重慶市大氣汞污染監(jiān)測研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、重慶是一個具有悠久歷史的工業(yè)城市,以燃煤為主要工業(yè)能源,同時四面環(huán)山,城區(qū)靜風和逆溫頻率高,擴散條件差,根據(jù)相關研究估計,重慶市的汞污染可能比較嚴重。而且重慶位置較為重要,它位于長江中上游,其排放物對三峽水庫成庫后的水質(zhì)可能產(chǎn)生直接影響或成為潛在威脅,而對大氣汞的沉降和循環(huán)研究相對較少,因此本論文以大氣汞排放和沉降的全過程為研究對象,探討其遷移轉化規(guī)律、影響,并進行區(qū)域容量估算,為以后的進一步研究提供基礎,并為管理部門的決策提供依據(jù)。

2、 實驗主要分為四個部分:污染源監(jiān)測、大氣汞濃度監(jiān)測、小流域內(nèi)汞的循環(huán)監(jiān)測、土壤汞含量監(jiān)測。 污染源監(jiān)測主要針對市區(qū)兩個主要火電廠,重慶發(fā)電廠和九龍電廠。根據(jù)監(jiān)測結果,兩大電廠氣汞的年排放量約為1063.06kg/Y。此結果高于排放因子法計算的結果,這主要與煤中汞含量,燃燒條件和煙氣煙塵凈化設備的影響有關。根據(jù)燃煤汞占總汞排放量的比重進行反推,得到2004年重慶市排汞量約為13.03噸,遠高于2001年排汞量,可能與能源

3、使用量的增長趨勢大于氣汞處理率的增長趨勢相關。 大氣汞濃度監(jiān)測在鐵山坪和觀音橋兩個樣點進行,分別在四個季節(jié)進行顆粒汞的觀測。鐵山坪樣點顆粒汞平均體積濃度分布在0.052-0.902ng/m3;觀音橋樣點分布在0.033-1.817ng/m3。按照顆粒汞在大氣汞中所占比例估算大氣總汞濃度,觀音橋樣點氣態(tài)總汞濃度為5.49-10.98ng/m3,鐵山坪為2.83-5.66ng/m3。同時,按照模型估計干沉降通量,觀音橋地區(qū)約為89

4、.22μg·m-2·a-1,鐵山坪則為39.39μg·m-2·a-1。不管是顆粒汞還是大氣總汞,其濃度都高于其他一些研究和相關背景值,說明重慶市區(qū)已受到一定汞污染,而觀音橋地區(qū)顆粒汞(大氣汞)濃度大于鐵山坪地區(qū),說明人為活動對汞的濃度有較大影響。從季節(jié)變化上趨勢上看,鐵山坪的濃度大小是:冬季>秋季>春季>夏季,觀音橋的濃度大小則為:冬季>春季>夏季≈秋季,分析原因為:重慶地區(qū)顆粒汞主要存在于大氣細顆粒。冬季由于擴散條件差,濃度高,對周邊

5、影響大;而其它三季,擴散條件相對較好,濃度較低,對周邊影響較小。對觀音橋來講,春夏季次高的原因是高風速引起的高二次揚塵和高溫引起的高揮發(fā);鐵山坪冬季受城區(qū)影響最大,秋季是植被生長休眠期,葉片對大氣顆粒汞吸附的生物活性較差,因此濃度也較高。溫度與汞濃度和總懸浮顆粒物濃度都具有顯著的負相關關系,體積濃度與總懸浮顆粒物濃度呈顯著正相關,說明兩者具有一定的同源性。降水強度與體積濃度負相關,而與重量濃度成正相關。夜間汞濃度高于白天的濃度。

6、 小流域內(nèi)汞的循環(huán)監(jiān)測主要在鐵山坪和觀音橋兩個樣點進行,結果表明,無論是全沉降,穿透水,枯枝落葉還是地表徑流和土壤,鐵山坪和觀音橋兩個區(qū)域的濃度和通量都高于背景值,與其他地區(qū)相關研究結果相比也偏大,說明這兩個區(qū)域都已受到一定程度的汞污染,尤其以觀音橋為重。從濃度-時間分布趨勢分析,全沉降和穿透水高濃度集中在秋冬季節(jié),而夏季和春季相對濃度較低,枯枝落葉主要集中在秋季,在觀音橋3月也出現(xiàn)峰值。從通量-時間分布分析,最高值出現(xiàn)在9月,9月到

7、次年2月通量都呈下降趨勢,次年4月后又開始下降。在兩個樣點,穿透水和枯枝落葉的貢獻率呈現(xiàn)不同的特征。在鐵山坪以穿透水的貢獻為主,在觀音橋則以枯枝落葉為主。但都可以看出植被對汞的吸附和吸收作用是比較明顯的,相對來說,闊葉植物的吸收能力更強。在鐵山坪區(qū)域,秋冬季節(jié)地表徑流的分擔率為4.0%,大部分汞被保留在土壤中,成為潛在的汞源。 NTF計算得到的干沉降通量值(鐵山坪:12.5μg.m-2.a-1,觀音橋:21.4μg.m-2.a

8、-1)比上一章中通過經(jīng)驗公式估算的干沉降通量值(鐵山坪:39.4μg.m-2.a-1,觀音橋:89.2μg.m-2.a-1)小的多。這一方面主要是由于使用經(jīng)驗公式估算時使用的干沉降速率經(jīng)驗值0.05cm.s-1是基于主要是粗顆粒物污染的假設,而鐵山坪區(qū)域主要是細粒子的擴散,因此這個經(jīng)驗值對鐵山坪來說相對較大。而且,對于不同的擴散條件和下墊面性質(zhì),干沉降速率會呈現(xiàn)不同的大小。另一方面,用NTF表征干沉降時使用TF-BD,由于全沉降BD中也

9、包含有部分干沉降,因此,NTF可能比干沉降通量的值略為偏小。但都反映出干沉降通量總的變化趨勢和其重要性。比較11月兩樣點凈沉降通量與穿透水的通量的大小,鐵山坪的凈沉降通量小很多,而在觀音橋,兩者相差不大,說明干沉降作為沉降方式,在觀音橋所起到的作用比鐵山坪大。也就是說,粗顆粒的影響對觀音橋來說更顯著。因此,本地源的排放對城區(qū)的影響比對郊區(qū)的影響大。而不論是鐵山坪還是觀音橋的土壤,汞含量都超過背景值,顯示出一定的污染特性。從土壤剖面含量看

10、,主要集中在O層和A層,可能與汞能被土壤中有機質(zhì)、MnO2、粘粒等的強烈吸附、固定相關。 土壤汞含量監(jiān)測則按照功能區(qū)進行。結果表明,重慶市城市土壤汞濃度分布在0.022-10.8mg/kg,平均值為0.31mg/kg,高于大部分城市土壤含汞量。汞的富集系數(shù)為7.75,遠大于1,說明受到外來污染源的嚴重影響,也從側面說明了大氣沉降對土壤汞的影響。從污染源性質(zhì)進行歸類,受面源影響的土壤平均濃度較高,主要受線源和點源影響的土壤濃度相

11、對較小。對點源來講,這可能是由于能在其附近沉降的多為粗顆粒汞,而其排放的汞更多的是氣相和細顆粒汞,因此在點源附近,沉降對土壤的影響體現(xiàn)的并不明顯。對各樣點進行功能歸類,發(fā)現(xiàn)工業(yè)區(qū)內(nèi)含量(0.23mg/kg)略小于全市的平均水平(0.31mg/kg);商業(yè)區(qū)內(nèi)的含量相對較高(0.42mg/kg);居民區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了含量異常高值,需要引起足夠的重視;旅游區(qū)內(nèi)含量均相對較低。地理區(qū)域劃分,可以發(fā)現(xiàn)土壤汞的富集系數(shù)為:江北區(qū)>渝中區(qū)>九龍坡區(qū)>大渡

12、口區(qū)>渝北區(qū)>北碚區(qū)。 論文最后按A值法估算重慶市大氣汞容量為13.05t/a,低架源排放()限值為1.96t/a,其中城區(qū)為1.63t/a,郊區(qū)為0.31t/a。對代表性點源(九龍電廠和重慶發(fā)電廠)的排放限值也進行了估算,九龍電廠年允許排放限值為0.50噸,重慶發(fā)電廠為0.39噸。不論是總的排量還是點源,都已經(jīng)超出大氣容量,因此需要進行削減,并針對研究結果提出如下建議:加大汞污染觀測力度,建立汞排放清單;重點對大型排汞企業(yè)進

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