天津農(nóng)學(xué)院實驗樓前大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測報告

張舒蕾

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?為掌握校園大氣污染的動態(tài)及其規(guī)律，進(jìn)一步研究其危害，以天津農(nóng)學(xué)院東校區(qū)實驗樓的空氣質(zhì)量狀況為研究對象，采用現(xiàn)場監(jiān)測方法，對校園空氣中的一些常規(guī)污染指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。其中，以甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法測定二氧化硫、以鹽酸萘乙二胺分光光度法測定二氧化氮、以等效連續(xù)A聲級的方法測定噪聲、以稱重法測定PM2.5，并對所得到的空氣監(jiān)測樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：天津農(nóng)學(xué)院東校區(qū)實驗樓的四項常規(guī)指標(biāo)均未超標(biāo)且遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，空氣質(zhì)量狀況整體良好;監(jiān)測期間的主要空氣污染物為二氧化氮，其IQA居三項指標(biāo)的首位，其次為PM2.5和二氧化硫。據(jù)此分析，交通運輸與日常生活活動對天津農(nóng)學(xué)院空氣質(zhì)量影響較其他影響因素更為顯著。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?噪聲;PM2.5;二氧化氮;二氧化硫;大氣采樣器

[中圖分類號] ?X831 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2021）09-0202-04

一、材料與方法

（一）噪聲

根據(jù)校園噪聲基本特點，采用等效連續(xù)A聲級Leq原理設(shè)計測量方案。等效連續(xù)A聲級Leq是指：在相同的觀測時間，當(dāng)環(huán)境的起伏噪聲M與一個穩(wěn)定的連續(xù)噪聲N具有相同的能量時，則N與M等效。每5s讀取一個聲級，連續(xù)讀取120個聲級，每小時進(jìn)行兩次連續(xù)測量，持續(xù)5小時共測得10組數(shù)據(jù)。除去前10個和后10個數(shù)據(jù)，選取剩余的100個數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并用聲級疊加方法再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

聲級疊加法：Lp=10log（p2/p02）、p2/p02=100.1Lp、Leq=10log[（Σ100.1Lp）/n]。

統(tǒng)計法：Leq=L50+d2/60，d=L10-L90。

通過上述兩種方法分別得出等效聲級Leq，即為該區(qū)域的環(huán)境噪聲評價量。

（二）PM2.5

采樣：打開切割器防護罩，放入已恒重濾膜，裝上環(huán)狀濾膜，擰緊防護罩。

進(jìn)入TSP采樣，設(shè)定流量為100 L/min，設(shè)定延時為1 min，采樣時間設(shè)定為5 h，時間間隔設(shè)定為0 min。調(diào)節(jié)完成后開始采樣，采樣結(jié)束后，記錄采樣時間、溫度、工況體積、標(biāo)況體積。根據(jù)監(jiān)測前后環(huán)狀濾膜的質(zhì)量差計算出5 h空氣中的PM2.5質(zhì)量濃度。

（三）二氧化氮

采樣：安裝采樣器、干燥器和采樣管支架， 吸取二氧化氮吸收液4 mL和1 mL蒸餾水至白色多孔吸收管中，拔掉乳膠管，將球形一側(cè)與干燥器的橡膠管連接，干燥器另一側(cè)橡膠管與主機連接，將流量調(diào)節(jié)旋鈕順時針調(diào)至最小，選擇大氣采樣，自動采樣，設(shè)定延時為1分鐘，時間為45分鐘，間隔0分鐘，次數(shù)1次，二氧化氮流量為0.3 L/min，二氧化氮氣體流量為0.3 L/min。結(jié)束后將瓶中液體全部轉(zhuǎn)移至離心管并進(jìn)行冷藏。重復(fù)上述操作4次，即結(jié)束采樣。

樣品測定：將離心管中的樣品放至10 mm比色皿中，在波長540 nm處，以水為參比對照測定所采樣品的吸光度。

（四）二氧化硫

采樣：安裝采樣器、干燥器和采樣管支架，吸取二氧化硫吸收液10 mL至棕色多孔吸收管中，拔掉乳膠管，將球形一側(cè)與干燥器的橡膠管連接，干燥器另一側(cè)橡膠管與主機連接，將流量調(diào)節(jié)旋鈕順時針調(diào)至最小，選擇大氣采樣，自動采樣，設(shè)定延時為1分鐘，時間為45分鐘，間隔0分鐘，次數(shù)1次，二氧化硫流量為0.5 L/min，調(diào)節(jié)二氧化硫氣體流量為0.5 L/min。結(jié)束后將瓶中液體全部轉(zhuǎn)移至離心管并進(jìn)行冷藏。重復(fù)上述操作4次，即結(jié)束采樣。

樣品測定：將離心管中的樣品溶液移入25 mL比色管A（帶塞）中，向其中加入0.5 mL氨磺酸鈉溶液，混勻，放置10 min以除去氮氧化物的干擾，在B管中分別加入1.00 mL PRA溶液，再向A管中加入0.5 mL氫氧化鈉溶液，振蕩后將A管的溶液迅速地全部倒入對應(yīng)編號并盛有PRA溶液的B管中，立即加塞混勻后靜置15 min，比色測定（同標(biāo)線）。

二、結(jié)果與討論

（一）噪聲

依據(jù)表1 GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，大學(xué)校園執(zhí)行Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，晝間的環(huán)境噪聲限值為55 dB。由圖1、圖2可見，在監(jiān)測時段內(nèi)，此區(qū)域的連續(xù)聲效等級都是達(dá)標(biāo)的。聲級呈現(xiàn)為波動式，上升下降起伏共3次。其中，聲級的兩次峰值出現(xiàn)在12：15～12：25和14：00～14：10兩個時段。

在9：55～11：10時段內(nèi)，此區(qū)域的連續(xù)聲效等級低且平穩(wěn)，這是因為此時校園里的學(xué)生正在上課，所以在此區(qū)域活動的學(xué)生較少，噪聲的主要制造人群是停車在樓前的學(xué)校工作人員。

在11：30～13：00時間段的連續(xù)等效聲級是監(jiān)測時段內(nèi)最高的，其原因是11：20～12：10為下課的時間，學(xué)生要途經(jīng)此區(qū)域前往食堂、宿舍區(qū)域，人流量大不可避免會產(chǎn)生由于交談、嬉戲、打鬧造成的噪聲。造成12：10～13：00這一時間段連續(xù)等效聲級較最高的原因是課后以及將要前往教學(xué)區(qū)的人流量較大，由于交談無可避免會產(chǎn)生噪聲。

在13：20～14：10時間段內(nèi)，連續(xù)聲效等級也較高，是由將要前往教學(xué)區(qū)的學(xué)生所造成的。由于實驗樓地處教學(xué)區(qū)和生活區(qū)的交界處，所以經(jīng)過此處去往教學(xué)區(qū)或生活區(qū)的人員都會造成一定的噪聲。

綜合來看，在實驗樓附近不同時間段測得的A聲級均在《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-2008）Ⅰ類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求之內(nèi)，不超過噪聲標(biāo)準(zhǔn)限值，對學(xué)生正常生活學(xué)習(xí)無影響。

（二）PM2.5

環(huán)狀濾膜測量前——0.3653 g，測量后——0.3665 g。每小時標(biāo)況體積下PM2.5的質(zhì)量濃度為8.96 μg/m3，根據(jù)空氣質(zhì)量分指數(shù)（IAQI）公式：IAQIP=（IAQIHi-IAQILo）*（Cp-BPLo）/（BPHi-BPLo）+IAQILo得PM2.5的空氣質(zhì)量分指數(shù)為12.8，其空氣質(zhì)量指數(shù)級別為一級，質(zhì)量類別為優(yōu)，天津市2018年P(guān)M2.5的濃度均值52μg/m3，此區(qū)域的質(zhì)量濃度值遠(yuǎn)低于天津市平均濃度值和國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級區(qū)的二級標(biāo)準(zhǔn)限值。空氣質(zhì)量令人滿意，基本無污染;各人群可正常活動。

通過分析，影響當(dāng)天監(jiān)測結(jié)果的因素有：污染源、環(huán)境、風(fēng)速等，由于實驗樓前的植被覆蓋率較高，對顆粒物有一定的吸收;且5月28日當(dāng)天的風(fēng)速也很大，對顆粒物的濃度也存在著一定程度的影響，所以測得的PM2.5數(shù)值較小。

（三）二氧化氮

二氧化氮監(jiān)測結(jié)果分析：監(jiān)測結(jié)果顯示5 h監(jiān)測時段內(nèi)NO2的質(zhì)量濃度每小時均值為32.8 μg/m3，根據(jù)空氣質(zhì)量分指數(shù)（IAQI）公式：IAQIP=（IAQIHi-IAQILo）*（Cp-BPLo）/（BPHi-BPLo）+IAQILo得NO2-的空氣質(zhì)量分指數(shù)為16.4，空氣質(zhì)量指數(shù)級別為一級。

按照表2我國《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095—2012規(guī)定，學(xué)校屬“二類區(qū)”，故按二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)評價。國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定二類區(qū)二級標(biāo)準(zhǔn)限值為200 μg/m3，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果顯示，實驗樓前的NO2的質(zhì)量濃度遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，均未超標(biāo)，達(dá)標(biāo)率為100%，表明此區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量良好。

根據(jù)柱狀圖可得空氣中NO2的質(zhì)量濃度呈現(xiàn)下降上升再下降的趨勢，最大值出現(xiàn)在早晨9：30～11：15時段，原因是因為在此時段內(nèi)實驗樓前的車流量在監(jiān)測時段內(nèi)最大，再者，實驗樓內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)實驗也會排放NO2，這時汽車和化學(xué)實驗的排放是造成NO2質(zhì)量濃度上升的主要原因。其余時段內(nèi)二氧化氮的濃度起伏不大，基本保持平穩(wěn)，主要都是由必要的日常生活生產(chǎn)排放所帶來的。

（四）二氧化硫

監(jiān)測結(jié)果顯示5 h監(jiān)測時段內(nèi)SO2的質(zhì)量濃度每小時均值為37.34 μg/m3，根據(jù)空氣質(zhì)量分指數(shù)（IAQI）公式：IAQIP=（IAQIHi-IAQILo）*（Cp-BPLo）/（BPHi-BPLo）+IAQILo得SO2的空氣質(zhì)量分指數(shù)為12.45，空氣質(zhì)量指數(shù)級別為一級。

按照我國《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095—2012規(guī)定，學(xué)校屬“二類區(qū)”，故按二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)評價，其標(biāo)準(zhǔn)限值為500 μg/m3，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果顯示，實驗樓前的SO2的質(zhì)量濃度遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，均未超標(biāo)，達(dá)標(biāo)率為100%，表明此區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量良好。

討論：二氧化硫質(zhì)量濃度變化特征為降—升—降，11：35-13：30時段內(nèi)，SO2在監(jiān)測時段內(nèi)濃度最高，是因為食堂和浴室使用含硫燃料，對附近實驗樓處的空氣造成了一定程度的SO2污染;次高時段為9：30～10：15，此時段內(nèi)實驗樓前的車流量在監(jiān)測時段內(nèi)最大，來往車輛的排放也造成了二氧化硫質(zhì)量濃度的上升;剩余兩時段內(nèi)，都屬于教學(xué)時段，車流量和人流量以及生活活動都有所減少，所以二氧化硫的濃度值低且平穩(wěn)。

三、結(jié)論

噪聲監(jiān)測結(jié)果：A聲級均值為45.6 dB（聲級疊加方法）、45.1 dB（統(tǒng)計法），我國聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定學(xué)校二類區(qū)晝間限值為55 dB，在監(jiān)測時段內(nèi)平均值與最大值均未超出限值，聲環(huán)境狀況良好。

PM2.5的監(jiān)測結(jié)果：質(zhì)量濃度為8.96 μg/m3，IAQ（空氣質(zhì)量分指數(shù)）為12.8，空氣質(zhì)量指數(shù)級別為一級，質(zhì)量類別為優(yōu)，且質(zhì)量濃度值遠(yuǎn)低于國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級區(qū)的二級標(biāo)準(zhǔn)限值。

NO2監(jiān)測結(jié)果：質(zhì)量濃度每小時均值為32.8 μg/m3，IAQ（空氣質(zhì)量分指數(shù)）為16.4，空氣質(zhì)量指數(shù)級別為一級，質(zhì)量類別為優(yōu)，且質(zhì)量濃度遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。

SO2監(jiān)測結(jié)果：質(zhì)量濃度每小時均值為37.34 μg/m3，IAQ（空氣質(zhì)量分指數(shù)）為12.45，空氣質(zhì)量指數(shù)級別為一級。質(zhì)量類別為優(yōu)，且質(zhì)量濃度遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。

監(jiān)測區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量良好，符合師生正常校園生活的要求。再對三項空氣污染物進(jìn)行進(jìn)一步分析，AQI=max{IAQi}=16.4，分析校園實驗樓區(qū)域內(nèi)的主要大氣污染物為NO2，其次為SO2、PM2.5。由區(qū)域現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果可知，區(qū)域內(nèi)污染物主要來自燃煤鍋爐和交通污染源。若鍋爐煙氣均采用濕法治理，或燃料以氣代煤，并加強機動車輛的管理，減少汽車尾氣中污染物的排放量，該地區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量會得到明顯改善。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭茹新.如何加強環(huán)境監(jiān)測技術(shù)[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（2）：204，206.

[2]黃遠(yuǎn).城市噪聲污染及監(jiān)測方法探析[J].智能城市，2019，5（1）：48-49.

[3]姜楠.試論PM2.5監(jiān)測技術(shù)及防控技術(shù)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（13）：46-47.

[4]胡章記，于玲，董麗麗.空氣中氮氧化物、二氧化硫的含量測定及大氣污染成因分析[J].煤炭與化工，2016，39（5）：34-38.

[5]王振艷，李興山，劉國華.高校校園聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價分析[J].河南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，41（1）：98-101.

[6]環(huán)境保護部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB3096-2008聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2008.

[7]馬民濤，魯鑫.城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測、評價、預(yù)測現(xiàn)狀分析[A].中國聲學(xué)學(xué)會環(huán)境聲學(xué)分會、中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會環(huán)境物理分會.運輸噪聲的預(yù)測與控制：2009全國環(huán)境聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C].中國聲學(xué)學(xué)會環(huán)境聲學(xué)分會、中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會環(huán)境物理分會：中國聲學(xué)學(xué)會，2009：64-67.

[8]王尚群，陳雙燕淺談校園環(huán)境噪聲的測量與分析[J].環(huán)境，2010（1）：37，39.

[9]李懷明，郭健，閆佩，等.天津市近五年空氣質(zhì)量變化特征分析[J].天津科技，2019，46（6）：86-88，93.

[10]趙汝星，蘇艷飛，翁佳賓，等.校園大氣環(huán)境中可吸入顆粒物的監(jiān)測研究：以北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，11（1）：33-37.

[11]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB3095-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

[12]劉麗丹，溫靜雅，劉建華.校園空氣質(zhì)量監(jiān)測與綜合評價[J].東北電力大學(xué)學(xué)報，2013，33（4）：43-47.

編輯 魯翠紅