沈阳市高层建筑周边不同粒径颗粒物浓度分布特征

2013-08-28张见昕

绿色科技 2013年4期

张见昕

（辽宁省环境监测实验中心，辽宁沈阳 110161）

1 引言

大气中可吸入颗粒物是人类面临最重要的污染物，多数以10μm以下粒径长期飘浮在大气中。这些颗粒物不仅对人体呼吸系统具有刺激作用，还携带细菌微生物、病毒和致癌物侵入人体内，危害人体健康［1］。本文根据城市高层建筑不断涌现的特点，选择高层建筑的代表性监测点位，研究了沈阳市高层建筑周边不同粒径颗粒物浓度分布特征，该研究的成功实施将对城市高层建筑大气污染防治及环境管理具有一定的指导作用和重要的现实意义。

2 材料与方法

2.1 采样点环境状况

选择沈阳市幸福岛小区位于北二东路南侧和兴工北街东侧交汇处一座高27层约81m高层住宅楼，华泰新都小区位于华山路南侧和淮河街东侧交汇处一座高24层约72m高层住宅楼。研究区颗粒物来源主要为汽车排放和大气扩散。

2.2 采样点设置

幸福岛小区共选取5个采样点，分别在1楼（3m）、10楼（30m），15楼（45m），20楼（60m），27楼（81m）的楼梯间的窗口处。华泰新都小区共选取5个采样点，分别在 1 楼（3m）、5 楼（15m），10 楼（30m），17 楼（51m），24楼（72m）的楼梯间的窗口处。

2.3 指标和频率

监测指标：PM2.5占PM10的百分比。

监测频次：选择采暖期和非采暖期进行监测，每个点位测量4次，取平均值进行分析。

2.4 仪器

颗粒物监测仪器为北京绿林创新数码科技有限公司生产的微电脑激光粉尘仪LD－5C（B），灵敏度0.001mg／m3。

3 结果与分析

3.1 非采暖期 PM2.5／PM10分布特征

非采暖期PM2.5占PM10的百分比如图1所示。幸福岛小区在3～81m之间，PM2.5占PM10的百分比为53.1%～61.0%，当高度为81m时，其比值达到最高值。华泰新都小区在3～72m之间，PM2.5占PM10的百分比为41.3%～50.3%，当高度为72m时，其比值达到最高值。上述结果表明可吸入颗粒物中PM2.5占绝大比重，细颗粒物是主要污染物。国内其他城市研究结果同样表明细颗粒物PM2.5是可吸入颗粒物PM10中的主要成分。如广州城区PM2.5占PM10的百分比为61.7%～66.1%，武汉城区 PM2.5占PM10的百分比为51.6%～60.5%，兰州城区 PM2.5占PM10的百分比为51.6%～51.9%，重庆城区两者百分比为61.8%～65.1%［2］。由此可以看出，城市大气颗粒物污染中 PM2.5质量浓度占了PM10一半以上，说明细颗粒物污染比较严重，控制PM2.5的污染是治理城市大气可吸入颗粒物污染的关键问题。

3.2 采暖期PM2.5／PM10分布特征

采暖期PM2.5占PM10的百分比如图1所示。幸福岛小区在3～81m之间，PM2.5占PM10的百分比为55.0%～74.9%，当高度为81m时，其比值达到最高值。华泰新都小区在3～72m之间，PM2.5占PM10的百分比为48.4%～67.2%，当高度为51m时，其比值达到最高值。可见，细颗粒与粗颗粒的比值采暖期大于非采暖期，季节变化规律明显（图1）。采暖期，燃料的燃烧对细颗粒的贡献较大。其中李卫军等研究发现不同季节PM2.5与PM10的比值冬季和夏季最高均为60%，春季最低为45%［3］；樊曙先等对银川研究结果表明：PM2.5占PM10比例在春季风沙期为40.8%，非采暖期为36.5%，采暖期为56.2%［4］。研究表明细颗粒对粗颗粒的的比值，采暖期的比值最大，非采暖期粗颗粒的贡献较大。

图1 PM2.5在 PM10中的百分比分布

总体来说，PM2.5占PM10的百分比高层大于地面（图1）。采暖期幸福岛小区和华泰新都小区距地面3m处，PM2.5占PM10的百分比分别为55.4%和48.4%，距地面81m和51m处的百分比分别为74.9%和67.2%。非采暖期幸福岛小区和华泰新都小区距地面3m处，PM2.5占PM10的百分比分别为53.1%和41.3%，距地面81m和72m处的百分比分别为61.0%和50.3%。由此可见，粗颗粒粒径较大，在大气中沉降作用明显，地面浓度大于高层浓度。总体来说，细颗粒粒径较小，在大气中悬浮能力强，但不同高度处的浓度还受到各种天气因素的影响，如湿度，逆温等。