Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phân tích hạt nhân phối hợp với một số kỹ thuật phân tích hỗ trợ g p ph n giải quyết bài toán ô nhiễm bụi khí pm-10

  • Số trang: 181 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 47 |
  • Lượt tải: 0
quangtran

Đã đăng 3721 tài liệu

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM __________________________ Vương Thu Bắc NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHÂN TÍCH HẠT NHÂN PHỐI HỢP VỚI MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÂN TÍCH HỖ TRỢ G P PH N GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN Ô NHIỄM BỤI KHÍ PM-10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM __________________________ Vương Thu Bắc NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHÂN TÍCH HẠT NHÂN PHỐI HỢP VỚI MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÂN TÍCH HỖ TRỢ G P PH N GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN Ô NHIỄM BỤI KHÍ PM-10 Chuyên ngành: Vật lý Nguyên tử và Hạt nhân Mã số: 62 44 05 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Phạm Duy Hiển Hà Nội - 2013 LATS VLNT&HN L ư ư . VTBắc i LATS VLNT&HN L c c c .TS. c T c c c V c , c . V c V T T c c c c c c c c c. .TS. Tang Seung Mun - T (NUS), GS.TS. David D. Cohen - V c c c (A ắc c 10; c c T Clarkson c c T c c GT.TS. Philip K. Hopke c T c c ) c ;c gây c TS. Andrzej Markowicz c rf c (IAEA), c c c c PM10. c c c c c c c T c c VTBắc c c . c c c c c . ii LATS VLNT&HN ..................................................................................................... i .......................................................................................................... ii .............................................................................................................. iii V B V T T T ..................................... vii ....................................................................................... x V V T ........................................................... xii ................................................................................................................. 1 1. c 2. c ........................................................................................... 1 c c c .................................................................. 3 c 3. c 3.1. c 3.2. 4.1. V 4.2. c c c .................................................................................. 4 c ........................................................................... 5 B c cc ........................................................................................ 5 T 1.1. 1.1.1. ........................................................................ 4 ..................................................................................... 4 5. 6. ............................................................................ 3 ................................................................................ 4 cc 4. V B ặc ............................................. 6 c ấ c c c và s phân b 10 ................. 6 c cc t b i khí.............. 6 1.1.2. Thành ph n và tính chất c a ô nhi m b i khí PM10 ........................ 8 1.1.3. Tác h i c a ô nhi m b i khí ......................................................... 11 cc 1.2. i khí PM10................................................... 16 1.2.1. Ngu n g c phát sinh .................................................................... 16 1.2.2. B i khí ở nông thôn và các vùng xa xôi ....................................... 18 1.2.3. B i khí ở c c ...................................................................... 20 1.3. c 10 1.4. c 10 VTBắc ................................................................. 3 .................................................. 22 ở c................................................. 27 iii LATS VLNT&HN c 1.5. .......................... 29 10 ở 1.5.1. Nghiên c u ô nhi m b i khí và i v i s c kho ............. 29 1.5.2. Nghiên c u ô nhi m b i khí lan truy n t m xa (LRT) ....................... 29 ở 1.5.3. Nghiên c u ô nhi m b i khí và s c 1.6. c n bi ở i khí h u .. 29 c ấ ............................................................................. 30 c c ở ấ c ........ 30 ........................................ 30 T . TV 2.1. ........... 32 .................................................................... 32 2.1.1. Ch n v trí thu góp m u .................................................................... 32 2.1.2. Thi t b thu góp m u nhi u t ng ....................................................... 33 2.1.3. Thi t b thu góp m u theo quán tính ................................................. 34 c 2.2. (NATs) .......................................... 36 2.2.1. K thu t phân tích kích ho 2.2.2. K thu t phân tích huỳ ng c (INAA) ................... 37 ng (ED-XRFA) ............................................................................................... 43 2.2.3. K thu t phân tích phát x tia X t o bởi chùm proton trên máy gia t c (PIXEA) ......................................................................................... 62 c 2.3. c 2.3.1. i qui tuy n tính nhi u bi n (MLR) ..... 67 2.3.2. Phân tích nhân t theo thành ph n chính (PCFA) ......................... 71 2.3.3. Phân tích thừa s ma tr 3. T 3.1. .................................... 76 T T 3 V T c T .... 82 ................................. 82 ......................................................................... 82 3 c ................................................................... 82 3.1.3. c B ................................................................... 84 3 VTBắc ............................. 67 B 2.5, PM2.5-10 -B ở ................ 84 iv LATS VLNT&HN c 3.2. ằ 10 3.2.1. Thi t l p các ch 3.2.2. Chuẩn b m u phân tích và chi u x m ......... 86 phân tích trong k thu t INAA..................... 86 ................ 88 c 3.2.3. c 3.2.4. ng nguyên t ......... 90 i h n phát hi n (LOD) trong k thu t INAA............. 93 c 3.3. ằ 10 E -XRF .... 95 3.3.1. Ph k ED-XRFA ........................................................................ 95 3.3.2. S ởng c c c ặc b cx .... 96 3.3.3. c 3.3.4. c nh y nguyên t trong k thu t ED-XRFA ................ 99 3.3.5. c ng nguyên t hóa h c trong ED-XRFA ......... 101 3.3.6. c nh gi i h n phát hi n trong k thu t XRFA ..................... 103 nh h s hấp th kh i bằ truy n qua 97 c 3.4. ằ 10 E ..... 104 Ph k PIXEA ở NUS ................................................................ 104 3.4.1. 3.4.2. c nh di 3.4.3. c nh gi i h n phát hi n trong k thu c 3.5. c ỉ ặc c c E 10 c c 3.6. ng nguyên t ........ 106 10 .... ằ 108 ..... 110 c ........................................................ 113 3.6.1. T a các giá tr phê chuẩn và k t qu phân tích....... 113 3.6.2. S a các nguyên t có cùng ngu n g c ............... 118 3.6.3. So sánh k t qu 3.7. c 3.8. c c c c c c c c c c 2.5 c 2.5 c và PM2.5-10.... 121 và PM2.5-10 ................ 123 3.8.1. Các y u t 3.8.2. Mô hình h i qui PM2.5 & PM2.5-10 khí theo các y u t 3.9. ....... 119 n b i khí PM2.5 và PM2.5-10 ...... 123 2.5 và PM2.5-10 c ng 124 ở 999-2001 ......................................................................... 128 3.9.1. c ặc ở n ô nhi m b i khí PM10 ở Hà N i .................................................................................................. 129 VTBắc v LATS VLNT&HN 3.9.2. Các mô hình ngu n ô nhi m b i khí theo từng lo 3.9.3. B i khí lan truy o ........ 131 xa (LRT) và b i khí t i ch (LB) ............ 135 3.10. 2.5 Bắc và PM2.5-10 ở -2002 ............................................................ 136 3.10.1. n hoá h c c 2.5 và PM2.5-10 ở thành th và nông thôn ........................................................................... 137 Mô hình các ngu n ô nhi m b i khí ở thành th , nông thôn và 3.10.2. c a chúng ............................................................................. 139 s T V .............................................................................. 145 ........................................................................................................ 145 ...................................................................................................... 149 T c B .................. 150 ................................................................................................... 150 c ............................................................................................. 152 T T T T V ..................................................... 153 ............................................................................... 153 ............................................................................... 154 ............................................................................................................ 162 VTBắc vi LATS VLNT&HN T ữ v ết t t ế AED Aerodynamic Equivalent Diameter ANSTO Australian Nuclear Science & Technology Organization APM Air Particulate Matter Ave Average BC Black Carbon BT Back Trajectory CA Correlation Analysis ĩa t ế ệt c c K C c B ắ c Asian South-East EA Eigenvector Analysis c éc ED-XRFA Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Analysis c ỳ EM Error Model EPA Environmental Protection Agency ET Emission – Transmission EV Explained Variation c c c Factor loading Factor loading Factor score Factor score FP Fundamental Parameter Fpeak HPGe High Purity Germanium IAEA International Atomic Energy Agency IC VTBắc Ion Chromatography T c T PMF2 c é Germani c ắc vii LATS VLNT&HN INAA Instrumental Neutron Activation Analysis INST Institute for Nuclear Science and Technology LB Local Burning LOD Limit of Detection c c c V Nhân c& c T c Nuclear Reactor LR Light Reflection LRT Long Range Transport MA Minimum Activity Max Maximum MCA Multi-Channel Analyzer Min Minimum MLR Multiple Linear Regression n Neutron NAAQS National Ambient Air Quality Standard c c c T c c Nutritional and Health-Related Environmental Studies c NATs Nuclear Analytical Techniques c NIST National Institute of Standards and Technology NR Nuclear Reactor NRI Nuclear Research Institute V NUS National University of Singapore T P Pressure Áp suấ PCFA Principle Component Factor Analysis NAHRES PIXEA c c c V gia c ẩ c c c c c chính c Proton Induced X-ray Emission Analysis c PM Particulate Matters B PM10 PM with aerodynamic diameter B less than 10m c VTBắc ẩ c ấ ở c m viii LATS VLNT&HN PM2.5 PM with aerodynamic diameter B less than 2.5m c PM2.5-10 PM with aerodynamic diameter B c from 2.5m to 10m c ừ  PMFA Positive Matrix Factorization Analysis ppm Part per million PTN Laboratory p-value Statistical significance level QA&QC Quality Assurance and Quality Control QTKT Meteorological Observation Station RAIN Rainfall RH Relative Humidity rotmat Rotational matrix c m c c m ừ c c ấ c ấ T ắc T ẩ Source profile Source profile SUN Sun T Temperature T T T Meteorological Monitoring Station ặ T ) T ắc T c US-EPA United State Environmental Protection Agency VAEC Vietnam Atomic Energy Commission V Nam WS Wind Speed T c y Year  B u B z B VTBắc ắ V c c ix LATS VLNT&HN Trang B c B T c B 3 T c ẩ c ấ c ở T B c ặc 3 c B c & B 3 c B 33 c B 3 B 3 3 B 3 B 3 V c ............... 16 c c c E c c E c ẩ . 61 c c ... 66 c c ............. 88 c c ẩ ................ 89 c c T c ẩ .......... 91 c c ắ c c ằ c ........... 92 c ......................................... 92 c c c ...... 42 E -XRFA. ............. 43 T T B theo AQI. ............................ 15 .............................................. 24 c c T .......................................... 14 c c , 3 W c ỉ c B g.m-3. ........................ 13 10 c B B 10 c c ẩ c ấ c B ................................................... 8 c B B c ......................... 94 c ẩ ..................................................... 98  ấ Fc (APM) ....................................................................................... 98 B 39 B 3 B 3 B 3 B 3 3 E B 3 c T- B 3 c c c c VTBắc c c ẩ c c c c c c c Z≤ ằ ........... 100 ................. 102 E -2110. ...................... 104 c c c ằ E ................ 109 ......................................................... 110 ằ ẩ .......................... 114 ằ ..................... 115 x LATS VLNT&HN B 3 B 3- c c ẩ ằ E E 3 B 3 9 B 3 c c 3-04. ..................................................................................... 122 trong PM10 B c .............. 117 T ắ c c 9 9 -8/99). ........ 127 c (p = 0.01). ................................................. 128 c c c ...... 131 g/m3). ............................................................................... 131 B 3 c B 3 B 3 3 . ............ 134 c c ở VTBắc BC và K+ theo q c c ..... 136 c -3 c ). ....................................... 137 1 ặc c c c c T1/2 2 ặc c c c c T1/2 trung bình. ...................... 162 3 ặc c c c c T1/2 dài. ................................. 163 4 T ở 24 , T& B ừ 200 - c c c ắ ............................... 162 c c ằ c E 9 ). ............ 165 xi LATS VLNT&HN Trang c cc c c. ............................ 7 c 3 c c c c Hình 1.4. ấ c & c ............................. 11 ở ừ 9 c PM2.5 2.5 c (2002-2005). ........... 23 ở T 99 ........................... 26 ắc V ............... 28 ặ c c c c ............................................... 32 T 3 E T-SFU ......................... 35 ắc c .................................... 36 phát có anode là Mo .................................................. 45 X ặc c c c cc c 3 c .............. 33 ắc c c c 3 –05 ....... 12 -2005). ................... 23 ở Hình 1.7. Các ng .................................................. 47 X ặc ....................................... 48 . .................... 52 ấ c c & c 2.5, & PM2.5-10. ............... 83 2.5. ......................... 83 33 c 2.5 ừ 99 9 .............................. 85 3 c 10 ừ 99 9 ............................... 85 3 c 2.5-BC 3 c c 39 c 3 ........................................... 90 ..................................................... 94 ỳ E -XRF SEAX c ẩ 9 ........................ 85 ............ 87 ở 3 3 ừ 99 c c 3 VTBắc ............................................ 9 Xở ở T V E c ................... 95 ............................. 96 c c .... 97 xii LATS VLNT&HN 3 c ẩ X c c c ... 97 3 3 Sen_1) theo K c c c có Z ≤ 3 Sen_2) theo K c c c c Z > 20. .................... 100 3 Sen_3) theo L cho các nguyên t c Z > 20...................... 101 .................... 100 3 X c cấ .......... 101 3 X c cấ .......... 103 3 X c cấ 3 .......... 103 3 9 Eở 3 ẩ c 3 E ................................. 105 E ....................................... 105 c ..................... 108 3 ắc c . ............................................ 112 3 3 ắc c . ........................................... 112 3 c c c c ằ c c c c c c 3 ẩ ẩ E ẩ ẩ c -1833, ẩ -2783 ......................................................... 117 3 2.5-10 ở T T c c ằ E 2- 3 4 c c ằ 2.5 ởT T T .................................................. 118 2+ E ởT T T T ............................................. 118 và NH4+ 3 9 (theo IC) trong PM2.5-10 ..................................................................................... 119 33 2- E ởT T T 4 (theo IC) trong PM2.5-10 ..................................................................................... 120 33 33 T-7 và ........................... 116 c ằ c ằ c c c c ............................................................... 115 3 BCR-38, Soil- ẩ 2.5 c BT và PM2.5-10 ở T T T ặc c ......... 120 c c ......................................................................................................... 130 VTBắc xiii LATS VLNT&HN 3 33 T c c c và nông thôn. ...................................................................................................... 138 33 33 33 33 VTBắc c c c 2.5-10 c c c c c & ở & PM2.5 ở -3 c 2.5-10 ở 2.5 c c ở & c & ). ... 141 c Nam. 142 -3 ). ...... 143 c 144 xiv LATS VLNT&HN t 1. c c T ấ c ấ c c c ẳ c c c c ừ ấ c c c ấ c ở c c c c 3 ở c c ẽ c c ấ c c c c c ừ ở c ừc c c ừc c c c c c ấ ở c c ẽ ở c c ằ c c ấ c ắc c ắ ấ T ẩ c c ở c c c c ấ c ấ c c c c – c ặc c ặc ấ ừ ấ c c c c 93 ở VTBắc ấ c ấ c c c ặc nguy c c c XX c ,c c c c ấ c chúng ta không ở c T c c c [60] Bỉ T 1 LATS VLNT&HN c c ừc c c 3 93 é 9 c c c c ấ 9 V c ừc c c 9 c c ấ ấ é T c 9 c T c 9 . c c ắc c c c c ở c c c ằ bản chất, nguồn gốc và tác hại của các chất ô nhiễm trong không khí đối với sức khoẻ. Trên cơ sở đó vạch ra các chính sách, biện pháp ngăn chặn và giảm thiểu các chất ô nhiễm, bảo vệ môi trường sống cho con người. c c ừ c c c c ở c ặc ấ T c é . c c c c ấ c ởc c ặc c c c c ấ c c ởc c c c c c c ẩ hí. T VTBắc . c c c c c c ằ c c c c ừ c c c c c õ ấ c c c c ấ c c 2 LATS VLNT&HN c c T c Nuclear Analytical Techniques – c c c cc c c c ặ c c c c c T c cấ c ấ c c cc c các c ấ c c c c c c V c c “ ghi n cứu ứng ng k thu t ph n tích hạt nh n phối h p với m t số k thu t ph n tích h tr góp ph n giải u t bài toán ô nhiễm b i khí 10”. a 2. c  c ấ c 2.5, c c c c G ở cc c c ố t ợ 3.  10 B 2.5 c và PM2.5-10 ( cc khí này ấ c 10 c C c c ấ và gây tác . c : INAA (Instrumental Neutron Activation Analysis), XRF (X-Ray Fluorescence Analysis) v X-ray Emission Analysis) c c Analysis) VTBắc – m. c c c c  ng. : c  c ấ v p ạm v ư 3.1. . c c c c c , c  c PM2.5-10 : c ặc ắc c E (Proton Induced PM2.5, PM2.5-10 ). : PCFA (Principle Component Factor (Positive Matrix Factorization Analysis). 3 LATS VLNT&HN 3.2. :  B  C c 2.5 và PM2.5-10 ở c c Bắc ). :T c c c c cc x c c c ). cm  c c :T tiê c c c c c c 10, c, c c c c ) ĩa 4. a c . a ư 4.1.  T c c c c ởV c 10 bao :k c ; PM; c c c c c c c  c c ),  X c . c gây c c cc c c PM2.5 và PM2.5-10 c c . c . 4.2. c  PM2.5, PM2.5-10 Fi-BC c cc  ở c PM2.5, PM2.5-10 c VTBắc ở cở 2.5) . cc ). 4
- Xem thêm -