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由图6、图7、图8可见,在烟花爆竹集中燃放期间,PM2.5中K、Ba、Pb、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr等金属元素含量均呈出现上升,其中K、Ba、Pb、Cu等元素含量在燃放过程中上升明显,其浓度最高值分别达到了74.4μg/m3、6.86μg/m3、3.47μg/m3、1.48μg/m3,分别是燃放前的63.6倍、159.5倍、126.5倍、73.3倍,其中Pb浓度超过《环境空气质量标准》(GB3095-2012)规定的年均值标准限值5.9倍。而Ni、Ga、Ag、Cd、Hg、As、Se等元素含量未受到烟花爆竹燃放的明显影响。有研究指出,烟花爆竹的主要成分是黑火药, 含有硫磺、木炭粉、硝酸钾和氯酸钾,为了达到闪光的效果还要加入铝、 铁、 锑等金属粉末以及其他金属类火焰着色物如钡盐、锶盐、铜盐等无机盐类,当烟花爆竹点燃后, 木炭粉、硫磺粉、金属粉末等在氧化剂的作用下迅速燃烧, 产生含碳、氮、硫等的气体及金属氧化物的粉尘,同时产生大量光和热[15-17]。因此,导致烟花爆竹燃放期间,颗粒物PM2.5中K、Ba、Pb、Cu等元素含量迅速上升,这进一步充分表明燃放期间PM2.5浓度的明显上升主要由于烟花爆竹燃放所致。
3.4 对PM10和PM2.5浓度值的贡献量分析
从2013年起已经实施空气质量新标准的城市中,选取北京、沈阳、上海、武汉、广州、成都、兰州等7个城市,对其2013年春节期间的PM10和PM2.5监测数据进行分析。
将2月9日(除夕)17时的监测数据看做未受烟花爆竹影响的小时值数据,将2月9日18时至2月10日(初一)8时这一时段内最高小时浓度值看做受烟花爆竹影响最严重时的小时值数据(因为燃放活动一般从2月9日夜间开始,持续到2月10日清晨,这一时段数据受到燃放影响最为严重),分析燃放对PM10和PM2.5小时浓度值的贡献,分析结果见表1。由表1可见,2013年春节燃放活动对部分城市PM10小时浓度值的贡献量在99~1124μg/m3之间,对PM2.5小时浓度值的贡献量在75~673μg/m3之间,表明燃放活动能够导致PM10和PM2.5的小时浓度值显著升高,造成空气严重污染。
将2月8日(除夕前一天)日均值数据看做未受烟花爆竹影响的小时值数据,将2月9日至2月10日这一时段内最高日均浓度值看做受烟花爆竹影响最严重时的日均值数据(因为燃放活动一般从2月9日夜间开始,持续到2月10日清晨,9日至10日均受到燃放影响),分析燃放对PM10和PM2.5日均浓度值的贡献,分析结果见表2。由表2可见,2013年春节燃放活动对部分城市PM10日均浓度值的贡献量在30~162μg/m3之间,对PM2.5日均浓度值的贡献量在28~145μg/m3之间,表明燃放活动能够导致PM10和PM2.5的日均浓度值显著升高,导致空气质量出现超标。
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