重慶主城區(qū)大氣汞時空分布特征及人為排放研究

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1、西南人學碩士學位論文摘要重慶主城區(qū)大氣汞時空分布特征及人為排放研究環(huán)境科學專業(yè)碩士研究生：楊永奎指導教師：王定勇教授(摘要)汞是一種高毒非必需元素，常溫下以液態(tài)形式存在，具有較高的蒸氣壓，因而易于揮發(fā)進入大氣。汞在大氣中主要以氣態(tài)單質(zhì)汞(Hgo)形態(tài)存在，占大氣總汞的90％以上，在大氣中的駐留時間最長可達1a，因而能夠通過大氣循環(huán)進行遠距離遷移，從而造成全球環(huán)境的汞污染。大氣汞可以通過干濕沉降返同地表，并能在水陸生態(tài)系統(tǒng)中甲基化和生物富集，進而對人體健康產(chǎn)生危害。因此，研究大氣汞狀況，對了解區(qū)域汞

2、污染現(xiàn)狀，探索汞的生物地球化學循環(huán)規(guī)律，探尋汞污染防控措施均具有重要意義。目前，歐美地區(qū)對大氣汞的研究相對比較系統(tǒng)，而國內(nèi)僅開展過零星的研究，且大多局限于某一個或幾個采樣點進行的短期監(jiān)測]：作，缺乏入范同、長時間地系統(tǒng)地研究。重慶市作為我國西南地區(qū)的工業(yè)重鎮(zhèn)，對能源具有極人的需求，其中70％以上來源于煤炭，而化石燃料的燃燒是大氣汞人為源的主要貢獻者。為了弄清目前重慶地區(qū)大氣汞的濃度現(xiàn)狀、時空分布特征、影響因素及人為排放狀況，本文以重慶主城區(qū)為研究范圍，利用Lume，I乙A．9l5+多功能汞分析儀對

3、其大氣氣態(tài)單質(zhì)汞(因其所一’北匕重人，可代表人氣總汞，下文簡稱為大氣汞)濃度進行了深入系統(tǒng)地研究。結(jié)果如下：重慶主城區(qū)大氣汞濃度范圍為4．65—7．89ngn，，均值為6．45士O．21ngm．3，幾乎是全球人氣汞濃度背景值的4倍(1．5．2ng盯3)，表明重慶地區(qū)已經(jīng)受到一定程度的大氣汞污染。最新研究成果得出，全球城市環(huán)境大氣汞濃度范圍為1．8．9．8ngm一，除墨西哥外，亞洲城市的大氣汞濃度明顯高于北美地區(qū)。重慶主城區(qū)大氣汞空間分布具有～定的區(qū)域性特征。交通區(qū)，工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)大氣汞濃度分別為7

4、．07，7．05和6．71ngmP，差異性不顯著，但是顯著地高于文教區(qū)(5．97ngm。)和自然保護區(qū)(4．65ngn，)?？梢钥闯?，重慶地區(qū)移動源(汽車尾氣排放)和工業(yè)源(燃料西南人學碩士學位論文摘要燃燒)仍然是大氣汞人為源的主要貢獻者。同時，商業(yè)區(qū)大氣汞濃度與交通區(qū)，工業(yè)區(qū)相當，表明商業(yè)區(qū)也存在著一定的大氣汞污染問題。相比，文教區(qū)和自然保護區(qū)大氣汞濃度較低。重慶主城區(qū)大氣汞濃度具有明顯的月變化和日變化特征。2006年8月至11月大氣汞濃度逐漸升高，11月達到峰值(8．24ngnl-3)，而后下

5、降并趨于相對穩(wěn)定。其中，8月份大氣汞濃度僅為5．36ng111_3，明顯低于夏季其它月份，估計與7，8月的人氣溫度垂直分布有關(guān)。大氣汞濃度的日變化特征受到地區(qū)空氣污染狀況的影響。在縉云山自然保護區(qū)，大氣汞濃度白天高于夜間，在西南大學和火力發(fā)電廠晝夜變化特征與其剛好相反。三個采樣點2006年9月與2007年1月兩次監(jiān)測期間的日變化趨勢一致，且大氣汞濃度9月均低于1月，日變化幅度9月都高于1月。利用縉云山，西南大學和火力發(fā)電廠的日變化監(jiān)測數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析?？梢园l(fā)現(xiàn)，大氣汞濃度與氣溫、相對濕度和光照強度

6、顯著相關(guān)，且這種相關(guān)性具有明顯的地域性差異。在縉云山，大氣汞濃度與氣溫顯著正相關(guān)，與光照也是顯著正相關(guān)：在西南大學和火力發(fā)電廠，人氣汞濃度與溫度和光照均成顯著負相關(guān)。此外，在三個采樣點．人氣汞濃度與相對濕度都成顯著正相關(guān)，但大氣汞濃度和氣壓之間沒有形成一致的顯著相關(guān)性。研究還發(fā)現(xiàn)，濕沉降過程對人氣汞去除作用明顯，降雨期間大氣汞濃度日均值從6．64降至4．34ngm-3，日變化幅度也不明顯。人為活動對重慶主城區(qū)大氣汞濃度具有重要的影響。不同的人為活動構(gòu)成了具有不同區(qū)域特征的功能區(qū)分布。工業(yè)區(qū)建有火力

7、發(fā)電廠，鋼鐵廠等重工業(yè)企業(yè)，其均是燃煤大戶；交通區(qū)機動車流量大，堵車問題尚未完全解決，尾氣排放污染嚴重；商業(yè)區(qū)人群密集。空氣流動性差，以上種種人為排汞活動導致區(qū)域大氣汞濃度較高。而人為排汞少的文教區(qū)和幾乎無人為干擾的自然保護區(qū)，大氣汞濃度較低。利用排放因子法和灰色預測法對重慶大氣汞的人為排放進行了研究。結(jié)果表明，重慶市2005年人為源釋放汞量為9．47t。其中，燃煤，水泥制造和垃圾焚燒所占比重最大，分別占到64．5％，22．2％和7．7％。重慶直轄以來大氣汞人為源釋放量逐年增加，從1997年到20

8、05年人為排汞從4．65t增加到9．47t。如果不采取積極有效的措施，2010年人為釋放汞量將高達13．79t。為了更好地對重慶人為汞排放進行有效控制，建議深入開展以下工作：改造現(xiàn)有燃煤的煙氣控制設備，提高其脫汞效率；科學管理生活垃圾，采用先進焚燒技術(shù)，提高焚燒效率：進一步完善和改進道路交通及車輛內(nèi)燃機燃燒技術(shù)等。關(guān)鍵詞：氣態(tài)單質(zhì)汞大氣汞變化分布人為排放lI西南大學碩士學位論文Abs的ctSpatialandTemporalDistributionofGaseousElementa