论文总字数：21920字

目 录

1 绪论 1

1.1 研究目的与意义 1

1.2 国内外的研究现况 1

1.2.1 大气颗粒物的来源、形成及分类 1

1.2.2 我国的大气颗粒物污染现状 2

1.2.3 国内外的研究进展 2

1.3 本课题的研究内容 3

2 实验与计算 4

2.1 样本采集位置 4

2.2 采样方法和器材 4

2.3 样品测试分析 4

2.4 统计分析 4

3 结果与讨论 5

3.1 室内外颗粒物的浓度对比 5

3.2 室内外颗粒物中金属元素的粒度分布分析 6

3.3 室内外颗粒物金属的浓度特征与对比 6

3.3.1 室内外PM_10～100金属的浓度特征与对比^[8] 6

3.3.2 室内外PM_5～10金属浓度特征与对比 7

3.3.3 室内外PM_2.5～5金属浓度特征与对比 8

3.3.4 室内外PM_2.5金属浓度特征与对比 9

3.4 室内与室外大气颗粒物金属浓度的相关性分析 10

3.4.1 室内与室外同元素间的相关性 10

3.4.2 PM_2.5中金属元素之间的相关性 11

3.5 PM2.5金属元素的富集因子 15

4 结论与展望 16

4.1 结论 16

4.2 展望 16

参考文献 17

室内外大气颗粒物金属的污染特征研究

黄皓宇

China

Abstract: Because of the rapid development of our country’s industry in recent years, make the more and more pollutants discharged into the atmosphere, and the air quality is gradually getting worse. Human life is indoors at most of the time, therefore, it is particularly important whether the indoor air quality is healthy for the human body. Therefore, this paper, through sampling and analyzing the PM_10～100，PM_5～10、PM_2.5～5、PM_2.5 of the indoor and outdoor air in the NUIST, analyzes and compares the difference between the indoor and outdoor atmospheric particulates.The main results and conclusions of this paper are: PM_10~100,，PM_5~10，PM_2.5~5，PM_2.5’s outdoor concentration mean value was larger than indoor;The metal concentration in the PM_10~100, PM_5~10, PM_2.5~5, PM_2.5 , except(Cu,Cr), the outdoor metal concentration is greater than indoor metal concentration in other cases.; The correlation coefficient between indoor and outdoor environments for elements with high health risks (eg, Mn, Cr, As, Pb) increases with decreasing particle size of atmospheric particles. PM_2.5 particle size range of indoor metal elements such as Mn, Fe, Co, Ni, Zn, and K; As, Cd, Pb, and Al; Ca and Mg three groups of elements from similar sources, outdoor metal elements such as Al, Ca and Mg; Mn, Fe, Ni, and K; Zn, Cd, Pb, and Cu three groups of elements come from similar sources, and Ni and As are obviously different sources. The enrichment factors of heavy metals such as Mn, Cr, As, and Pb were calculated. It was found that Mn comes from natural sources both indoors and outdoors; most of the Cr indoor and outdoor sources come from man-made sources; As is within the particle size range of PM _2.5 All come from man-made sources and are natural sources in the rest of the particle size range; Pb is from the man-made source both inside and outside the PM_2.5 range, and the rest of the particle size ranges are natural sources.

Keyword: indoors and outdoors； particulate matter,；metal；correlation coefficient；Enrichment factor

1 绪论

1.1 研究目的与意义

大气是人类所赖以生存的环境，但是由于近年来工业发展迅速，人们向大气中排放的污染物日益增多，导致大气环境的污染越来越重，尤其是近年来逐渐进入人们视线中的颗粒物污染，引发了人们对大气环境污染的重视与研究。

很多金属元素会吸附在大气颗粒物上随着人类的呼吸而进入人体内，一些金属元素进入人体后会对人类造成巨大的伤害，如Cr，它会导致高血压，引起心脑血管疾病与肾功能损伤；Pb，它能直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经系统，可造成先天智力低下等等问题。而当气污染严重时最常听到的建议就是少出门，不少人以为躲在室内，颗粒物浓度会比室外少，其实这是个很大的误解，室内颗粒物和室外颗粒物两者之间虽然有不同，但是也息息相关的。

室内与室外颗粒物主要的不同是它们的来源^[14][15][16]不同，因此其成分组成与浓度特征变化都有不同。室内的颗粒物浓度变化主要受人为活动和室内源的影响，比如做饭时油烟的产生、取暖设施燃烧能源产生的气体、走路或扫地时地面的扬尘、室内抽烟时等。所以当室内活动比较多时，颗粒物浓度会在一定时间内极具升高，甚至还会可能高于室外。而室外颗粒物的来源主要有自然来源和人为来源两种，包括地表的扬尘、沙尘暴吹来的沙，火山爆发时的烟尘等，当天气平稳的条件时，污染物就会在某个地区形成堆积，该地区室外的颗粒物浓度会极具升高，甚至出现长时间的受污染天气。

本文即是对室内外大气颗粒物进行采样分析，对比其室内外浓度、室内外颗粒物金属浓度是否有差异。

1.2 国内外的研究现况

1.2.1 大气颗粒物的来源、形成及分类

大气颗粒物，又称尘，气溶胶体系中均匀分散的各种固体或液体微粒。颗粒物可以分为一次颗粒物与二次颗粒物。一次颗粒物是由环境污染源直接向环境排放的污染物；二次颗粒物是由一次颗粒物发生化学、物理作用后从而结构产生变化的新的污染物。

根据不同颗粒物的空气动力学直径（粒径），把颗粒物大致分为四类：

• TSP（总悬浮颗粒物）：粒径小于100um的颗粒物。
• PM₁₀：粒径小于10um的颗粒物。
• PM₅：粒径小于5um的颗粒物。
• PM_2.5：粒径小于2.5微um的颗粒物。

其中，PM_2.5因为最容易吸附有毒物质，并且可以通过呼吸进入人体体内，使得有害物质在人体内聚集，对人造成巨大的伤害，故PM_2.5成为当今社会人们最关注的焦点。

1.2.2 我国的大气颗粒物污染现状

我国在20世纪70年代开始对大气中颗粒物的控制^[5][6][7]，早期的时候主要是为了减少空气中TSP的浓度，在成功减少TSP的浓度下，我国于1996年规定了PM₁₀颗粒物空气浓度标准，并在全国的城市中设置众多监控点。在这一系列的监督及规范下，我国PM₁₀在2010年的年均浓度均处于达标状态。

据环境保护部门空气质量报的最新分析指出，PM₁₀仍然是120个城市的环境保护的首要目标，把其当成环境保护首要目标的城市比例为62%，其次才是二氧化硫，仅仅才为6%，由此可见颗粒物污染依然是我国大气污染整治的重点。随着我国机动车量的增加，而煤始终在我国能源中占主导位置，在PM₁₀的环境污染问题依然存在的情况下，近年来，雾霾也开始成为我国的主要环境污染之一，众所周知，雾霾是以PM_2.5为主要污染物的大气污染状况，当雾霾严重时，一方面会导致大气能见度严重降低，影响人们的出行；另一方面，空气中的PM_2.5会携带众多有害物质被人类吸入体内，对人体的健康造成不小的损害。据众多媒体报道，在2010年全球因空气污染而死亡的人数已达22.3万人，IARC已经将空气污染和颗粒物归为第一类人类致癌物。

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