北京市房山区窦店镇TSP组分分析.pdf

年月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第 卷第 期收稿日期:作者简介:王筱琳(),女,硕士,工程师,主要从事大气污染防治工作.北北京京市市房房山山区区窦窦店店镇镇TT SS PP组组分分分分析析王筱琳,张英磊,范光宇(北京首创大气环境科技股份有限公司,北京 )摘要:北京市房山区扬尘问题备受关注.在 年月 日在房山区个点位进行膜采样,分析了组分特征,结果表明:个采样点基本处于主要干线附近,受道路扬尘污染影响比较明显.河口文体广场受东南侧京广高速铁路的道路扬尘源污染;窦店公园采样点受东南侧京深路和京港澳高速路的道路扬尘和机动车尾气污染影响;白草洼采样点受东南方向近距离京深路道路扬尘和机动车尾气污染影响;汇豪小区采样点受京深路和京港澳高速路道路扬尘和机动车尾气影响.为此,建议房山窦店镇对京深路和站点周边道路清扫保洁和洒水抑尘措施,具备条件时,可对周边道路实施限流措施.关键词:大气总悬浮颗粒物;道路扬尘;机动车尾气中图分类号:X 文献标识码:A文章编号:()T S PC o m p o n e n tA n a l y s i so fF a n g s h a nD i s t r i c t i nD o u d i a nT o w n,F a n g s h a nD i s t r i c t,B e i j i n gC i t yW a n gX i a o l i n,Z h a n gY i n g l e i,F a nG u a n g y u(B e i j i n gC a p i t a lA i rE n v i r o n m e n t a lS c i e n c e&T e c h n o l o g yC o,L t d,B e i j i n g ,C h i n a)A b s t r a c t:T h ed u s tp o l l u t i o n i nF a n g s h a nd i s t r i c th a sr i s e na t t e n t i o n F r o m M a y t o,m e m b r a n es a m p l e sw e r ec o l l e c t e da t f o u r s i t e s i nF a n g s h a nD i s t r i c t t oa n a l y z ec o m p o n e n t c h a r a c t e r i s t i c s T h em a j o rc o n c l u s i o n sa r e:A l l f o u rs i t e sw e r ea f f e c t e db yt h er o a dd u s tp o l l u t i o na st h e ya r ea l ln e a r b yt h em a i nr o a d s T h eH e k o us q u a r es i t ew a sm a i n l ya f f e c t e db yt h er a i l w a y l o c a t e da t t h es o u t h e a s t e r nd i r e c t i o n T h eD o u d i a np a r ks i t ea n dB a i c a o w as i t ew e r eb o t hm a i n l ya f f e c t e db yt h e r o a dd u s t a n dv e h i c l e se m i s s i o n f r o mt h e r o a da t s o u t h e a s t e r nd i r e c t i o n T h eH u i h a ov i l l a g ew a s a f f e c t e db y t h e r o a dd u s t a n dv e h i c l ee m i s s i o n f r o ms u r r o u n d i n ga r e a s I t i s i m p o r t a n t f o r t h ed e c i s i o nm a k e r so fF a n g s h a nd i s t r i c t t op a ya t t e n t i o nt ot h e r o a dc l e a n i n ga n dw a t e r i n g,a s l o n ga s t h e t r a f f i c r e s t r i c t i o n i no r d e r t om i n i m i z e t h eT S Pp o l l u t i o n K e yw o r d s:T S Pp o l l u t i o n;r o a dd u s t;v e h i c l ee m i s s i o n s 引言大气总悬浮颗粒物(t o t a ls u s p e n d e dp a r t i c u l a t e s,T S P)是指环境中空气动力学直径小于或等于 m的颗粒物,其影响大气质量,降低能见度.自 世纪 年代以来,环境保护部门开始重视大气颗粒物对能见度的影响.颗粒物对光的吸收效应也是使能见度降低的主要原因.大气颗粒物会影响植物吸收,会严重影响植物的发育,甚至造成植物的死亡.颗粒物中包含的重金属和其他有毒的有机或无机化合物会随雨水进入地下,严重污染饮用水及食品安全,危害人体健康.酸性大气颗粒物接触地面的建筑物时会腐蚀建筑物造成经济损失.T S P中的PM 可以通过呼吸进入人体,而PM 还可以通过呼吸进入人的肺泡里.因此这种颗粒物对于人的呼吸系统和健康危害极大.大气中的颗粒物成分复杂,不同地域有很大差别,其一般包含各种无机盐、有机物和金属元素.有机物主要包含饱和及不饱和的烃类物质.T S P可富集重金属,对人体的健康造成严重威胁.城市中导致T S P污染严重的主要原因是人为源.建筑垃圾排放、施工、重型卡车排放、工业燃煤等均会造成严重的T S P污染,.北京市扬尘污染问题一直备受关注,解决扬尘王筱琳,等:北京市房山区窦店镇T S P组分分析环境与安全污染问题对于减轻颗粒物污染是十分重要的.房山区地处北京市西南部,西北部为山区,东南部为平原和洼地,容易导致土壤扬尘增多.刘郁珏等分析了房山区良乡镇和琉璃河镇 年PM、PM、NO、S O、C O这种大气污染物浓度的变化特征,得出结论:个镇的污染物对污染的贡献率占比依次为PM、PM、S O、NO和C O.颗粒物是房山区的首要污染因素.房山区窦店镇存在粗颗粒物污染问题,机动车流量较大,机动车排放的颗粒物和扰动地面尘土导致的道路扬尘问题较明显.另外裸土和堆场扬尘也较明显.研究房山区窦店镇的T S P污染特征可为今后制定本地的污染防治措施提供技术支撑.目前已开展了针对T S P污染成因的研究.杨贵宇等在对 年春季成都市双流区T S P进行采集并分析了其中的M n、N i、C r、C d、V和A s的浓度,对健康风险进行了评估.认为影响T S P浓度的主要因素是降雨,各金属物质的浓度大小为M nA s C r VN i C d,这些元素对人体有着不同程度的致癌风险.王晓玲分析了工业区、郊区和山区三类功能区PM 和T S P的沉降和成分特征和污染来源.认为郊区和山区的T S P浓度逐年上升,并呈现冬季春季秋季夏季的季节变化特征.T S P中P b、A s、C d主要分布在细颗粒物 上.殷旗风对湛江市个站位的大气T S P、阴离子、重金属污染物以及气象因素进行了监测,并分析了其浓度的时空变化特征和可能的来源,以及污染物与气象的相关性.认为T S P含量在夏季和秋季的白天高于晚上,在冬季和春季夜晚高于白天,并且呈现出冬秋春夏的特点.湛江市T S P污染的最重要污染源是工业与汽车尾气排放.帕丽达牙合甫等对乌鲁木齐市采暖期前期与采暖期后期不同粒径大气颗粒物中的H g、A s、Z n、P b、N i等种重金属元素的质量浓度进行分析研究,认为各重金属I g e o值在采暖期后期均高于采暖期前期;富集因子法计算的各元素主要来源均为人为源.李培采集并分析了包头市个监测点位采暖季和非采暖季的T S P样品,分析了样品中 种重金属含量以及季节性变化特征.认为包头市环境空气T S P中的铝和铁的含量最高,占总含量的 .部分金属元素体现出采暖季大于非采暖季的特点.李相环等依据空气质量监测数据,研究了L NG接收站建设期大气T S P及PM 的含量,并分析了PM 在T S P所占的比例以及T S P污染的 成因,并提出 了一系列 的T S P污 染防治措施.结果显示:T S P浓度在采取污染防治措 施 后 明 显 降 低,污 染 得 到 了 有 效 的 控 制.王晓磊研究了北京市安立路林带和北五环林带的水平和垂直方向上的大气颗粒物的时空分布规律和林带对颗粒物浓度的影响特征,认为T S P浓度春季和冬季明显高于夏季和秋季.胡环等分析了上海市道路区域中T S P和PM 污染物随车辆型号、道路清洁洒水情况、绿化情况和天气等因素的变化情况进行分析,认为颗粒物浓度白天高于夜间,阴天高于多云和晴朗天气,雨天下降显著.重型车数量 越多浓度越高.有绿化隔离带或高大树木遮挡情况下的浓度明显降低.洒水后浓度明显下降.目前针对T S P的研究多以T S P中的部分成分(如:金属元素或水溶性离子等),少有在不同点位同时进行水溶性离子、金属元素和碳组分的共同分析.另外,针对不同成分之间的相关性分析也开展得较少.本研究同时开展区域不同点位T S P中水溶性离子、金属元素和碳组分的分析,并通过探究成分之间的相关性、对比不同点位的成分占比差异,以及结合气象条件,帮助更全面地解析T S P的潜在来源,以为今后制定本地精细化的粗颗粒物污染防治措施提供技术支撑和依据.研究方法本研究于 年月 日在房山区的个点位(白草洼、窦店公园、河口文体广场和汇豪小区)进行T S P膜采样,之后将样品送至实验室进行组分分析.碳组分定量分析采用美国沙漠研究所生产的仪器D I Rm o d e l A,分析按照E P Ai m p r o v eA分析方法执行;水溶性阴离子和阳离子定量分析采用仪器D I ON E XI C S ;金属元素定量分析采用X射线荧光仪(ME S A).通过分析组分的占比,定性判断点位可能受到的污染类型;对比不同点位的组分占比差异,判断点位的污染特征.结果 采样点位置与T S P浓度对比在房山区窦店镇选择的个点位进行滤膜采样,个采样点基本处于主要干线附近,其中汇豪小区及窦店公园处在京港澳高速与南北京深路交叉重叠处,且位于京广线铁路附近;河口文化广场位于京广高速铁路附近;白草洼村位于京深路附近(表).年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期表T S P浓度及气象参数g/m日期(月日)采样点T S P浓度白草洼窦店公园河口文体广场汇豪小区平均浓度/(g/m)风速风向 级东南风 级西南风表显示,监测日内,房山区窦店镇个监测点位的T S P浓度均较高,高于T S P二级限值(g/m).监测期间风速较低,对T S P浓度传输影响较低,点位主要受到距离较近的污染源影响.图显示,个采样点的T S P浓度与两日平均浓度高低为:窦店公园河口文体广场汇豪小区白草洼.月 日河口文体广场T S P浓度最高,其次为汇豪小区,除白草洼以外,其他采样点的T S P浓度均高于二级限值.月 日窦店公园T S P浓度最高,其次为河 口文体广场,个站 点T S P浓度均高于国家规定的二级限值.说明房山区窦店镇受扬尘污染影响严重.图房山区窦店镇各取样点T S P浓度 总体情况分析 组分浓度分析 年月 日和 日房山窦店T S P各组分质量占比如图.S i元素含量最高,达到,其次为NO,占比为,另外,O C、S O、C a和NH分别占,和.S i为地壳元素,多存在于扬尘源和燃煤源,.O C、S O和NH常见于道路扬尘源,、化石燃料燃烧源(机动车尾气等),中.因此,从月 日和 日房山区窦店镇T S P整体组分占比来看,主要污染源来自于道路扬尘和化石燃料燃烧源.图房山窦店T S P组分质量占比情况 T S P组分相关性金属元素F e、Z n、T i、C a、K是地壳元素,存在于土壤和道路扬尘源中,O C和NO为机动车尾气排放的颗粒物的主要成分,同时也是道路扬尘颗粒的组成部分,C a、M g、K主要存在于道路扬尘源,S O、NH和NO是道路扬尘的重要组成部分,.月 日和 日的风向分别为东南和西南风,且均为级风,因此,采样点在这两天主要受周边近距离的道路扬尘污染影响(图).站点分析 白草洼白草洼采样点组分占比如图.S i元素含量最高,达到,其次为NO,占比为,另外,O C、S O和C a分别占,和.S i为地壳元素,多存在于扬尘源和化石燃 料燃烧源中.O C、S O常 见于道路扬尘 源和 机 动 车 尾 气 中.C a多存在于道路扬尘源中.月 日和 日风向分别为东南风和西南风,白草洼采样点处于京深路和京港澳高速路的西北侧,距离京深路大约只有 m,而距离京港澳高速路大约有 k m.因此,结合采样日风速为二级风,风力较小的气象条件,白草洼采样点这两日主要污染源来自于京深路的道路扬尘和机动车尾气源影响.窦店公园窦店公园采样点组分占比见图.S i元素含量最高,达到,其次为NO,占比为,另外,O C、S O和C a分别占,和.S i为地壳元素,多存在于扬尘源和化石燃料燃烧源中.O C、S O常 见于道路扬尘 源和 机 动 车 尾 气 中.C a多存在于道路扬尘源中.月 日和 日风向分别为东南风和西南风,窦店公园采样点处于京深路和京港澳高速路的西北侧,相距京深路大约只有 m,相距京港澳高速路大约 m.因此,窦店公园采样点这两日主要污染源来自于京深路和京港澳高速路的道路扬尘和机动车尾气源影响.河口文体广场河口文体广场采样点组分占比如图.S i元素含 量 最 高,达 到,其 次 为NO,占 比 为,另外,O C、S O和C a分别占,和.S i为地壳元素,多存在于扬尘源和化石燃料燃烧源中.O C、S O常见于道路扬尘源和机动车尾气中.C a多存在于道路扬尘源中.王筱琳,等:北京市房山区窦店镇T S P组分分析环境与安全图组分相关性图白草洼采样点T S P组分占比图窦店公园采样点T S P组分占比月 日和 日风向分别为东南风和西南风,京广高速铁路为西南至东北方向的道路,河口文体广场采样点处于京广高速铁路的西北侧,且距离大约只有不到 m.京深路和京港澳高速路分别位于河口文体广场的西侧,河口文体广场西南方向距离这两条道路大约为k m.因此,结合采样日风速为二级风,风力较小的气象条件,河口文图河口文体广场采样点T S P组分占比体广场采样点这两日主要污染源来自于京广高速铁路的道路扬尘源影响.汇豪小区汇豪小区采样点组分占比如图.S i元素含量最高,达到,其次为NO,占比为,另外,O C、S O和C a分别占,和.S i为地壳元素,多存在于扬尘源和化石燃料燃烧源中.O C、S O常 见于道路扬尘 源和 机 动 车 尾 气 中.C a多存在于道路扬尘源中.月 日和 日风向分别为东南风和西南风,汇豪小区采样点处于京港澳高速路的西侧大约 m,处于京深路西侧约 m.因此,汇豪小区采样点这两日主要污染源来自于京港澳高速路和京深路的道路扬尘和机动车尾气源影响.年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期图汇豪小区采样点T S P组分占比 结论()月 日和 日,房山窦店镇的T S P浓度均超过二级标准,采样期间风速较低.个采样点基本处于主要干线附近,受道路扬尘污染影响比较明显.()河口文体广场受东南侧京广高速铁路的道路扬尘源污染;窦店公园采样点受东南侧京深路和京港澳高速路的道路扬尘和机动车尾气污染影响;白草洼采样点受东南方向近距离京深路道路扬尘和机动车尾气污染影响;汇豪小区采样点受京深路和京港澳高速路道路扬尘和机动车尾气影响.()建议房山窦店镇对京深路和站点周边道路采取清扫保洁和洒水抑尘措施,如有条件,可对周边道路实施限流措施.参考文献:杨耀,邰阳,张燕大气颗粒物的危害及其解析技术研究综述J北方环境,():杨贵宇,宁静,李益华成都市双流区大气中T S P及重金属污染分析J广州化工,():王广亮,李杰锋城市中大气T S P污染的来源和防治对策探析J科技展望,():马林,马思遥,周金龙城市中大气T S P污染的产生原因及防治策略J硅谷,():,北京市房山区地方志编纂委员会北京房山年鉴()M北京:北京出版社,刘郁珏,李艳,苗世光北京市房山区大气污染物时空分布特征及气象影 响 因 素 分 析 J气 象 与 环 境 科 学,():北京市生态环境局扬尘污染管控专项监督行动突出问题公示(年月日)E B/O L h t t p:/s t h j j b e i j i n g g o v c n/b j h r b/i n d e x/z t z l/y c w r g k/y c w r g k/i n d e x h t m l 北京市房山区人民政府 房山区扬尘污染管控问题整改情况E B/O L h t t p:/w w w b j f s h g o v c n/z t z x/w q z t/y c g k/z g q k/t _ s h t m l 王晓玲冶炼城市大气PM、T S P和沉降物中重金属时空变化特征及风险评价D武汉:华中科技大学,殷旗风湛江滨海大气中T S P、阴离子及重金属污染物的浓度特征及来源分析D湛江:广东海洋大学,帕丽达牙合甫,努尔比亚藿加吾买尔,麦麦提斯马义乌鲁木齐采暖期T S P、PM、PM、PM 中重金属污染水平评价J中国环境监测,():李培包头市环境空气T S P中重金属污染状况分析J环境与发展,():李相环,张永信,路江华,等 L N G接收站建设期T S P污染及防治研究J能源环境保护,():王晓磊道路防护林内大气颗粒物时空变化规律研究D北京:中国林业科学研究院,胡环,董洁霜典型城市道路区域空气T S P和PM 污染特征研究:以上海市为例J天津师范大学学报(自然科学版),():,王琴,张大伟,刘保献,等基于PMF模型的北京市PM 来源的 时 空 分 布 特 征 J中 国 环 境 科 学,():张霖琳,王超,朱红霞,等北京混合功能区夏冬季细颗粒物组分特征及来源比较J中国环境科学,():皇甫延琦,田瑛泽,董世豪,等基于PMF模型的大气颗粒物多点位 来 源 解 析 研 究 J中 国 环 境 科 学,():马召辉,梁云平,张健,等北京市典型排放源PM 成分谱研究J环境科学学报,():王苏蓉,喻义勇,王勤耕,等基于PMF模式的南京市大气细颗粒物源解析J中国环境科学,():滕加泉,王唯,蒋少杰,等常州市大气PM 主要排放源的成分谱研究J环境科技,():王申博,余雪,赵庆炎,等郑州市两次典型大气重污染过程成因分析J中国环境科学,():周敏上海PM 来源解析对比:基于在线数据运用种受体模型J环境科学,():王露,毕晓辉,刘保双,等菏泽市PM 源方向解析研究J环境科学研究,():魏哲,侯立泉,魏巍,等结合WR F/C h e m和PMF方法的邯郸市PM 源解析J环境科学与技术,():