洛伦兹曲线揭示兰州市主城区不同粒径颗粒物空间特征

2023-11-17 理论教育版权反馈

【摘要】：兰州市主城区冬季不同粒径颗粒物的分布相比较春季而言，更为均匀。迄今为止，针对大气颗粒物不同粒径对应不同的质量浓度以及各粒径颗粒物的化学成分研究少之甚少，本文利用8 级Andersen采样器模拟人的呼吸系统采样针对兰州市主城区可吸入颗粒物PM10 中的不同粒径颗粒物的质量浓度进行测定，通过空间洛伦兹曲线来研究8 级颗粒物中不同粒径颗粒物在各个采样点的富集状况和变化规律。

A Spatial Analysis on Particulates in Different Sizes in the City Proper of Lanzhou Based on Lorenz Curve

程慧波1 齐欣宇2*（1.甘肃省环境监测中心站，兰州 730000；2.兰州大学资源环境学院，兰州 730000）

Cheng Huibo1 Qi Xinyu2*(1.Gansu Provincial Environmental Monitoring Central Station,Lanzhou 730000;2.College of Earth and Environmental Sciences,Lanzhou University,Lanzhou 730000)

摘要为研究兰州市主城区不同粒径颗粒物的空间分布，利用8 级Andersen 采样器模拟人的呼吸系统于2013年春季和冬季分别对兰州大学本部6 号公寓楼下、天庆丽舍情园、天庆家园A 区、甘肃环境科技大厦、兰炼宾馆5 个采样点进行采样，通过空间洛伦兹曲线来研究8 级颗粒物在各个采样点的富集状况和其变化规律。结果表明：在春季，PM2.1-1.1 在兰州市主城区分布较为均匀，PM5.8-4.7 和PM4.7-3.3 的洛伦兹曲线距离绝对均匀线最远，在兰州市主城区分布较不均衡。兰州市主城区冬季不同粒径颗粒物的分布相比较春季而言，更为均匀。PM10.0-9.0 和PM9.0-5.8 在兰州市主城区的冬季分布最为均匀。

关键词：颗粒物粒径尺寸空间分布洛伦兹曲线兰州市

Abstract To study the spatial distribution of particulates in different sizes in the city proper of Lanzhou,tests to simulate the human respiratory system were carried out by using eight-stage Andersen impactor to make sampling at f ive spots in the urban area in the spring and winter of 2013 respectively.Spatial Lorenz curve was used to study the collection and variation conditions of eight-staged particulates at different sampling spots.Results showed that the distribution of PM2.1～1.1 was relatively homogeneous in the city proper in the spring.The Lorenz curves of PM5.8～4.7 and PM4.7～3.3 lay the farthest away from the absolute uniform line,and their distribution in city proper was rather uneven.The distribution of particulates in different sizes in the city proper in the winter was comparatively more uniform than that in the spring,and especially PM10.0～9 and PM9.0～5.8 distributed the most evenly there in the winter.(www.chuimin.cn)

Key words：Particulate matter(PM) Particulate size Spatial distribution Lorenz curve Lanzhou City

国家自然科学基金，编号：21603090；中国博士后面上基金资助项目，编号：2015M512051。

第一作者程慧波，男，1984年生，2016年毕业于兰州大学资源环境学院，博士，高级工程师。

*通信联系人，814660412@qq.com。

颗粒物粒径分布是指在某一离子群中不同粒径的离子所占总量的比例，颗粒物中的某些特定的物理、化学性质和颗粒物的粒径尺寸有着密切的关系，颗粒物的粒径不仅决定了它能否随着人体的呼吸系统进入人体器官的什么位置，还决定了它在人体内的沉积和反应作用[1-3]。相关研究表明，10μm 以下的颗粒物可以进入人体的鼻腔，9μm 以下可以到达人体的咽喉、5.8μm 以下可以进入人体的气管，4.7μm 以下可以进入人体的一级支气管，3.3μm 以下可以进入人体的二级支气管，2.1μm 以下可以进入人体的末端支气管，1.1μm 以下则可以进入人体的细支气管，更小的粒径0.65μm 以下可以进入人体的肺泡。国内外好些学者对颗粒物的粒径分布进行了大量的研究，比如国外学者针对PM10 的数量—粒度和体积—粒度分布进行了大量的科学研究[4-5]。在国内，学者针对北京市环境空气中颗粒物的粒度分布进行了相关研究，对北京市环境颗粒物的数量—粒度和体积—粒度的分布进行了研究；也有学者利用图像分析技术对大气颗粒物进行研究，该项技术可以提供颗粒物的数量—粒度和数量—浓度等源解析数据[6-9]。迄今为止，针对大气颗粒物不同粒径对应不同的质量浓度以及各粒径颗粒物的化学成分研究少之甚少，本文利用8 级Andersen采样器模拟人的呼吸系统采样针对兰州市主城区可吸入颗粒物PM10 中的不同粒径颗粒物的质量浓度进行测定，通过空间洛伦兹曲线来研究8 级颗粒物中不同粒径颗粒物在各个采样点的富集状况和变化规律。

洛伦兹曲线揭示兰州市主城区不同粒径颗粒物空间特征

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