延安大学主校区NO2污染特征分析

张 佳，王 建，张新娟

（1.长安大学环境工程与科学学院，陕西西安710054；

2.延安大学石油工程与环境工程学院，陕西延安716000）

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

延安大学主校区NO2污染特征分析

张 佳1，2，王 建2*，张新娟2

（1.长安大学环境工程与科学学院，陕西西安710054；

2.延安大学石油工程与环境工程学院，陕西延安716000）

为分析延安大学主校区NO2污染特征，分别在采暖期和非采暖期测定了不同功能区（交通繁忙区、生活区）NO2日浓度变化。结果表明，延安大学主校区大气污染质量浓度存在着明显的季节差异，采暖期大气污染物质量浓度值明显高于非采暖期；大气污染质量浓度日变化呈双峰型，污染质量浓度傍晚和正午前后最高，午后和日出前后较小；交通繁忙区NO2质量浓度值明显高于生活区。监测时段内，NO2的平均浓度均达到国家环境空气质量标准的一级标准。

延安大学；二氧化氮；污染特征

二氧化氮是一种主要的法规控制空气污染物，是形成光化学烟雾的主要因素之一，对人体健康危害很大。即使暴露于二氧化氮的时间很短，肺功能也会受到损害；如果长时间暴露于二氧化氮，呼吸道感染的机会就会增加，而且可能导致肺部永久性器质性病变。延安大学主校区大气质量状况对学校师生的学习和生活至关重要，按照《环境空气质量标准》，校区属于二类区，执行二级标准。因此在本文中，主要是针对延安大学主校区空气中的NO2进行了监测，选择延安大学主校区两个主要的采样点作为研究对象，对大气中NO2气体时间和空间分布特征进行研究，以便了解和掌握这些变化规律和影响因素，更好的为大气污染治理工作和大气污染日常监测工作提供理论依据。

1 NO2监测

1.1 评价方法

延安大学主校区大气质量状况对学校师生的学习和生活至关重要，以《环境空气质量标准》（GB3095—1996）中的二类标准（表1）［1］作为评价标准。

1.2 材料与方法

大气采样仪、分光光度计、空盒气压表、水银温度计等；试剂：冰乙酸、盐酸羟胺、硫酸、酸性高锰酸钾、N－（1－萘基）乙二胺盐酸盐等。

选取延安大学主校区两个采样点进行研究，分别是二大门口交通繁忙区和生活区（如表1）每个点采集大气进行分析；采集时间为2012年3月到2012年4月，3月为采暖期取2天，4月为非采暖期取3天，每天采集5次气体，采集时段参考焦东旭等［2］的方法并结合延安大学校区的实际情况，确定8∶00，10∶00，14∶00，16∶00，19∶00这5个时间段。

表1 监测点分布情况

1.3 监测方法

空气中监测采用盐酸萘乙二胺比色法［3］，其它测定方法均按仪器说明书进行。

1.4 测量结果与分析

空气中NO2的浓度使用下式进行计算：ρNO2＝（A－A0－a）*V*D/（b*f*V0）式中：

A—吸收瓶中样品的吸光度；A0—实验室空白的吸光度；

b—标准曲线的斜率，吸光度ml/μg；a—标准曲线的截距；

V—采样用吸收液体积，ml；

V0—换算为标准状态（101.325 kPa，273 K）下的采样体积，L；

D—样品的稀释倍数；

f—Saltman试验系数，0.88（当空气中NO2浓度高于0.72 mg/m3时，f取值0.77）。

2 结果与分析

2.1 不同功能区NO2浓度比较

通过对延安大学校区污染物质量浓度统计表明，延安大学大气污染质量浓度存在着明显的季节差异，采暖期大气污染物质量浓度值明显季高于非采暖期的浓度。两监测点数据均达到国家一级标准，并且在监测点日均无超标。

图2 采暖期NO2浓度

图3 非采暖期NO2浓度

采暖期大气污染的情况更为严重［4］。这主要由于在女生公寓楼后有山环绕，位置在女生公寓四号楼之间，另外两侧都有锅炉燃煤，还位于餐厅附近，且该采样点通风不良。而交通区在非采暖期只有汽车尾气的污染，加之风的影响，促进了污染物的扩散。这也说明了延安大学校区的大气污染由原来单一的煤烟型污染逐步向煤烟—汽车尾气混合型污染过度。

繁忙区大气污染物质量浓度值明显高于生活区，延安大学校区污染状况按功能区由重至轻排序为：交通繁忙区、生活区；按季节由重至轻排序为：冬季、夏季。

校园内NO2浓度在采样点2即在生活区的浓度低，在采样点1即交通繁忙区的浓度最大，其平均浓度约是教学区的1.1倍，交通繁忙区较生活区平均浓度要高，这是因为学校内的食堂和锅楼房因燃料燃烧产生的NO2量均达到了低谷，车流量也相对减少。但NO2的浓度均未超过国家大气质量标准（GB3095－96）中的一级标准0.12 mg/m3［1］。交通繁忙区机动车辆流量和人流量都较大，根据马彬等人研究表明，机动车尾气排放是这些污染物的主要污染源［6－9］。因此机动车排出的尾气和地面扬尘是NO2的重要来源，而车辆出入影响也不容忽视。

2.2 不同功能区日变化NO2污染特征分析

由图4和图5易得：延安大学校区大气污染质量浓度日变化呈双峰型。NO2污染物质量浓度在傍晚和正午前后最高，午后和日出前后较小。日最低出现在14－15时，日最高出现在19－22时。

图4 繁忙区日变化NO2污染特征

图5 生活区日变化NO2污染特征

交通繁忙区（即延安大学二大门处），人流量和车流量都较大，路面相对开阔，周围建筑物相对较少，有利于空气的流通和污染物的扩散。生活区（即女生公寓三四号楼的中间），人流量较大，特别是其中几个采样的时间段，刚好是上下课时间。但是由于其周围建筑物多，空气不好流通，所以不利于污染物的扩散。由图2和图3可看出，在同一时间段，交通区的污染浓度高于生活区。

2.3 采暖期和非采暖期NO2污染特征分析

从图6中可以看出采暖期时，有风时大气污染物质量浓度值明显高于无风时，从气象因素考察，采暖期逆温、静风率高，平均风速小，空气流动缓慢，空气污染物不易扩散迁移［5］，但更主要的是因为延安市的大气环境属煤烟型污染，在冬季采暖期能源消耗量，尤其是煤炭消耗量远较非采暖期高，因此采暖期间燃煤烟气对大气所造成的污染也就更加严重。

图6 采暖期：日变化时NO2的浓度变化

图7 非采暖期：日变化时NO2的浓度变化

从图7中可以看出：阴天时大气污染物质量浓度值明显高于晴天时，阴天时大气污染物质量浓度值明显高于晴天时，主要原因是：低云对大气污染的作用类似于逆温层对空气垂直运动的阻挡作用。日照强度可影响空气污染物的光化学反应，产生第二次污染物。在晴空少云的中午，光化学反应增强，对氮氧化合物和臭氧的浓度变化产生影响。

3 结论

（1）空间上NO2浓度变化特征为：NO2在生活区造成的污染较轻，在交通繁忙区的污染较生活区严重。

采暖期大气NO2浓度较高的原因是由于采暖期降水量减少，气候干燥，强逆温天气出现频率高，校区附近机动车排出的污染物受地形因素影响不利扩散，因此污染较高；此外，NO2不仅受燃煤影响，而且还受汽车尾气排放污染等其他因素的影响。

（2）采暖期和非采暖期各功能区NO2浓度的日变化均呈双峰分布，采暖期大气污染物质量浓度值明显季高于非采暖期。污染质量浓度傍晚和正午前后最高，午后和日出前后较小。日最低出现在14－15时，日最高出现在19－22时。

（3）监测时段内，NO2的平均浓度均达到国家环境空气质量标准的一级标准。

（4）在大气污染源数量和污染物排放量相对稳定的情况下，采暖期、风和日照是影响延安大学校区大气污染程度的主要气象因子。

［1］国家环境保护局科技标准司.GB3095－1996，环境空气质量标准［S］.北京：中国环境科学出版社，1996.

［2］焦东旭，王艳丽.大气监测时段选择初探［J］.华北工学院学报.2004，25（2）：11－13.

［3］奚旦立.环境监测（修订版）［M］.北京：高等教育出版社，2002.134－135.

［4］张成君，胡轶鑫，钱韵砚.兰州市冬季大气沉降尘粒度特征及来源解析［J］.兰州大学学报，2006，42（6）：39－45.

［5］孙根年，吴晓娟，周立花，等.西安大气SO2/NOx污染时空变化的分析［J］.干旱区资源与环境，2006，20（5）：99－104.

［6］李宗恺，潘云仙，孙润桥.空气污染气象学原理及应用［M］.北京：气象出版社，1982.557－594.

［7］吴鹏鸣等.环境空气监测质量保证手册［M］.北京：中国环境科学出版社，1989.1－28.

［8］李文荣，田家怡，徐天和等.环境监测统计学［M］.山东：山东大学出版社，1990.219－233.

［9］陈爱忠，何龙，陈志城等.深圳市汽车排放在大气中分担率的测试报告［R］.深圳：深圳市环境科学研究所，深圳市环境保护监测站，2001.41－46，61.

［责任编辑 李晓霞］

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－heating 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－heating 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

延安大学专项科研基金（YD2012－12）；延安大学STITP项目（D2010－129）

张 佳（1988—），女，陕西渭南人，长安大学在读研究生。 *通讯作者