中國(guó)北方鄉(xiāng)村大氣降塵有機(jī)物特征及表面特性研究.pdf

1、伴隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，空氣質(zhì)量問(wèn)題日益惡化，大氣顆粒物已成為影響人類健康的重要環(huán)境因素之一。顆粒物可通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體進(jìn)而對(duì)身體造成傷害，這與其性質(zhì)和重要組成成分之一的有機(jī)物密切相關(guān)。而人們對(duì)鄉(xiāng)村大氣顆粒物關(guān)注較少，因此研究鄉(xiāng)村大氣降塵有機(jī)物以及有機(jī)物對(duì)降塵本身性質(zhì)的影響就很有必要。
　　本文是在課題組前期研究工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行。借助 XRD，激光粒度分析儀，Zeta電位分析儀，p H計(jì)等儀器對(duì)降塵基本理化性質(zhì)包括，礦物組成，粒

2、度分布，化學(xué)成分，含水率，pH和氧化還原電位（ORP）隨時(shí)間變化情況進(jìn)行分析。結(jié)果表明：我國(guó)北部地區(qū)九個(gè)地點(diǎn)鄉(xiāng)村大氣降塵呈偏暗綠色。含水率高低不同，從1.1％到4.9%。礦物組分主要有石英、方解石、鈉長(zhǎng)石、白云石、白云母和石膏，此外各采樣地還含有少量的其它礦物組分如磁鐵礦和斜綠泥石等。物理篩分400目降塵粒徑粒度分布呈雙峰型，中位徑變化范圍廣，從7.8～18μm，PM10，PM2.5，PM1在累計(jì)體積分布中占有相當(dāng)量比例，最高值分別在4

3、6.66%，14.3%，5.2%，最低值分別在18.89%，6.9%，2.568%。降塵中碳酸鹽相礦物組分在P M10，P M2.5，P M1粒度范圍內(nèi)占有的比重少。降塵在水溶液中均呈堿性，pH，ORP隨時(shí)間動(dòng)蕩變化，最終趨于相對(duì)穩(wěn)定，兩者表現(xiàn)出一定負(fù)相關(guān)關(guān)系；降塵-水體系中降塵Zeta電位值隨pH增大，絕對(duì)值增大，且在一定pH范圍出現(xiàn)類似平臺(tái)的緩慢增長(zhǎng)區(qū)。
　　研究降塵中典型有機(jī)物：多氯聯(lián)苯（PCBs），有機(jī)氯（OCPs），總有

4、機(jī)碳，水溶性有機(jī)碳等的含量，分布特征。結(jié)果表明：不同采樣地不同粒徑降塵含有典型有機(jī)物PCBs和OCPs的總量和單一種類含量有差異且有些地區(qū)差異較大。就 PCBs而言，華北地區(qū)總含量明顯高于西北地區(qū)1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，但均在ng/g含量范圍內(nèi)，其中河北采樣區(qū) PCBs總量較高。而對(duì)于OCPs,華北和西北地區(qū)總量分布沒(méi)有明顯差異性，差異主要體現(xiàn)在采樣地是否為農(nóng)業(yè)耕作或發(fā)達(dá)區(qū)。不同物理篩分粒度中P CBs和OCPs總量沒(méi)有較顯著差異。不同采樣地不

5、同粒徑降塵含有總有機(jī)碳含量一般變化規(guī)律為:80目>200目>400目。華北地區(qū)除 PM82J外，其它不同采樣地，不同粒度樣品總有機(jī)碳含量較為接近，而西北地區(qū)存在較大差異，這些可能與華北西北氣候差異，植被情況，相關(guān)工業(yè)發(fā)達(dá)與否有關(guān)聯(lián)。不同礦物相大部分采樣地硅酸鹽礦物相中的有機(jī)碳含量高于碳酸鹽相中含量。硅酸鹽礦物相或碳酸鹽相中總有機(jī)碳與降塵中總有機(jī)碳的線性相關(guān)系均較好，且前者為0.84大于后者0.73。不同采樣地不同粒徑降塵水溶性有機(jī)碳溶液

6、 pH在近中性范圍內(nèi)。紫外可見(jiàn)光譜峰積分面積與水溶性有機(jī)物含量相關(guān)性極好。西北地區(qū)除甘肅天水采樣地外，水溶性有機(jī)碳含量略低于華北地區(qū)，在mg/g數(shù)量級(jí)內(nèi)，含量相差不大。F-、Cl-、NO2-、Br-、SO42-、NO3-、PO43-分布和檢出沒(méi)有一定的規(guī)律.
　　通過(guò)不同處理降塵樣品成分方法，結(jié)合理論模擬和混合模擬與實(shí)際降塵相比較的手段，研究降塵有機(jī)物對(duì)降塵分散于水中產(chǎn)生·OH和表面電位有何影響，得到如下結(jié)論：1）用表面自由能大小

7、可合理解釋不同礦物與水作用產(chǎn)生·OH能力大小排序。2）降塵中有機(jī)物對(duì)降塵礦物組分與水作用產(chǎn)生·OH有抑制作用，可能是由于有機(jī)物附著于礦物成分減少了礦物成分與水的接觸表面積、還原性有機(jī)組分還原· OH、分散于水中帶負(fù)電的有機(jī)物對(duì) TA2-有排斥作用。3）降塵中礦物組分對(duì)分散于水中的降塵表面電位貢獻(xiàn)最大，降塵中有機(jī)物可通過(guò)附著于礦物組分影響降塵礦物組分與水接觸的表面積和礦物組分之間分散于水中相互作用、有機(jī)物中的極性組分水解和電離，改變降塵表