学文网大气污染论文篇1
1试验方法
1．1采样时间与地点
2012年3月—2013年2月连续1a监测青岛市大气中的VOCs，采样地点位于崂山区金家岭。该点临近崂山区主干道，周围主要是高、中层建筑，属于商业和居民混合区，东北侧距离约800m有山体环绕，西侧约150m是1个小型加油站。
1．2监测仪器
利用***气相色谱仪观测大气中VOCs，仪器为法国CHROMATE－SUD公司提供的AirmoVOC分析系统，包括A11000型AirmoVOCC2－C6和A21022型AirmoVOCC6－C122台分析仪，由2组采样系统和2组分离色谱柱系统组成。其中C2－C6分析仪用于监测含碳个数在2～6之间的低沸点组分;C6－C12分析仪用于监测含碳个数在6～12之间的高沸点组分。检测器均采用火焰离子化检测器(FID)，能确保分析的高灵敏度和高选择性。仪器校准采取内部校准与外部校准相结合的原则，内部校准物质为正丁烷(体积分数60×10－9)、正己烷(体积分数20．5×10－9)、苯(体积分数32．5×10－9)，系统每天自动启动1次内部校准程序。外部校准采用56种VOCs的标准气体，每种物质的体积分数在110×10－9～120×10－9之间，至少每月校准1次。
2结果与讨论
2．1VOCs浓度水平及组成
对青岛市大气中50种VOCs组分进行定量分析，其中包括烷烃29种、烯烃7种、芳香烃14种。观测期间，该市大气总VOCs体积分数(小时值)变化范围为0．5×10－9～230．4×10－9，全年均值为9．2×10－9，其中烷烃所占比例最高，为66．7%，芳香烃和烯烃所占比例为21．0%和12．3%。表1为青岛市VOCs部分优势物种的体积分数与国内外城市的比较结果。由表1可见，青岛市大气中的VOCs浓度较其他城市低，其中丙烷、正丁烷、异丁烷、异戊烷、丙烯、甲苯等组分的浓度均低于其他城市，而苯的浓度高于北京、中国香港、里尔。顺－2－丁烯、反－2－丁烯和异戊二烯的浓度水平与其他城市相当，乙苯的浓度水平与北京、达拉斯近似。
2．2VOCs不同组分的变化特征
2．2．1季节变化特征
***1为不同季节VOCs各组分比较。由***1可见，总VOCs浓度夏、秋季高于春、冬季，与天津市规律相似［1］，与宁波市［4］相反。各月VOCs浓度水平相差较大，9月最高，4、5月最低。夏、秋季植物生长茂盛，释放出大量萜烯类化合物，是大气中VOCs的重要天然源。人为源方面，夏、秋季气温高，低沸点的VOCs挥发加剧，增加了来自加油站、汽车油箱直接挥发的有机物［14］。此外，夏、秋季正值青岛旅游高峰，《2012年青岛市统计公报》表明，当年共接待游客5717．5万人次，若按45座的旅游巴士计算，则至少有127万辆机动车出入该市，尾气排放大幅升高，户外烧烤兴起也有较大贡献。烷烃在各季节占总VOCs的比例均为最高，其次为芳香烃和烯烃，3者比例范围分别为56．8%～71．2%、16．4%～31．9%和10．1%～15．0%。烷烃和烯烃在夏、秋季的浓度明显高于春、冬季，可能与夏、秋季溶剂挥发加剧、机动车尾气排放增多、植被释放增多等因素有关;芳香烃秋、冬季浓度较春、夏季高，可能受工业源、机动车源的综合影响。
2．2．2日变化特征
***2(a)(b)(c)(d)为夏季与冬季不同VOCs组分的日变化趋势。由***2可见，烷烃、烯烃在夏季与冬季的日变化均呈现“两峰一谷”特征，与交通早、晚高峰对应。早晨7:00前后出现峰值，之后随着大气边界层抬升和太阳辐射加强，污染物被稀释且部分经光化学反应被转化，浓度迅速降低，至14:00前后降到最低值，傍晚随着大气边界层降低和交通晚高峰到来，浓度又迅速升高并在18:00前后达到峰值。与北京市的研究结论［3，14］类似，烷烃、烯烃的日变化规律与交通早、晚高峰有明显对应关系，主要与机动车尾气排放增加有关。芳香烃的日变化规律与烷烃、烯烃不同，夏季日变化趋势较平缓，且白天高夜间低，可能受化工企业排放和溶剂挥发等影响;冬季日变化在上午和夜间有较明显的峰值，除人为源排放外，气象条件也是重要影响因素，夜间大气边界层降低，污染物聚集，易形成浓度峰值。
2．2．3周末效应
由于不同时期交通活动、工业生产存在差异，大气污染物在工作日(周一—周五)和非工作日(周六—周日)通常表现出不同污染特征。选取2012年8月—9月间的6个星期对VOCs各组分、氮氧化物进行周末效应分析，见***3。可以看出，总VOCs在工作日的平均浓度高于非工作日17．2%，其中烷烃、烯烃、芳香烃在工作日的平均浓度分别高于非工作日11．9%、30．7%、17．4%，各组分均表现出不同程度的周末效应，可能与工作日机动车源、工业源等活动增加有关。氮氧化物在工作日的平均浓度较非工作日高60．0%，表现出显著的周末效应，由于氮氧化物主要来源于机动车尾气，进一步证实了机动车源对工作日的重要贡献。
2．3VOCs物种间的相关性及来源分析
将大气寿命近似的VOCs物种作相关性分析，由于相同的物理混合、光化学去除过程会引起相同的浓度变化，则两者在大气中的浓度比值等于其在排放源中的比例，由此可以大致判断其主要来源［8］。表2为青岛市VOCs优势物种相关性分析。由表2可知，反－2－丁烯与顺－2－丁烯的相关性较高，且比值为1．23，与北京隧道实验的结果［15］接近，可推断这2种烯烃主要来自机动车尾气。苯、甲苯、乙苯相关系数在0．6～0．9之间，说明其排放源类似。甲苯/苯的比值(T/B值)可用来评价机动车尾气对苯系物的贡献，一般认为T/B值接近2．0表示机动车尾气贡献显著［3］，T/B值偏离2．0越远说明受机动车影响越小，而受溶剂挥发、工业源等影响越大。研究表明中国香港机动车贡献显著(T/B值为2．27)［16］，而珠三角工业区则主要受工业源影响(T/B值为4．8)［17］。青岛市T/B值为0．56，远小于2．0，说明溶剂挥发、工业源影响较大。烷烃物种与苯系物的相关性较低、污染来源不同，一般认为烷烃来自机动车排放、汽油挥发或燃料泄漏等过程。表2中丙烷和正丁烷、异丁烷的相关系数均在0．60以上，且与乙烯(燃烧过程产物)、异戊烷(汽油主要组分)相关性较低，由于丙烷是液化石油气(LPG)主要成分［15］，可判定这3个物种主要来自以LPG为燃料的车辆排放。
2．4化学反应活性
臭氧为二次污染物，是复杂光化学反应的产物，并且受气象因素的影响。通常用OH自由基消耗速率(LOH)估算初始过氧自由基(RO2)的生成速率，该反应是臭氧形成过程的决定步骤［18］，因此可通过LOH值大致比较不同组分对臭氧生成的贡献。研究得出，夏、冬季青岛市VOCs组分中烯烃浓度虽然只占10．1%～15．0%，但其臭氧生成贡献最高，占总VOCs的68．1%～77．7%;烷烃虽占VOCs总浓度的大部分比例，但由于其化学反应活性较低，夏季的臭氧生成贡献为15．1%，冬季仅为11．6%;芳香烃对臭氧生成贡献在夏季为7．2%，冬季增加至20．3%。青岛市大气VOCs组分中烯烃的臭氧生成贡献远高于烷烃和芳香烃，这与广州地区的研究结果相似［6］，而上海和深圳地区则主要以芳香烃最高［5，8］。分析夏、冬季臭氧生成贡献较高的VOCs物种可得，夏季前5位贡献较高的物种(按照LOH从大到小排列)依次为反－2－丁烯(0．50s－1)、顺－2－丁烯(0．44s－1)、1，3－丁二烯(0．38s－1)、异戊二烯(0．38s－1)、异丁烯(0．30s－1)，均为烯烃化合物，且LOH值均在0．30s－1以上;冬季前5位贡献较高的物种依次为1，3－丁二烯(0．52s－1)、异戊二烯(0．41s－1)、顺－2－丁烯(0．23s－1)、乙烯(0．15s－1)、乙苯(0．15s－1)，除1，3－丁二烯、异戊二烯的LOH值超出0．30s－1外，其余物种LOH值均较低。
3结论
(1)青岛市大气中VOCs浓度处于较低水平，烷烃占比最高，60%以上，其次为芳香烃和烯烃。(2)夏、秋季VOCs的浓度高于春、冬季，1a中9月浓度最高，4、5月最低;VOCs日变化呈“两峰一谷”的变化规律，主要与交通早晚高峰对应。(3)VOCs各组分均表现出周末效应，说明机动车源和工业源的重要影响，对优势物种的相关性分析进一步证明两者是主要来源。(4)青岛市大气中的VOCs对臭氧生成有重要贡献，且烯烃的臭氧生成贡献远高于烷烃和芳香烃，由于VOCs来源于机动车尾气、溶剂挥发、化学工业等，因此控制这些排放源将有效削减臭氧生成的前体物，降低臭氧浓度，改善市区环境空气质量。
作者：薛莲 王静 冯静 刘世朋 单位：青岛市环境监测中心站 青岛市城阳区环境监测站
大气污染论文篇2
1污染程度
飞速发展的中国经济以及稳步提高的国民生活水平，导致人民对机动车的拥有逐年增长并达到一个相当庞大的数目。机动车尾气的排放，成为大气污染中一个非常致命的问题。虽然机动车便利了人们是生活、缩短了区域之间的距离是其最具优势之处，但汽车制造商以及相应的监管部门并没有针对尾气的污染现象做出具有明显成效的治理措施。全国各处的酸雨与近来覆盖极广雾霾天气频繁出现，这是极为严重的问题，目前我国的大气污染程度，甚至已经极大超越了西方发达国家在其工业化时期污染所达到的最高程度。火电厂以及塑料厂等工业企业昼夜不息的产生这大量的工业废气。这不仅是度当地环境的破坏，而且会在气流的影响下，对相邻大片区域造成危害，有些严重的污染甚至会走出国界，造成国际性的大气污染。中国发展正处于上升期，重工业对发展的支撑无疑是至关重要的，也是无法取代的。但是缺乏应有的限制和规定，并且无人监管，长期无节制的排放成为环境污染的沉疴。作为人口大国，原本细微的东西，在与庞大的基数相乘之后就会成为极为严重的问题，大气污染正是如此。但是缺乏有效处理在人口作用下形成问题的手段，相对西方发达国家较为落后的处理技术，成为了治理环境问题的掣肘，同时也成为了经济可持续发展的掣肘，因此，解决环境问题，迫在眉睫，刻不容缓。
2主要防治措施
2.1优化产业结构布局在区域内全局调查各类污染物质的种类、数量、时空分布等方面，并根据调查结果制定最优控制污染方案。整合产业构成，从源头抓起，对已无力整改的企业要采取关、停、并、转、迁等措施。应将城市主导风向的下风向区域作为工业生产区，并在工业区与城市生活区域之间设置间隔区域。疏密有致，减少单位区域内的污染排放。
2.2合理使用能源煤炭是我国当前主要能源结构,燃煤过程也就是大量排出污染气体与污染物质的的过程。因此推广工业型煤及洗选煤的运用，以及广泛使用相对清洁高效的能源，如天然气、煤气和石油液化气等，才能有效控制污染气体和污染物质的排放量。
2.3处理尾气排放机动车经过完全燃尽燃料之后会排出很多有害物质，如碳氢化合物以及SO2等。而随着我国机动车的急剧增多，尾气排放的广度以及数量极为庞大，成为了城市中大气污染的主要来源。发展清洁燃料机动车以及优化发动机的燃烧设计，成为了减少这类大气污染物的排放主要手段。与此同时，加大控制力度，完善监督检测制度，优化城市道路交通管理体系，是控制机动车尾气污染的又一重要手段。
2.4绿化造林植树造林是一种防治大气污染的极为有效的措施，树林可以起到降低风速、沉坠灰尘、吸附粉尘等多方面的作用。同时植物的能够进行光合作用吸收空气中CO2的并且同时释放出氧气，达到进化空气的效果。因此，改善城市大气质量一个极为行之有效的手段就是加大城市绿化的建设、扩大绿化面积，提高绿化质量，从而使得城市大气环境变得相对清洁。
3结语
在牺牲环境发展经济之后，大气污染的治理成为了当今我国无法回避和必须解决的问题重大课题，不解决环境问题则无法继续保持经济的高速增长和实现国家的永续进步。因此，环境工程中大气污染的危害与治理是中国经济发展道路上的拦路虎、绊脚石，只有将其克服，才能继续走下去获得长远的发展。
作者：周林平单位：四川化工职业技术学院
大气污染论文篇3
自然界中绚丽多彩的晚霞和日出东方时的壮丽景象是任何一位艺术家都难以描绘的。但是很少有人知道，我们目睹的大部分颜色是污染造成的。城市的落日和空气清新的乡村落日是不同的。
在非常洁净、未受污染的大气中，落日的颜色特点鲜明。太阳是灿烂的黄色，同时邻近的天空呈现出橙色和黄色。当落日缓缓地消失在地平线下面时，天空的颜色逐渐从橙色变为蓝色。即使太阳消失以后，贴近地平线的云层仍会继续反射着太阳的光芒。因为天空的蓝色和云层反射的红色太阳光融合在一起，所以较高天空中的薄云呈现出红紫色。几分钟后，天空充满了淡淡的蓝色，它的颜色逐渐加深，向高空延展。但在一个高度工业化的区域，当污染物以微粒的形式悬浮在空中时，天空的颜色就截然不同了。圆圆的太阳呈现出桔红色，同时天空一片暗红。红色明暗的不同反映着污染物的厚度。有时落日以后，两边的天空出现两道宽宽的颜色，地平线附近是暗红色的，而它的上方是暗蓝色。当污染格外严重时，太阳看上去就像一只暗红色的圆盘。甚至在它达到地平线之前，它的颜色就会逐渐褪去。
为什么在洁净的空气中太阳呈现出黄色，同时天空呈现出蓝色呢?在19世纪末期，英国物理学家瑞利在1871年首先对此作出了解释。在地球表面的人是透过经空气散射的太阳光来看天空的。在洁净的、未受污染的大气中，大部分的散射是空气中的分子(主要是氧和氮分子)引起的，这些分子的大小比可见光的波长要小得多。瑞利理论指出，散射光强和波长的四次方成反比(I∝1／λ4)，在这种情况下，散射主要影响波长较短的光。因为蓝色位于光谱的后面，所以天空本身呈现出蓝色。太阳光直接穿透空气，在散射过程中它失去许多蓝色，所以太阳本身呈现出灿烂的黄色。
根据瑞利的理论，当光波波长减少时，散射的程度急剧加强。所以光波波长最短的紫色光应该散射最强，靛青、蓝色和绿色的光散射要少得多。那么为什么我们看见的是蓝天，而不是紫色和靛色的天空呢?原来当散射光穿过空气时，吸收使它丧失了许多能量，波长很短的紫光和靛光虽然在穿过空气时，散射很强烈，但同时它们也被空气强烈地吸收，阳光到达地面时，所剩的紫色和靛色的散射并不多。我们所目睹的天空颜色是光谱中蓝色附近颜色的混合色，它们呈现出来的就是蔚蓝天空的颜色。
除了散射外，太阳光还被空气中的臭氧分子和水蒸气所吸收。因为空气层散射和吸收的共同作用，最终到达地面的太阳光消耗了许多能量。正因为早晨和傍晚，太阳光经过空气的路程长，能量损失过多，所以我们可以欣赏壮丽日出和美丽的日落景色。而在白天，阳光在大气中经过的路程短，它的能量损失少，这时用肉眼直视太阳会使人头晕目眩，是很危险的。
在太阳刚刚落山前，你会看到太阳圆盘的周围有一圈灿烂的红色光环。这个光环是太阳光被远大于空气分子的灰尘颗粒——通常它们是悬浮在地球附近空中的——折射的结果。这个光环看上去从太阳圆盘的中心向外延伸了大约3倍。因为光环延伸的角度取决于光波波长和微粒的大小，所以估计折射的颗粒直径大约为尘埃颗粒的大小。如果一阵大雨在落日前清洗了一遍空气的话，在落日时通常就看不到这个光环。瑞利未能明确地解释受污染的空气问题。虽然他的理论指出了光的散射强度将随着散射颗粒的增大而急剧增强，但它只适用于比光波波长小得多的微粒，对于直径超过0.025毫米的颗粒（例如空气分子）就不适用了。在当今的工业社会，污染物通常是悬浮的微粒，它们由直径从0.01到10毫米不等的微粒组成。瑞利的理论不能解释这种情况。后来，戈什塔夫·米证明了大粒子的散射取决于粒子线度与波长的比值，并于1908年提出了一个更为普遍的理论，它所覆盖的颗粒大小范围更大。这个理论指出，如果空气中有足够大的颗粒，它们将决定散射的情况。米氏的散射理论可以解释我们看见的城市天空的景象，颗粒越大，散射越多，同时散射的效果取决于波长。散射不仅在光谱的蓝色区域强烈，而且在绿色到黄色部分也很强。
所以，穿过了受到很多污染的空气层的太阳光的强度削弱了许多，太阳看上去更红一些，它已经失去它的蓝色、黄色和绿色成分。除了散射外，像臭氧和水蒸汽还会额外地吸收光能。结果圆圆的太阳呈现出黯淡、桔红的颜色。那么在受污染的空气中，天空本身的颜色又如何呢?悬浮在空中的污染物，时间一久便会聚集成层，较大的颗粒在地面附近形成了较浓密层。当太阳光穿透这些层时，它逐渐褪色，呈现出桔红色。散射的光失去了大量波长较短的光波，结果主要是红光得以穿透。天空呈现出暗红色；因为散射的红光要穿过空气层中较低的、愈来愈浓密的空气，所以在地球表面附近红色越来越浓。你所看到的落日的类型主要取决于你所处的地方。在地面上，落日的亮度和颜色取决于季节和当地每天的大气状况。人在高处所看见的日出和日落的景色完全不同。有时日落后，站在平台上的观察者能看到贴近两面地平线的一小部分空气散射的阳光。
日出时，在太阳升起之前，散射的光便可以看见，而对于落日而言，天空的颜色取决于大气状况。日出之前天空中呈现的鲜艳的颜色，例如橙黄色、紫色和深蓝色，表明东面的大气相对而言没受污染。一旦太阳升起来，大部分天空变成了蓝色，只有在贴近地面的部分呈现出一段狭窄的橙色和黄色。
傍晚的天空能揭示出大气受污染的情况。天然的“污染”也会影响天空颜色，尤其是火山喷发出的大量的灰尘、热气体和水蒸汽进入大气时。灰尘的颗粒和其他一些微粒最终在离地面15千米到20千米之间的地方聚集成层。这个空气层散射太阳光的效果格外明显，绚丽多彩，太阳呈现出蓝色或绿色，尤其是在黄昏时分，火山喷发几年之后还能看到这种景象。
这些引人入胜的景色并不能弥补污染的危害，无论污染是天然的还是人为的。但至少污染物颗粒通过绚丽多彩的天空颜色的微妙变化显示了它们的存在。城市日落一旦出现暗红色，那便是对我们的警告。我们应当禁止污染物排入大气，只有这样，才能保证我们的子孙后代能够继续欣赏到明朗的天空。
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