2017-北京采暖季大气PM2.5中致癌重金属组分差异研究_19页-1mb

报告摘要

本研究分析了北京2012-2013年与2015-2016年采暖季大气PM₂.₅中砷、镉、铅三种致癌重金属组分的含量变化，以评估大气污染治理措施对PM₂.₅中重金属污染的改善效果。

空气质量改善目标：
- 北京市政府在2013年提出清洁空气行动计划，目标是五年内明显改善空气质量，减少重污染天数。
- 2013年，北京PM₂.₅年均浓度下降10.0%，PM₁₀下降6.1%，二氧化硫下降49.1%，氮氧化物下降10.7%。
PM₂.₅中重金属的危害：
- 砷、镉、铅是致癌重金属，已被美国列为有害空气污染物（HAPs）。
- 中国《环境空气质量标准》（GB3095-2012）将铅列为常规监测指标，砷和镉为参考指标。

技术路线：
- 采样点设置在北京某高校6层平台，使用TH-150C大气采样仪，流量设置为100L/min。
- 使用PALL®石英纤维滤膜，直径为90mm。
数据收集：
- 采集2012-2013年和2015-2016年采暖季的PM₂.₅数据。
- 数据来源于北京市环境保护监测中心，包括35个监测站点的PM₂.₅浓度。
检测方法：
- 采用膜称重法检测PM₂.₅质量浓度。
- 使用Thermo X series ICP-MS测定砷、镉、铅含量。
- 仪器参数设置严格，确保检测精度。
质量控制：
- 滤膜使用前需进行焙烧处理，去除有机物。
- 采样前后均需在恒温恒湿条件下平衡滤膜。
- 采用双录入和双核查确保数据准确性。
相关性验证：
- 采样点与监测站点PM₂.₅浓度具有强相关性（r > 0.70），其中2015-2016年度相关系数高达0.90以上，表明数据的科学可靠性。

重金属质量百分比变化：
- 砷、镉、铅三种重金属在PM₂.₅中的质量百分比分别下降了85.9%、40.7%、48.9%。
- 2012-2013年检测的中位数分别为23.08 ng/m³、4.20 ng/m³、244.10 ng/m³。
- 2015-2016年检测的中位数分别为2.22 ng/m³、1.40 ng/m³、81.40 ng/m³。
浓度变化：
- 砷：2012-2013年度中位数为23.08 ng/m³，2015-2016年度中位数为2.22 ng/m³，无超限值天数。
- 镉：2012-2013年度中位数为4.20 ng/m³，2015-2016年度中位数为1.40 ng/m³，超限值天数由12天降至2天。
- 铅：2012-2013年度中位数为244.10 ng/m³，2015-2016年度中位数为81.40 ng/m³，超限值天数由2天降至0天。

2013-2015年北京主要大气污染物浓度：
- 二氧化硫：从26.5 μg/m³降至13.5 μg/m³。
- 氮氧化物：从56 μg/m³降至50.0 μg/m³。
- PM₂.₅：从89.5 μg/m³降至80.6 μg/m³。
- PM₁₀：从108.1 μg/m³降至101.5 μg/m³。
2012-2013年PM₂.₅中重金属浓度：
- 砷平均值为23.39 ng/m³，中位数为23.08 ng/m³，最大值为70.91 ng/m³。
- 镉平均值为3.90 ng/m³，中位数为4.20 ng/m³，最大值为8.01 ng/m³。
- 铅平均值为288.12 ng/m³，中位数为244.10 ng/m³，最大值为985.24 ng/m³。
2015-2016年PM₂.₅中重金属浓度：
- 砷平均值为2.25 ng/m³，中位数为2.22 ng/m³，最大值为4.89 ng/m³。
- 镉平均值为1.82 ng/m³，中位数为1.40 ng/m³，最大值为6.99 ng/m³。
- 铅平均值为97.81 ng/m³，中位数为81.40 ng/m³，最大值为258.97 ng/m³。