北方規(guī)模化豬場周圍環(huán)境空氣中PM10的監(jiān)測分析

王衛(wèi)紅，劉雙紅，任永鑫，孫 斌

（1.吉林省吉林市動物疾病預(yù)防控制中心，吉林吉林132013；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動物科技學(xué)院，黑龍江大慶163319）

北方規(guī)?；i場周圍環(huán)境空氣中PM10的監(jiān)測分析

王衛(wèi)紅1，劉雙紅2，任永鑫2，孫 斌2

（1.吉林省吉林市動物疾病預(yù)防控制中心，吉林吉林132013；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動物科技學(xué)院，黑龍江大慶163319）

為了檢測龍江省東部地區(qū)某規(guī)模化豬場周圍環(huán)境空氣中PM10日均濃度，以分析豬場產(chǎn)生的PM10對周圍環(huán)境和人畜健康的影響。采樣標(biāo)準(zhǔn)，按HJ/T194的要求執(zhí)行。采樣后，測量采樣器中采樣前后濾膜重量差，根據(jù)公式計算PM10的重量和濃度。結(jié)果經(jīng)過7 d連續(xù)采集樣品的測定，最終獲得數(shù)據(jù)為PM10濃度范圍在0.065mg/m3至0.085mg/m3之間，日均0.076mg/m3，豬場四周的PM10濃度值每天均高于國家標(biāo)準(zhǔn)，總體增加范圍在1倍以內(nèi)，最高可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的1.7倍。

豬場；懸浮顆粒物；PM10；環(huán)境

在環(huán)境科學(xué)中，顆粒物特指懸浮在空氣中的固體顆?；蛞旱危强諝馕廴镜囊粋€主要來源。漂浮在空氣中的固態(tài)和液態(tài)顆粒物的總稱為總懸浮顆粒物（totalsuspended particulate，TSP），粒徑范圍約為0.1～100μm［1］。通常把空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑≤10μm的顆粒物稱為可吸入顆粒物（in?halable particles），亦稱為PM10。PM10可以被人和其他動物吸入，沉積在呼吸道、肺泡等部位而引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病。可吸入顆粒物的直徑越小，進(jìn)入到呼吸道的部位就越深。PM10通常沉積在動物或人的上呼吸道，直徑5μm的可吸入顆粒物能進(jìn)入呼吸道的深部，直徑2μm以下的可吸入顆粒物則100%深入到細(xì)支氣管和肺泡部位［2］。

PM10是在環(huán)境大氣中長期懸浮的微粒，對空氣能見度影響非常大。一部分可吸入顆粒物來自污染源的直接排放，例如機(jī)動車輛與大量的煙囪。另外一部分是由大氣中的氮氧化物、硫氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物及其他化合物互相作用形成的直徑細(xì)小顆粒物，它們的成分和物理化學(xué)性質(zhì)隨氣候、地點(diǎn)、季節(jié)不同而變化很大。機(jī)動車在泥土路面上行駛、破碎碾磨材料的處理過程以及被風(fēng)揚(yáng)起的塵土都可以產(chǎn)生可吸入顆粒物［3］。有些顆粒直徑≤2.5μm的可吸入性顆粒（PM2.5），在空氣中懸浮時間更長且含量高，容易將污染物帶到很遠(yuǎn)的地方而擴(kuò)大污染范圍［4］。

目前我國可吸入性顆粒造成的環(huán)境污染分布較廣，給人們的生產(chǎn)和生活帶來很多不利影響。顆粒物的理化性質(zhì)及其來源決定了PM10對人體和其他動物的危害程度［5］。粒徑和狀態(tài)與其在呼吸道內(nèi)沉積和清除密切相關(guān)［6］。PM10中直徑較大的粒子主要是自然界塵粒和環(huán)境污染產(chǎn)生的原生粒，容易沉降并滯留在鼻腔和口腔內(nèi)。污染氣體經(jīng)過復(fù)雜的多相化學(xué)反應(yīng)和轉(zhuǎn)化，或者由高溫環(huán)境里排放出來的過飽和氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)冷凝、碰撞、凝聚、吸附也可形成直徑較細(xì)粒子［7］。可吸入顆粒物的表面可以附著大量各種重金屬元素和有機(jī)污染物，這些重金屬和有機(jī)污染物大多數(shù)為基因毒性誘變物質(zhì)和致癌物質(zhì)，對人和其他動物的危害極大［8］。

1 材料與方法

1.1 樣品采集監(jiān)測豬場為黑龍江省東部地區(qū)某規(guī)?；i場，豬場為高位床養(yǎng)殖，利用沖水法清洗，共有種豬700余頭。監(jiān)測地點(diǎn)在距離豬場圍墻100m處多點(diǎn)監(jiān)測，為期7 d。

環(huán)境空氣監(jiān)測中采樣環(huán)境及采樣頻率的要求，按HJ/T194的要求執(zhí)行。采樣時，采樣器入口距地面高度不得低于1.5m。采樣不宜在風(fēng)速大于8m/s等天氣條件下進(jìn)行。采樣點(diǎn)應(yīng)避開污染源及障礙物。如果測定交通樞紐處PM10和PM2.5，采樣點(diǎn)應(yīng)布置在距人行道邊緣外側(cè)1 m處。采用間斷采樣方式測定日平均濃度，平均每天測量4次，累計采集時間20 h。

采樣時，將已稱重的濾膜用鑷子放入潔凈采樣夾內(nèi)的濾網(wǎng)上，濾膜毛面應(yīng)朝進(jìn)氣方向。將濾膜牢固壓緊至不漏氣。如果測定任何一次濃度，每次需更換濾膜；如測日平均濃度，樣品可采集在一張濾膜上。采樣結(jié)束后，用鑷子取出。將有塵面兩次對折，放入樣品盒或紙袋，并做好采樣記錄。濾膜的選擇。使用Whatman公司生產(chǎn)Φ47 mm特氟?。═eflon）基質(zhì)濾膜（孔徑為2μm）。每張濾膜要在燈光下檢驗，除去不均勻、有孔或裂縫的濾膜。合格的濾膜放塑料盒內(nèi)，并且編號。稱量之前，將濾膜放置在恒溫（20℃±2.5℃）、恒濕的（相對濕度50%± 5%）的天平室內(nèi)24 h以上。每次稱重前，用100mg的標(biāo)準(zhǔn)法碼進(jìn)行校準(zhǔn)。稱量前，必須每張濾膜放置在接地的潔凈銅板上消除靜電。然后，稱重。稱精確至1μg，兩次稱量之差不得大于2μg。每稱完10張濾膜之后，重新稱量第10張濾膜，兩次的偏差應(yīng)不得大于5μg。每稱完20張濾膜之后，必須重新應(yīng)稱量1張質(zhì)控濾膜，偏差要小于或等于20μg。濾膜采集后，如不能立即稱重，應(yīng)在4℃條件下冷藏保存。1.2儀器設(shè)備PM10切割器、采樣系統(tǒng)：切割粒徑Da50=（10±0.5）μm；捕集效率的幾何標(biāo)準(zhǔn)差為σg=（1.5±0.1）μm。其他性能和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合HJ/T 93-2003的規(guī)定。

大（中）流量孔口流量計，真空碟閥，負(fù)壓調(diào)節(jié)閥，穩(wěn)標(biāo)準(zhǔn)粒子發(fā)生器，熒光分光光度計，累計流量計，電子秒表（日差±1s/d），聲級計，兆歐表，電壓表，濕度表，干燥器。（儀器精密標(biāo)準(zhǔn)均參考國標(biāo)GB3095-2012）。

恒溫恒濕箱（室）：箱（室）內(nèi)空氣溫度在（15℃～30℃范圍內(nèi)可調(diào)，控溫精度±1℃。箱（室）內(nèi)空氣相對濕度應(yīng)控制在（50±5）%。恒溫恒濕箱（室）可連續(xù)工作。

濾膜：根據(jù)樣品采集目的可選用玻璃纖維濾膜、石英濾膜等無機(jī)濾膜或聚氯乙烯、聚丙烯、混合纖維素等有機(jī)濾膜。濾膜對0.3μm標(biāo)準(zhǔn)粒子的截留效率不低于99%。空白濾膜按分析步驟進(jìn)行平衡處理至恒重，稱量后，放入干燥器中備用。

1.3 方法

1.3.1 試驗原理按國家標(biāo)準(zhǔn)《HJ618-2011環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測定重量法》［9］和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《HJ/93-2013環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）采樣器技術(shù)要求及檢測方法》［10］，被測空氣送進(jìn)切割器后，將與大于10μm粒徑的微粒分離，而小于10μm粒徑的微粒則隨著氣流經(jīng)分離器的出口被阻留在已恒重的過濾膜上。根據(jù)采樣前后濾膜重量差以及采樣體積，計算出待檢樣品PM10濃度，以mg/m3表示。采樣設(shè)備的技術(shù)參數(shù)必須符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1.3.2分析步驟將濾膜放在恒溫恒濕箱（室）中平衡24 h，平衡條件為：溫度取15℃～30℃中任何一點(diǎn)，相對濕度控制在45%～55%范圍內(nèi)，記錄平衡溫度與濕度。在上述平衡條件下，用感量為0.1mg或0.01mg的分析天平稱量濾膜，記錄濾膜重量。同一濾膜在恒溫恒濕箱（室）中相同條件下再平衡1 h后稱重。對于PM10顆粒物樣品濾膜，兩次重量之差分別小于0.4 mg或0.04 mg為滿足恒重要求。采樣前后，濾膜稱量應(yīng)使用同一臺分析天平。

1.3.3 計算方法PM10濃度按下式計算

公式中：C-飄塵濃度，mg/m3；G2-采樣后濾膜重量，g；G1-采樣前濾膜重量，g；Vr-換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下采樣休積，m3。

2 結(jié)果

根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)GB6921-86規(guī)定，采用重量法，將懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)直徑小于等于10μm的顆粒物吸附在已知質(zhì)量的濾膜上，通過重量差值計算可吸入性顆粒物濃度。由表1可知，可吸入性顆粒物PM10檢測結(jié)果顯示，經(jīng)過7 d連續(xù)采集樣品的測定，最終獲得數(shù)據(jù)為PM10濃度范圍在0.065 mg/m3至0.085 mg/m3之間，日均0.076 mg/m3。根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定，國標(biāo)GB3095-2012中規(guī)定農(nóng)村地區(qū)空氣可吸入顆粒物濃度上限日均0.05 mg/m3［1］，在與監(jiān)測值進(jìn)

表1 PM 10日均值

行比較后可以發(fā)現(xiàn)，豬場四周的PM10值每天均高于國家標(biāo)準(zhǔn)，總體增加范圍在一倍以內(nèi)，最高可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的1.7倍，說明對豬場周圍環(huán)境造成了環(huán)境污染。試驗開始階段空氣中PM10濃度變化幅度較小，后期濃度變化幅度較大。

3 小結(jié)

空氣中長期漂浮著的可吸入性顆粒物PM10可通過呼吸道進(jìn)入肺黏膜［56、58］。可能引起組織結(jié)構(gòu)的損壞和炎癥的發(fā)生，導(dǎo)致心血管和呼吸道疾病。大量PM10隨風(fēng)等因素從豬場內(nèi)部擴(kuò)散至其周邊地區(qū)，引起空氣污染，對環(huán)境造成了一定的危害［7］。同時由于粒徑較小比較容易進(jìn)入人體或其他動物體的肺泡甚至血液中，可以直接導(dǎo)致心血管疾病。

豬場環(huán)境中的PM10主要來自豬只的排放和飼養(yǎng)管理過程產(chǎn)生的微顆粒物質(zhì)，如清掃地面、喂料、清糞等，豬的活動、咳嗽、呼吸等也會引起空氣中微粒增多。微粒是許多微生物以及有害氣體的傳播媒介，目前已證實(shí)，空氣中的懸浮微粒對豬、牛等家畜的呼吸道疾病和傳染病的發(fā)生有著密切的關(guān)系［11］。微粒的毒害的性質(zhì)還取決于其的化學(xué)性質(zhì)，微粒在呼吸道的時間長短和深度則主要取決于微粒的直徑大小?？傻竭_(dá)支氣管的是5～10μm的微粒，而可以進(jìn)入肺泡和細(xì)支氣管的是5μm的微粒，可通過淋巴循環(huán)到達(dá)血液系統(tǒng)或經(jīng)淋巴結(jié)被運(yùn)送到其他器官，而導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生［5、7］。

為了改善畜禽養(yǎng)殖環(huán)境，推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的無害化處理和利用，提高肉類品質(zhì)保護(hù)人類健康，促進(jìn)畜牧業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，2013年11月26日，李克強(qiáng)總理簽署國務(wù)院令，發(fā)布了《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》。條例規(guī)定畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌考慮環(huán)境承載能力以及畜禽養(yǎng)殖污染防治要求，科學(xué)布局，合理確定畜禽養(yǎng)殖的品種、規(guī)模、總量。由此可見，擴(kuò)大養(yǎng)殖范圍的同時兼顧環(huán)境保護(hù)，已經(jīng)成為養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的新方向。

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S828

B

0529-6005（2015）12-0095-02

2015-09-11

王衛(wèi)紅（1968-），女，高級獸醫(yī)師，本科，主要從事畜牧獸醫(yī)技術(shù)管理與研究工作，E-mail：1601777413@qq.com

孫斌，E-mail：mulberrysnow@msn.com