燃煤鍋爐周邊環(huán)境PM2.5排放特征分析

1、    燃煤鍋爐周邊環(huán)境pm2.5排放特征分析    鄭建南 陳桐生摘要：本文對燃煤鍋爐周邊的pm2.5及化學組分的排放特征進行了分析。結果顯示，燃煤鍋爐周邊環(huán)境大氣中pm2.5濃度為173.5g/m3，觀測期間no3-/so42-為0.88，表明固定源對燃煤鍋爐周邊大氣中no2和so2貢獻量較大;sor和nor分別為0.10和0.14，高濃度的本地前體物排放是so42-和no3-形成的主因。關鍵詞：燃煤鍋爐;細顆粒物;水溶性離子;排放特征：x83 ：a ：2095-672x（2019）08-0-01doi：10.16647/15-1369/x.2019

2、.08.089analysis of pm2.5 emission characteristics in the surrounding environment of coal-fired boilerszheng jiannan1，chen tongsheng2（1.environmental research institute of chaoyang district， shantou city， shantou guangdong 515100，china;2.south china institute of environmental sciences， ministry of ec

3、ology and environment，guangzhou guangdong 510655， china）abstract：this paper analyzes the emission characteristics of pm2.5 and chemical components around coal-fired boilers. the results show that the pm2.5 concentration in the ambient atmosphere of the coal-fired boiler is 173.5 g/m3， and the no3-/s

4、o42- is 0.88 during the observation period， indicating that the fixed source contributes a lot to the no2 and so2 in the atmosphere around the coal-fired boiler; sor and the nor is 0.10 and 0.14， respectively. the high concentration of local precursor emissions is the main cause of so42- and no3- fo

5、rmation.key words：coal-fired boiler;fine particulate matter;water-soluble ion;emission characteristics近幾年來，我國經濟的快速發(fā)展帶來了嚴重的大氣復合污染問題，其中以pm2.5為首要污染物。燃煤鍋爐污染物排放是大氣環(huán)境pm2.5的主要來源之一，其也成為了制約和諧社會健康發(fā)展的重要瓶頸。國內外學者針對燃煤鍋爐顆粒物排放開展了大量研究。郭欣等1獲取了不同除塵器入口和出口pm10的顆粒粒徑排放規(guī)律及元素分布特性。耿春梅等2針對木質和秸稈2種生物質燃料開展煙塵、pm10和pm2.5排放特征的研究，并與

6、燃煤鍋爐進行比較。但目前針對燃煤鍋爐周邊pm2.5及組分排放特征的研究相對較少。本文于采暖季選取某燃煤鍋爐，在周邊大氣環(huán)境中設置采樣點，分析得到了pm2.5及組分的排放數(shù)據(jù)，研究結果對于燃燒源污染防控具有重要意義。1 材料與方法本研究采樣地點位于循環(huán)流化床燃煤鍋爐周圍環(huán)境大氣中，采樣儀器為武漢天虹生產的大氣顆粒物采樣器，采樣流量為100l/min，采用特氟龍濾膜采集pm2.5樣品，采樣時間為2017年1月3日24日。將采樣濾膜置于離心管中，加入10ml高純水，然后超聲提取水溶性離子45min，用離子色譜分析儀測定離子含量。2 結果與討論2.1 pm2.5質量濃度采樣期間燃煤鍋爐周邊大氣環(huán)境pm

7、2.5日均質量濃度在52.3365.2g/m3之間，平均為173.5g/m3，是環(huán)境空氣質量標準中規(guī)定的二級日均濃度限值的2.3倍（見圖1）。主要是由于采樣點位于燃煤鍋爐附近，采暖季燃煤量的增加導致pm2.5及so2、nox等氣態(tài)前體物排放量的增加，采樣期間so2、no2濃度分別達到66.5 g/m3、71.9g/m3。雖然近幾年國家采取了一系列措施控制大氣污染，但pm2.5濃度處于居高不下的水平。由此可見，要有效減緩大氣復合污染，還需加快實行鍋爐煤改氣等措施的進度。2.2 so42-和no3-質量比分析通常用大氣顆粒物中的no3-與so42-質量濃度的比值是否>1，判斷移動源和固定源對

8、大氣中no2和so2貢獻量的大小3。如果大氣顆粒物中no3-/so42-的比值較高，則說明機動車排放對大氣中nox和so2的貢獻大于燃煤源的貢獻。反之，則說明與機動車排放相比，燃煤源的貢獻對大氣中nox和so2的貢獻較為顯著。采樣期間no3-/so42-為0.88，表明固定源對大氣中no2和so2的貢獻作用均大于移動源，燃煤仍然是采樣點周圍的污染源。發(fā)達國家空氣中nox絕大部分來自于汽車尾氣，大氣顆粒物中no3-與so42-的比值較大（1.332.20）4。2.3 so42-、no3-與前體物的轉化二次無機氣溶膠的濃度與相應的前體物濃度及其在大氣中生成粒子的轉化率有關。ohta的研究表明，硫氧

9、化率（sor）和氮氧化率（nor）大于0.1表示存在二次轉化5。根據(jù)文獻中sor和 nor的計算方法6，采樣期間sor為0.10，表明顆粒物的二次轉化不明顯，主要是由于冬季光化學反應較弱。so2向so42-的轉化主要通過so2和ho等自由基反應的氣相氧化和液相氧化。在低溫、高濕的冬季，充足的so2通過液相氧化產生一定數(shù)量的so42-，高濃度前體物排放是采樣期間so42-形成的主要原因。nor平均值為0.14，說明no2向no3-的轉化率高于so2。大氣中的 no3-主要來源于nh3和氣態(tài)硝酸之間氣相反應形成的 nh4no3。3 結論燃煤鍋爐周邊環(huán)境大氣中pm2.5日均質量濃度在52.3365.

10、2g/m3之間，平均為173.5g/m3，是二級日均濃度限值的2.3倍;觀測期間no3-/so42-為0.88，表明固定源對燃煤鍋爐周邊大氣中no2和so2貢獻量較大;sor和nor分別為0.10和0.14，高濃度的本地前體物排放是so42-和no3-形成的主因。參考文獻1郭欣，陳丹，鄭楚光，等.燃煤鍋爐可吸入顆粒物排放規(guī)律研究j.環(huán)境科學， 2008， 29（3）：587-592.2耿春梅，陳建華，王歆華，等.生物質鍋爐與燃煤鍋爐顆粒物排放特征比較j.環(huán)境科學研究，2013， 26（6）：666-671.3ye b，ji x，yang h， et al. concentration and chemical composition of pm2.5 in shanghai for a 1-year periodj. atmospheric environment， 2002（374）：499-510.4張秋晨，朱彬，龔佃利.南京地區(qū)大氣氣溶膠及水溶性無機離子特征分析j.中國環(huán)境科學，2014（02）： 311-316.5ohta s， okita t. chemical characterization of atmospheric aerosol in sapporoj.atmospheric environment，1