量型”,即当前环境质量不仅被当前的污染排放量决定,还受以往排放的污染物的影响,当前排放的污染物不仅影响当前的环境质量,而且今后的环境质量也会受到严重的影响。在评价环境质量时应该从环境中污染物浓度指标和污染物排放量两方面对全国大气质量的现状进行考察[14]。研究内容(1) 对榆次区监测站进行数据收集。(2) 分析各类污染物的空间分布及达标状况。(3) 对两点位的监测数据进行整理和计算。(4) 对照我国相关法律和文件分析污染物的浓度状况,对点位的污染状况进行评价。研究方法(1)文献研究法通过研究之前的文献,了解此前榆次区大气环境质量。(2)数据分析法通过测得各类数据分析当前榆次区大气环境质量情况。组织结构如图1.1。图1.1组织结构
二、监测方案2.1检测资料来源榆次区主要大气污染物为SO2、NO2、O3、Co、PM2.5和PM10。本文根据榆次区环境监测站提供的数据为依据,进行分析。本文通过2020年监测数据,研究区域内SO2、NO2、O3、CO、PM2.5、PM10等污染物的浓度关于时间的变化,分析SO2、NO2、O3、CO、PM2.5、PM10等污染物分布的时间与地点的不同,季节变化、供暖期产生的变化的特征分布,从而完全认识榆次区城市大气环境污染特征和主要污染物的分布情况。通过向榆次区当地环保部门申请资料,查阅并收集相关的资料和信息,选取一些可用的文献资料参考和指导教师对比课题进行深入了解学习和研究。利用数据分析法对污染物浓度含量进行计算得出数据结构。2.2监测资料概况2.2.1监测项目根据榆次区的人口和功能区利用布点法,榆次区环境监测站在榆次区共设立四个环境空气常规监测点,包括:锦纶小区、南都小区、榆次区政府、榆次三中。主要监测的项目包括:SO2、NO2、O3、、PM2.5、PM10等。榆次区环境保护监测站对SO2、NO2、O3、PM2.5等污染物采用24h全自动监测。监测点如表2.1。表2.1监测点监测点号1234地址锦纶小区南都小区榆次区政府榆次三中2.2.2监测方法榆次监测站用监测点位布设法对SO2、NO2、O3、CO、PM2.5、PM10分区域进行监测,间断采样,并确定其空气质量指数(AQI)。各污染物检测方法如表2.2。表2.2各污染物检测方法污染物检测方法SO2甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法(HJ483-2009)NO2盐酸萘乙二胺分光光度法(HJ479-2009)O3紫外光度法CO非分散红外法(GB9801-1988)PM2.5β射线法PM10β射线法2.3评价标准《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ633—2012)规定,空气质量分为六个级别。如表2.3。各污染物浓度标准如图2.1。表2.3空气质量分级标准AQI0~5051~100101~150151~200201~300>300空气质量评估优良轻度污染中度污染重度污染严重污染图2.1评价标准2.4数据处理数据处理是从三个方面进行的:“质量状态”、“变化趋势”和“因果关系”,综合反映空气污染防治政策及空气质量管理的效果[15]。其中,“质量状态”是对空气质量现状的描述,依据国家标准判断污染物浓度均值是否达标,同时考虑受体影响程度;“变化趋势”是对空气污染规律的分析,从时间和空间的角度分析污染物的时空分布特征及浓度变化趋势;“因果关系”是对空气污染原因的识别,综合“质量状态”和“变化趋势”的分析结果,运用浓度均值、达标率、浓度标准差等指标进行源分析,识别污染源及污染原因[16]。
三、结果与讨论3.1各污染物特征分析3.1.1二氧化硫(SO2)最常见的硫化物,大气的主要污染物之一,燃煤等行业产生的硫氧化物等是大气中SO2的主要来源。SO2的城市浓度具有明显的变化规律。SO2的变化趋势如图3.1所示。图3.1SO2变化趋势由图3.1可知,SO2在此监测周期内最大值为19μg/m3,最小值为1μg/m3.3月、4月、5月、6月份大气中SO2浓度平均值分别为8.83μg/m3、5.73μg/m3、5.94μg/m3、5.57μg/m3,可见供暖期燃煤等的影响促使3月份的SO2浓度偏高,最大值为19μg/m3,在3月的供暖期不但质量浓度增高,而且在一天内具有较大的变化,在世界范围内,每年通过人为来源排放入大气中的SO2约有60%来自燃烧煤炭。供暖期一天中早、晚SO2排放量大,且逆温层相较其他时段低,SO2不易扩散,容易聚集。而SO2的质量浓度在夏季低,一天内变化不大。3月份还处在冬季取暖季,居民取暖燃煤、汽车尾气、火电厂的废气排放以及气象条件(沙尘)、植被生长的季节性均对此有影响。3.1.2二氧化氮(NO2)大气中含氮污染物最重要的组成部分,人为来源主要是燃烧燃料,汽车尾气中氮氧化物的排放量也是主要来源。NO2浓度的变化趋势如图3.2所示。图3.2NO2变化趋势由图3.2可知,NO2在此监测周期内最大值为30μg/m3,最小值为5μg/m3,3月、4月、5月、6月份大气中NO2浓度平均值分别为14.47μg/m3、16μg/m3、11.84μg/m3、11.63μg/m3。其中,5月NO2浓度平均值最大,5月中浓度最大值为30μg/m3。3.1.3臭氧(O3)臭氧是一次污染物形成的光化学产物,所以这与光照条件也有一定的关系,从冬季进入春季,光照强度增强,从而使臭氧浓度升高。O3浓度的变化趋势如图3.3所示。图3.3O3变化趋势由图3.3可知,O3在监测时间段内最大值为1112μg/m3,最小值为22μg/m3;3月、4月、5月、6月份大气中臭氧浓度平均值分别为37.34g/m3、49.3μg/m3、58.0μg/m3、81.27μg/m3。O3浓度呈上升趋势,其中6月浓度最大,最大浓度为112μg/m3。汽车尾气中含有氮氧化物和碳氢化合物,两者在阳光的催化下会发生反应产生臭氧;从而进一步和大气中的SO2、PM10等成分结合形成光化学烟雾危害生物体的健康。3.1.4一氧化碳(CO)燃煤、石油等不完全燃烧会产生CO,因此采暖期居民燃煤取暖、汽车尾气等是大气中CO的主要来源,同时冬季逆温层的出现会影响大气中污染物的扩散,从而使大气污染物浓度偏高,空气质量变差。CO浓度的变化趋势如图3.4所示。图3.4CO变化趋势由图3.4可知,CO在监测周期内测得CO浓度最大值为11mg/m3,最小值为1mg/m3;而其在3月、4月、5月、6月份的浓度平均值分别为6.14mg/m3、4.6mg/m3、5.61mg/m3、5.87mg/m3。其中3月平均浓度最大,可见冬季取暖燃煤的影响巨大。本市是煤炭工业主导城市,燃煤是首要污染源,燃煤、石油等不完全燃烧会产生CO,从而使大气污染物浓度偏高。空气质量变差。3.1.5细颗粒物(PM2.5)也叫细颗粒物,是环境空气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物[17-18]。PM2.5在大气中的所占比例很小,但它于当日的空气质量和大气能见度有着重要的关联,因此PM2.5的监测也是不容忽视的一部分。PM2.5的活性很强,含有大量的有毒有害的物质,对人体和环境质量都有很大的影响。PM2.5的浓度变化趋势如图3.5所示。图3.5PM2.5变化趋势由图3.5可知,通过对该监测时段PM2.5进行分析,可见此时间段内最大值为193μg/m3,最小值为40μg/m3。3月、4月、5月、6月份大气中PM2.5浓度平均值分别为99.83μg/m3、94.83μg/m3、81.10μg/m3、104.57μg/m3。3.1.6可吸入颗粒物(PM10)常把粒径小于10μm的微粒叫做可吸入性微粒,称PM10。可吸入颗粒物是在环境空气中长期飘浮的悬浮微粒,对大气能见度影响很大[19]。一些是由烟筒、车辆等直接把污染排到空气中。而另一些则是由环境空气中一些化合物互相作用形成的细小颗粒物,它们的组成与位置、天气、时令的不同有很大的关系。空气中PM2.5、PM10平均值分布特性与采暖期煤烟型污染和气象条件有关。PM10浓度的变化趋势如图3.6所示。图3.6PM10变化趋势由图3.6可知,通过对该监测时段PM10进行分析,可见此时间段内最大值为94μg/m3,最小值为23μg/m3。3月、4月、5月、6月的平均值分别为57.17g/m3、56.7μg/m3、52.23μg/m3、58.47μg/m3。3月份为采暖期,且风速较小,导致空气中PM2.5、PM10含量偏高;6月份进入春季,风力较大,植被尚未形成,风携带沙尘进入空气,则使PM2.5、PM10在此月份浓度最高。3.2榆次区空气质量指数(AQI)结果分析AQI是定量描述空气质量状况的指标。监测结果如图3.7。图3.7AQI变化趋势由图3.7可知,该监测时段的122天内,AQI是不断变化的,3月、4月、5月、6月份的平均值分别为60、63、69、70。可见6月份的空气质量相对较差。由《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ633-1012)规定可知,在整个监测周期中,空气质量为优的天数约占20.5%,空气质量为良的天数约占74.6%,轻度污染约占4.9%。中度污染、重度污染均无。3月时,榆次区的空气质量为优的有10天,在4月有6天,5月有7天空气质量为优,在6月的空气质量为优的有2天,总共有25天空气质量为优,约占整个监测周期的20.5%。榆次区在3月、4月、5月、6月空气质量为良的天数分别为20天、24天、21天、26天,共91天,约占整个监测周期的74.6%。在检测周期内榆次区空气质量为轻度污染的天数分别为1天、0天、3天、2天,共6天,约占整个监测周期的4.9%。在整个监测的四个月内并未出现中度污染和重度污染。由此可见轻度污染占监测周期比例最小,等级为良的空气质量占监测周期比例大,整个监测周期内空气质量以等级为良为主。如图3.8所示。图3.8各天气质量天数统计图
四、结论与建议4.1结论(1)榆次区四个月中AQI平均值6月最大,最大值为70,3月最小,最小值为60。(2)榆次区四个月中SO23月份浓度最大,最大值为8.83μg/m3;6月份浓度最小,最小值为5.57μg/m3。NO24月份浓度最大,最大值为16μg/m3;6月份浓度最小,最小值为11.63μg/m3。CO在3月份浓度最大,最大值为6.14mg·m-3;4月份浓度最小,最小值为4.6mg·m-3。PM2.5在6月份浓度最大,最大值为104.57μg/m3;5月份浓度最小,最小值为81.1μg/m3。PM10在6月份浓度最大,最大值为58.47μg/m3;在5月份浓度最小,最小值为52.23μg/m3。(3)随着季节的变化,本市的大气质量及其大气中的各污染物浓度也在不断的变化。整体上看,该市的空气质量以良为主约占74%。(4)榆次区大气污染主要与传统能源、汽车尾气以及工业污染源的不合理分布、气候条件有关。4.2建议(1)、加强榆次市环境规划,树立城市生态观念,合理利用城市的环境容量,合理调整工业结构与布局,在人口集中的区域或城市上风向地段,严禁有重污染源存在。(2)、加强环境管理,努力创造条件,应用先进的科学技术对老企业进行技术改造,重点提高工业锅炉和民用炉的热效率,探讨和采用经济、适用、科学、高效的烟气脱硫技术,从而合理地利用煤炭资源,减少资源浪费和污染物的排放(3)、加强城市地面绿化,提高环境自净能力,在交通道路两旁,工矿和居民区多种树、种草、种花,以美化、净化工作和生活环境。(4)、加强对市区道路的路面硬化及交通车辆通行的管理,减少道路扬尘,并经常对道路进行清扫和洒水,使路面保持湿润,结合城市环境综合整治工作,使创建卫生和文明城市活动有力地促进城市基础设施和污染防治设施的建设。
参考文献[1]姚从容,陈魁.城市环境空气质量变化规律及污染特征分析[J]干旱区资源与环境,2007.[2]王平利,戴春雷.城市大
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