光污染的主要原因(6篇)
时间：2024-07-24
时间：2024-07-24
关键词：发动机;维护;滑油系统;污染防控
一、引言
近年来，因飞机油液系统污染导致的飞行事故、事故征候和较大故障已严重危及飞行安全，油液系统污染的防控工作已成为飞机维护中的重要工作。滑油系统是保证飞机发动机正常工作的重要系统之一，其主要功能是保证发动机摩擦件的和散热，一旦滑油系统出现故障，将引起轴承等重要部件损坏而造成严重事故。因此增强发动机滑油系统的污染防控，分析滑油系统污染的危害及其原因，制定污染防控措施，对飞机维修企业确保发动机正常使用，保证飞机飞行安全具有十分重要的意义。
二、污染的危害
滑油系统污染是指系统内部零件磨损、老化等产生的金属屑、淤渣和从外部进入的尘埃、沙粒等固体颗粒物，当滑油中存有相当数量的杂质，从而影响滑油和散热效果，加速轴承、齿轮等运动零件磨损，缩短寿命。滑油中的水分会引起金属零件表面锈蚀，使滑油挥发，加速氧化分解，生成沉淀和腐蚀性物质，进一步降低性能、恶化效果。在发动机使用过程中，常见的污染故障主要有传动部件异常磨损、振动异常、抱轴、腐蚀、滑油消耗量异常、滑油量异常增加或减少、滑油温度高、滑油压力异常、滑油变黑或有异味、滑油中串入燃油等，这些故障对发动机的正常工作产生严重影响，造成发动机振动大、卡滞、失效等现象的发生，严重时将会导致发动机抱轴；滑油腐蚀性过大将造成发动机附件机匣等腐蚀，导致发动机结构性故障。
三、产生污染的原因
1、金属屑污染
航空发动机传动零件表面磨损产生的铜、铁、锡等金属屑是造成滑油污染的一个重要因素。金属屑产生的原因是由于使用维护中机件磨损、拆装损伤和外部侵入物所致，如维护中机件未经清洗或虽经清洗但未清洗干净而残留在机件和系统中，体积大于系统过滤器通道的金属屑则沉淀在滑油滤、磁塞等部位，或存留在系统中滑油流动的死区危害机件。同时金属屑体积小于过滤器通道的则随滑油流动，当含量大于一定数量和粒度大于一定值时，直接影响发动机工作性能，直接反映发动机工作环境的污染程度。
2、人为性污染
人为性污染主要发生在使用维护过程中的滑油系统污染。产生的原因是由于维护人员对滑油的清洁度重视不够，防控措施不当或未落实防控措施，如维护的机件内部污染度不达标，未用清洁擦拭机件外表面或发动机部位，加油口未清洗、擦拭，拆除滑油系统附件后断开的导管、接头和部件等未及时包扎，连接口不清洁或清洗不达标等，均可产生人为侵入物污染滑油系统。
3、水分污染
水分是滑油中最常见的液体污染物，对滑油系统的危害很大。滑油系统中的水分主要来自维护时工作环境中的水分，维护操作中接触性水分侵入。如滑油箱加油口残存的冷凝水分，附着在滑油加油设备的接触性残存水分等均易进入滑油系统，成为滑油系统水污染的来源。使用维护中的环境湿度控制和避免操作时水分接触尤为重要。
四、污染防控的措施
1、滑油光谱监控
滑油光谱分析是应用最早的油液监控技术，主要功能是根据滑油中各种磨粒元素浓度的变化状况判断机件磨损程度，根据磨粒元素成分判断磨损部位，因此利用滑油光谱分析仪，可对发动机滑油维修中和试车产生的Fe、Al、Cu、Cr、Ag、Ti、Mg等金属元素进行监控。滑油光谱分析准确的关键在于油样的获取和检测分析的准确性。其中油样获取非常关键，必须从设计的取样点取样，或从系统沉淀物位置取样，按照使用维护时的取样方法、取样时机、取样量等取样，另外取样信息、分析结果记录、归档和污染防控信息传递流程和管理也十分重要。目前滑油光谱分析技术已在航空发动机滑油系统污染监控中广泛地应用，虽技术比较成熟，但对滑油光谱分析还应引起重视。针对在实际使用过程中出现滑油光谱结果超出监控指标时，应采取以下措施：（1）重要磨损元素浓度超过警告值或增长率异常值时，重新采样验证确认后，进行铁谱分析，综合分析大磨粒监控结果，并按照要求检查滑油滤、磁塞、（热）金属屑信号器，检查振动值、高低压转子惯性运转时间以及轴承噪音值等。若发现有指标不符合规定，应暂停使用，由发动机专业维修厂家排查原因，消除污染物。若未发现不符合规定指标，列入监控使用，监控5个飞行日。（2）对因滑油光谱监控数据超过规定指标列入监控使用的发动机，应在每个起落后采样进行滑油光谱分析、铁谱分析和磨粒检测，同时进行轴承检查，监控发动机振动值的变化趋势，发现异常时发动机暂停使用。（3）对列入监控使用的发动机，在监控周期内，滑油铁谱分析、磨粒检测、轴承检查和发动机振动值未超过规定指标时，发动机恢复正常使用。（4）滑油光谱监控出现以下情况，若外场无法排除故障时，发动机暂停使用：铁、铜元素浓度超过异常值时；铁、铜元素浓度超过警告值且浓度增长率超过异常值时；其它重要磨损元素浓度超过异常值和增长率异常值时。（5）参考元素浓度超过异常值或者因腐蚀造成镁元素浓度超过异常值，而发动机无其他故障征兆时，可更换滑油后继续正常使用。
2、磨粒检测
根据发动机滑油需进行磨粒检测的时机，使用自动磨粒检测仪，严格按照磨粒监控指标（参见表1）对磨粒的数量、类型和尺寸分布等情况进行检测。进行磨粒检测时，当发现检测数据超出指标时，应将检测结果和“航空发动机滑油光谱故障诊断专家系统”的诊断建议通知使用单位。使用单位应结合发动机实际状态，采取措施综合分析确定发动机能否继续使用，主要采取以下几项措施。（1）当滑油磨粒检测数据超标时，应首先重新采样检测验证。（2）新品或翻修发动机装机使用25h内，磨粒检测数据首次超过规定指标时，确认发动机其他监控参数和发动机性能参数正常时，可更换滑油后正常使用，以排除发动机磨合的影响因素。（3）确认磨粒浓度超过警告值时，进行铁谱分析，检查发动机滑油滤、磁塞、（热）金属屑信号器、轴承工作状态及相关发动机监控参数，如检查结果异常，发动机应暂停使用；若检查结果正常，列入监控使用，监控5个飞行日。监控期间，每个起落采样进行磨粒检测、光谱分析、铁谱分析，同时进行轴承检查，监控发动机振动值的变化趋势，发现异常时发动机暂停使用。（4）确认磨粒浓度超过异常值时，发动机应暂停使用，查找原因并排除污染源后使用。（5）当确认滑油污染度等级超过规定指标，而其它磨粒浓度数据正常，滑油光谱分析铁、铜元素浓度及浓度增长率正常时，可更换滑油并清洗滑油系统。发动机换新滑油，试车后，重新采样检测正常，发动机可继续使用，若仍异常，发动机暂停使用，再查找超标原因。（6）发动机滑油系统排故时，可从发动机附件机匣放油口采样进行磨粒检测、光谱和铁谱分析，与滑油箱放油口采样检测数据对比，以定性分析故障。
3、滑油污染度控制
滑油的污染度控制除对滑油油液中的固体颗粒污染度进行检测外，还应采取以下几个方面实的控制措施：（1）采购具有合格生成资质企业生产的滑油，确保滑油的污染度从源头上能够可控。（2）加强发动机滑油的入厂检验。采购的滑油应严格进行入厂取样化验。（3）在滑油使用过程中，除定期对滑油加油设备中滑油的污染度进行检测外，按检测时机要求对装机使用发动机滑油的污染度进行控制。从发动机滑油箱和飞附机匣采样，检测滑油的固体颗粒污染度。（4）滑油采样时必须使用统一采购的洁净塑料瓶；采样前应先使用清洁毛刷蘸洁净的洗涤汽油对各放油口进行清洁，并放出一定量的滑油后再进行采样，确保油样不被污染；采样后在采样瓶上详细登记飞机号、发动机号、采样日期和时间、采样部位、采样原因等信息，确保油样受控，便于追溯。（5）人是油液污染防控中最重要因素，所有参与滑油油液采购、储存和使用的人员都应受控。对从事发动机滑油系统、工艺装备安装、清洗、试验和维护人员，均应经过防污染专业培训。操作者双手应无污物，着清洁工作服和帽子，不许戴易脱落纤维或污浊手套，滑油采样应由专职检验员进行。
4、理化指标监控
滑油理化指标监控目的是检验滑油的品质以及界定滑油使用恶化极限，确定滑油品质或者决定能否继续使用。使用的发动机主要应按照滑油箱油量异常增加，滑油油样颜色突然变深、变浅或目视有杂质，滑油压力摆动或滑油压力超过规定且无法确定故障原因，发动机无滑油渗漏情况下出现滑油消耗量大或滑油箱液面低等状况时，进行发动机滑油的理化监控。
五、结束语
飞机维修企业在滑油污染防控中的主要任务是：对飞机维修期间的发动机按规定的周期和时机，通过滑油光谱分析、磨粒检测、污染度检测等对发动机滑油系统的污染实施防控，及时发现和预报故障，保证飞行安全。由于滑油系统污染防控涉及制造、使用和维修等各个阶段和环节，因此必须从各环节细节做起，扎实地落实防控措施，保障发动机滑油系统工作可靠和安全使用。
参考文献：
[1]陈卫,程礼《航空发动机监控技术》国防工业出版社，2011；
一、化学与资源开发
1.太阳能的开发
染料敏化太阳能电池具有类似三明治的结构,将纳米二氧化钛烧结在导电玻璃上,再将光敏染料镶嵌在多孔纳米二氧化钛表面形成工作电极,在工作电极和对电极(通常为承载了催化量铂或者碳的导电玻璃)之间是含有氧化还原物质对(常用I2和I-)的液体电解质,它浸入纳米二氧化钛的孔穴与光敏染料接触。在入射光的照射下,镶嵌在纳米二氧化钛表面的光敏染料吸收光子,跃迁到激发态,然后向二氧化钛注入电子,染料成为氧化态的正离子,电子通过外电路形成电流到对电极,染料正离子接受电解质溶液中还原剂的电子,还原为最初染料,而电解质中的氧化剂扩散到对电极得到电子而使还原剂得到再生,从而形成一个完整的循环,在整个过程中,表观上化学物质没有发生变化,而光能转化成了电能。
2.氢能源的开发
氢能的利用,主要包括两个方面:一是制氢工艺,二是储氢方法。氢的来源非常丰富,若能从水中制取氢,则可谓取之不尽、用之不竭。以水为原料制取氢气的设想比较可行的主要有两种:一是将太阳能聚焦产生高温使水分解;二是寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气。而在氢气的储存方面,可以利用储氢合金来储存氢气。目前研究发展中的储氢合金,主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。也可以用复合氢化物如铝氢化物和硼氢化物储氢。
二、化学与环境保护
1.水污染治理
水是生命之源,人类的生存和发展离不开水,而当今世界水资源匮乏且污染严重,处理水污染的方法有很多,如物理法、生物法和化学法。其中化学方法处理污水主要有以下三种:(1)混凝法――用混凝剂除去水中的悬浮颗粒物;(2)中和法――利用酸碱中和反应处理酸性或碱性废水;(3)沉淀法――使用沉淀剂将重金属离子转变成沉淀。在实际处理污水的过程中,往往是多种方法同时使用。
2.大气污染防治
关键词:光污染;立法现状;防治措施
中图分类号:R145
文献标识码:A
一、光污染概述
光污染是继废气、废水、废渣和噪声污染之后的一种新型环境污染。在世界各国有着不同的表述,我们可以发现光污染的特征如下:第一,造成光污染的人工照明都超过一定的标准与限度;第二,造成光污染的光照都会产生散射到指定区域之外的余光;第三,光污染都会对人类和自然环境造成不利影响。
二、光污染防治立法的必要性和可行性分析
(一)光污染防治立法的必要性。立法的必要性是由客观现实之需要和有关立法之缺失所决定的。但是随着新污染源的出现,原有的环境法律体系难以解决现实问题,应当与时俱进尽快制定出有关光污染防治法。1,光污染的严重性:首先,光污染严重扰乱居民生活,如北京某小区的蝗虫危机。玻璃幕墙强烈的反射光可使室温升高,家具老化,甚至引发火灾,严重干扰居民正常生活。其次,光污染威胁人类安全和健康,成为制造交通事故的凶手。玻璃墙装饰的高层大厦,刺眼的路灯和沿途广告标志的反射光进入车内,造成视力错觉。以及可能导致视网膜脱落的电焊弧光等。2,环境法律的滞后性。在我国现阶段环境法律体系中,地方性法规效力有限且大多分散,基本只是简单的原则性规定,也无相应的罚则,不成体系。3,法律救济的局限性。在我国,现阶段针对光污染侵权的案件,法院往往只能根据《民法通则》83条关于相邻权的规定和124条关于环境侵权的规定来处理。但适用相邻权的规定来解决有关光污染纠纷具有局限性;在实体法空白的情况下我国程序法也未能涉及追究造成光污染者的行政、民事、刑事责任的规定。
(二)光污染防治立法的可行性。1,从国际角度看――国外立法经验的借鉴:捷克的《保护黑夜环境法》,瑞典的《环境保护法》,美国有十几个州制定了有关的光污染防治的法规。2,从理论角度看――国内法制环境的完善。我国虽然没有成熟的光污染立法,但政府在实践中也逐渐探索出不少成熟的经验,并制定了一系列规范性文件,出台了许多合理的并经实践检验确实可行的政策和制度。据此诸多地方性法规方向是正确的,措施是可行的,国家可以法律的形式加以扬弃,并以法律的形式确定下来。3,从实践角度看――公民环境权意识的增强。众所周知,环境权是一项内涵丰富的权利,体现为环境法律关系的主体对一定质量水平环境的享有并于其中生活、繁衍,其具体转化为生命健康权、日照通风权、清洁空气等各种权利,光污染行为影响了尘态环境,妨害了人们正常的生活学习、工作,损害了人们的身心健康。显然侵害了人们的环境权。近年来,不断有媒体报道有关光污染侵权案件,这正是光污染立法必要性和紧迫性的有力证明。
三、有关光污染防治的立法构想
光污染防治是一项从经济、技术、法律、教育、行政等各方面进行综合治理的大工程。从法律对光污染的规制角度来说,我国应在借鉴国外先进立法经验并结合我国国情的基础上,以经济、生态环境的可持续发展为指导,加快光污染的专项立法。
首先,要确定何为光污染。必须先用科学的手段确定光污染的质量标准、排放标准等。超过这些标准,危害人体健康,妨碍人们学习、生活和其他正常活动,破坏城市生态环境的现象即为光污染。
其次,要制定有关光污染的防治措施和建立监督管理体制,将光污染防治纳入环境保护规划,采取有利于光环境保护的经济、技术政策和措施。因此,在现代城市建设中应合理规划布局,保护生活、工作环境的舒适及城市生态环境的平衡。可以将光污染纳入建筑物生产施工许可中环境评价的标准之一。另外,还应鼓励新技术,研制不产生光污染的可替代建筑材料以及可防止强烈光照的防护材料等。
第三,建立光污染防治监督管理制度。光污染防治监督管理制度是确保光污染环境标准能够顺利实施的切实保障。主要应包括光污染防治规划,光污染建设项目环境保护措施,光污染源的管理等。光污染防治规划应当对规划的制定程序,规划的实施作出具体的规定。
关键词：重金属污染；检测；技术
我们通常所说的重金属污染是指因为人类活动导致环境中的有害有毒重金属含量增加并超出正常范围而引起的环境质量恶化。从食品安全方面关注的重金属污染，目前最引起人们关注的主要是汞、镉、铅、铬，以及类金属砷等有显著生物毒性的重金属。其中砷虽然是非金属元素，但其来源及危害都与重金属相似，所以通常也将其列为重金属进行研究讨论。重金属主要通过污染食品、饮用水及空气而最终威胁人类健康。受到重金属污染的蔬菜、水果、粮食、鱼肉等并不能通过浸泡、清洗或蒸煮来去除其所含有的重金属。重金属在环境中大多不能被生物所降解，相反却能在食物链的生物放大作用下成千百倍地富集，最后进入人体。随着人体中重金属的蓄积量增加，机体便出现各种反应而危害健康。有些重金属还有致畸、致癌或致突变作用而危及生命安全。据研究，重金属污染经食物链放大随食品进入人体后主要引起机体的慢性损伤，进入人体的重金属要经过较长时间的积累才会显示出毒性，因此往往不易被早期察觉而在毒性发作前就引起足够的重视，从而更加重了其危害性。
一、食品中重金属污染的来源
重金属污染食品的途径主要有以下几种：
1、某些地区自然地质条件特殊，环境中的高本底重金属含量。在一些特殊地区，如矿区、海底火山活动的地区，因为地层有毒金属的高含量而使动植物有毒金属含量显著高于一般地区。
2、人为的环境污染而造成有毒有害金属元素对食品的污染。工业生产中排放的含重金属的废气、废水和废渣，农用化学品，如含重金属的农药和化肥的使用，可造成水体及土壤的环境污染。值得提出的是，重金属污染和一般的农药、化肥造成的污染不同，即使它们在环境中的浓度很低，但由于环境不容易净化，生物从环境中摄取重金属后通过食物链的生物放大作用，可以在较高级生物体内成千上万倍地富积起来，然后通过食物进入人体导致潜在的危害。
3、在食品加工、储存、运输和销售过程中使用和接触的机械、管道、容器以及因工艺需要加入的添加剂中含有的有毒金属元素导致食品的污染。
二、食品中重金属的检测技术及其进展
1、食品中重金属的检测方法
食品中重金属元素限量的检测方法有光度法、比浊法、斑点比较法、色谱法、光谱法、电化学分析法、中子活化分析等。有关国家标准均详细规定了食品中重金属元素的含量测定方法。以下列出的是食品中的铅、镉、汞和砷的国家标准检测方法。其它一些重金属的测定方法可见有关参考文献。
（1）食品中铅的常用检测方法有：石墨炉原子吸收光谱法，其检出限为5微克/千克；火焰原子吸收光谱法，检出限为0.1毫克/千克；单扫描极谱法，检出限为0.085毫克/千克；二硫腙光度法，检出限为0.25毫克/千克；氢化物原子荧光光谱法，检出限为5微克/千克。
（2）食品中镉的常用检测方法有：石墨炉原子吸收光谱法，其检出限为0.1微克/千克；火焰原子吸收光谱法，检出限为5微克/千克；光度法，检出限为50微克/千克；原子荧光法，检出限为1.2微克/千克。
（3）食品中总汞的常用检测方法有：原子荧光光谱分析法，检出限为0.15微克/千克；冷原子吸收光谱法，检出限为0.4微克/千克（压力消解法）或10微克/千克（其它消解法）；二硫腙光度法，检出限为25微克/千克。甲基汞的分析常常先用酸提取巯基棉吸附分离，然后用气相色谱法或冷原子吸收光谱法进行测定。
（4）食品中总砷的常用检测方法有：氢化物原子荧光光谱法，检出限为0.01毫克/千克；银盐法，检出限为0.2毫克/千克；砷斑法，检出限为0.25毫克/千克；硼氢化物还原光度法，检出限为0.05毫克/千克。
2、食品中重金属的检测技术进展
食品中重金属的检测技术进展主要表现在三个方面，一是检测仪器本身的技术进步，其硬件和软件功能的不断提升；二是样品的处理，包括样品的消解和必要的富集方法的进步；三是测定方法的改进和优化。
原子吸收光谱法是食品中重金属的主要检测技术之一，它可以采用电热原子化（石墨炉），火焰原子化或氢化物发生等方式。这些方法均具有较低的检测限。目前原子吸收光谱仪多采用CCD固态检测器代替光电倍增管，其自动化程度大大提高，可以实现火焰和石墨炉一体机并自动切换。仪器的软件功能已有很大提高，操作更加灵活方便。
采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）不仅可以测定金属元素的浓度，而且可以同时给出有关同位素的信息，因此可以进行同位素的示踪研究。目前ICP-MS最引人注目的进展是动态反应池技术。该技术可以大大延长了ICP-MS质量分析器的寿命，提高了ICP-MS的分析灵活度。
现在电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）法也已成为食品中重金属测定常用的方法。经过消解的样品可直接进入温度为5000～7000K的高温等离子体，并通过多色仪观测发射线同时进行分析。这种方法的优点是能进行约70多个元素的分析，每个元素都有很高的灵敏度，其检出限可以达到通常为ppb级。而采用双单色仪光学系统和具有双检测器的全谱直读ICP-OES仪则可以避免传统全谱直读ICP光谱仪预热时间较长、入射光狭缝小、检测器寿命短等不足，应该是今后全谱直读ICP光谱仪发展的方向。
在实际工作中，往往要求能够较快地得到检测结果，因此研究发展快速检测技术将是今后的重要发展方向之一。对于检测仪器本身来说，其发展的趋势将是具有越来越好的稳定性和检出限，越来越容易使用，分析的速度也更快，且能同时获得越来越丰富的信息。而对于食品中重金属污染快速检测技术的发展，不仅有赖于先进仪器的使用，在很大程度上也有赖于样品的前处理和制备技术。随着各种既高效快又灵敏的金属污染物分析仪器及分析方法的不断出现，传统的样品前处理和制备技术已不能满足实际工作的需要。食品的微波消解溶样技术的出现和快速发展，为重金属污染物的快速检测技术的发展提供了有利条件。微波消解方法具有简便快速、高效安全、重现性好、适用广泛的优点，和相应的仪器配合使用，完全可以满足食品中重金属污染物的快速检测要求。■
参考文献
关键词：地下水无机污染物检测技术
地下水主要存在于岩石及土层的空隙中，是一种十分重要的天然水资源，占整个淡水资源的30%左右。对于我国地下水而言，其供水量约占我国水资源总量的1/3，也是我国经济及社会实现可持续发展的宝贵资源。随着我国经济及社会的飞速发展以及城市化进程的不断加快，我国地下水污染情况日趋严重，其对环境及经济发展所造成的影响已显露出来。目前，我国有关地下水污染方面的研究多处于实验室阶段。因此，如何对地下水进行准确的检测已经成为摆在有关人员面前的重大课题之一。
1、地下水无机污染物及其危害
1.1阳离子无机污染物
1）砷离子。As容易引发皮肤斑点、眼病、癌症、心血管疾病等，还会对儿童的智力发育带来不良影响。根据我国标准，As限量为10μg/L，而地下水中As污染源通常来自于岩石风化及溶解等，此外，垃圾填埋或者化工厂污染也可能带来As污染。目前，发展高灵敏度及选择性的砷检测技术仍是一个挑战性课题。2）铬离子。Cr（Ⅲ）是人体内所必需的金属离子之一，Cr（Ⅵ）的氧化性及其对皮肤所具有的高渗透性可直接危害人体的肾脏与心肌，而离子态Cr（Ⅵ）在接触皮肤后会致癌，并产生变态反应，我国Cr标准限量为50μg/L。3）汞离子。Hg的污染源包括电池及杀菌剂生产过程，采矿冶金、煤烟沉降及废物处理等过程。Hg会对人的身体造成极大的危害，我国Hg标准限量为1μg/L。4）铅离子。由于地下水中所含的Pb会被植物吸收，并经食物链及饮用水进入人体中，从而对人体健康造成危害。
1.2阴离子无机污染物
1）氟离子。氟是人体必需的微量元素之一，对于饮用水而言，适宜的氟浓度在0.5-1.0mg/L之间。若饮用水中缺乏氟时，人体容易患龋齿病，但是，若摄取过量氟将会对人的健康造成危害，例如引起氟斑牙病或氟骨病等。2）硝酸根。硝酸盐污染的主要来源为化肥、排泄物、氮氧化物的沉降等等，婴儿摄入硝酸盐将会产生低血氧，且同癌变相关。3）硫酸根。地下水中的硫酸根多来自地表污水入渗、垃圾场及尾矿淋洗、酸雨补给、含硫矿石自燃等等。水中含有少量硫酸盐不会对人体健康造成太大影响，但是，一旦浓度超过250mg/L，将会致泻。
2、地下水无机污染物常用检测技术分析
对于地下水无机污染物而言，其无机污染物的分离与检测过程是一个较为复杂的过程，如果对试样进行全分析，常需要采取合适的方法分离各种组分，然后对各组分含量进行鉴定和检测。由于不同地区的地下水体系各不相同，因此，必须采用不同的检测方法，有时，仅仅采用单一的方法很难实现最优化的检测，需多种检测方法联合进行使用。
2.1化学检测技术
化学检测法主要是依赖于特定化学反应来进行检测的一种方法，其主要包括重量法与容量法两种。前者主要是通过选择性地将被测物质转化为一种不溶沉淀，经其分离、灼烧及干燥后对质量进行准确称取，此法主要对阴离子无机物质进行检测。依据沉淀质量进行计算，并对被测物含量进行计算。在对地下水铁离子进行测定时，常采用的是重铬酸钾法，即氧化还原滴定法，此法具有较高的准确性，但是缺点在于测定时需采用剧毒氯化汞，会对环境造成危害，并危及人体健康，且容易造成二次污染。容量法也称滴定法，是借助已知浓度的标准溶同试液待测组分产生化学反应，并根据标准溶液浓度、体积及当量关系对试液中待测组分含量进行计算。总之，化学检测技术是最为传统的检测方法，但是过程较为繁琐，灵敏度也不高。
2.2色谱法
液相色谱检测法是具有分离效能高、速度快及自动化等特点，比较适合用于地下水无机污染物的检测中，特别对于痕量无机金属离子的检测具有极高的灵敏性。此外，其所具有的可见光度检测器克服了分光光度计选择性差等缺点，实现了多种元素的同时测定，及简便又快速。而离子色谱检测法可对地下水中无机污染阴离子进行检测和分析，并应用螯合离子色谱技术对钢系金属离子的定量测定及顺序分离进行优化，采用过程分析技术可对离子交换浓集器进行监控，离子交换浓缩器可用于对地下水中痕量无机离子进行检测。通过化学发光检测系统可对地下水中被过渡金属离子络合的氰化物含量及痕量阴离子含量进行检测。
2.3光谱法
光谱法可对无机污染物的化学成分进行检测。例如，火焰原子吸收光谱检测技术可对地下水中的痕量金属污染物进行检测，这些采用直接法很难进行检测，因此，必须将待测元素预先进行浓缩和分离。以有机萃取法作为鳌合剂，通过火焰原子吸收光谱技术可对地下水样中的各种重金属元素进行测定。
2.4极谱法
此法兼具了色谱法与常规方法的共同特点，将极小面积的滴汞电极同较大面积的极化电极浸入待测地下水样品中，并逐渐对两极之间的外加电压进行改变，从而获得相应的电流―电压曲线图，此即所谓的极谱图。通过分析极谱图可求得待测无机离子的浓度。
3、结语
面对已污染的地下水而言，必须采取有效的防治措施，防止污染进一步扩大。应先对地下水污染情况进行调查，再选择合适的防治技术，并提出如下建议：
1）若可以查明污染源，而其又为垃圾填埋场等产生的，应尽量采取隔离方法，此法最为经济、有效；
2）将易沉淀的无机金属污染物固定于含水层中，这样虽方便、经济，但无法达到有效治理的目的；
3）对于地下水的原位治理技术而言，渗透性反应墙技术可以对多数污染物进行有效处理，且较传统抽出处理技术而言，更具经济性；
4）植物修复法最经济、某些情况下也最有效，既可治理污染又实现了绿地面积的增加。
参考文献：
[1]钱易.中国水污染控制对策之我见[J].环境保护，2011（7）：20-23.
[2]韩宁，魏连启，刘久荣，叶超.地下水中常见无机污染物的原位治理技术现状[J].方法应用，2010（2）：27-35.
[3]李明礼，柳诚，王祝等.地下水常见无机污染物研究进展[J].岩矿测试，2010，29（5）：565-570.
[4]刘白薇.垃圾渗滤液对地下水的污染调查及实验研究――以嘉兴垃圾填埋场为例[D].中国地质大学（武汉），2009.
[5]唐次来.Fe污染的模拟研究[D].西北农林科技大学，2007.
[6]李伟.饮用水中微污染物质的快速检测及藻毒素降解动力学研究[D].西安建筑科技大学，2012.
[7]高海鹰，张奇.污染物在受潮汐影响的地下水中输移的模拟[J].东南大学学报（自然科学版），2005，35（6）：950-953.
1引言
光化学烟雾污染，是指大气中的氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)等一次污染物在阳光照射下发生一系列光化学反应，生成O3、PAN、高活性自由基、醛、酮、酸等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象[1]。
随着国家环保力度的加大，大气污染物的在线监测项目的扩大，臭氧超标污染的报道屡见不鲜。2015年5月起，臭氧取代PM2.5，成为四川夏天空气污染“杀手”。5月、6月、7月、8月，臭氧都居高不下，成为污染祸首。臭氧污染超标的问题同样也发生在南京，2015年南京臭氧超标已达40d成首要污染物。现实中，臭氧正成为环境污染的重要因素之一。
开封作为中原旅游与文化城市，对环境的要求日渐提高。开封市从2013年开始了空气质量6参数的监测与统计。2013年全年臭氧作为首要污染物天数为54d，其中达到轻度污染以上的14d。2014年全年臭氧作为首要污染物天数为20d，其中达到轻度污染以上的12d，2015年全年臭氧作为首要污染物天数为23d，其中达到轻度污染以上的12天。臭氧已成为新的重要污染物。因此，分析臭氧污染的特点与来源，更好的防治臭氧污染已迫在眉睫。
2监测环境及监测方法
选取开封市区内具有代表性的监测点位(河大一附院)进行监测统计。该点位位于开封市龙亭区，人口较为稠密，周边为旅游区与商住居民区。站房位于河大一附院4楼顶，采样口距地面大于1.5m，距站房内有PM10、PM2.5、SO2、NOx、CO、O3及气象五参数。污染物监测仪均使用美国ThomeFisher公司仪器。
所用监测仪器定期进行标定校准，其中PM10、PM2.5、每周进行流量检查，定期更换纸带，清洗外置采样头及管路。SO2、NOx、CO、O3分析仪每周进行一次校零和校标，每季度进行一次多点校准，数据审核时剔除异常点，数据均符合国家环境保护局的数据质量控制标准。
研究数据采用河南省环境空气自动监控系统小时值。变化特征分析利用Excel软件处理。利用SPSS17.1软件进行相关性分析。
3结果与分析
3.1污染物浓度的时间变化特征
2015年4月23～5月3日，开封市臭氧污染物连续超标，选取河大一附院站点各项污染物小时均值数据进行分析，可以看出这几天SO2、NOx、CO、O3、PM10、PM2.5的时间变化趋势。详细见图1。
3.1.1污染期间污染物浓度特征
由图1可知，在整个污染期间，SO2平均浓度26.99μg/m3，最高浓度94μg/m3，NOx平均浓度35.5μg/m3，最高浓度106μg/m3，CO平均值1.61mg/m3，最高浓度3.7mg/m3，均未超过国家二级标准。PM10平均值120μg/m3，PM2.5平均值65.4μg/m3，4月28日因为出现暂时的大风扬沙天气，PM10为首要污染物，最高浓度743μg/m3。其余天数首要污染物均为O3，平均浓度183.8μg/m3，最高值412μg/m3，超过国家二级标准(160μg/m3)。这是一次以高浓度O3为突出特征的光化学污染事件。
3.1.2污染物浓度日变化特征
由图1可以看出，污染期间SO2、NOx、CO等污染物日变化呈现双峰型。在0：00～10：00时段逐渐升高，且在7：00～10：00达到一天内的峰值，随后逐渐降低，在18：00～20：00之后逐渐升高，早晨气态污染物的增高可能与上班人车流量增大有关，夜晚SO2、NOx、CO升高可能由于下班车流人流增加与出现逆温层污染物不易扩散有关。颗粒物PM10和PM2.5多在7：00和23：00左右出现峰值，这主要是白天人类活动增加与夜间边界层的日变化特征造成，夜间出现逆温层，颗粒物容易积聚形成高值。O3呈现单峰型变化。从0：00～6：00逐渐降低，随后迅速升高，在11：00～15：00到达峰值，随后逐渐下降。臭氧在8：00～12：00的生成速率平均为25.4μg/(m3·h)。最快可达到76.6μg/(m3·h)。这与徐鹏的研究接近[2]。徐鹏对于重庆市的大气污染浓度变化特征的研究表明，O3为单峰型的日变化形式，其中O3的日变化峰值出现在午后16：00，而NOx及SO2的日最大值则出现在08：00～11：00;NO2和PM2.5的日变化模态呈双峰型，有早晚两个峰值。
通过分析可以知，SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5与O3有一定的负相关关系。SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5多在7：00左右出现峰值，随后降低。而O3则多在7：00左右快速升高，在14：00左右到达峰值，而SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5此时多为一天内的谷值，这可能由于臭氧的形成主要由于SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5等污染物在阳光的照射下进行光化学反应形成臭氧。说明SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5为O3的前体物。
O3生成积累主要依靠NOx循环[3]，化学反应方程式：
NO2+hvNO+O
NO+HC+O2+hvNO2+O3
由于晚间NO氧化的结果，已有少量NO2存在，清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入大气。当日出时，NO2光解离提供原子氧，然后NO2光解反应及一系列次级反应发生，-OH开始氧化碳氢化合物，并生成一批自由基，自由基将NO氧化成NO2，NO2光解产生NO并生成O3，这部分NO(再生的NO)将再次被自由基氧化成NO2，依次循环往复，完成NOx循环。臭氧的消耗主要用于氧化NO形成NO2，而此次污染期间NO平均注入量不高，仅为2μg/m3，臭氧难以被消耗。高温强辐射天气使得NMHC氧化生成大量的过氧自由基，NO2的化学生成量较大，更多的再生NO被过氧自由基氧化，NOx循环次数多，导致最终生成的O3浓度极高。当NO2达到一定值时，O3开始积累，而自由基与NO2的反应又使NO2的增长受到限制;当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时，NO2浓度达到极大，此时O3仍在积累之中;当NO2下降到一定程度时，就影响O3的生成量;当O3的积累与消耗达成平衡时，O3达到极大。
3.2气象条件的时间变化特征
气象条件也是导致臭氧污染物形成的一个重要原因。将气象数据(气温、气压、相对湿度)及臭氧小时数据进行比对分析。详细见图2。
由图2可知臭氧浓度的变化与风速、温度呈现正相关关系，而与相对湿度有负相关关系。气温平均值22.47℃，多数时间低于30℃。相对湿度平均值：64.92%，风速平均值1.72m/s。风速多数时间小于3m/s。可见此次污染发生在一个高温、高湿、静风的气象条件下。臭氧浓度与温度时间轴变化一致，说明臭氧的变化取决于阳光的强度。紫外线是光化学反应一个重要的条件因素[4]。前体物光化学反应加速，加速臭氧增高。稳定的气象条件降低了污染物的消散，而高温、高湿为一次污染物的光化学反应提供了条件。
3.3污染物与气象要素的相关性分析
选取2015年4月23～5月2日的大气污染物六参数及气象要素利用SPSS17.1软件进行相关性分析。结果如表1。
3.3.1污染物之间的相关性分析
由表1可知，O3与其他污染物均呈现负相关关系。O3与NOx相关性最高(-0.601)，与PM10的相关性不显著。与CO、SO2、PM2.5均呈现显著相关性。结合NOx、CO、SO2、PM2.5与O3的日变化规律。可以看出NOx、CO、SO2、PM2.5是O3主要的前体物。
O3与CO的相关系数(-0.488)明显低于O3与NOx的相关系数(-0.601)，这表明除CO外，NMHC作为大气中重要的还原物种，也是O3生成的关键前体物之一，由于本监测站缺乏NMHC的观测资料，本研究没有进行深入探讨。NOx和CO的相关性较高，相关系数为0.695，两者两者呈正相关关系，可能由于来源同为汽车尾气。2015年的统计发现，开封地区的NOx/CO基本维持在0.03左右，而美国该值约为0.1[5]，而汽车燃油中CO不完全燃烧还是比较严重，也给O3污染提供一定的反应条件。据报道，人类活动排放的CO量增加1倍，臭氧浓度增加12%[6]。
PM2.5与CO、NOx、SO2均呈现较好的正相关性，分别为：0.727、0.475、0.397，PM2.5与O3呈现较显著的负相关性(-0.475)，环境空气中的PM2.5主要来自2个方面，一方面是直接排放的PM2.5，包括扬尘、采选矿、金属冶炼、有机化工生产和餐饮业油烟等;另一方面是二次颗粒物，主要是前体物二氧化硫和氮氧化物、挥发性有机物(VOC)等排放到空气中，通过化学反应产生的硝酸盐、硫酸盐、二次有机气溶胶等，造成PM2.5升高。本次研究中PM2.5与CO的相关性高于与NOx的相关性，一次颗粒物对于PM2.5的贡献要大于NOx经光化学反应后产生的二次颗粒物。但NOx是光化学反应前体物之一，也是PM2.5的源头之一。很多研究表明，污染日温度高太阳辐射强烈，大气光化学反应异常活跃，有利于二次粒子如硫酸盐、硝酸盐和铵盐等的生成，这三者总质量在夏季占细粒子质量的1/3以上[7，8]。
3.3.2污染物与气象条件之间的相关性分析
由表1中O3与气象要素的相关性分析表明，O3与温度的相关性极高(0.772)，与相对湿度的相关性略低(-0.729)，与风速的相关性最低(0.219)。可见，地面温度和相对湿度是影响O3生成的重要因素。持续高温期间，由于日照时间长、总云量和低云量较少、气温高，光化学反应尤其活跃，往往容易出现高臭氧浓度值[9，10]。PM10与温度呈负相关，与相对湿度呈正相关，PM2.5与温度和风速呈负相关，与相对湿度呈正相关。
4结语
(1)2015年4月23～5月3日开封市除4月28日外其余天数主要污染物均为O3。O3超标率多在10%以上，其中5月1日超标率高达30%，4月23日臭氧峰值最高达到412μg/m3，这是一次以高浓度O3为主要表征的光化学污染事件。
(2)O3呈现单峰型变化。则从夜间至清晨逐渐降低，随后迅速升高，在11：00～15：00到达峰值，随后逐渐下降。臭氧在上午的生成速率平均为25.4μg/(m3·h)。最快可达到76.6μg/(m3·h)。SO2、NOx、CO多在夜晚与上午形成峰值。
(3)天气晴朗，紫外线较强，加速了一次污染物的光化学反应。相对湿度和风速均较小，静稳天气条件减弱了污染物的扩散。
(4)O3与SO2、CO、NOx、PM10、PM2.5均呈现负相关关系。与NOx相关性最高，与PM10的相关性最低。O3与CO的相关系数低于O3与NOx的相关系数。结合污染物的日变化规律，可以看出SO2、CO、NOx、PM2.5是O3主要的前体物。NOx和CO的呈较显著正相关，说明两者的来源相近，同为汽车尾气的排放。
PM2.5与CO、NOx、SO2均呈现正相关性，与O3呈现负相关性，说明CO、NOx、SO2为PM2.5形成的重要前提物，O3与SO2和NOx的光化学反应也造成大气中二次颗粒物的产生，导致O3消耗降低而PM2.5升高。而PM2.5中VOC的光解析也可导致NOx、自由基的升高，加速臭氧的形成。
(5)O3与温湿度的相关性极高，与风速的相关性最低。可见，地面温度和相对湿度是影响O3生成的重要因素。局地光化学反应为主对O3起增值作用。PM10与温度呈负相关，与相对湿度呈正相关，PM2.5与温度和风速呈负相关，与相对湿度呈正相关。
开封市此次光化学污染过程的主要原因是由于在稳定的气象环境下气态污染物及颗粒物不易扩散，晴稳天气条件下发生光化学反应导致O3浓度急剧升高，而臭氧的升高也造成了PM2.5中二次颗粒物的产生，形成污染。因此，减少汽车尾气、工业生产中的NOX等一次污染物的排放是解决城市光化学污染的当务之急。
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