张银晓,卢春颖,张 剑,王新锋,李卫军



民用燃煤排放细颗粒中金属元素排放特征及单颗粒分析

张银晓1,2,卢春颖1,张 剑1,王新锋1,李卫军2*

(1.山东大学环境研究院,山东 济南 250100；2.浙江大学地球科学学院大气科学系,浙江 杭州 310027)

通过模拟民用煤炭燃烧,采集了5种不同成熟度的典型块煤燃烧排放的单颗粒和PM2.5样品.利用带能谱仪的透射电镜研究了金属颗粒的单颗粒特征,运用电感耦合等离子体质谱仪和发射光谱仪获得了PM2.5样品中14种金属元素(包括8种重金属)的浓度特征.结果显示,民用燃煤排放的含金属元素的颗粒物主要有矿物颗粒、部分碳质颗粒、富K颗粒、富S[K]颗粒、富Fe颗粒、富Zn颗粒和富Pb颗粒共7种.5种民用燃煤排放的14种金属元素占PM2.5的1.29%~15.54%,其中Al、Ca和Na占金属元素总量的57%~80%,是民用燃煤排放的主要的金属元素;V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn和Pb这8种重金属元素占PM2.5的0.09%~2.53%,其中Zn和Pb占重金属总量的54%~91%,在民用燃煤排放的重金属中占主导.单颗粒分析结果显示Zn和Pb元素主要富集在粒径小于1μm的富Zn和富Pb颗粒中,这些细颗粒能够直接进入人体,对人体健康造成威胁.因此,建议居民应通过使用精煤或天然气等清洁能源来减少重金属的排放.

民用燃煤；金属元素；重金属；气溶胶单颗粒；细颗粒

我国是世界上最大的煤炭消耗国,2014年全国煤炭消耗量达41亿t,约占全球消耗总量的一半[1-2].在我国城市郊区及农村地区,煤炭是居民用于炊事和取暖活动的主要燃料[3].与工业活动相比,民用燃煤的燃烧效率低且无任何排……