燃煤鍋爐周邊環(huán)境PM2.5排放特征分析

1、    燃煤鍋爐周邊環(huán)境pm2.5排放特征分析    鄭建南 陳桐生摘要：本文對燃煤鍋爐周邊的pm2.5及化學(xué)組分的排放特征進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，燃煤鍋爐周邊環(huán)境大氣中pm2.5濃度為173.5g/m3，觀測期間no3-/so42-為0.88，表明固定源對燃煤鍋爐周邊大氣中no2和so2貢獻(xiàn)量較大;sor和nor分別為0.10和0.14，高濃度的本地前體物排放是so42-和no3-形成的主因。關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐;細(xì)顆粒物;水溶性離子;排放特征：x83 ：a ：2095-672x（2019）08-0-01doi：10.16647/15-1369/x.2019

2、.08.089analysis of pm2.5 emission characteristics in the surrounding environment of coal-fired boilerszheng jiannan1，chen tongsheng2（1.environmental research institute of chaoyang district， shantou city， shantou guangdong 515100，china;2.south china institute of environmental sciences， ministry of ec

3、ology and environment，guangzhou guangdong 510655， china）abstract：this paper analyzes the emission characteristics of pm2.5 and chemical components around coal-fired boilers. the results show that the pm2.5 concentration in the ambient atmosphere of the coal-fired boiler is 173.5 g/m3， and the no3-/s

4、o42- is 0.88 during the observation period， indicating that the fixed source contributes a lot to the no2 and so2 in the atmosphere around the coal-fired boiler; sor and the nor is 0.10 and 0.14， respectively. the high concentration of local precursor emissions is the main cause of so42- and no3- fo

5、rmation.key words：coal-fired boiler;fine particulate matter;water-soluble ion;emission characteristics近幾年來，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來了嚴(yán)重的大氣復(fù)合污染問題，其中以pm2.5為首要污染物。燃煤鍋爐污染物排放是大氣環(huán)境pm2.5的主要來源之一，其也成為了制約和諧社會(huì)健康發(fā)展的重要瓶頸。國內(nèi)外學(xué)者針對燃煤鍋爐顆粒物排放開展了大量研究。郭欣等1獲取了不同除塵器入口和出口pm10的顆粒粒徑排放規(guī)律及元素分布特性。耿春梅等2針對木質(zhì)和秸稈2種生物質(zhì)燃料開展煙塵、pm10和pm2.5排放特征的研究，并與

6、燃煤鍋爐進(jìn)行比較。但目前針對燃煤鍋爐周邊pm2.5及組分排放特征的研究相對較少。本文于采暖季選取某燃煤鍋爐，在周邊大氣環(huán)境中設(shè)置采樣點(diǎn)，分析得到了pm2.5及組分的排放數(shù)據(jù)，研究結(jié)果對于燃燒源污染防控具有重要意義。1 材料與方法本研究采樣地點(diǎn)位于循環(huán)流化床燃煤鍋爐周圍環(huán)境大氣中，采樣儀器為武漢天虹生產(chǎn)的大氣顆粒物采樣器，采樣流量為100l/min，采用特氟龍濾膜采集pm2.5樣品，采樣時(shí)間為2017年1月3日24日。將采樣濾膜置于離心管中，加入10ml高純水，然后超聲提取水溶性離子45min，用離子色譜分析儀測定離子含量。2 結(jié)果與討論2.1 pm2.5質(zhì)量濃度采樣期間燃煤鍋爐周邊大氣環(huán)境pm

7、2.5日均質(zhì)量濃度在52.3365.2g/m3之間，平均為173.5g/m3，是環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的二級(jí)日均濃度限值的2.3倍（見圖1）。主要是由于采樣點(diǎn)位于燃煤鍋爐附近，采暖季燃煤量的增加導(dǎo)致pm2.5及so2、nox等氣態(tài)前體物排放量的增加，采樣期間so2、no2濃度分別達(dá)到66.5 g/m3、71.9g/m3。雖然近幾年國家采取了一系列措施控制大氣污染，但pm2.5濃度處于居高不下的水平。由此可見，要有效減緩大氣復(fù)合污染，還需加快實(shí)行鍋爐煤改氣等措施的進(jìn)度。2.2 so42-和no3-質(zhì)量比分析通常用大氣顆粒物中的no3-與so42-質(zhì)量濃度的比值是否>1，判斷移動(dòng)源和固定源對

8、大氣中no2和so2貢獻(xiàn)量的大小3。如果大氣顆粒物中no3-/so42-的比值較高，則說明機(jī)動(dòng)車排放對大氣中nox和so2的貢獻(xiàn)大于燃煤源的貢獻(xiàn)。反之，則說明與機(jī)動(dòng)車排放相比，燃煤源的貢獻(xiàn)對大氣中nox和so2的貢獻(xiàn)較為顯著。采樣期間no3-/so42-為0.88，表明固定源對大氣中no2和so2的貢獻(xiàn)作用均大于移動(dòng)源，燃煤仍然是采樣點(diǎn)周圍的污染源。發(fā)達(dá)國家空氣中nox絕大部分來自于汽車尾氣，大氣顆粒物中no3-與so42-的比值較大（1.332.20）4。2.3 so42-、no3-與前體物的轉(zhuǎn)化二次無機(jī)氣溶膠的濃度與相應(yīng)的前體物濃度及其在大氣中生成粒子的轉(zhuǎn)化率有關(guān)。ohta的研究表明，硫氧

9、化率（sor）和氮氧化率（nor）大于0.1表示存在二次轉(zhuǎn)化5。根據(jù)文獻(xiàn)中sor和 nor的計(jì)算方法6，采樣期間sor為0.10，表明顆粒物的二次轉(zhuǎn)化不明顯，主要是由于冬季光化學(xué)反應(yīng)較弱。so2向so42-的轉(zhuǎn)化主要通過so2和ho等自由基反應(yīng)的氣相氧化和液相氧化。在低溫、高濕的冬季，充足的so2通過液相氧化產(chǎn)生一定數(shù)量的so42-，高濃度前體物排放是采樣期間so42-形成的主要原因。nor平均值為0.14，說明no2向no3-的轉(zhuǎn)化率高于so2。大氣中的 no3-主要來源于nh3和氣態(tài)硝酸之間氣相反應(yīng)形成的 nh4no3。3 結(jié)論燃煤鍋爐周邊環(huán)境大氣中pm2.5日均質(zhì)量濃度在52.3365.

10、2g/m3之間，平均為173.5g/m3，是二級(jí)日均濃度限值的2.3倍;觀測期間no3-/so42-為0.88，表明固定源對燃煤鍋爐周邊大氣中no2和so2貢獻(xiàn)量較大;sor和nor分別為0.10和0.14，高濃度的本地前體物排放是so42-和no3-形成的主因。參考文獻(xiàn)1郭欣，陳丹，鄭楚光，等.燃煤鍋爐可吸入顆粒物排放規(guī)律研究j.環(huán)境科學(xué)， 2008， 29（3）：587-592.2耿春梅，陳建華，王歆華，等.生物質(zhì)鍋爐與燃煤鍋爐顆粒物排放特征比較j.環(huán)境科學(xué)研究，2013， 26（6）：666-671.3ye b，ji x，yang h， et al. concentration and chemical composition of pm2.5 in shanghai for a 1-year periodj. atmospheric environment， 2002（374）：499-510.4張秋晨，朱彬，龔佃利.南京地區(qū)大氣氣溶膠及水溶性無機(jī)離子特征分析j.中國環(huán)境科學(xué)，2014（02）： 311-316.5ohta s， okita t. chemical characterization of atmospheric aerosol in sapporoj.atmospheric environment，1