基于全反射X射線熒光技術(shù)的武漢市大氣顆粒物有害元素濃度分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、大氣顆粒污染物分析,特別是對(duì)人體健康危害最大、小于2.5μm的顆粒(PM2.5)的大氣顆粒污染物進(jìn)行有效分析,并非一般非核分析技術(shù)能夠勝任,必須采用現(xiàn)代核分析技術(shù),由于TXRF是一種快速多元素分析方法,可以進(jìn)行ng量級(jí)的痕量分析,且分析樣品時(shí)所需樣品量很少,所以對(duì)于大氣飄塵來說,TXRF為一理想的分析工具。在城市中,對(duì)于高濃度的樣品采集時(shí)間可以極短。為此,本文對(duì)全反射X射線熒光分析技術(shù)及其應(yīng)用于大氣顆粒物定量測(cè)定和分析方法、武漢市城市布

2、局特點(diǎn)、采樣點(diǎn)選擇、樣品制備與分析、以及大氣顆粒物污染濃度分布格局和來源進(jìn)行了研究。
  首先從X熒光分析技術(shù)的理論基礎(chǔ)、基本原理入手,研究了全反射x射線熒光分析技術(shù)原理及分析儀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。全反射x射線熒光分析是一種在特殊幾何激發(fā)條件下的能量色散技術(shù)。全反射X射線熒光分析儀的X射線激發(fā)源,目前主要使用精細(xì)聚焦的x射線管、高功率旋轉(zhuǎn)陽極x射線管等;與常規(guī)X射線熒光分析技術(shù)中激發(fā)光束照射到樣品上的角度為40o左右不同,全反射X熒光分析技

3、術(shù)中的入射角只有約0.1o,并且其探測(cè)器垂直于樣品平面,探測(cè)器主要采用能譜探測(cè)器,Si(Li)探測(cè)器常被使用。本研究使用北京大學(xué)科技園微構(gòu)分析研究中心所有、煙臺(tái)大學(xué)田宇宏教授等研制的TXRF-1全反射X射線熒光分析儀就是這種分析儀。在全反射熒光分析中,熒光強(qiáng)度成倍增加和本底強(qiáng)度的大大減少,大大地降低了樣品中背景輻射的干擾,使得TXRF的探測(cè)能力得到了很大提高。
  然后從對(duì)于區(qū)域存在的成因從武漢市地形和氣象因素對(duì)大氣污染污染影響進(jìn)

4、行了調(diào)查和分析,確定出適當(dāng)采樣點(diǎn)和采樣方法,并進(jìn)行采樣和樣品制備。武漢市地形屬殘丘性河湖沖積平原,城市主要布局為“鋼鐵城”、“汽車城”、“文化城”、“商業(yè)城”,能源結(jié)構(gòu)是以煤炭為主。武漢市年平均氣溫都較為穩(wěn)定、冬季氣溫低、大氣穩(wěn)定度高、逆溫出現(xiàn)頻繁,夏季氣溫高、大氣穩(wěn)定度弱、逆溫出現(xiàn)頻率低,全年風(fēng)速不大、小風(fēng)和靜風(fēng)的情況占了絕大多數(shù)時(shí)間,污染物擴(kuò)散程度較弱,武漢市的大氣污染應(yīng)以本地源為主等特點(diǎn)。因此,所選花橋、高新、青山、東湖、紫陽采樣

5、點(diǎn)比較得當(dāng),采集大氣樣品42個(gè),基本能夠反映城區(qū)污染情況和近郊工業(yè)區(qū)污染情況。
  接著在所選定的TXRF-1全反射X射線熒光分析儀進(jìn)行樣品分析與數(shù)據(jù)處理,得出武漢市大氣污染元素濃度分布格局。無論是武漢市城區(qū)花橋區(qū)域,還是武漢市近郊工業(yè)區(qū)高新區(qū)域,PM2.5濃度數(shù)有隨氣溫升減低趨勢(shì),即夏低冬高趨勢(shì);砷元素(As)濃度城區(qū)(花橋)明顯高于近郊(高新);最高砷元素(As)濃度區(qū)域?yàn)榍嗌綇S前區(qū)域。無論是PM10顆粒物中的As、Pb濃度,

6、還是PM10(K、Ca、Fe)總濃度,青山廠前區(qū)域明顯高于東湖區(qū)域,并且在夜深人靜的時(shí)候東湖區(qū)域降底很多,“文化城”紫陽區(qū)域的PM10污染元素平均濃度最低。
  最后采用富集因子法進(jìn)行污染源的解析,并提出了污染防治措施建議。武漢市城市大氣顆粒物污染主要來源燃煤塵、機(jī)動(dòng)車尾氣塵、建筑塵源和土壤塵等,城市大氣顆粒物為燃煤塵、機(jī)動(dòng)車尾氣塵、建筑塵和土壤塵等混合型的顆粒物。這種顆粒物污染已在部分城區(qū)上升為大氣污染物的首要污染物。大氣顆粒物

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