兰州市单颗粒形貌分析

中国环境科学研究院2014.６.６兰州市单颗粒形貌分析报告人：段菁春谭吉华2014两岸大气保护学术研讨会（北京）为什么要作这个报告•一个不完整的初步研究•一些可能存在的科学问题•为其它研究者深入研究提供基础•工作方法的讨论兰州市基本概况•黄土高原•植被覆盖率低•两山夹一谷•静风+逆温兰州市气象特征兰州市复杂的山谷盆地特征，造成河谷城市内气流闭塞，静风频率高，年均风速只有0.76m/s；城区逆温层一年四季都存在，尤其是冬季逆温持续时间长；兰州地处荒漠化面积广阔、生态环境脆弱的西北干旱区，年降水量只有330mm，外来的扬沙、浮尘活动更使兰州市的大气环境雪上加霜。兰州市重污染俯瞰兰州光化学烟雾现状问题的提出?•一些企业不承认对兰州市的重污染负有责任•现有受体源解析技术尚存不足•行政管理对快速,直观来源解析技术的需求2011-2012冬防期间重污染过程分析城区与榆中高污染同步,表明区域性污染过程.两个锯齿形高污染过程,均出现底点逐日抬高现象,表明污染积累过程.建议提早执行预警方案.西固工业区高污染现象,与榆中及城区其它点对比鲜明,表明局地工业源高排放对城区影响.同是高污染,原因各不同!2011年12月14日，兰州遭遇今年首次重度污染天气的侵袭，污染指数飙升至402，创今冬以来最高，为全国最差，也是唯一出现重污染的城市。PM10一次探索性采样分析电镜分析样品采样点分布图为配合兰州市政府开展的冬季大气污染防治工作，有针对性地抓住重点，降低污染源控制的社会成本，提出更有效的冬防污染源控制对策，2011年12月21日—23日在兰州8个采样点共采集10个样品，进行了电子显微镜来源解析研究。场发射扫描电镜（FESEM）2011-2012兰州市冬防期间电镜分析结果空白样品聚碳酸酯滤膜0.67mm2011-2012兰州市冬防期间主要颗粒物形貌特征扬尘颗粒物碳质颗粒物燃煤颗粒物二次无机颗粒物多种来源颗粒物混合体扬尘/二次无机混合体在榆中工业区采样点发现较多纳米、超细及少量亚微米颗粒物聚合而成的葡萄状颗粒物。2011-2012兰州市冬防期间电镜结果分析榆中特征污染物形貌酒泉钢铁集团榆中钢铁公司:一期100万吨生产能力(现在),二期250万吨生产能力,远期600万吨.进一步扩大产能必须重视污染控制！在城区有所发现,表明其对城市有所影响.2011-2012兰州市冬防期间电镜结果分析建国饭点发现大量含液体的颗粒物，图中中部网状物为颗粒物中固形物，周边可能为液体浸润滤膜表面形成的印痕。西固特征污染物形貌兰化集团公司:1050万吨炼油(兰炼);30万吨合成氨;50万吨尿素;68万吨乙烯;17-18万吨橡胶.进一步扩大产能必须重视污染控制！在城区有所发现,表明其对城市有所影响.含液体的颗粒物的文献报道在城区有所发现,表明其城市有所影响.电镜分析样品采样点分布图职工医院市环境监测站同日的在其它采样点的电镜照片显示,在职工医院及市环境监测站均有相像的含液体的颗粒物存在.2011-2012兰州市冬防期间电镜结果分析炼铁事故二次验证采样分析炼钢炼铁出铁口焦化石化炼钢车间（氧气顶吹转炉炼钢）主要形貌类型:1、高温生成的球形颗粒物（成份待研究）（粒径明显较粗）2、链状颗粒物（推测为碳质颗粒物：可能源于炼钢过程中，碳质组份的不完全氧化）炼铁车间（高炉出铁场）主要形貌类型:1、高温生成的球形颗粒物（成份待研究）（粒径明显较细）2、链状颗粒物（推测为碳质颗粒物）焦化（焦炉顶部：上升管附近）主要形貌类型:1、亚微米球形或似球形颗粒物（成份待研究）2、液态颗粒物（推测有机冷凝颗粒物）兰州石化（建国饭店）主要形貌类型:1、多种形貌共存。2、前次采样发现的液态颗粒物未有出现。推测:1、前次颗粒物可能为事故排放，间歇排放。但考虑其影响较大，应加强对兰化大气污染物排放的管理。验证结论1、西固液态颗粒物可能来自于兰州石化非正常排放,为碳质颗粒物.该排放对主城区空气质量亦会产生明显影响.2、葡萄状颗粒物可能与钢铁中炼铁排放有一定关系.3、链状颗粒物为碳质颗粒物，但并不仅来自于机动车。一切含碳高温过程均可能产生碳质链状颗粒物。这其中也包括炼钢过程。４、钢铁冶金的不同工艺（烧结，炼铁，炼钢，焦化等）产生的颗粒物形态有明显差异，不能一概而论。研究成果应用和报道监测空气电镜技术做支撑晚报记者杜志超本报讯新年伊始，记者从兰州市环保局了解到，除了继续加大环境整治力度外，我市将在全国范围内，首次将电子显微镜来源解析技术应用于城市空气质量管理工作，为兰州市科学治理大气污染提供有力的技术支撑。据中国环科院段菁春副研究员介绍，“中国环科院、中国科学院，正计划将电子显微镜来源解析技术应用于兰州市大气各种颗粒物污染贡献率分析。该研究是国内首次将电镜分析技术应用于城市空气质量管理工作，将为兰州市科学治理大气污染提供有力的技术支撑。”冬防快报未来研究方向•能谱成份分析•来源图谱•大量数据积累•与其它源解析方法结合燃煤等面源污染控制•控煤质•控排放•控面源工业企业污染控制•明确冬季限产、停产企业•加密监测频次，强化在线监控扬尘污染控制•机械化清扫逐步代替手工清扫、实行错时清扫、增加道路洒水频次•遮盖封闭运输•道路施工要贯彻分段推进、分时挖掘、交通高峰错时机动车尾气污染控制•市区主要地段设置6个检查点位•全面禁止大货车、农用车昼间（7∶00-22∶00）在城区行驶•划定黄标车限行禁行区域•积极倡导和推行绿色出行、公交出行及“无车日”活动应急预警方案（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级预警）冬季污染防治方案方案执行兰州市空气质量管理1、市政府牵头，下发文件2、多部门责任分工及协作3、预警应急措施4、监督与考核近五年兰州市环境空气质量状况（1996标准）优良天数(天),2009年,236优良天数(天),2010年,223优良天数(天),2011年,242优良天数(天),2012年,270优良天数(天),2013年,299天兰州市2009-2013年空气质量优良天数（API）变化趋势实施效果兰州市空气质量管理问题研究方案效果实施效果2013-2014祝兰州明天更美好!