NO3-（精选4篇）
NO3- 篇1
硝酸一直倍受人们的关注.而硝酸在水溶液中电离产生的NO-3却无人问津.殊不知, NO-3在溶液中虽然几乎与所有的离子能大量共存, 但在酸性条件下, 形成了硝酸溶液, 表现出强氧化性, 然而正是由于学生忽略了这—点, 思维缺少严密性, 致使许多同学掉入了出题者所设的陷阱之中.
问题一:离子共存问题
离子共存问题—直是高考的热点问题, 每年都要有一道选择题.此题的突出特点是基础性强, 涵盖面广, 隐含条件多, 这就要求学生在耐心细致答题的同时, 思维一定具有严密性.NO-3是否在其中?
例1 (2006年上海, 10) 己知某溶液中存在较多的H+、SO
(A) Al3+、CH3COO-、Cl-
(B) Na+、NH+4、Cl-
(C) Mg2+、Cl-、Fe2+
(D) Mg2+、Ba2+、Br-
解析: (A) 、 (D) 不共存的理由很明显, 但 (C) 选项, 就要求学生考虑到H+、NO-3遇Fe2+不共存, 发生氧化还原反应, 三者中的任意两者都可以共存, 但三者却不共存.答案 (B) .
问题2:Fe2+水解问题
盐类水解倍受人们青睐, 而Fe2+的水解也令人瞩目.然而一旦在此问题中, 有NO-3离子的参与 (酸性环境) , 使原本实实在在的水解问题转化成了氧化还原问题.
例2 浅绿色的Fe (NO3) 2溶液中存在着如下的平衡,
若往此溶液中加入盐酸则溶液的颜色 ( )
(A) 绿色变深 (B) 变得更浅
(C) 变黄色 (D) 不变
解析:此题的隐蔽性很强, 人们只注意这个水解平衡, 加入盐酸使c (H+) 增大, 平衡逆向移动.从而错选 (A) , 然而这是Fe (N03) 2的水解平衡, 加入盐酸时, H+、NO-3的存在会使Fe2+转化成Fe3+.故选 (C) .
问题三:SO
在检验SO
例3 为检验Na2SO3溶液中是否含有Na2SO4, 应选用的试剂是 ( )
(A) BaCl2溶液
(B) BaCl2溶液、稀盐酸
(C) Ba (NO3) 2溶液、稀盐酸
(D) BaCl2溶液、稀硫酸
解析:答案 (B) .
问题4:化学计算问题
化学计算题型广, 范围宽, 学生不仅要掌握基本的解题方法和技巧, 更应找好角度、探究实质, 解决好一类化学计算问题.
例4 往100 mL pH=0的硫酸和硝酸的混合溶液中投入3.84 g铜粉, 微热使反应充分完成后, 生成NO气体448 mL (标准状况) , 则反应前的混合溶液中硝酸的物质的量是多少?
解析:起反应的是H+、Cu和NO-3, 应根据离子方程式进行计算
铜、H+过量, 所以只能是NO-3不足, NO-3完全反应, 进而可计算出HNO3的物质的量为0.02 mol.
有的同学会习惯于用硝酸跟铜反应的化学方程式进行计算.3Cu+8HNO3 (稀) =3Cu (NO3) 2+2NO←+4H2O0.06mol 0.02mol
铜过量, 所以计算出HNO3的物质的量为0.08 mol.忽视了H2SO4电离产生的H+和Cu (NO3) 2中的NO-3能与Cu继续反应, 从而造成错解.
酸性条件下, NO-3参与的氧化还原反应的计算题, 需根据离子方程式求解.
问题5:电荷守恒问题
利用NO-3几乎能与所有的离子共存, 应用电荷守恒原则, 解一类化学问题, 会有事半功倍的效果.
例5 在NO-3离子浓度为4 mol/L的Cu (NO3) 2和AgNO3的混合溶液100 mL中, 加入一定量的铝粉, 充分反应后, 过滤.将滤纸上的沉淀干燥后称重为24.8 g, 将此沉淀置于盐酸中无气体放出.向滤液中滴入BaCl2溶液无现象, 后加入过量的稀NaOH溶液, 得到沉淀, 过滤后, 将沉淀加热、干燥得黑色化合物4 g, 求参加反应的铝的质量.
解析:题中所述的反应关系可表示如下:
可以看出, 反应前NO-3是以Cu (NO3) 2和AgNO3形式存在, 反应后NO-3是以Al (NO3) 3、
Cu (NO3) 2形式存在.所以有
故参加反应的铝粉质量为2.7 g.
学习要用心, 知识需总结.学生在掌握基础知识和基本技能的同时, 要善于抓住题目的特有条件和特殊环境, 从而快速准确地解答问题.NO-3离子问题就是一例.世上无难事, 只怕有心人.只要我们善于总结和积累, 相信没有办不成的事, 做不好的题.
NO3- 篇2
关键词：肖邦 E大调 情感
一、人物介绍及创作背景
弗雷德里克·弗朗索瓦·肖邦（Frederic Francois Chopin，1810-1849）是波兰作曲家和钢琴家，是欧洲19世纪浪漫主义音乐的代表人物。他出生在华沙郊外的热拉佐瓦沃拉，父亲是一位法国移民、中学法语教师，母亲是波兰人。肖邦早年师从捷克音乐家日夫尼和德裔音乐家、华沙音乐学院院长埃尔斯纳学习钢琴和音乐理论，1829年以优异的成绩毕业于华沙音乐学院。肖邦自幼就有出众的音乐才能，七岁时就创作了《g小调波兰舞曲》，肖邦在九岁时，举行了自己的第一场音乐会，并随之走向了钢琴艺术家的生涯。肖邦一生的作品，几乎全是为钢琴而作，4部叙事曲，10余部波兰舞曲，26首钢琴前奏曲，27首钢琴练习曲，4部谐谑曲，3部钢琴奏鸣曲，32首夜曲，59首马祖卡，2首钢琴协奏曲等。肖邦的作品旋律优美、富有诗意，因此他被誉为“钢琴诗人”。
肖邦的练习曲不再是单一的为练习技巧而练习，打破了自克莱门第、车尔尼等钢琴家的纯技术性练习曲，使练习曲真正赋予了生命，具有了艺术气息。也许在肖邦的练习曲中没有那么华丽的炫技，但丰富多彩和声、情意绵绵的旋律、以及他内心深处的情感都使得他的作品引人注目。尤其是这首《E大调练习曲》，因优美动人的旋律而广受流传。对于该曲的创作背景，最广为流传的是肖邦在19岁时爱上了华沙的一位美丽女子，但生性胆怯的肖邦迟迟不敢向这位女子表白，后来因战争的惨败，他不得不选择离开故乡，离开这位他心仪的女子。在离别之时，肖邦演奏了这首满是情意连绵、离别之苦的曲子来表示道别。所以《E大调练习曲》还有另外一个名字——《离别曲》。
这首《E大调练习曲》，开始以一种温柔忧伤抒情的旋律出现，逐渐难以控制，最终如疯狂般的爆发心中所有的情感，宣泄之后又平复了下来，回到了起初的安静的情感状态。在仅仅只有77小节的练习曲中，把如此富有对比性的情感表达的淋漓尽致，这在练习曲的题材中是不多见的。这种波澜起伏却又一气呵成的情感犹如被肖邦精心设计好的一样，是那样的连贯不带有一丝的滞留。技巧上的问题必定是我们这些演奏者需要自始至终都解决的问题，而情感上、音乐上的处理也是演奏者们应具备的素质。
二、曲式分析及演奏技巧
肖邦《E大调练习曲》采用A B A`的三段式结构。
第一段为1-21小节。共有四个乐句。乐句长短不一，但这并不影响音乐的表现。中音区质朴情深、富有歌唱性的单音旋律给人一种凝重之感。而在其下方配有不同音区的和声伴奏，使之构成一个丰富、饱满的四声部织体。特别是低音区切分的节奏性，给人一种如风铃般悠长的感觉。在弹奏时，应注意主旋律线条的连贯，刚开始联系时不要加踏板，只通过正确的指法来连奏，尽量做到一口气弹完一个乐句，中间不要出现呼吸。而长音要做出渐强的感觉，这其实也是内心的感觉，要保持一种积极的、有动力的感觉。该段主题旋律清晰柔美，力度对比鲜明，情绪细腻，又带有一丝的忧郁。
第二段为第22-61小节。该乐段是全曲技术难度最大的一段，也是情绪由低沉走向激情澎湃的乐段。在演奏中，要注意（1）22-29小节延续着之前的演奏方法——即高音旋律的突出，右手双音的连贯和圆滑。在情感上要有越来越活泼的趋势。（2）从30-37小节，每两个小节的音变换一次音型，从四声部的织体变为纵向的和声连接，调性也从E大调转换为B大调，使音乐的张力感愈加增强。（3）演奏第38-41小节时，需要大臂、手腕、手指间很好的配合。一个乐句一次大臂动作就可以。演奏时，手腕不要僵硬，手腕要带动手指做轻微的左右的运动。触键最好采用慢触键，这样可以有效地把力量贯穿在手指间，是音响效果更加厚重，并作出一个渐强的效果，最终推向一个ff。（4）46-53小节是全曲中技术上的最难点。右手以增四-减五的音程形式不断向上冲击，知直到最高点。在这里采用“落-提”的演奏技巧，以两音为一组，突出右手高音上的主旋律。
第三段是第一段的再现，在经历了B段的汹涌澎湃的高潮后又悄悄的安静了下来，回到那感人至深的主题，使人慢慢忘却刚刚发生的激烈、澎湃的旋律，安逸地走向全曲的终结。
三、结语
肖邦一生的音乐创作，都与波兰的社会发展和经历有关，后因战争移居法国，但也一心挂念着祖国的安危。在巴黎这个富有浪漫主义色彩的国家里生活，肖邦的作品自然而然地表现出了大量优雅、柔美的音乐气质。他的音乐既与波兰的传统相关联，又很好地融合了西欧的音乐创作手法，从而把传统的音乐展现在独特的艺术形式中。肖邦不仅仅吸取了欧洲古典主义时期音乐的精华，还不断地突破传统、自我超越、勇于创新。他把每一个音乐题材都赋予了新的生命，通过多彩的和声语言、细腻的织体编配、丰富的思想感情、感人的优美旋律来一起组成了属于肖邦自己的音乐风格。而他的音乐也为19世纪浪漫主义时期的音乐创作做出了重要贡献，同时也对欧洲民族乐派的发展产生了深远影响。
参考文献：
[1]于润洋.悲情肖邦——肖邦音乐中的悲情内涵阐释[M].上海：上海音乐学院出版社，2009.
[2]沈旋，谷文娴，陶辛.西方音乐简史[M].上海：上海音乐出版社，1999.
[3]常桦.肖邦练习曲——教学与演奏指南[M].北京：人民音乐出版社，2012.
NO3- 篇3
水是21世纪的战略物资, 水是生命之源、生产之要、生态之基, 是生态系统中最积极、最活跃的要素之一, 在国民生产建设中发挥着不可替代的作用, 是社会可持续发展的重要保障。地下水是水的重要组成部分, 也是自然界水循环的重要组成部分, 对人类的生活生产都产生积极的影响。我国岩溶面积344万km2, 约占国土面积的1/3。南方六省市 (广西、贵州、云南、四川、重庆、湖南) 的岩溶区共有2836条地下河, 总长度达13919公里, 总流量达1482m3/s, 是十分宝贵的水资源[1]。随着社会经济的发展, 人口数量的日益增长, 城市化进程的加快, 以及化肥、农药的普遍使用, 水资源遭到了严重的污染与破坏。水危机在世界范围内已经出现, 水资源正取代石油成为世界危机的主要问题之一[2]。在国内外, NO3-都是污染面积最大、最普遍的地下水污染环境因子。NO3-是我国地下水污染物最普遍、浓度最高、污染面积最大的无机污染物[3]。因此, 研究岩溶地下河中水NO3-浓度及变化特征尤为重要, 为预防及防治地下水中氮的污染提供帮助。
2 研究区概况
官村地下河位于广西柳州融安县山口村 (见图1) , 距柳州市区约60km, 流域面积30.5km2。研究区为中亚热带季风湿润气候, 太阳辐射强, 气候温暖, 多年平均温度为20℃, 年平均降雨量为1750mm, 干湿季明显。一般雨季从3月开始到8月, 5、6和7月降雨最集中, 这三个月的降雨量占全年降雨量的60%左右。9月份至次年2月份为枯雨季节, 这六个月的降雨量总和仅占全年的11%[4]。地层为泥盆系上统融县组灰岩、白云质灰岩, 底部有硅质层。地貌为峰丛洼地或谷地。地下河有2条支管道, 从地下穿流而过, 地下河出口位于山口村[5]。地处亚热带潮湿地区, 适宜发展林牧业和农业综合发展。流域范围内主要种植的农作物有甘蔗、水稻、玉米等。
3 研究方法
3.1 仪器设备
离子色谱仪:A0092WN2005 (戴安ICS1500) ;针筒过滤器;0.45μm水系微孔滤膜 (津腾) 。
3.2 试剂
(1) 超纯水。符合GB/T 6682-2008《分析实验室用水规格和试验方法》中一级水标准。
(2) 淋洗储备液 (10%) 。称取100g优级纯氢氧化钾, 溶解于水中, 移入1000ml容量瓶中, 用水稀释到刻度, 摇匀, 存贮于聚乙烯瓶中, 在冰箱中保存, 上机前取出使用。
(3) 硝酸根标准储备液 (1000μg/ml) :GSB04-1772-2004国家有色金属及电子材料分析测试中心。
(4) 吸附树脂 (50~100目) 。
(5) 阳离子交换树脂 (100~200目) 。
3.3 样品采集
水样采集点选择在地下河出口处A点 (如图2所示) , 因为地下河出口NO3-浓度大致可以反映整个流域水体氮的支出情况。从2012年8月~2013年9月每月采集一次水样, 现场测定地下水p H、DO、EC、水温等项目, 另外采集水样送至实验室分析其NO3-及其它离子浓度。采集水样方法、采样器皿、保存条件, 依据中华人民共和国国家标准:GB/T5750.2-2006《生活饮用水标准检验方法水样的采集与保存》的规定。用硬质玻璃瓶或聚四氟乙烯瓶采集水样, 用于分析水中硝酸根含量。每升水样加入0.8m L浓硫酸 (H2SO4) , 采水量应满足检测需要, 并于24小时内完成样品NO3-浓度的测定。
3.4 样品分析
水样NO3-含量依据HJ/T 84-2001《水质无机阴离子的测定离子色谱法》进行测定。当电导检测器的量程为10μS, 进样量为25μl时, 其方法最低检测浓度为:0.08mg/L。为了防止保护柱和分离柱系统堵塞, 样品上仪器测定前需经过0.45μm水系微孔滤膜过滤。将预处理后的水样注入色谱仪进样系统, 记录峰面积。NO3-浓度, 可直接在标准曲线上查到。曲线图谱如图3所示。
4 结果讨论与评价
由图4可知, 从2012年8月31日~2013年9月2日地下河水中均检测出硝酸根, 但都低于天然背景下地下水中硝酸根浓度值4.4mg/L[6]。高峰值出现在2013年7月1日和2013年9月1日, 其浓度值分别为3.43mg/L和3.51mg/L。最低浓度值出现在2013年3月30日, 为1.23mg/L极差值相差近三倍。地下河水中硝酸根浓度变化显著, 这与降水及当地的农事活动有关系密切。1~2月份田间少有耕作活动, 施肥量减少, 并且施肥后硝酸根到达地下河得有个响应过程, 期间地下河水中硝酸根浓度较低。而到了5、6月份, 正值当地农忙季节, 田间耕作频繁, 施肥量较大, 随着雨水的下渗, 地下河水中的硝酸根浓度亦相应增高, 并且达到了最高值。依据GB/T 14848-1993地下水质量标准及GB 5749-2006生活饮用水卫生标准, 该地下河水中的硝酸根浓度属于I类水质, 符合生活饮用水卫生标准。
总体而言, 研究区地下河水中的硝酸根浓度值较低, 说明该地下河未受到明显的氮污染, 但是季节性变化明显。
5 结论
研究区内地下河水样中硝酸根浓度较低, 监测时间段内硝酸根浓度均未超过国家生活饮用水卫生标准。但其浓度季节性变化明显, 并且受到降雨及人类活动影响较大。因此, 岩溶区要因地制宜进行耕种, 合理施肥、控制氮肥的施用量, 提高氮肥利用效率, 以防氮流失污染地下水。在今后的工作中, 应注重氮的来源研究, 做到有的放矢, 更好的保护地下水资源。
摘要：环境中的氮素既是生命元素, 也是环境的主要污染因子。岩溶地区土层浅薄, 缺少天然的防渗和过滤层, 地表污染物很容易通过落水洞等地表岩溶形态进入含水层, 因此岩溶水易受污染。近年来, 随着现代农业和工业的不断发展, 大量化肥、农家肥的使用, 化粪池以及工业污水的任意排放, 致使岩溶区地下水硝酸盐污染问题日益严重。文章以岩溶区典型地下河-官村地下河为例, 分析检测不同月份地下河水中的NO3-浓度。实验结果显示, 地下河水中的NO3-季节性变化明显, NO3-浓度在9月份 (秋季) 达到最大值3.55mg/L, 最低浓度值出现在3月份 (春季) 1.23mg/L, 极差值为2.32mg/L, 秋季是春季浓度的2.88倍。
关键词：岩溶,地下河,NO3-浓度,变化特征
参考文献
[1]袁道先, 蔡桂鸿.岩溶环境学[M].重庆:重庆出版社, 1988:11-126.
[2]WCED.Sustainable development and water statement on the WCED Report“Our Common Future”[J].Water International, 1989, 14 (3) :151-152.
[3]黄旋, 陈余道.我国地下水硝酸盐污染研究综述[C]//冯佐海, 陆有德.地球环境科学:第三届华南青年地理学术研讨会论文集.南宁:广西科学技术出版社, 2009:420-424.
[4]郭芳, 姜光辉, 袁道先.南方岩溶区地下河主要例子浓度变化趋势分析[J].水资源保护, 2008 (1) :16-19.
[5]郭芳, 陈坤琨, 姜光辉.岩溶地下河沉积物对氨氮的等温吸附特征[J]环境科学, 2011, 32 (2) :501-507.
NO3- 篇4
PM2.5是指大气中空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物, 也称细颗粒物或可吸入肺颗粒物, 对大气能见度和人体健康影响很大[1]。近期我国部分地区频发雾霾天气的最主要因素即是PM2.5。世界卫生组织 (WHO) 指出:当PM2.5年均浓度达到35μg/m3时, 人的死亡风险比10μg/m3的情形增加15%, 而我国各地PM2.5的年平均浓度大多数在30μg/m3以上, 其健康危害不容忽视。PM2.5来源于钢铁、炼焦、火电、水泥等工业烟粉尘、机动车尾气、生物质燃烧和各种扬尘等。燃料燃烧、冶炼、水泥生产、建筑扬尘等是直接排放PM2.5的固定源;汽车尾气和路面扬尘等是PM2.5排放的移动源。PM2.5有机成分中危害较大的是多环芳烃 (PAHs) 及其衍生物[2];无机成分主要有金属离子、铵盐、硫酸盐 (SO42-) 、硝酸盐 (NO3-) 、元素碳等[3]。最近有关于太原市大气PM2.5水溶性组分、有机组分和单颗粒成分的研究报道[4,5,6], 但是对太原市冬季PM2.5中PAHs及其衍生物硝基多环芳烃 (NPAHs) 、SO42-和NO3-离子的污染特征和健康风险的研究还很少。本文对太原市冬季PM2.5中16种PAHs、3种NPAHs、SO42-和NO3-离子展开研究, 分析了现阶段区域内PM2.5中上述组分的浓度水平、昼夜分布规律、源解析及污染变化特征、健康风险, 以期了解太原市PM2.5污染状况及分析其可能对人体健康造成的危害, 并对PM2.5毒性研究和开展区域PM2.5污染防治工作提供支持。
1 样品采集和分析
1.1 样品采集
采用PM2.5大流量大气采样器 (Thermo Anderson, USA) 采集太原市2013年1月14日至19日的大气PM2.5样品。采样地点为山西大学环资学院楼顶, 距地面高度约25 m。PM2.5浓度采用气溶胶检测仪 (TSI Inc., USA) 在线连续监测。采样前, 滤膜在马弗炉中450℃下烘烤4 h后, 置于避光的恒温干燥器中。采集PM2.5于石英纤维滤膜或聚碳酸酯滤膜上, 采样流量1.13 m3/min, 白天采集12 h, 夜间采集12 h。样品用铝箔包裹好后装入密封的样品袋中, 避光储存于-20℃冰箱内, 直至检测分析。
1.2 样品处理
将石英纤维滤膜剪碎放入200 m L的洁净烧杯中, 加入60 m L二氯甲烷, 使滤膜完全浸泡, 超声萃取30 min, 重复超声萃取2次, 合并萃取液, 移至旋转蒸发仪浓缩至1 m L, 然后过硅胶柱纯化, 二氯甲烷淋洗液经旋转蒸发仪浓缩定容至0.5 m L, 进气质联用仪分析PAHs和NPAHs。同时, 将聚碳酸酯滤膜剪碎放入100 m L的洁净烧杯中, 加入20 m L超纯水, 使滤膜完全浸泡, 超声萃取30 min, 将提取液在2 000 r/min下离心5 min, 取上层清液经0.22μm微孔滤头将液体转移至2 m L的细胞瓶中, 然后进行离子色谱分析SO42-和NO3-。空白滤膜按同样方法进行处理和测定。
1.3 样品分析
PAHs分析采用GC/MS (Agilent 6890 GC coupled with an Agilent 5975MSD) , 色谱柱为HP-5MS柱 (30 m×0.25 mm×0.25μm) , 进样口温度:280℃;程序升温:柱初始温60℃, 保持1 min, 再以7℃/min升至300℃, 保持5 min;载气:氦气, 流速1.0 m L/min;进样方式:脉冲不分流进样;进样量:1μL。质谱条件为电子轰击离子源模式 (EI) , 离子源温度为230℃, 电子轰击能量为70 e V, 选择离子监测 (SIM) 方式。NPAHs分析采用GC/MS (Thermo Fischer Scientific GC coupled with MSD) , 色谱柱为TG-5SILMS柱 (30 m×0.25 mm×0.25μm) , 进样口温度:280℃;程序升温:柱初始温70℃, 保持1 min, 再以20℃/min升至300℃, 保持6 min;载气:氦气和甲烷气, 流速1.0 m L/min;进样量:1μL。质谱条件为负离子化学源 (NCI) , 离子源温度为200℃, 选择SIM方式。采用16种PAHs混标和3种NPAHs混标及相应的内标物。SO42-和NO3-的分析仪器为美国戴安公司的ICS-1000型离子色谱仪。分析采用Dionex Ion Pac AS22分离柱 (4 mm×250 mm) 和ASRS抑制柱 (4 mm×300 mm) 。淋洗液为4.5 mmol/L的Na2CO3和1.4 mmol/L的Na HCO3混合液, 进样量:10μL。
配制不同浓度的标准品, 分别进样测定3次, 作标准曲线, 以标准物质的保留时间进行定性, 对样品所含目标物进行定量。PAHs分析方法检出限从1.1 ng/m L (PRY) 到10.4 ng/m L (Dah A) ;NPAHs分析方法检出限从0.05 ng/m L (9-NA) 到2 ng/m L (1-NP) ;SO42-和NO3-分析方法检出限为2.5μg/m L和1.25μg/m L。日间和日内精密度均<9%。
2 结果与讨论
2.1 PM2.5浓度
2013年1月, 太原市PM2.5质量浓度日平均值为160μg/m3, 为GB 3095—2012《环境空气质量标准》限值 (75μg/m3) 的2.1倍, PM2.5污染较严重。PM2.5在60~165μg/m3之间出现的频率最高, 达到70%以上。
2.2 PM2.5中PAHs和NPAHs浓度
2013年冬季采暖期, 太原市PM2.5样品中16种优控PAHs和3种NPAHs的含量 (平均值) 如表1所示。由表1可以看出, 16种PAHs总含量在102~153 ng/m3范围内, 其中CHR、Bb F、Bk F、Ba P、Bghi P的含量较高, 其白天或夜间的浓度均接近或超过我国对Ba P规定的日平均浓度限值 (10 ng/m3) , 可见太原市区域环境PM2.5中存在严重的PAHs污染。3种NPAHs的总含量在0.41~0.48 ng/m3, 其中含量由高到低的顺序为:1-NP>9-NA>2-NFL。夜间PAHs和NPAHs的浓度均高于白天。
PAHs和NPAHs是一类具有很强的“三致”作用的环境有害物质, 其主要来源于有机物质的不完全燃烧排放, 部分NPAHs还来源于母体PAHs在大气环境中的硝化反应。PAHs和NPAHs易吸附于颗粒物上形成复合污染, 使颗粒物的危害更为严重。太原市是我国重要的重工业城市, 由于特殊的地理位置和工业结构、燃料结构以及明显的盆地逆温和冬季辐射逆温, 污染物不易扩散, 导致夜间的污染物累积, 其浓度高于白天。
2.3 PM2.5中SO42-和NO3-浓度
实验结果显示, PM2.5中SO42-的浓度白天为 (4.59±0.80) μg/m3, 夜间为 (5.87±3.87) μg/m3;NO3-的浓度白天为 (1.69±0.33) μg/m3, 夜间为 (1.71±1.37) μg/m3。
2.4 PAHs/NPAHs和SO42-和NO3-的来源
PAHs和NPAHs的来源途径可以根据特征比例数值来进行估计评价[7]。燃油的Ba P/Bghi P值为0.3~0.44, PYR/Ba P值为1~6, Icd P/Bghi P值为0.37;燃煤的Ba P/Bghi P值为0.9~6.6, PYR/Ba P值<1, Icd P/Bghi P值为0.9。此外, 人们一般用NO3-与SO42-质量浓度的比值 (N/S值) 来表示移动源和固定源对大气中颗粒物贡献程度的相对大小[8]。若N/S<1, 表明当地固定源对大气颗粒物的贡献相对较高。
太原市PM2.5中PAHs及NPAHs和SO42-和NO3-的特征比值如表2所示。由表2可见, 太原市区域PAHs特征比值均符合燃煤型特征, 故判断太原市仍然属于燃煤型污染。而PM2.5中N/S值在0.3左右, 表明固定源对太原大气PM2.5的贡献相对较高。研究结果与文献[9]的报道一致。与国内其他城市相比, 北京、上海、天津等地冬季PM2.5中N/S值一般在0.7左右[10,11], 属于固定源污染, 然而其N/S值比太原市高, 表明这些城市机动车污染正在加重, 已处于机动车污染与燃煤污染并存的复合型污染。同时, 在PM2.5中测到不同水平的1-NP、2-NFL和9-NA, 均为直接排放产生的一次污染物;而SO42-和NO3-属于二次污染物, 分别主要由SO2与NOx过化学反应生成。这说明研究太原市的PM2.5成分时, 应全面考虑一次污染物和二次污染物的影响。
2.5 PAHs与NPAHs的毒性评价
PAHs类物质相对于Ba P的致癌活性称为PEFs, 专门用于估算致癌性PAHs及其衍生物的癌症风险。根据文献[12]提供的各种PAHs及其衍生物的PEFs值及计算公式, 可估算大气颗粒物中PAHs及NPAHs的等效毒性 (Ba Peq) 和个体致癌风险指数, 如表3所示。当Bapeq<10 ng/m3, 个体致癌指数<1.0×10-5时, 污染物对人体健康的威胁较小, 属于达标水平;当Bapeq>10 ng/m3, 个体致癌指数>1.0×10-5时, 对人体健康存在致癌风险, 则需要采取措施, 以减少空气中有害物质的浓度[13]。
由表3可知, 太原市PM2.5中总PAHs的白天和夜间Ba Peq值均>10 ng/m3, 个体致癌指数>1.0×10-5, 具有潜在的致癌风险;而总NPAHs的Ba Peq值和个体致癌指数均未超过标准, 无明显的致癌风险。考虑到某些NPAHs的毒性要远远大于PAHs[2], 且本研究中NPAHs测定的种类较少, 只是探索性地测定了煤烟型污染条件下典型NPAHs化合物的浓度, 故PM2.5中多种NPAHs的暴露水平及其对人体健康的潜在威胁仍值得继续关注。
3 几点建议
3.1 减少PM2.5直接排放
如加大产业结构调整力度, 禁止新建扩建炼油、石化、水泥、钢铁、铸造、建材等高污染企业以及使用煤炭、重油和渣油等高污染燃料的工业项目, 促进工业污染防治, 对燃煤锅炉实施除尘升级改造, 确保烟尘达标排放。
3.2 推广清洁能源
如推广使用天然气;完成中小燃煤锅炉的清洁能源替代工作等, 改善能源结构。
3.3 控制城市扬尘
如严禁施工现场拌制混凝土, 采用预拌混凝土和干拌砂浆;城市建筑垃圾运输车覆盖篷布;开展扬尘污染防治示范工地建设;加强城市道路扬尘污染控制, 提高道路保洁水平等。
3.4 控制机动车尾气
如提高车用汽油和车用柴油标准, 加强尾气检测, 推行机动车环保标志管理;落实黄标车限行规定, 逐步扩大黄标车限行范围;推进电动汽车和液化天然气汽车的使用及其充电、加油设施建设等。
4 结论
4.1 2013年1月, 太原市PM2.5日平均质量浓度为我国空气质量标准的2倍以上, PM2.5污染较严重。
4.2 太原市PM2.5中16种PAHs、3种NPAHs及SO42-和NO3-有不同程度的暴露水平, 夜间浓度高于白天, 其污染主要由煤炭燃烧和固定源引起。
4.3 PAHs中CHR、Bb F、Bk F、Ba P、Bghi P等成分的含量较高, 存在严重的PAHs污染, 并有潜在的致癌威胁。
4.4 PM2.5中检测到PAHs衍生物NPAHs, 其毒性及潜在的健康风险还需要深入研究。
摘要：以太原市2013年冬季大气细颗粒物 (PM2.5) 为研究对象, 定性与定量分析了其中多环芳烃 (PAHs) 、硝基多环芳烃 (NPAHs) 、硫酸盐 (SO2-4) 和硝酸盐 (NO-3) 的浓度及其昼夜变化。采用特征比值法分析了PAHs、SO2-4和NO-3的来源, 并通过PEFs毒性评价法评价了PM2.5中PAHs的BaP等效毒性, 估算出个体致癌指数。结果显示, 太原市PM2.5中16种PAHs总含量、3种NPAHs总含量及SO2-4和NO-3含量分别在102153 ng/m3、0.410.48 ng/m3、4.895.87μg/m3和1.691.71μg/m3范围内, 且其夜间浓度均高于白天。PAHs的BaP等效毒性和个体致癌指数超过标准值。结果提示, 太原市PM2.5中PAHs、NPAHs、SO2-4和NO-3污染主要是由于燃料燃烧和固定源引起的, 且颗粒物上的PAHs浓度高, 对人体健康有潜在的风险。
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