延安大學(xué)主校區(qū)NO2污染特征分析

張 佳，王 建，張新娟

（1.長(zhǎng)安大學(xué)環(huán)境工程與科學(xué)學(xué)院，陜西西安710054；

2.延安大學(xué)石油工程與環(huán)境工程學(xué)院，陜西延安716000）

DOI：10.3969/J.ISSN.1004－602X.2014.01.046

延安大學(xué)主校區(qū)NO2污染特征分析

張 佳1，2，王 建2*，張新娟2

（1.長(zhǎng)安大學(xué)環(huán)境工程與科學(xué)學(xué)院，陜西西安710054；

2.延安大學(xué)石油工程與環(huán)境工程學(xué)院，陜西延安716000）

為分析延安大學(xué)主校區(qū)NO2污染特征，分別在采暖期和非采暖期測(cè)定了不同功能區(qū)（交通繁忙區(qū)、生活區(qū)）NO2日濃度變化。結(jié)果表明，延安大學(xué)主校區(qū)大氣污染質(zhì)量濃度存在著明顯的季節(jié)差異，采暖期大氣污染物質(zhì)量濃度值明顯高于非采暖期；大氣污染質(zhì)量濃度日變化呈雙峰型，污染質(zhì)量濃度傍晚和正午前后最高，午后和日出前后較?。唤煌ǚ泵^(qū)NO2質(zhì)量濃度值明顯高于生活區(qū)。監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)，NO2的平均濃度均達(dá)到國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

延安大學(xué)；二氧化氮；污染特征

二氧化氮是一種主要的法規(guī)控制空氣污染物，是形成光化學(xué)煙霧的主要因素之一，對(duì)人體健康危害很大。即使暴露于二氧化氮的時(shí)間很短，肺功能也會(huì)受到損害；如果長(zhǎng)時(shí)間暴露于二氧化氮，呼吸道感染的機(jī)會(huì)就會(huì)增加，而且可能導(dǎo)致肺部永久性器質(zhì)性病變。延安大學(xué)主校區(qū)大氣質(zhì)量狀況對(duì)學(xué)校師生的學(xué)習(xí)和生活至關(guān)重要，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，校區(qū)屬于二類區(qū)，執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此在本文中，主要是針對(duì)延安大學(xué)主校區(qū)空氣中的NO2進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，選擇延安大學(xué)主校區(qū)兩個(gè)主要的采樣點(diǎn)作為研究對(duì)象，對(duì)大氣中NO2氣體時(shí)間和空間分布特征進(jìn)行研究，以便了解和掌握這些變化規(guī)律和影響因素，更好的為大氣污染治理工作和大氣污染日常監(jiān)測(cè)工作提供理論依據(jù)。

1 NO2監(jiān)測(cè)

1.1 評(píng)價(jià)方法

延安大學(xué)主校區(qū)大氣質(zhì)量狀況對(duì)學(xué)校師生的學(xué)習(xí)和生活至關(guān)重要，以《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095—1996）中的二類標(biāo)準(zhǔn)（表1）［1］作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 材料與方法

大氣采樣儀、分光光度計(jì)、空盒氣壓表、水銀溫度計(jì)等；試劑：冰乙酸、鹽酸羥胺、硫酸、酸性高錳酸鉀、N－（1－萘基）乙二胺鹽酸鹽等。

選取延安大學(xué)主校區(qū)兩個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行研究，分別是二大門口交通繁忙區(qū)和生活區(qū)（如表1）每個(gè)點(diǎn)采集大氣進(jìn)行分析；采集時(shí)間為2012年3月到2012年4月，3月為采暖期取2天，4月為非采暖期取3天，每天采集5次氣體，采集時(shí)段參考焦東旭等［2］的方法并結(jié)合延安大學(xué)校區(qū)的實(shí)際情況，確定8∶00，10∶00，14∶00，16∶00，19∶00這5個(gè)時(shí)間段。

表1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布情況

1.3 監(jiān)測(cè)方法

空氣中監(jiān)測(cè)采用鹽酸萘乙二胺比色法［3］，其它測(cè)定方法均按儀器說明書進(jìn)行。

1.4 測(cè)量結(jié)果與分析

空氣中NO2的濃度使用下式進(jìn)行計(jì)算：ρNO2＝（A－A0－a）*V*D/（b*f*V0）式中：

A—吸收瓶中樣品的吸光度；A0—實(shí)驗(yàn)室空白的吸光度；

b—標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率，吸光度ml/μg；a—標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距；

V—采樣用吸收液體積，ml；

V0—換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（101.325 kPa，273 K）下的采樣體積，L；

D—樣品的稀釋倍數(shù)；

f—Saltman試驗(yàn)系數(shù)，0.88（當(dāng)空氣中NO2濃度高于0.72 mg/m3時(shí)，f取值0.77）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同功能區(qū)NO2濃度比較

通過對(duì)延安大學(xué)校區(qū)污染物質(zhì)量濃度統(tǒng)計(jì)表明，延安大學(xué)大氣污染質(zhì)量濃度存在著明顯的季節(jié)差異，采暖期大氣污染物質(zhì)量濃度值明顯季高于非采暖期的濃度。兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并且在監(jiān)測(cè)點(diǎn)日均無超標(biāo)。

圖2 采暖期NO2濃度

圖3 非采暖期NO2濃度

采暖期大氣污染的情況更為嚴(yán)重［4］。這主要由于在女生公寓樓后有山環(huán)繞，位置在女生公寓四號(hào)樓之間，另外兩側(cè)都有鍋爐燃煤，還位于餐廳附近，且該采樣點(diǎn)通風(fēng)不良。而交通區(qū)在非采暖期只有汽車尾氣的污染，加之風(fēng)的影響，促進(jìn)了污染物的擴(kuò)散。這也說明了延安大學(xué)校區(qū)的大氣污染由原來單一的煤煙型污染逐步向煤煙—汽車尾氣混合型污染過度。

繁忙區(qū)大氣污染物質(zhì)量濃度值明顯高于生活區(qū)，延安大學(xué)校區(qū)污染狀況按功能區(qū)由重至輕排序?yàn)椋航煌ǚ泵^(qū)、生活區(qū)；按季節(jié)由重至輕排序?yàn)椋憾?、夏季?/p>

校園內(nèi)NO2濃度在采樣點(diǎn)2即在生活區(qū)的濃度低，在采樣點(diǎn)1即交通繁忙區(qū)的濃度最大，其平均濃度約是教學(xué)區(qū)的1.1倍，交通繁忙區(qū)較生活區(qū)平均濃度要高，這是因?yàn)閷W(xué)校內(nèi)的食堂和鍋樓房因燃料燃燒產(chǎn)生的NO2量均達(dá)到了低谷，車流量也相對(duì)減少。但NO2的濃度均未超過國(guó)家大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095－96）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)0.12 mg/m3［1］。交通繁忙區(qū)機(jī)動(dòng)車輛流量和人流量都較大，根據(jù)馬彬等人研究表明，機(jī)動(dòng)車尾氣排放是這些污染物的主要污染源［6－9］。因此機(jī)動(dòng)車排出的尾氣和地面揚(yáng)塵是NO2的重要來源，而車輛出入影響也不容忽視。

2.2 不同功能區(qū)日變化NO2污染特征分析

由圖4和圖5易得：延安大學(xué)校區(qū)大氣污染質(zhì)量濃度日變化呈雙峰型。NO2污染物質(zhì)量濃度在傍晚和正午前后最高，午后和日出前后較小。日最低出現(xiàn)在14－15時(shí)，日最高出現(xiàn)在19－22時(shí)。

圖4 繁忙區(qū)日變化NO2污染特征

圖5 生活區(qū)日變化NO2污染特征

交通繁忙區(qū)（即延安大學(xué)二大門處），人流量和車流量都較大，路面相對(duì)開闊，周圍建筑物相對(duì)較少，有利于空氣的流通和污染物的擴(kuò)散。生活區(qū)（即女生公寓三四號(hào)樓的中間），人流量較大，特別是其中幾個(gè)采樣的時(shí)間段，剛好是上下課時(shí)間。但是由于其周圍建筑物多，空氣不好流通，所以不利于污染物的擴(kuò)散。由圖2和圖3可看出，在同一時(shí)間段，交通區(qū)的污染濃度高于生活區(qū)。

2.3 采暖期和非采暖期NO2污染特征分析

從圖6中可以看出采暖期時(shí)，有風(fēng)時(shí)大氣污染物質(zhì)量濃度值明顯高于無風(fēng)時(shí)，從氣象因素考察，采暖期逆溫、靜風(fēng)率高，平均風(fēng)速小，空氣流動(dòng)緩慢，空氣污染物不易擴(kuò)散遷移［5］，但更主要的是因?yàn)檠影彩械拇髿猸h(huán)境屬煤煙型污染，在冬季采暖期能源消耗量，尤其是煤炭消耗量遠(yuǎn)較非采暖期高，因此采暖期間燃煤煙氣對(duì)大氣所造成的污染也就更加嚴(yán)重。

圖6 采暖期：日變化時(shí)NO2的濃度變化

圖7 非采暖期：日變化時(shí)NO2的濃度變化

從圖7中可以看出：陰天時(shí)大氣污染物質(zhì)量濃度值明顯高于晴天時(shí)，陰天時(shí)大氣污染物質(zhì)量濃度值明顯高于晴天時(shí)，主要原因是：低云對(duì)大氣污染的作用類似于逆溫層對(duì)空氣垂直運(yùn)動(dòng)的阻擋作用。日照強(qiáng)度可影響空氣污染物的光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生第二次污染物。在晴空少云的中午，光化學(xué)反應(yīng)增強(qiáng)，對(duì)氮氧化合物和臭氧的濃度變化產(chǎn)生影響。

3 結(jié)論

（1）空間上NO2濃度變化特征為：NO2在生活區(qū)造成的污染較輕，在交通繁忙區(qū)的污染較生活區(qū)嚴(yán)重。

采暖期大氣NO2濃度較高的原因是由于采暖期降水量減少，氣候干燥，強(qiáng)逆溫天氣出現(xiàn)頻率高，校區(qū)附近機(jī)動(dòng)車排出的污染物受地形因素影響不利擴(kuò)散，因此污染較高；此外，NO2不僅受燃煤影響，而且還受汽車尾氣排放污染等其他因素的影響。

（2）采暖期和非采暖期各功能區(qū)NO2濃度的日變化均呈雙峰分布，采暖期大氣污染物質(zhì)量濃度值明顯季高于非采暖期。污染質(zhì)量濃度傍晚和正午前后最高，午后和日出前后較小。日最低出現(xiàn)在14－15時(shí)，日最高出現(xiàn)在19－22時(shí)。

（3）監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)，NO2的平均濃度均達(dá)到國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）在大氣污染源數(shù)量和污染物排放量相對(duì)穩(wěn)定的情況下，采暖期、風(fēng)和日照是影響延安大學(xué)校區(qū)大氣污染程度的主要?dú)庀笠蜃印?/p>

［1］國(guó)家環(huán)境保護(hù)局科技標(biāo)準(zhǔn)司.GB3095－1996，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1996.

［2］焦東旭，王艷麗.大氣監(jiān)測(cè)時(shí)段選擇初探［J］.華北工學(xué)院學(xué)報(bào).2004，25（2）：11－13.

［3］奚旦立.環(huán)境監(jiān)測(cè)（修訂版）［M］.北京：高等教育出版社，2002.134－135.

［4］張成君，胡軼鑫，錢韻硯.蘭州市冬季大氣沉降塵粒度特征及來源解析［J］.蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，42（6）：39－45.

［5］孫根年，吳曉娟，周立花，等.西安大氣SO2/NOx污染時(shí)空變化的分析［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2006，20（5）：99－104.

［6］李宗愷，潘云仙，孫潤(rùn)橋.空氣污染氣象學(xué)原理及應(yīng)用［M］.北京：氣象出版社，1982.557－594.

［7］吳鵬鳴等.環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1989.1－28.

［8］李文榮，田家怡，徐天和等.環(huán)境監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)學(xué)［M］.山東：山東大學(xué)出版社，1990.219－233.

［9］陳愛忠，何龍，陳志城等.深圳市汽車排放在大氣中分擔(dān)率的測(cè)試報(bào)告［R］.深圳：深圳市環(huán)境科學(xué)研究所，深圳市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，2001.41－46，61.

［責(zé)任編輯 李曉霞］

Analysis on Nitrogen Dioxide Pollution Characteristics in the M ain Campus of Yan＇an University

ZHANG JIA1，2，WANG JIAN2，ZHANG Xing-jue2
（1.School of Enviromental Science and Engineering，Changan University，Xian 710064，China；
2.Schoolf of Petroleum Engineering and Environmental Engireering，Yanan University，Yanan 716000，China）

In order to analysis the nitrogen dioxide pollution characteristics in themain campus of Yanan University，we measure the changes of nitrogen dioxide concentration in the different functional areas（heavy traffic areas，living area）during the heating period and the non－h(huán)eating period.The results show that themass concentration of air pollution exists significant seasonal variations in themain campus of Yanan University，the heating of atmospheric pollutantmass concentration was significantly quarter higher than the non－h(huán)eating period；diurnal variation of air pollution concentration appears bimodal peak，themass concentration of air pollution turns out highest pollution concentration before and after noon and in the evening，afternoon and sunrise around smaller；themass concentration of nitrogen dioxide in the heavy traffic areas was significantly higher than the living area.Monitoring period，the average concentration of nitrogen dioxide to achieve the national ambient air quality standard is a standard.

Yanan University；nitrogen dioxide；pollution characteristics

X51

A

1004－602X（2014）01－0046－04

2013-12-23

延安大學(xué)專項(xiàng)科研基金（YD2012－12）；延安大學(xué)STITP項(xiàng)目（D2010－129）

張 佳（1988—），女，陜西渭南人，長(zhǎng)安大學(xué)在讀研究生。 *通訊作者