神秘的空气污染指数

神秘的空气污染指数（通用8篇）

神秘的空气污染指数 篇1

目前多数物理实验室在测定空气绝热指数的实验中, 均采用高精度、高灵敏度的硅压力传感器和电流型集成温度传感器分别测量气体的压强和温度来提高实验结果的准确度。但实验中空气绝热指数的理论值通常是用下述方法[1]来计算的:利用$\gamma =\frac{c{}_{p,m}}{c{}_{v,m}}=\frac{i+2}{i}(i$为气体分子的自由度) , 将空气看成双原子气体, 在常温下i=5, 由此可得γ=1.40。这种方法求γ的理论值存在两个问题:一是空气是多元混合气体而不是单元气体;二是没有说明为什么可以将空气看成双原子分子气体。

通常的文献[2,3,4,5]只给出单元理想气体的绝热指数的定义及计算公式, 而未给出多元混合理想气体的绝热指数的定义及计算公式, 本文拟利用文献[6]给出的混合理想气体绝热指数的计算公式, 计算空气绝热指数的理论值, 并对有关问题做些讨论。

1 多元混合理想气体绝热指数的计算公式

为便于讨论, 现将文献[6]给出的多元混合理想气体绝热指数的计算公式归纳如下:

CiP, m和CiV, m分别表示第i种理想气体的定压摩尔热容和定体摩尔热容, ni表示相应的摩尔数, 有

$\gamma {}_{\text{m}\text{i}\text{x}}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^{s}n}{}_{i}C{}_{i{\rm P},m}}{{\displaystyle \sum _{i=1}^{s}n}{}_{i}C{}_{iV,m}}(1)$

用n表示混合气体的总摩尔数, $a{}_{ni}=\frac{n{}_i}{n}$表示第i种气体的摩尔数占混合气体总摩尔数的分数, 有

$\gamma {}_{\text{m}\text{i}\text{x}}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{n{}_i}{n}}C{}_{i{\rm P},m}}{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{n{}_i}{n}}C{}_{iV,m}}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^{s}a}{}_{ni}C{}_{i{\rm P},m}}{{\displaystyle \sum _{i=1}^{s}a}{}_{ni}C{}_{iV,m}}(2)$

用$a{}_{Vi}=\frac{V{}_i}{V}$表示第i种气体的体积占混合气体总体积的分数, 有

$\gamma {}_{\text{m}\text{i}\text{x}}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{V{}_i}{V}}C{}_{i{\rm P},m}}{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{V{}_i}{V}}C{}_{iV,m}}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^{s}a}{}_{Vi}C{}_{i{\rm P},m}}{{\displaystyle \sum _{i=1}^{s}a}{}_{Vi}C{}_{iV,m}}(3)$

用γi、ni、Vi表示第i种气体的绝热指数、摩尔数、体积, 有

$\begin{array}{l}\gamma {}_{\text{m}\text{i}\text{x}}=1+\frac{n}{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{n{}_i}{\gamma {}_i-1}}}=1+\frac{1}{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{\frac{n{}_i}{n}}{\gamma {}_i-1}}}=\\ 1+\frac{1}{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{a{}_{ni}}{\gamma {}_i-1}}}(4)\\ \gamma {}_{mix}=1+\frac{1}{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{\frac{V{}_i}{V}}{\gamma {}_i-1}}}=1+\frac{1}{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{a{}_{V{}_i}}{\gamma {}_i-1}}}(5)\end{array}$

式 (1) -式 (5) 均可用来计算多元混合理想气体的绝热指数, 选用哪个式子计算空气的绝热指数较为方便呢?

2 空气的成分

用气相色谱-质谱法可以得到混合气体的成分及体积比, 故选用式 (5) 讨论空气绝热指数的计算问题比较方便。

大气中除了氧、氮等气体外, 还悬浮着水滴 (如云滴、雾滴) 、冰晶和固体微粒 (如尘埃、孢子、花粉等) 。大气中的悬浮物常称为气溶胶质粒。没有水汽和悬浮物的空气, 称干洁空气。在90 km以下的大气层, 对流、湍流盛行, 大气湍流扩散作用远大于分子扩散作用, 这层大气的组分比例相同, 称匀和层。匀和层中基本不变的气体成分主要是氮、氧、氩, 它们占大气总体积的99.96%, 其余气体均是微量的。可变的气体成分主要有二氧化碳、水汽、臭氧等[7] (见表1、表2) 。

4 空气绝热指数的计算

由于在90 km以下, 氮、氧等主要气体各自所占的体积比在各高度上基本相同, 而通常我们做实验所用的空气就是取自这样的大气, 所以可用如下办法计算空气绝热指数的理论值:氮气、氧气是双原子分子气体, 二氧化碳虽是三原子分子, 但在常温下其自由度与双原子分子相同, 所以有

$\gamma {}_{\text{Ν}{}_2}=\gamma {}_{\text{Ο}{}_2}=\gamma {}_{\text{C}\text{Ο}{}_2}=\frac{7}{5},\gamma {}_{\text{A}\text{r}}=\frac{5}{3}。$

略去0.003%的其他气体和杂质, 则空气的绝热指数的理论值为

$\begin{array}{l}\gamma {}_{\text{m}\text{i}\text{x}}=1+\frac{1}{\frac{\frac{V{}_{\text{Ν}{}_2}}{V}}{\gamma {}_{\text{Ν}{}_2}-1}+\frac{\frac{V{}_{\text{Ο}{}_2}}{V}}{\gamma {}_{\text{Ο}{}_2}-1}+\frac{\frac{V{}_{\text{C}\text{Ο}{}_2}}{V}}{\gamma {}_{\text{C}\text{Ο}{}_2}-1}+\frac{\frac{V{}_{\text{A}\text{r}}}{V}}{\gamma {}_{\text{A}\text{r}}-1}}=\\ 1+\frac{1}{\frac{78.084\%}{\frac{7}{5}-1}+\frac{20.956\%}{\frac{7}{5}-1}+\frac{0.033\%}{\frac{7}{5}-1}+\frac{0.934\%}{\frac{5}{3}-1}}\\ =1.402。\end{array}$

这与将空气看成双原子分子计算所得的结果基本一致.但这只是一个数值上的巧合!巧合在空气中双原子分子气体占了99%.如果将空气中某一单原子气体的比例用某种方法加大到可以和其他双原子分子气体相比, 则这种数值上的巧合就不存在了.当然, 上面的计算表明:尽管空气是多元混合气体, 但由于其中双原子分子气体含量占了99%以上, 在计算其绝热指数的理论值时近似地将空气看成双原子分子气体是可以的.

另外, 由式 (5) 可知, 如果混合气体中各组分气体的绝热指数都相同, 则混合气体的绝热指数的理论值与各组分的体积百分比无关.这是因为

设γi=γ,

$\begin{array}{l}\text{则}\gamma {}_{\text{m}\text{i}\text{x}}=1+\frac{1}{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{\frac{V{}_i}{V}}{\gamma {}_i-1}}}=\\ 1+\frac{\gamma -1}{{\displaystyle \sum _{i=1}^s\frac{V{}_i}{V}}}=1+\frac{\gamma -1}{1}=\gamma 。\end{array}$

摘要：讨论了空气绝热指数的计算问题。

关键词：空气,绝热指数,计算

参考文献

[1]成正维.大学物理实验.北京:高等教育出版社, 2002:155

[2]包科达.热物理学基础.北京:高等教育出版社, 2001:53—161

[3]汪志诚.热力学统计物理 (第二版) .北京:高等教育出版社, 1993:32—34

[4]秦允豪.热学.北京:高等教育出版社, 1999:180—182

[5]张三惠.大学物理学, 第二册热学 (第二版) .北京:高等教育出版社, 1999:110—119

[6]邵建新.多元混合理想气体有关问题的研究.物理与工程, 2007;17 (2) :31—32

[7]许绍祖.大气物理学基础.北京:气象出版社, 1993:14—15

神秘的空气污染指数 篇2

1 空气污染指数在环境监测中的应用

1.1 空气污染指数的相关介绍

空气污染指数主要指的是结合污染物生态产生效应、空气环境质量、对人们造成的危害等各方面情况判定空气污染程度及其级别,1级:空气污染指数中50点和对应污染物浓度是空气质量的日均值。2级:空气污染指数100点和对应污染物浓度。3级:空气污染指数200点和对应污染物浓度。更高级别的话主要是指更高空气污染指数和对应污染物浓度。空气污染指数可以客观、准确的评估出空气质量,这样可以判定空气清洁程度,也可以间接知道应该注意的一些健康事项。

1.2 环境监测中应用空气污染指数的基本流程

空气环境监测工作的主要任务是监测空气污染来源,空气污染指数应用于环境监测工作中的基本流程如下:(1)明确具体的监测项目,结合国家制定的空气环境质量标准、排放物特点以及主要污染源特点等相关情况选择合适的项目。(2)明确环境监测时间、监测地点、监测方法等基本情况,合理采样。(3)严格根据相应的操作要求采集环境样品,妥善保存。(4)监测空气质量,结合样品特征选择合适的分析方法。(5)上报分析出来的样品监测结果,系统的统计监测以及样品分析结果,确保数据结果的准确性、真实性、客观性。

2 环境监测中应用空气污染指数的重要作用

环境空气质量直接影响到人们的日常生活质量,近年来随着人们健康环保意识的不断增强,越来越关注室外环境空气污染指数,以便提前做好相应的防护措施。空气环境监测工作可以客观、准确的反映大气污染状况,判定空气污染严重程度,为相关管理部门制定相应的保护措施提供重要的依据,这样可以更好的改善人们的生活环境。为此,加强空气污染监测工作显得尤为重要。当前,我国已经制定了统一、标准的环境监测原则,而且各地区也设置了相应的环境监测站,以便充分发挥出相关监测技术人才以及监测仪器、设备的作用。空气环境监测工作主要是通过各种各样的方法测定环境空气污染物的浓度、性质,检测空气污染物的影响范围,空气污染指数可以很好的反映出空气污染对人们造成的危害,便于从源头上控制环境污染。现阶段,我国空气污染监测主要包括环境空气质量监测、特定应急监测以及环境空气污染监测等几种方式,整体上来看空气监测工作并无明显不足,但是部分仍然存在一些缺陷,需要进一步研究提高空气质量监测效果的有效措施。

3 进一步完善空气质量监测的建议

为了进一步完善空气监测质量,应该从以下几个方面着手:(1)严格规定每一种污染物监测工作标准以及要求,密切监测空气污染源,尤其应该重点监测CO、烟尘以及灰尘等主要污染物。进行空气质量监测过程中一定要把CO、悬浮颗粒物以及SO2等作为主要监测目标。(2)安排专门的人员抽查、监督空气质量污染物测定方法、测定技术等相关工作,有效保证环境监测数据的整体性、全面性、准确性。(3)空气质量监测部门一定要详细分析空气污染物发展趋势,而且应该随时监控自动空气质量监测情况,避免监测设备会出现意外故障,不利于广泛、全面收集监测数据。(4)严格规范环境监测工作,监测空气环境的过程中必须抱着严谨、科学的态度,确保环境监测数据的真实准确性。(5)合理利用传感器设备。仪器设备是支持环境监测工作顺利开展的重要物质基础,而监测技术是影响环境监测工作顺利开展的关键,因此应该定期更新相应的监测仪器以及技术,实现动态持续监测,得到连续性环境监测数据,以便及时处理空气污染指数,改善空气质量。

4 结语

综上所述,我国空气污染现象日益严重,政府及相关管理部门一定要高度重视空气环境质量控制工作,做好空气污染监测工作,确保空气污染监测数据的科学性、可比性、准确性、可靠性,为制定完善、有效的空气污染治理方案提供科学依据,进而有效确保空气环境质量,使人们可以生活在健康、干净的环境中。

参考文献

[1]潘本锋,宫正宇.环境空气质量指数在应用中存在的问题及建议[J].中国环境监测,2015,01(11):64.

[2]林秀榕.微生物燃料电池在环境监测中的研究进展[J].安徽农业科学,2015,04(12):227.

环境污染指数 篇3

综合表示环境污染程度或环境质量等级的一个抽象概括数值。此数值多由各种环境质量参数 归纳出来。运用环境污染指数便于对不同时空环境污染程度和环境质量进行比较,因而它在环境质量评价中得到广泛应用。各种指数值只能概括地比较环境质量相对差异。环境污染指数还可分为各类环境要素的污染指数（如水污染指数和大气污染指数等）和区域的污染指数等。

环境污染分级

根据污染事件可能造成的危害程度，紧急程度和发展势态，突发环境污染事件的预警级别一般分为四级：Ⅰ级(特大)、Ⅱ级(重大)、Ⅲ级(较大)和Ⅳ级(一般)。

预警等级划分标准：

(一)Ⅰ级(特大)：发生30人以上死亡，或中毒(重伤)100人以上;因环境事件需疏散、转移群众5万人以上，或直接经济损失1000万元以上;区域生态功能严重丧失或濒危物种生存环境遭到严重污染;因环境污染使当地正常的经济、社会活动受到严重影响;利用放射性物质进行人为破坏事件，或1、2类放射源失控造成大范围严重辐射污染后果;因环境污染造成重要城市主要水源地取水中断的污染事故;因危险化学品(含剧毒品)生产和贮运中发生泄漏，严重影响人民群众生产、生活的污染事故。

(二)Ⅱ级(重大)：发生10人以上、30人以下死亡，或中毒(重伤)50人以上、100人以下;区域生态功能部分丧失或濒危物种生存环境受到污染;因环境污染使当地经济、社会活动受到较大影响，疏散转移群众1万人以上、5万人以下的;

1、2类放射源丢失、被盗或失控;因环境污染造成重要河流、湖泊、水库大面积污染，或县级以上城镇水源地取水中断的污染事故。

(三)Ⅲ级(较大)：发生3人以上、10人以下死亡，或中毒(重伤)50人以下;因环境污染造成跨地级行政区域纠纷，使当地经济、社会活动受到影响;3类放射源丢失、被盗或失控。环境污染事件预警等级划分

(四)Ⅳ级(一般)：发生3人以下死亡;因环境污染造成跨县级行政区域纠纷，引起一般群体性影响的;

4、5类放射源丢失、被盗或失控。

八 项 规 定

1.要改进调查研究，到基层调研要深入了解真实情况，总结经验、研究问题、解决困难、指导工作，向群众学习、向实践学习，多同群众座谈，多同干部谈心，多商量讨论，多解剖典型，多到困难和矛盾集中、群众意见多的地方去，切忌走过场、搞形式主义； 要轻车简从、减少陪同、简化接待，不张贴悬挂标语横幅，不安排群众迎送，不铺设迎宾地毯，不摆放花草，不安排宴请。

2.要精简会议活动，切实改进会风，严格控制以中央名义召开的各类全国性会议和举行的重大活动，不开泛泛部署工作和提要求的会，未经中央批准一律不出席各类剪彩、奠基活动和庆祝会、纪念会、表彰会、博览会、研讨会及各类论坛；提高会议实效，开短会、讲短话，力戒空话、套话。

3.要精简文件简报，切实改进文风，没有实质内容、可发可不发的文件、简报一律不发。4.要规范出访活动，从外交工作大局需要出发合理安排出访活动，严格控制出访随行人员，严格按照规定乘坐交通工具，一般不安排中资机构、华侨华人、留学生代表等到机场迎送。5.要改进警卫工作，坚持有利于联系群众的原则，减少交通管制，一般情况下不得封路、不清场闭馆。

6.要改进新闻报道，中央政治局同志出席会议和活动应根据工作需要、新闻价值、社会效果决定是否报道，进一步压缩报道的数量、字数、时长。

7.要严格文稿发表，除中央统一安排外，个人不公开出版著作、讲话单行本，不发贺信、贺电，不题词、题字。

8.要厉行勤俭节约，严格遵守廉洁从政有关规定，严格执行住房、车辆配备等有关工作和生活待遇的规定。

环境污染应急措施

一、各排污单位要以自身应急预案为依据，按照隐患没有查清的不放过，整改措施不落实的不放过，预案没有制定不放过的“三不放过”原则，对本单位污染治理设施及排污管网、阀门、沉淀池、酸碱及危险化学品储存槽（罐）、其他事故高发设备以及应急救援物资的储备进行认真检查，及时排除安全隐患，确保设施、设备正常运行，防止污染事件的发生。

二、各排污单位对出现泄漏、渗漏、崩塌或污染治理设施故障或因安全等方面原因可能引发环境污染事件的，要立即停止排污,同时采取切实可行的措施防止污染进一步扩散,并及时报告环保部门。

三、在国庆长假期间需停产检修或清理污染物处理设施的，应提前向环保部门报告，并做好相关防范措施，禁止未经处理的污染物直接外排。各排污单位要认真吸取柏木河倾倒垃圾及青白江河段倾倒污泥事件的教训，禁止向环境倾倒各类工业废弃物。对利用节假日进行偷排或不正常使用污染物治理设施的，向环境倾倒工业固体废弃物的，一经查实，将依法严处。

四、要制定科学、适用的应急预案，落实环境污染事故防范措施，配备充足的应急物资，如发生突发安全环境事件，应立即启动应急预案，采取措施防范环境污染，确保人民群众生命健康和环境安全。同时，必须第一时间上报市环保局。

五、各排污企业在国庆期间要落实值排制度，值班人员必须在岗在位，保持通讯畅通。我局应急值班分队将对重点排污企业节日期间的环境污染事故防范应急工作进行检查。处理突发性环境污染事故的应急措施

建立处理突发性环境污染事故的应急系统

防范和应对突发性环境污染事故的发生，建立既能对污染隐患进行监控和警告，又能对突发性污染事故实施统一指挥协调、现场快速监测和应急处理的应急系统，已显得十分必要。应急系统由应急响应、应急监测和应急处理系统三部分组成。

1)应急系统的指导原则

在建立突发性环境污染事故应急系统时，应本着实事求是的原则，具体要求如下。

(1)应急与预防相结合 提高风险意识，强化预防措施，积极防止污染事故的产生;对已发生的污染事故，力争将其危害减少到最小。做到事前预防、事中应急、事后处理并做出安全性评价。

(2)有备无患、应急迅速 成立应急机构，落实人员，配置装备，储备技术。应急系统是针对突发性污染事故建立的，但在平时也能为环境保护的其他工作提供支持与服务。一旦发生污染事故，应该立即进入应急状态，启动应急系统，快速判断污染物种类、浓度、污染范围及可能造成的危害，采取有效措施妥善处理突发性环境污染事故。

(3)政府牵头、协同作战 突发性环境污染事故一旦发生，一般单靠环保部门的努力是无法快速有效地妥善处理的，因此，遇到重大突发性环境污染事故时，应及时上报当地或上级政府部门，由政府牵头，组织各部门相互合作、协同作战，做到全力以赴、尽职尽责。

(4)突出重点、分步实施 根据各国各地的产业结构不同、，污染事故类型各异的特点，抓住突出问题，充分发挥现有机构和装备的作用，有计划、有针对性地配置相应的仪器设备，研究相应的应急监测方法，逐步形成相应的完整的应急监测体系。

2)应急系统程序

根据突发性环境污染事故的特点，一旦事故发生，必须尽快进行有效应急处理，最大限度地将事故损失减到最小。为了能够让整个事故的应急处理措施做到井然有序，就应该建立一套行之有效的突发性环境污染事故应急系统程序，如图所示。

3)应急系统组织机构

为了应付各类突发性环境污染事故，以突发性环境污染事故应急系统程序为框架，依据部门间行政职能的划分，设立的应急组织如下。

(1)应急委员会 由当地政府和环保、消防、公安、卫生等部门的负责人组成，是应急系统组织机构中最高指挥部，主要职责是审定突发污染事故防范和应急计划，协调各执行部门之间关系，在处理重大突发性环境污染事故时，可成立临时应急指挥部，统一指挥应急行动。

(2)应急办公室 是应急组织中的长期设立的机构。为了便于日常管理工作，可由环保部门各科室和监测站的负责人组成，主要任务是制定应急计划并加以实施，建立技术储备，接收污染事故报警;处理处置一般性污染事故，对于重大污染事故在报告应急委员会的同时组织相关人员进行先遣处理。

(3)应急专业组 应急专业组成员要求具有较高的专业水平，它的作用是在应急响应时提供包括监测评价、技术咨询、公安消防、医学救援工程抢险等方面的专业支持。应急系统组织机构关系如图所示。

4)应急系统技术储备

要真正建立快速有效的应急系统，除了要有一支素质优良的应急队伍外，还必须建立相应的应急技术储备，才能在应急响应时迅速选择简捷有效的应急处置技术和制定相应的处置方案。应急技术储备包括建立事故性污染预测模式;建立优先污染物的快速监测方法;建立优先污染物的处置装置、处理技术等。

应急响应

1)应急响应速度

突发性环境污染事故应急处置刻不容缓，响应速度至关重要，任何人接到污染事故报警，必须马上报告应急办公室。应急办公室立即派出人员赶赴现场核实信息，并指导现场应急处置，将信息和处理建议反馈回应急办公室。应急办公室如果确定是重大环境污染事故，立即报告应急委员会。应急委员会组成应急指挥部，迅速协调实施总的应急计划。监测评价组现场采样监测，得出监测结果，与评价和建议措施一起报给应急指挥部。应急组织各环节相互配合，确保响应迅速。

2)应急通讯系统

突发性环境污染事故应急通讯系统包括事故报警、应急指挥、应急信息发布三部分。事故报警应设立专用电话，电话号码为大众所熟知;同时充分利用社会上现有的110、119、120等救援报警电话，做到24h畅通;指挥系统内部电话应对外界相对保密，以避免应急期间受到外界不必要的干扰;应急信息的发布系统可由电视、广播及通讯车辆组成，可及时向群众公告污染事故的状况和正在采取的应急措施，使应急区域内群众了解现场情况，配合应急工作。应急监测

突发性环境污染事故的应急监测是环境监测人员在事故现场，根据事故所发地的情况，用小型便携、快速检测仪器或装置，在尽可能短时间内，做出定性、定量分析，从而确定出各种污染物的浓度、种类、污染的范围及其可能带来的危害等过程。

1)应急监测的特点

①根据突发性环境污染事故时间短不可重复的特点，应急监测必须及时有效，一旦错过事故发生的时段，以后监测的数据便不准确，不能代表受污染时的环境质量，应急监测也就失去意义。

②应急监测是一种特定目的监测，不同于监视性监测，事前无计划，事发后要求尽快展开监测，应急监测的任务一般是由事故发生地的监测部门来承担。并且要求监测队伍有着较高的监测能力。

③应急监测的直接结果是监测数据，它是仲裁部门对事故进行裁决的重要依据，这就要求监测数据的科学性。

④开展应急监测工作耗费大量资金，人力、物力投入巨大。

2)应急监测的作用

应急监测是突发性环境污染事故处理中的首要环节。实施应急监测是做好突发性环境污染事故处理、处置的前提和关键。只有通过应急监测，才能为事故处理决策部门快速、准确地提供引起事故发生的污染物质类别、浓度分布、影响范围及发展态势等现场动态资料信息，对有效地控制污染范围、缩短事故持续时间、将事故造成的损失减到最小限度起着重要的作用。因此应急监测系统的正常有序运行就显得非常重要，良好的应急监测系统包括质量管理、组织保障、技术支持三部分。

3)应急监测的指导思想和原则

应急监测的指导思想和原则有以下几点。

(1)预防为主，防治结合 突发性环境污染事故危害严重，首先要强化预防措施，从源头上尽可能降低、避免污染事故的发生。对已发生的污染事故力争采取有效的应急措施，减少并消除污染事故的危害，即做到事前预防，事中应急，事后处理，做出安全评价。

(2)就近监测，建立应急监测网络 突发性环境污染事故有突发性、瞬间性的特点，应在有限时间内以各市环境监测站为基础就近应急，节约时间。同时建立以中国环境监测总站和各省环境监测站为支援、支持的应急监测网络，加强数据交流，为应急监测提供准确数据。

(3)有备无患，反应快速平时做好监测人员、装备、技术等储备，一旦发生污染事故，能快速判断污染物种类、污染浓度及其可能的危害，把得到的资料反馈回应急指挥部，实施应急计划并将危害降到最小。

(4)具体问题具体分析，突出重点，分步实施 各地区产业结构不同，污染事故类型多样，仪器准备、技术储备可结合不同特点，有针对性、有计划、分步骤开展工作，最终建立完善的应急监测系统。

4)应急监测的实施要求

突发性环境污染事故一旦发生，快速开展应急监测，准确提供防治依据是把事故危害降到最低程度的最有效手段之一。只有增强应急监测反应能力，提高应急监测技术水平，才能保证应急监测的顺利进行。这要求在乎常完成大量繁琐而细致的准备工作。

(1)建立应急监测的组织系统 建立应急委员会等权威的领导机构，负责制定应急监测的宏观规划，负责协调环保部门与其他部门及社会各界的联系;建立应急技术组等相应的技术机构，负责应急监测的具体操作，各尽其职，从分发挥各部门各行业的优势。

(2)建设应急监测网络 环保系统不仅要加强自身的应急监测能力建设，而且要与各行业监测站加强合作，协同作战，建立涵盖多行业的监测网络，充分发挥不同行业的专业优势，做到优势互补。

(3)建立技术储备体系 根据各地区因拥有某些危险物质而可能发生的事故类型不同，建立突发性环境污染事故潜在发生源信息库，事故处理处置信息库与技术支持信息库。有针对性地进行物质储备，包括必要的应急监测设备、通讯设施及安全防护器材等;同时加强监测队伍思想上，技术上，业务素质上的培训，加强应急监测方法和技术上的储备。

(4)制定统一的应急监测技术规范 鉴于突发性污染事故的突然性，要求应急监测在时间、空间上都要获得具有代表性的监测结果。目前，在监测反应时间、监测点位布设、监测方法及仪器的选择、监测项目与频次的确定、监测数据的取舍等问题上，都还存在着较大的随意性，对突发性污染事故的严重程度评价标准不一，亟待尽快编制统一的监测技术规范并强制执行。

5)应急监测组织保障

应急监测组织保障，既考虑纵向的管理和支持，又要兼顾横向的联系与协作，实现监测资源的合理配置。成立应急监测领导小组，设组长和副组长，组长全面负责应急监测工作，制定监测方案，组织加以实施，并对应急监测结果的质量负责，副组长分别对各组实施质量管理负责，负责应急监测现场勘查、初步方案、监测采样的质量保证工作，对各行动组监测结果负责;成立应急监测实验室，负责实验室监测分析质量控制;成立应急监测技术协调组，具体负责应急监测全过程的质量保证及仪器、设备、交通等质量保障。各组及其责任人各司其职，共同对应急监测的质量负责。

6)应急监测技术支持

加强应急监测的快速反应能力和技术水平的建设，切实掌握引发突发性环境污染事故的污染源和污染物特性及环境标准，建立快速监测方法、处理处置技术和安全防护措施，制定应急监测方案，并在调查研究基础之上，根据污染因子的特性，建立环境污染事故数据库和查询系统，为应急监测的实施提供有效的技术支持。应急监测技术支持系统如图所示。

应急监测方案可以迅速提供污染事故的初步分析结果，包括污染物的种类、性质、浓度和释放量等;估计污染的范围和程度。目前，应急监测技术不断发展，国外继简易检测管、检测箱后已出现了小型便携、检测分析快速且智能化的应急监测仪器与设备，我国应急监测技术也已经起步。目前应急监测技术主要有以下几方面。

(1)快速检测管 检测管通过一个洗气瓶把水中挥发性污染物汽提至检测管中，通过比较检测管变色的长度以确定污染物的浓度。德国公司生产的快速检测管有350个品种之多，利用检测管变色的长度可以定量检测的无机有毒气体主要有NH4、PH3、Cl2、HCl、HCN、HF、H2S、SO。和汞蒸气等，有机污染物质主要有甲醇、乙醇、丙酮、环己烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、苯胺、易燃的碳氢化合物(石油烃、正辛烷)等。日本快速检测管也有160多种，可用于作业环境和污染应急事故的监测。国内生产的比长式气体检测管可检测部分无机气体及有机污染物的蒸气，诸如甲醇、乙醇、丙酮、丁烷、苯、甲苯等。

(2)单项的简易快速监测仪器 目前在实际监测中应用最广，气体污染方面常用的有固定式的报警器和移动式的污染气体检测器，水质监测方面有pH计、电导仪、溶氧仪、COD速测仪、氨浓度测定仪等。

(3)便携检测箱 在一个水质检测箱中装配有多种试剂和光电比色计，可以检测数十种甚至上百种化学成分。例如，某美国公司生产的便携试验箱，它包括了一台小型分光光度计、一台不间断数字滴定仪、便据式pH 计、电导仪(总可溶固体测定)及试剂包等，可以测定水质的酸碱度、溴、钙、CO2、C1—、电导、Cu、F—、总硬度、T、NH3、NO2—、NO3—、pH值、SO42—、Pb、Zn等，功能齐全。

(4)便携式气相色谱仪 很适合于突发性环境污染事故应急监测。这种仪器一般备有PID(光离子化检测器)、ECD(电子俘获检测器)、紫外检测器或热导检测器等2～3种检测器。其中PID可检测无机和有机有害气体或蒸气，如烷烃类、芳香烃类、醛、酮类、醇类、醚类(硫醇、硫醚)及有机磷杀虫剂等。其灵敏度较高，一般较FID检测器高1～2个数量级，测量准确。ECD检测器可用于现场空气、水质、固体废弃物和土壤的快速监测，可测定卤代烃、硝基苯类、氯代苯类、有机氯杀虫剂等。此种仪器是一种比较理想的应急监测手段，在国外已得到广泛应用。

神秘的空气污染指数 篇4

农作物质量好坏直接关系到人类的健康, 农作物中的重金属可以通过食物链进入人体, 对人体健康造成威胁农作物的重金属污染。重金属污染主要集中在有色金属矿业开发和冶炼地区, 因此矿区的农作物和农田重金属污染问题应该得到密切的关注。

1研究区概况

本文研究区位于河池市南丹县大厂镇大厂村, 面积约为53.39平方公里, 人口1300人, 大厂村耕地主要分布在以下地区:新菜园、铜坑、大坪、大树脚、铁板哨、更庄、老菜园、岩山脚、高峰、荒田、朝阳、龙神坳和沙坪社区。

2材料与方法

2.1样品来源

本次主要采集大厂村12自然个屯和一个社区的蔬菜样本。每处均采集当地种植苦麦菜、芹菜、红薯叶、芥菜、油麦菜、香菜等蔬菜, 共计33个样本。

2.2试验方法

采集样品带回实验室后, 蔬菜经过清洗, 在烘箱中60℃条件下烘干, 用粉碎机粉碎后装在聚乙烯袋中备用。土壤样本经自然风干后, 除去土壤中碎石, 用玛瑙研钵研磨, 过筛至100目后装在聚乙烯袋中备用。处理过程中均避免使用金属类工具。分析测试项目为蔬菜中As、Cd、Pb、Zn和Cu含量。

农作物样采用微波消解法, 再用电感耦合等离子体质谱仪 (ICP-MS) 测定。称取蔬菜样0.3~0.4g于消解管中, 加入4ml HNO3浸泡几分钟后, 再加入2~3ml水冲洗管壁, 将消解管装入消解罐中, 再放进美国CEM公司的MARS微波消解系统消解1.5h, 定容至50ml后用ICP-OES测定。样品处理过程所用的HNO3都是优级纯, 所用的水都是去离子水。分析过程设有空白样和10%的平行样品。所有实验的空白结果显示没有污染现象, 平行分析的偏差一般小于10%, 标准参考样品中主要元素的回收率一般在85%~100%。

2.3分析结果

研究中分析了农作物样本中As、Cd、Pb、Zn和Cu五个重金属元素, 分析结果见表1。

3污染评价

3.1评价方法选择

本文采用污染负荷指数法对蔬菜中重金属含量进行评价。该指数由研究区域所包含的多种重金属成份共同构成, 本方法能直观地反映各种重金属对整个污染的贡献程度, 以及重金属在时间、空间上的变化趋势, 应用比较方便简单。

3.2评价公式

首先根据某一点的实测重金属含量, 进行最高污染系数 (CFi) 的计算:

式中:CFi为元素i的污染系数;C为元素i的实测含量;C0i为元素i的评价标准, 即背景值。

某一点的污染负荷指数 (PLI) 为:

式中:PLI为某一点的污染负荷指数;n为评价元素的个数。某一区域 (农业区) 的污染负荷指数 (PLIzone) 为:

式中PLIzone一为该农业区农作物总污染负荷指数;n为采样点的个数。

污染负荷指数级别一般分为4个等级 (表2) 。

3.3评价标准

采用中国食品中重金属的限量标准, 规定了食品中As、Cd、Pb、Zn和Cu的限量做出了规定。评价标准见表3。

4结果与分析

表4检测数据表明, 大厂村所种植蔬菜中均受到重金属As、Cd、Pb、Zn和Cu不同程度的污染。单一点污染负荷指数表明, 大厂村所种植蔬菜33个样本均受到一定程度的污染, 33个样本中, 3个样本污染程度达到中等级别, 6个样本收到强污染, 受到污染最高级别极强污染个数达到24个, 占总比例的73%, 污染状况较为严重。

从某一屯 (农业区) 的污染负荷指数 (PLIzone) 角度来看, 按污染程度大小排列:大树脚>铁板哨>铜坑>更庄>朝阳>荒田>龙神坳>沙坪>新菜园>岩山脚。

从几个区的污染级别看, 不同地区蔬菜对重金属离子富集程度是不同的。岩山脚对重金属离子的含量较低, 大树脚地区最高;而且不同蔬菜对不同的重金属离子的富集程度是不同的。葱、油麦菜、芹菜等对重金属离子的富集能力较差。因此, 人们应该合理膳食, 吃蔬菜要多样化, 少吃重金属富集能力强的蔬菜。

为保证当地能够吃到高质量无污染的蔬菜, 我们应该:

a.加强环境保护工作, 严格控制矿业部门对矿渣的随意对方, 对污泥、污水的重金属浓度以及土壤的重金属残留状况进行定期的监测。

b.尽量减少对当地蔬菜的食用, 可以适当调节其他地区的食品进入当地市场。

c.合理使用化肥、农药与地膜等农民耕作时必备的农用物资, 推广无公害蔬菜进入千家万户[3]。

参考文献

[1]LIAO XY, CHEN TB, XIEH, etal.Soil as contamination and its risk assessment in areas near the industrial districts of Chenzhou city, southern China[J].Environment Internation, 2005, 31 (6) :791-798.

[2]翟丽梅, 陈同斌, 廖晓勇等.广西环江铅锌矿尾砂坝坍塌对农田土壤的污染及特征[J].环境科学学报, 2008, 28 (6) :1206-1211.

[3]娄淑芳, 张新环, 谢春等.商丘市蔬菜重金属污染状况与质量评价[J].中国食物与营养, 2010, 12:18-20.

[4]GB/T5009.13-2003, 食品中总铜的测定方法.

[5]GB/T5009.12-2003, 食品中总铅的测定方法.

神秘的空气污染指数 篇5

近年来,随着人们环保意识的提高,有关空气污染的研究增多[1~3]。尤其是北京奥运会以来[4],与空气污染有关的关键词频频出现在人们的眼前。空气污染指数作为衡量空气污染情况的最常用的指标,自然得到了人们的充分关注[5~8]。成都市位于中国西南部,深居中国内陆地区,其空气污染情况具有一定的代表性。有关研究表明[9],发达国家的大都市一周的平均降水量变化趋势与城市的污染水平有关。空气污染由燃料的燃烧而产生,大部分的污染物以气溶胶粒子[10]的状态存在于大气中。徐凤霞等人[11]对寿光市周降水量与空气污染关系进行分析,发现由于工业化和地理位置的原因,寿光市的周降水量与空气污染之间的关系并不密切,但还是有所联系。在已有研究当中,关于空气污染指数与降水量之间的关系的研究仍少有涉及。本文拟对成都市的空气污染指数和降水量之间的关系进行分析。

2 数据和方法

本文采用的成都市空气污染指数数据来自中国环境保护部数据中心的空气质量日报,时间从2006年1月1日到2010年12月31日。而降水量则采用2006~2010年四川省统计年鉴中的数据。其中的部分数据缺失,取前后各两天共四天的数据作平均,并四舍五入取整数。使用Matlab7.2,通过对成都市的空气污染指数进行小波分析,找出其变化规律。使用SPSS19.0对2006~2010年成都市月降水量和月平均空气污染指数进行相关分析。使用Excell2003对成都市的空气污染指数和降水量之间的变化规律进行拟合。

小波,全称小区域的波,是一种长度有限的特殊的、平均值为0的波[12]。小波变换的定义是把某一被称为基本小波(亦即母小波)的函数ψ(t)做平移,再在不同尺度a下对原信号x(t)做内积:

其中,τ为平移的距离,a为伸缩的尺度。

小波方差就是相应时间尺度的小波系数的平方和,公式如下:

小波分析具有良好的时频性,能在时域和频域两个维度上展开,进而突出这两个方面的特点,对时间序列中的突变点以及周期性具有很好的捡测和显示效果,因而其又被称做数学显微镜[12],对于海量的时间序列的数据具有其独特的分析效果。实践证明,小波分析对于空气污染指数的研究有重要的价值[8]。

本文取3~5月为春季,6~8月为夏季,9~11月为秋季,12~翌年2月为冬季。

3 结果与分析

律分析

3.1 2006~2010年成都市空气污染指数的变化规律分析

3.1.1 API的线性变化

对2006~2010年成都市空气污染指数在Excell中进行简单的线性滑动,得到图1。

由图1可知,2006~2010年5年的大部分时间里,成都市的空气污染指数都在100左右,值较小。而大部分超过100的情况都出现在冬季,2008年的冬季更是冒出了422的唯一一个超高峰值。

根据目前中国对空气污染指数的等级划分情况,可将空气质量分为5个等级[13]。由成都市2006~2010年的空气污染指数变化情况(图1)可知,成都市的空气质量达到Ⅰ、Ⅱ级(优良)的天数是1574d,且呈现较稳定的状态,其中,出现质量优的天数是202d,出现良的天数是1372d;而Ⅲ级(轻度)污染的天数是241d,Ⅳ级(中度)污染的天数为10d,Ⅴ级(重度)污染仅有1d。即2006~2010年成都市空气质量优良的天数与空气受污染的天数之比为1574:252≈6,说明一周当中,成都市的空气质量平均有6d是质量优良的,有1d是受污染的。说明大多数情况下,成都市的空气质量是良好的,只有在少数情况下,其质量较差,尤其是在冬季。3.1.2月平均API小波分析与方差分析

在空气污染指数API的分析过程中,有将其进行周平均分析[15],也有进行季节和年的平均分析[16],本文取其月平均值。将2001~2010年成都市空气污染指数用Matlab中的小波分析模块进行绘图。由于本次分析资料长度有限,数据始端和末端客观上存在着边界效应,变换时将在边界处产生扭曲,所以要消除边界效应影响。消除小波变换边界效应的方法有多种[14]。本文采用对称延伸法扩展资料,分别各向左向右延伸365d,采用墨西哥帽函数对其进行小波变换,最后只保留原始时段内的小波系数。再利用这些系数进行等值线绘图,得到图2。按照小波方差的计算公式,分别对各个时间尺度的小波系数进行平方和,再以时间尺度为横轴,相应计算得出的小波系数平方和为纵轴做小波方差图,得图3。

图2反映了成都市的空气污染指数周期性变化的情况,变化的程度由灰度值反映,灰度值越大,即越接近白色,空气污染指数越大。由此图可知,黑白色交替出现,且在一年之内分别出现一个黑色中心值和一个白色中心值,小波系数出现正负交替,说明成都市的空气污染指数呈现出一年的周期性:从冬季开始,空气污染指数逐渐变小,夏季最小,之后又增大;极大值出现在1、2月份,极小值出现在6~8月份。在2~4月的时间尺度下,成都市的空气污染指数出现了高低值闭合中心,呈现出“减小→增大→减小→…→增大”等5个循环周期,周期性非常明显,故可猜测其变化周期是3个月。2007年1月与2010年1月出现了这5年中的两个相对较大的极大值,而其两个相对较小的极小值则出现在2009年7月与2010年6~7月。同是冬季,2006~2010年成都市的空气污染变化情况为“小—大—小—小—大”,同是夏季,

其在冬夏季两个极端,这种情况表现得更为明显。用SPSS19.0对2006~2010年成都市月降水量与其月平均空气污染指数进行相关分析,得知二者的相关系数为-0.498,并且通过了0.001的显著性检验。说明成都市年际的月降水量与月平均空气污染指数之间存在着负相关关系,相关性达到了0.498。

然而它们之间的关系并不是显著相关,而是呈现出比较复杂的相关关系。本文从不同的时间尺度来进一步探讨两者之间的相关性。由图6中b图可知,当时间尺度为1个月时,2006~2005年成都市月平均API与月降水量之间存在着大体一致的变化情况,而2007年以后,两者之间更多体现的是两者之间的反相关关系。在时间尺度为3个月的情况下,2006~2010年成都市的月平均API与其月降水量之间存在着典型的反相关关系,相位相差为6个月左右的时间。即在这五年期间,当其月降水量较大时,其月平均空气污染指数值较小;反之,则大。在时间尺度为10个月的情况下,以2008年为界,前两年月平均API与月降水量之间存在正相关关系,后两年体现出两者之间的反相关关系。成都市月平均API在夏季处于相对的低谷状态,冬季处于相对的高峰状态;而其月降水距平的情况刚好相反。

中国的城市空气质量主要受污染源、气象条件、地理因素和人类活动的影响[16],而降雨情况只是气象影响因素中的一个。雨水可以去除空气中的SO2、NO2以及PM10.0。经统计,2010年西安市有降水出现的天数中,降水对SO2、NO2以及PM10的稀释影响分别能够达到62%、55.7%和68.3%,有较强的稀释作用[17]。在大气中,NOx、SOx会溶解于水汽之中并转化成酸,并伴随着雨水或因自身的重力而降落下来,进而减少大气中的NOx、SOx。悬浮颗粒物作为水汽的凝结核也会由于水汽的增加而降落下来。大气污染的主要来源来自于交通排放、交通扬尘、能源消耗以及施工扬尘等[18,19,20,21],而经济发展、经过不断的环保努力,交通排放和能源消耗所产生的NOx、SOx已逐渐减少。而随着城乡一体化进程的深入发展,交通扬尘和施工扬尘所带来的污染在一定程度上有所加剧。PM10.0已替代原来的NOx、SOx成为大气质量的首要影响因子。此外,大气稳定度也与空气污染指数之间存在较密切的关系,大气层结稳定时,湍流受到抑制,污染物不易扩散稀释,对城市空气质量将产生不利影响[22]。而大气垂直分布越稳定,越不易形成对流雨,进而减少降雨量,反过来又减少对空气污染情况的稀释作用。成都市位于成都平原地区,大气水平运动处于有利地形,大气稳定度受到一定程度的削弱,污染扩散较快。当降水量大时,空气污染指数就小,当降水量小时,空气污染指数就大。冬季,取暖等能耗的加剧,因天气干燥和风力加剧所带来的风沙扬尘频发,加之冬季的降水量少,冬季的成都市月平均空气污染指数较大就不难理解了。

4 结论

(1)2006~2010年成都市空气污染指数在绝大多数的情况下都呈现较低值的状态,成都市的空气质量以优良为主,时有恶化,冬季污染较严重,夏季较轻,其变化以3个月为主周期。2006年、2008年和2010年空气污染波动性较大。

(2)2006~2010年成都市的月降水量冬季较小,夏季较大,在2006~2008年以及2010年波动性较大,其变化以3个月为主周期。

(3)2006~2010年成都市月降水量与其月平均空气污染指数之间存在负相关关系,相关性达到了-0.499。在不同的时间尺度下,二者之间的关系有其相似处,也有其不同处。此外,二者的波动性存在一定正相关关系。

神秘的空气污染指数 篇6

1 空气质量指数

1.1 空气质量指数的定义

空气质量指数 (Air Quality Index, 简称AQI) 定义为定量描述空气质量状况的无量纲指数, 针对单项污染物的还规定了空气质量分指数 (Individual Air Quality Index, 简称IAQI) 。当AQI大于50时IAQI最大的空气污染物称为首要污染物 (primary pollutant) , 若IAQI最大的污染物为两项或两项以上时, 并列为首要污染物。浓度超过过国家环境空气质量二级标准的污染物, 即IAQI大于100的污染物称为超标污染物 (non-attainment pollutant) 。空气质量的好坏取决于首要污染物的污染程度[3]。

1.2 空气质量指数分级方案和分限数值

空气质量指数是根据空气质量标准和各项污染物的生态环境效应及其对人体健康的影响来确定分级数值及相应的污染物浓度限值。空气质量指数划分为七档, 分别为0~50、51~100、101~150、151~200、201~250、251~300和大于300, 对应于空气质量的7个级别。空气质量指数越大, 级别越高, 大气污染越严重, 对人体健康和社会活动的影响也越明显。新标准中空气质量指数评价项目包括SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5。日常监测中空气质量指数很少超过300, 以常规污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5指数300前的日报AQI为例。日报AQI级别及对应的污染物项目浓度限值如表1。

1.3 空气质量分指数计算方法

污染物项目P的空气质量分指数基本计算公式:

式中:IAQIP为污染物项目P的空气质量分指数;

CP为污染物项目P的质量浓度值;

BPHi为与CP相近的污染物浓度限值的高位值;

BPLo为与CP相近的污染物浓度限值的低位值;

IAQIHi为与BPHi对应的空气质量分指数, IAQILo为与BPLo对应的空气质量分指数。

各分指数计算出来后, 空气质量指数按最大分指数计算:

n为污染物项目。

2 在Excel表格中计算空气质量指数

根据空气质量指数计算公式和表1中空气质量指数对应的污染物项目浓度限值, 可以列出可吸入颗粒物PM10、PM2.5、二氧化硫SO2、二氧化氮NO2在Excel表格中的函数解析式。以可吸入颗粒物PM10为例说明函数解析式在Excel中的表达公式, PM10的函数解析式如下[4]:

在Excel软件中, 选取单元格A1输入需要的PM10浓度值, B1为对应的空气质量指数。在新的环境标准中环境空气质量指数及分指数的计算结果都要求全部进位取整数, 可以使用Excel软件中向上取整函数ROUNDUP。对多条件下的分步解析式使用IF函数进行判断计算。其函数解析式在Excel B1单元格中的表达公式为:

R O U N D U P (IF (A 1<=0.0 5, (5 0-0) * (A 1-0) / (0.0 5-0) +0, IF (A 1<=0.1 5, (1 0 0-5 0) * (A 1-0.0 5) / (0.1 5-0.0 5) +5 0, I F (A 1<=0.2 5, (1 5 0-1 0 0) * (A 1-0.1 5) / (0.2 5-0.1 5) +1 0 0, I F (A 1<=0.3 5, (2 0 0-1 5 0) * (A 1-0.2 5) / (0.3 5-0.2 5) +1 5 0, I F (A 1<=0.4 2, (3 0 0-2 0 0) * (A 1-0.3 5) / (0.4 2-0.3 5) +2 0 0) ) ) ) ) , 0)

同理, 选取A2、A3、A4分别为SO2、NO2、PM2.5所需输入的浓度值, B2、B3、B4为对应评价项目的空气质量指数。它们在Excel单元格中的表达公式如下表示。

SO2的公式为:

R O U N D U P (IF (A 2<=0.0 5, (5 0-0) * (A 2-0) / (0.0 5-0) +0, IF (A 2<=0.1 5, (1 0 0-5 0) * (A 2-0.0 5) / (0.1 5-0.0 5) +5 0, I F (A 2<=0.4 7 5, (1 5 0-1 0 0) * (A 2-0.1 5) / (0.4 7 5-0.1 5) +1 0 0, IF (A 2<=0.8, (2 0 0-1 5 0) * (A 2-0.4 7 5) / (0.8-0.4 7 5) +1 5 0, I F (A 2<=1.6, (3 0 0-2 0 0) * (A 2-0.8) / (1.6-0.8) +2 0 0) ) ) ) ) , 0)

NO2的公式为:

R O U N D U P (IF (A 3<=0.0 4, (5 0-0) * (A 3-0) / (0.0 4-0) +0, IF (A 3<=0.0 8, (1 0 0-5 0) * (A 3-0.0 4) / (0.0 8-0.0 4) +5 0, I F (A 3<=0.1 8, (1 5 0-1 0 0) * (A 3-0.0 8) / (0.1 8-0.0 8) +1 0 0, I F (A 3<=0.2 8, (2 0 0-1 5 0) * (A 3-0.1 8) / (0.2 8-0.1 8) +1 5 0, I F (A 3<=0.5 6 5, (3 0 0-2 0 0) * (A 3-0.2 8) / (0.5 6 5-0.2 8) +2 0 0) ) ) ) ) , 0)

P M 2.5的公式为:

R O U N D U P (I F (A 4<=0.0 3 5, (5 0-0) * (A 4-0) / (0.0 3 5-0) +0, I F (A 4<=0.0 7 5, (1 0 0-5 0) * (A 4-0.0 35) / (0.0 7 5-0.0 3 5) +5 0, IF (A 4<=0.1 1 5, (1 5 0-1 0 0) * (A 4-0.0 7 5) / (0.1 1 5-0.0 7 5) +1 0 0, I F (A 4<=0.1 5, (2 0 0-1 5 0) * (A 4-0.1 1 5) / (0.1 5-0.1 1 5) +1 5 0, I F (A 4<=0.2 5, (3 0 0-2 0 0) * (A 4-0.1 5) / (0.2 5-0.1 5) +2 0 0) ) ) ) ) , 0)

3 结语

由于Excel软件具有大量数学及逻辑函数, 将其用于计算空气质量指数, 可以省略掉繁复的计算步骤, 快捷准确。在实际使用中可以利用软件的自动填充方法, 将公式自动填充, 从而批量计算空气质量指数。为了防止公式被误删除可以通过Excel工作表工具中的保护功能对表进行保护, 同时将需要手动输入的单元格添加进允许用户编辑区域。

参考文献

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[2]文建辉, 唐方云, 石卉.用Excel解决环境监测中的数学计算问题[J].仪器仪表与分析监测, 2007:44～46.

[3]环境空气质量指数 (AQI) 技术规定 (试行) [J].环境保护部, 2012, 2, 2 9.

神秘的空气污染指数 篇7

近年来, 黄河河道河势严重西移致使韩城市下峪口下延段部分高岸及滩地持续坍塌, 频繁出险, 造成大片滩地塌入河中, 村庄后靠, 防汛压力逐年加大, 严重危及沿岸人民群众生命财产安全。根据韩城市市政府统计, 近年来黄淤66~63断面间每年塌滩平均长度约7m, 每年坍塌土地面积约100hm2, 桥南、下峪口、李村、林皋、潘庄等10余村1.5万人先后被迫搬迁3~4次, 特别是2006年桃汛以来, 河势西移态势进一步加剧, 高岸持续坍塌后退约50m, 塌岸毁地万余亩。沿黄群众多次上访, 强烈要求控制韩城段河势, 筑堤修坝, 防止高岸滩地坍塌, 恢复治理所失耕地及荒芜滩地, 进一步保护当地群众生命财产安全。因此, 通过对韩城下峪口地区黄河滩地的综合整治, 对促进地方经济和社会发展具有十分重要的意义。

韩城市下峪口地区存在较多煤矿企业及热电厂, 可能会对黄河滩地土壤中重金属含量产生影响, 这主要因为土壤中的重金属能从土壤迁移到其它生态系统中, 如地下水、植物等, 并通过饮用水和食物链影响人类健康[1]。因此, 对土壤中重金属含量及其潜在危害性进行合理的评价尤为重要。为了探明该项目区土壤重金属含量及其污染现状, 本研究通过普探调查, 采用地积累指数法和生态危害指数法对该地区土壤重金属的含量进行评价分析, 为土地整治项目的施工提供决策依据。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

韩城市下峪口土地整治项目东靠黄河河道, 涉及薛村、昝村、番庄村、谢村、三林村、林皋村等6个村。地理位置介于东经110°30′34″~110°33′36″, 北纬35°31′02″~35°34′01″, 距离县城10km。项目区为河道滩地和沙洲两部分组成, 地面开阔、平坦, 地下水位较高, 多为沙质淤土, 大部分老滩位置较高, 常年水淹不到, 历史上就已开发耕种, 是适宜开发的土地资源。样品采集区地处我国内陆, 属于暖温带半干旱大陆性季风气候, 四季分明, 气候温和, 光照充足。多年平均降水量555.2mm, 年内分配不均, 年内降水主要集中在夏秋两季, 7~9三个月平均降水量达306mm, 占全年降水量的一半以上。多年平均气温13.7℃, 其中春季14.6℃, 夏季25℃, 秋季13.4℃, 冬季0.2℃。最热月为7月, 多年平均26.6℃;最冷月为1月, 平均-1.5℃, 气温年较差28.1℃。年极端最高温度达42.6℃, 年极端最低温为-16.7℃。全年气温日较差平均10.3℃, 其中6月份最大为12.7℃, 11月份最小为8.8℃, 日较差较大, 有利于各种植物干物质的积累。

2.2 样品采集和处理

2.2.1 样品分布

采样点主要分布在沙洲和河道滩地 (图1) , 沙洲和河道滩地每100亩设定一个采样单元, 共采集表层0~30cm土样108个, 其中沙洲土60个, 河道滩地土48个。

2.2.2 样品采集与处理

土样采集取自沙洲和河道, 每个样点处5个点制成一个混合样, 用四分法取大约1kg的样品, 保存在自封袋带回实验室。在实验室内自然风干, 后取50g, 用木质工具碾碎并在玛瑙研钵上研磨, 混匀后通过0.149mm的尼龙筛过筛, 保存在自封袋内, 用于土壤重金属的检测。

2.2.3 样品分析

土壤样品重金属的测定:首先对样品进行消解[2], 然后利用ICP-MS测定土壤中镉、铬、镍、铜、锌、砷、铅等元素, 测定过程中, 所有样品均由空白样、二次平行样加标回收率进行质量控制。实验室所用玻璃器皿均在10%的HNO3或HCl中浸泡24h, 然后分别用自来水、蒸馏水各洗涤3次。实验所用酸均为优级纯, 其他试剂均为分析纯。

2.3 研究方法

2.3.1 地积累指数法

地积累污染指数法 (Mull指数) 是德国海德堡的地学沉积物研究所Muller于1969年提出, 是一种用于研究水体沉积物中重金属污染的定量指标[2], 被广泛的应用于土壤重金属污染评价, 其计算公式为:

式中, IGeo为地积累污染指数;Ci为重金属i的实测浓度, Bi为所测元素的环境背景值 (本研究选取陕西土壤背景值, 见表1) [3,4];k为常数, 是对成岩作用可能引起背景值变动的修正, 一般k=1.5。根据IGeo数值的大小, 可以将重金属污染程度分为7个等级, 见表2[5]。

2.3.2 潜在生态危害指数法

潜在生态危害指数法是由瑞典科学家Hakanson提出[6,7], 主要是根据重金属性质及环境行为特点进行评价的方法。该方法除了考虑土壤重金属含量外, 还将重金属的生态效应、环境效应与毒理学研究联系在一起, 采用具有可比的、等价属性指数分级法进行评价。其公式如下:

式中, Eri为潜在生态危害单项系数, Tri为某一种金属的毒性响应系数, 评价依据采用徐争启等人[8]结合Hankanson制定的标准化重金属毒性系数所计算的毒性系数 (表3) 。Cfi为单项污染系数, Ci为土壤重金属浓度实测值, Cni为参比值, 本研究采用陕西省土壤中重金属元素背景值作为参比值。生态风险程度划分[9] (表4) 。

3 结果分析

3.1 重金属元素含量分析

韩城下峪口黄河滩地中河道滩地和沙洲中镉、铬、镍、铜、锌、砷、铅这7种重金属元素含量的描述性统计表明 (表1) :就平均值而言, 在河道滩地和沙洲中锌含量的平均值最高, 其次为铬、镍, 镉含量的平均值最小。除沙洲中铜的变异系数较大外, 其余各重金属元素的变异系数都较小, 说明该地区黄河滩地土壤重金属污染状况类似, 这可能与黄河滩地土壤形成和淤积年代有关[10]。此外, 河道滩地和沙洲中锌含量平均值分别为252.59mg/kg和278.22mg/kg, 略高于陕西省土壤元素背景值, 这可能与该地区长期燃煤有关。但是由表5可知, 该区域黄河滩地土壤重金属含量均符合国家土壤环境质量标准二级标准[11], 可用于土地整治及水田耕作。

mg/kg

3.2 地积累指数评价结果

由表6可知, 该地区锌含量略高, 其次铜和镍有轻微污染, 这主要是由于韩城市龙门地区有大量煤矿及热电厂存在, 通过大气沉降等方式对该地区黄河滩地土壤产生一定的污染, 但污染状况不严重, 通过对黄河滩地河道和沙洲的土地整治及水田耕作, 能够显著降低该地区锌、铜等土壤污染[12]。其余重金属镉、铬、砷、铅等含量很低, 基本对该地区土壤无污染。

综合分析上述重金属的地积累指数等级, 可以看出, 韩城下峪口黄河滩地中7种重金属元素污染程度由强至弱的顺序为:锌>铜>镍>铅>砷>镉>铬。

3.3 生态危害指数法评价结果

由表7可以看出, 韩城下峪口黄河滩地河道和沙洲中土壤均受到不同程度的重金属污染和潜在生态危害, 但污染和潜在生态危害程度都较低。从单项污染系数来看, 黄河滩地中镉、铬、镍、铜、锌、砷、铅这7种重金属均为轻微污染, 其中, 镍、铜、镉等重金属污染程度略高;由潜在生态危害综合指数可以看出, 河道滩地中7种重金属污染程度均为轻微, 沙洲中镍、铜等重金属污染程度为中等, 这可能是当地长期采煤、燃煤后, 大气沉降产生的结果。

根据Hankanson的潜在生态危害系数, 韩城下峪口黄河滩地河道中7种重金属潜在危害由强至弱顺序为:镍>铜>镉>锌>砷>铅>铬;黄河滩地沙洲中7种重金属潜在危害由强至弱的顺序为:铜>镉>镍>砷>铅>锌>铬。其中, 铜、镍、镉对RI值的贡献较大。

3.4 两种评价方法结果比较

地积累指数法侧重于对底泥沉积物中重金属含量与背景值的对比评价, 主要反映外源重金属的富集程度, 而Hankanson潜在生态风险指数法不仅考虑了重金属的含量, 更侧重于反映不同金属的生物毒性影响, 以定量的方法划分重金属的潜在危害程度[13]。

对比两种不同的评价方法, 就污染元素来说, 结果都表明其中重金属镍、铜、锌对土壤具有中等污染程度, 其余重金属污染程度较小。在评价中, 二者评价结果基本一致, 相比较而言, 生态危害指数法较为保守, 主要是针对锌的污染评级有差异, 这与徐玉霞等人的研究结果一致[4]。通过比较可知, 应用生态危害指数评价时会考虑到整个生态系统中重金属对环境的毒性因素, 所以更符合实际状况。

两种评价方法结果都显示重金属镍、铜、锌对黄河滩地有一定的污染, 其余重金属污染程度较小 (表8) 。该地区黄河滩地重金属元素来源主要是当地煤矿开采和热电燃煤后的大气沉降, 但是在整体上重金属污染水平均比较低。

通过综合分析, 结果还表明, 黄河滩地沙洲土壤重金属的风险影响略高于河道, 这主要是因为沙洲是冲击河道泥沙长期淤积的产物[14], 经过长期的淤积过程, 沙洲内重金属含量逐渐增加。此外, 由于沙洲具有天然的过滤作用, 通过黄河滩地的河水经过沙洲时, 沙洲内部通过物理、化学以及生物等方式能够截留河水中大量杂质及重金属有害物质。因此在工程实施的过程中, 通过水的渗透压原理, 将黄河水通过沙洲过滤, 最终达到人畜饮用水标准, 彻底解决项目区周边群众用水水源问题。对于沙洲重金属残余问题, 通过韩城市下峪口黄河滩区土体有机重构工程的开展, 一系列物理、化学以及生物等有机重构方法的应用, 例如在水田耕作过程中施用有机肥和磷肥[15]等措施, 可以使得该地区土壤重金属风险降到最低, 保障周边地区人民的安全生产及健康生活。

4 结论

(1) 地积累指数法和生态危害指数评价法是区分自然与人类活动引起重金属对环境影响评价的重要方法, 通过这两种方法均可以区分自然异常对土壤带来的富集以及环境引发的元素污染和损耗, 较为准确地判断人类对土壤污染的贡献, 最终为污染治理以及工程进度提供一定的理论依据。

(2) 本研究采用陕西省土壤元素背景值计算地积累指数和生态危害指数, 最终所获得的结果基本一致, 说明评价结果可靠, 所获得的结果可以作为该区域的土体有机重构和土地工程开发的参考依据。

(3) 两种研究结果均表明沙洲土壤重金属的风险影响略高于河道。

(4) 通过评价比较, 结果显示:韩城下峪口地区黄河滩地重金属含量均符合国家土壤质量标准二级标准, 其风险水平较低, 不会对该地区土地整治和水田耕作造成影响。

摘要：为了全面了解韩城市下峪口黄河滩地土壤重金属的污染状况, 通过布点采样, 检测了该地区土壤中重金属的含量, 并采用地积累指数法和生态危害指数法对该地区黄河滩区河道和沙洲中7种土壤重金属 (镉、铬、镍、铜、锌、砷、铅) 的污染状况和潜在生态危害进行了分析。结果表明:两种评价方法所得结果基本一致, 韩城下峪口地区黄河滩地重金属含量符合国家土壤质量标准二级标准, 其风险水平较低, 不会对该地区土地整治和水田耕作造成影响, 虽然黄河滩地土壤中锌含量略高, 但是通过土体有机重构方法能够使得锌的影响降到最低。

神秘的空气污染指数 篇8

但是,在幼儿园教学活动中,由于科学活动要求严谨的教学语言、丰富的教学材料和充满趣味性的教学环节,在开展公开教学时,科学活动的设计往往不是教师的首选,即使在平时的教学活动中也常常令教师头疼。下面我就大班科学活动“神奇的空气”为例,谈谈我是如何开展科学教学活动的。

一、让选题更加近距化——提升科学课程的“生活化指数”,增加内容的关涉性

科学源于生活,归于生活。生活当中存在着许多神奇而又有趣的科学现象,幼儿对其充满了好奇,什么都想看一看、摸一摸,尤其是水,幼儿总是百玩不厌,对其永远充满浓厚的兴趣。于是,开学初我在本班的科学角为幼儿开设了各种关于水的游戏,并提供了杯子、瓶子、纸、吸管、水管等辅助材料,幼儿可以在自由探索的过程中发现沉浮的秘密,发现空气与水的关系。每天幼儿都争先恐后地去玩,并且在玩的过程中总是有新的发现。基于此,在本节教学活动中,我选择了几个简单而又有趣的科学小实验,以空气的存在和空气与水之间的关系为感知探究点,让幼儿在玩水的过程中感知空气的存在及其压力,较好地实现了“科学教育要密切联系幼儿的实际生活,利用身边的事物与现象作为科学探究的对象”的教学目标。

二、让材料更加玩具化——提升活动材料的“可动化指数”,增大操作的可能性

活动准备是为活动目标服务的,幼儿通过对环境、材料的相互作用获得发展,新《纲要》指出:“要为幼儿提供丰富的可操作性的材料,让幼儿能够运用多种感官、多种方式探索提供活动的条件。”在本节活动中,我为幼儿提供了透明水缸、透明玻璃杯、餐巾纸、吸管、矿泉水瓶等多样性的材料,且人手一份,放在幼儿手边,方便幼儿随时进行操作探索。

在开展教学活动时,为幼儿提供的材料需简单巧妙,可操作性强。在“神奇的空气”这节教学活动中,值得一提的是矿泉水瓶和吸管的使用。本来在班级科学区角我为幼儿准备的就是普通的矿泉水瓶,幼儿在操作“上浮”的过程中,直接把瓶盖拿掉,插进吸管,往里吹空气,这样一是不能很明显地发现空气进去,水排出来了;二是幼儿在吹气过程中太吃力,且水不能完全地排出。针对这一问题,我设计了在瓶盖上钻两个洞,并提供长短不一、可弯曲的吸管,这样幼儿在操作过程中,可将两根吸管同时插进瓶内,通过长的可弯曲的吸管往里吹气,水就可以通过短的吸管排出。幼儿操作起来非常方便,而且能很明显地观察到水与空气之间的关系,即空气进去,水排出来,这个过程既充满科学性,又充满趣味性。

三、让教学更加魔术化——提升活动过程的“童趣化指数”,增强课堂的吸引力

1. 巧妙启动魔术化导入。

科学教学活动的导入仿佛是优美乐章的“序曲”,如果设计的教学内容巧妙有趣,那么教学过程既能吸引幼儿的兴趣,增强课堂的吸引力,又能燃起幼儿的智慧火花,开启幼儿的思维闸门。在本节活动中,我先以科学小实验“餐巾纸为什么没有湿”导入,这个小实验旨在让幼儿初步感知空气的存在。我以神秘的语气告诉幼儿:“老师今天要给你们表演一个魔术。”幼儿的目光和注意力一下子就被我吸引了,个个目不转睛地紧盯着我“变魔术”。在这一环节中,幼儿感到很神奇:为什么把装有餐巾纸的杯子完全放入水中,餐巾纸就没有湿呢?进而引发幼儿的思考讨论,并让幼儿自由操作探索。在操作探索的过程中发现空气的存在,实现第一个活动目标,即“尝试亲自动手进行实验,观察实验中的科学现象,初步感知空气的存在”。

2. 巧妙运用呼应型关联。

一节优秀的教学活动,犹如一篇高分的作文,不但首尾要呼应,还要能吸引大家的眼球。因此,在教学活动中,幼儿园教师要吸引的就是幼儿的目光和兴趣。在本节活动中,开头和结尾我都是以两个魔术呈现,大大激发了幼儿的兴趣,提升了他们学习的主动性。开头的“餐巾纸为什么没有湿”和结尾的“水为什么不会流出来”其实都是运用到空气压力的原理,但是在幼儿的眼中却显得既神奇又有趣,他们个个跃跃欲试、大胆猜测。这样的精心安排,既能相互呼应,又能很好地激发幼儿的兴趣,还能简单明了地向幼儿阐述科学原理。

四、让学习更加生本化——提升活动方式的“探究化指数”,增长概念的自成性

1. 让探究拥有更大的自主空间。操作探索活动是幼儿主动获取科学知识、提高探索能力的重要途径。作为教师,应该努力为幼儿创设一个自主探究的空间。在本节活动中,我为幼儿提供了很多自主探索的机会。如第一个环节“餐巾纸为什么没有湿”,在教师实际操作之后,就让幼儿自己试一试,教师没有过多的提示性言语,旨在让幼儿自己发现玻璃杯中的奥秘;再如“潜水艇”实验这一环节,原先设计的是让幼儿先观看Flash《潜水艇工作原理》,然后再自己操作瓶子的下沉与上浮。但是后来考虑到这样他们就少了自己思考、自主探索的空间。于是将这一环节进行了顺序调换,让幼儿先自己动手操作瓶子下沉,自己想办法怎样才能让瓶子下沉到最深。没有言语的提示,没有经验的迁移,完全让他们自主去探索、自己去发现,从而使幼儿的思维向深层次发展,在探索过程中理解、解释科学现象,培养幼儿思维的灵活性,摆脱被动接受知识的状态。

2. 让探究拥有更多的发现情趣。

本节活动来源于幼儿的生活,始终以幼儿喜欢的水和空气为载体,进行实验。他们在玩的过程中发现了许多神奇的现象,非常兴奋。在这节教学活动中,教师始终以科学小实验贯穿其中,实验简单又有趣,特别是让“潜水艇”浮上来这一环节,幼儿通过吸管往瓶子里吹气,然后水就从另一吸管中排出,每名幼儿都玩得不亦乐乎,在教学的过程中他们都开心地叫起来:“啊,我成功了,我的潜水艇浮上来了!”幼儿在自主操作过程中不但发现了科学的奥秘,还获得了满满的成就感。