城市地面揚(yáng)塵的估算與分布特征研究.pdf

1、城市地面揚(yáng)塵是影響城市空氣質(zhì)量、降低大氣能見(jiàn)度、危害市民身體健康的城市污染源之一。城市地面揚(yáng)塵除了自然的風(fēng)力造成的風(fēng)蝕揚(yáng)塵外，主要還是由于人為活動(dòng)造成的，如交通運(yùn)輸、散裝物質(zhì)的裝卸和搬運(yùn)、建筑施工等都會(huì)造成揚(yáng)塵。對(duì)于上海這座國(guó)際化的大都市，制定針對(duì)上海地面揚(yáng)塵的控制管理措施，解決揚(yáng)塵問(wèn)題已迫在眉睫。 本文以上海市以及上海市的吳淞工業(yè)區(qū)分別作為大尺度和小尺度的研究區(qū)域，以城市鋪設(shè)道路揚(yáng)塵、港口碼頭和工業(yè)區(qū)的堆場(chǎng)揚(yáng)塵以及建筑施工揚(yáng)

2、塵作為研究對(duì)象，使用美國(guó)環(huán)保署提供的AP-42方法和臺(tái)灣環(huán)保署的有關(guān)方法，結(jié)合收集的資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查采樣，對(duì)上海市和吳淞工業(yè)區(qū)的鋪設(shè)道路揚(yáng)塵、堆場(chǎng)揚(yáng)塵和建筑工地?fù)P塵進(jìn)行公式參數(shù)修正和揚(yáng)塵量估算，并使用空間統(tǒng)計(jì)方法獲得了上海市揚(yáng)塵量的空間分布特征；使用激光粒度儀和動(dòng)力學(xué)粒徑譜儀對(duì)鋪設(shè)道路揚(yáng)塵的粒徑分布進(jìn)行了分析，并得出兩種儀器結(jié)果間的轉(zhuǎn)換方程式；使用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀和原子吸收光譜儀測(cè)定鋪設(shè)道路顆粒物的重金屬含量，并進(jìn)行空間分布

3、特征分析和來(lái)源初判。 本文得出的主要結(jié)論如下：1.使用動(dòng)力學(xué)粒徑譜儀對(duì)美國(guó)環(huán)保署提出的AP-42方法中粒度乘數(shù)參數(shù)進(jìn)行修正。吳淞工業(yè)區(qū)鋪設(shè)道路PM2.5、PM10、PM15和PM30的粒度乘數(shù)分別為1.4、4.5、5.5和9.8g/VKT；上海市鋪設(shè)道路相應(yīng)粒徑范圍的粒度乘數(shù)分別為1.0、4.2、5.5和10.3g/VKT。 2.2003年上海市范圍內(nèi)鋪設(shè)道路、堆場(chǎng)和在建工地的揚(yáng)塵排放總量為46.2萬(wàn)噸，PM10排放

4、量約為21萬(wàn)噸。其中鋪設(shè)道路的揚(yáng)塵總排放量為21.9萬(wàn)噸，PM2.5和PM10分別占懸浮顆粒物的9.1％和40.2％；堆場(chǎng)揚(yáng)塵總量為8.06萬(wàn)噸，PM25和PM10分別占總懸浮顆粒物的11.2％和39.1％；建筑工地?fù)P塵總量為16.2萬(wàn)噸，PM10排放量為9.0萬(wàn)噸。 3.2003年吳淞工業(yè)區(qū)揚(yáng)塵排放總量為1.76萬(wàn)噸，PM10排放量為0.71萬(wàn)噸。其中吳淞工業(yè)區(qū)鋪設(shè)道路的總排放量為1.1萬(wàn)噸，PM2.5和PM10分別占懸浮顆

5、粒物的15.1％和47.5％；吳淞工業(yè)區(qū)堆場(chǎng)揚(yáng)塵總量為0.69萬(wàn)噸，PM2.5和PM10分別占總懸浮顆粒物的5.8％和29.0％。 4.上海市地面揚(yáng)塵量主要集中在上海市區(qū)，即外環(huán)線以內(nèi)地區(qū)，尤以內(nèi)環(huán)以內(nèi)地區(qū)和吳淞工業(yè)區(qū)的揚(yáng)塵量為甚。寶山區(qū)地面揚(yáng)塵量最大，占上海市地面揚(yáng)塵總量的20％；地面揚(yáng)塵總量最小的區(qū)是靜安區(qū)和盧灣區(qū)，分別只占上海市地面揚(yáng)塵總量的0.5％。 5.根據(jù)激光粒度儀和動(dòng)力學(xué)粒徑譜儀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別獲得上海市

6、區(qū)和吳淞工業(yè)區(qū)鋪設(shè)道路揚(yáng)塵質(zhì)量百分比和體積百分比之間的回歸方程(組)，在缺少空氣動(dòng)力學(xué)粒徑譜儀的情況下，可以通過(guò)回歸方程式校正激光粒度儀的測(cè)試結(jié)果來(lái)求得動(dòng)力學(xué)粒徑譜儀的測(cè)試結(jié)果，從而獲得研究所需的動(dòng)力學(xué)粒徑對(duì)應(yīng)的質(zhì)量百分比含量，這就為兩種儀器間數(shù)據(jù)結(jié)果的轉(zhuǎn)換提供了方法。 6.上海市區(qū)道路顆粒物中重金屬V、Mn、Ni、Cr、Cu、Zn、Pb和Cd的平均含量分別為51、570、35、126、121、393、146和0.7mg/kg

7、，分別為上海市土壤環(huán)境背景值的0.54、1.02、1.13、1.68、4.27、4.70、5.76和5.84倍；吳淞工業(yè)區(qū)路面顆粒物中重金屬V、Cu、Ni、Pb、Mn、Zn、Cd和Cr的平均含量分別為140、98、136、121、3239、570、1.9和2191mg/kg，分別為上海市土壤環(huán)境背景值的1.47、3.46、4.36、4.78、5.81、6.81、15.50和29.26倍。 7.上海市區(qū)各重金屬中Cu、Zn、Pb

8、和Cd含量的空間分布差異較大，Cd、Mn、Ni、Cr、Cu、Pb和Zn的濃度隨車流量的波動(dòng)明顯。重金屬Ni、Cr、Cu和Zn的污染中心主要位于內(nèi)環(huán)線附近及以內(nèi)，Cd、Mn和Pb的局部污染非常嚴(yán)重；吳淞工業(yè)區(qū)各重金屬中V、Cu、Ni、Pb、Mn、Zn、Cd和Cr含量的空間分布差異很大，局部污染非常嚴(yán)重。污染中心主要集中在上鋼五廠、上鋼一廠和申佳鐵合金廠三家重點(diǎn)廠家內(nèi)。 8.來(lái)源初判表明，上海市區(qū)路面顆粒物物質(zhì)主要來(lái)源于汽車交通污