交通源大氣氣溶膠形貌與化學(xué)成分特征研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的逐漸深入和道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速升級(jí)，來自道路交通的污染已經(jīng)成為影響整個(gè)城市大氣環(huán)境質(zhì)量的重要因素，同時(shí)，由于交通來源的顆粒物中含有多種有害物質(zhì)，其對(duì)人體健康的危害效應(yīng)也在不斷加大。本研究采用定量電子探針微區(qū)分析技術(shù)（low-Z particle EPMA）分別對(duì)太原市冬夏兩季（分別對(duì)應(yīng)采暖期和非采暖期）交通路口大氣環(huán)境以及機(jī)動(dòng)車剎車和輪胎磨損排放的單顆粒形貌、化學(xué)組成變化特征進(jìn)行分析，旨在為城市交通環(huán)境中顆粒物的源解

2、析和大氣污染治理工作提供科學(xué)依據(jù)。
　　研究?jī)?nèi)容分兩大部分：（1）采用Dekati采樣器于2011.12.19～23（采暖期）和2016.7.22～26（非采暖期）分別在太原市迎澤區(qū)并州北路雙塔西街口和小店區(qū)塢城路學(xué)府街口兩個(gè)典型的交通路口采集大氣顆粒物樣品，用配備超薄窗口能譜儀的掃描電鏡測(cè)定單顆粒的大小、形貌和化學(xué)組成，對(duì)顆粒物樣品進(jìn)行分類后分析比較不同時(shí)段交通環(huán)境中顆粒物的來源差異及影響其形成和轉(zhuǎn)化的因素。（2）采用一套滾動(dòng)阻

3、力實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模擬真實(shí)道路環(huán)境中輪胎以及剎車磨損條件下顆粒物的排放過程，于2016年6月10日在韓國天安市汽車零部件研究所用改進(jìn)的MAY七級(jí)沖擊式采樣器采集st2～st7（對(duì)應(yīng)50％空氣動(dòng)力學(xué)切割直徑分別為8μm、4μm、2μm、1μm、0.5μm和0.25μm）粒徑范圍的顆粒，根據(jù)二次電子圖像和特征X射線能譜對(duì)輪胎和剎車顆粒分類后分析各類型顆粒的組成特征及其來源。
　　研究結(jié)果表明：（1）采暖期交通路口大氣環(huán)境中顆粒物來源復(fù)雜，受工

4、地和道路揚(yáng)塵、采暖燃煤、機(jī)動(dòng)車排放的共同影響，除一次來源外，還可由各種污染組分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)二次生成。在同一天內(nèi)，樣品中各類型顆粒物含量也表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。與采暖期相比，非采暖期交通環(huán)境中顆粒物來源相對(duì)簡(jiǎn)單，后向軌跡顯示采樣地點(diǎn)顆粒物的生成主要受正南及正北方向氣團(tuán)的影響，經(jīng)單顆粒分析研究表明非采暖期樣品中Alsi含量占比較大，表明受地表揚(yáng)塵作用強(qiáng)烈，另外還有少量的Fe、EC和OC，主要是由機(jī)動(dòng)車自身磨損以及尾氣與非尾氣排放產(chǎn)生。（

5、2）剎車磨損產(chǎn)生的顆粒物類型包括十一種，分別為重金屬顆粒、元素碳、有機(jī)碳、碳酸鈣、磷硅氧化物、鐵氧化物、硫酸銅、硫酸鈣、硫酸鋇、三硫化二銻和二氧化硅，輪胎磨損產(chǎn)生的顆粒物中除前五種類型與剎車相同外，另外還包括富含鋁硅顆粒和有機(jī)物。對(duì)所有類型顆粒物分析后表明剎車磨損產(chǎn)生的顆粒主要來源于剎車片制造材料中的增強(qiáng)纖維、填充物、粘合劑、研磨劑和高溫潤滑劑。輪胎磨損顆粒中重金屬顆粒、碳酸鈣、磷硅氧化物與剎車顆粒來源一致，大量的有機(jī)物則可能來源于橡膠

6、軟化劑。除此之外，樣品中發(fā)現(xiàn)的NaCl顆粒和氧化鋁顆粒則主要受外界影響，可能分別由海風(fēng)攜帶和砂輪表面摩擦生成。
　　以上結(jié)果說明機(jī)動(dòng)車在行駛過程中會(huì)產(chǎn)生大量重金屬、有機(jī)和無機(jī)顆粒，對(duì)與交通相關(guān)的大氣顆粒物的類型組成和化學(xué)成分有較大影響，尾氣和非尾氣排放源顆粒物、采暖期和非采暖期交通路口大氣顆粒物成分有不同的變化規(guī)律和生成機(jī)理，推測(cè)其對(duì)大氣環(huán)境和人體健康的影響也將各不相同。本研究提供了一種分析與交通相關(guān)的大氣氣溶膠形貌與化學(xué)成分的新