西安市春季大气颗粒物PM_(2.5)与PM_(10)的特征

2010年4月在西安市区4个点使用低流量采样器同步连续采集2周(24 h/d)细颗粒物PM2.5和可吸入颗粒物PM10样品,分别利用热光碳分析仪、离子色谱和X射线荧光光谱仪分析其含碳组分(有机碳和元素碳)、水溶性无机离子(NH4+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、SO42-、NO3-)和元素Ca、Fe等浓度。结果表明,沙尘暴期间,PM10的质量浓度是PM2.5的3倍,PM2.5和PM10中有机碳浓度大于正常天气的,SO42--NO3--NH4+浓度急剧减小,明显小于正常天气,这与干燥沙尘暴的稀释作用有关;后向轨迹、气溶胶指数和Ca与Fe元素质量浓度比验证了沙尘暴颗粒来源西部戈壁沙尘和黄土高原;阴阳离子平衡计算显示沙尘事件颗粒物呈碱性,阴阳离子差异估算的CO32-含量与Ca2+具有强相关性,表明沙尘暴颗粒以CaCO3为主。     

武汉秋季灰霾和非灰霾天气细颗粒物PM_(2.5)中水溶性离子的特征

分析了武汉地区武大和天虹2个采样点秋季灰霾和非灰霾天气细颗粒物PM2.5中的9种水溶性离子(F-、Cl-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)浓度。结果表明,NO3-、SO42-和NH4+是武汉秋季PM2.5中最重要的3种水溶性离子,且PM2.5中各水溶性离子之间组成比例相对稳定;灰霾期PM2.5中水溶性离子比例的增大是武汉秋季灰霾污染的重要特征,它们可能来源于生物质燃烧、土壤扬尘、化石燃料燃烧、汽车尾气排放等过程,其中天虹站点的大气二次污染比武大站点的严重,固定源对武汉2个站点秋季灰霾期大气中NOx与SO2相对贡献均比非灰霾期的大,移动源对天虹站点秋季大气中NOx与SO2的相对贡献则比武大站点的大。     

室内外细粒子PM_(2.5)和总悬浮颗粒物污染水平的对比研究

为了解室内外空气颗粒物PM2.5和总悬浮颗粒物(TSP)的污染状况,自2008年3月24日～4月3日在西安交通大学学生办公室、教师办公室、化学实验室和室外同时采集PM2.5和TSP样品,对其质量浓度及无机水溶性离子组分(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-和SO42-)进行了分析。结果表明,室内外PM2.5和TSP浓度都远远高于美国空气质量标准规定的35μg/m3。室内外颗粒物浓度具有相同的变化趋势,且室内总体上低于室外。室内PM2.5在TSP中所占比例在65%～85%,室外在40%左右。室内外TSP和PM2.5中二次污染离子SO42-、NO3-和NH4+占总离子质量的50%以上,主要富集在细颗粒中。NH4+、K+和Cl-在总离子中的比例均为室内大于室外,PM2.5中大于TSP。Ca2+、Mg2+主要富集在粗颗粒上,室外含量远远高于室内。     

杭州市道路空气细颗粒物PM_(2.5)元素组成特征

采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法及电感耦合等离子体发射光谱法测定2010—2011年杭州市3条典型道路两侧代表秋、冬、春、夏4个季节的细颗粒物PM2.5中22种元素的质量浓度,分析其时空分布规律、特征及来源。结果表明:道路两侧PM2.5中元素含量与道路类型关系不大,呈现夏季小、其余季节大的态势,主要污染元素为Zn、Pb、Cu、Ni;受机动车排放的影响,道路两侧PM2.5呈无机元素含量小、有机元素含量大的特征;Fe、K、Mg、Na、P、Si等土壤元素主要来自机动车行驶引起的道路扬尘;机动车污染特征元素Pb、Zn、Cu、Cd来自相同人为源;机动车污染是道路两侧土壤和灰尘中重金属的主要来源;随着机动车保有量的持续增长,道路两侧PM2.5中Pb仍维持着较高的富集水平。     

沙尘期间大气颗粒PM_(10)与PM_(2.5)化学组分的浓度变化及来源研究

于2006年3月—4月北京沙尘发生期间,监测了沙尘与非沙尘期间悬浮颗粒PM10和PM2.5质量浓度,分析了样品中无机水溶性离子和金属元素。结果显示:沙尘天气导致PM10和PM2.5质量浓度上升,粗颗粒物质量浓度明显上升,细颗粒物受到的影响相对较小。SO42-、NO3-和NH4+为PM10与PM2.5主要水溶性离子。沙尘与非沙尘期间SO42-、NO3-和NH4+浓度变化表现出不稳定性,可能与沙尘的强度和持续时间、来源有关,沙尘下来自于土壤源Ca2+和Mg2+浓度都显然提高。沙尘期间Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Rb和Cs金属元素浓度高于非沙尘期间浓度,并且富集因子系数都小于10,说明主要来自于自然源,而Zn、Se、Cd、Pb和Bi这5种元素浓度随沙尘的侵入并没增加其含量,反而使浓度有所下降,富集因子和富集程度对比表明这些元素主要来自于当地污染源。     

北京冬季PM_(10)中有机碳与元素碳的高分辨率观测及来源分析

运用先进的RP5400碳颗粒物连续分析仪和TEOM1400a气溶胶质量测量仪于2004年冬季对北京大气PM10及碳气溶胶进行了连续观测,得到了PM10、有机碳(OC)、无机碳(EC)和总碳(TC)的日变化特征。观测期间OC、EC、TC、PM10的浓度和OC/EC比值分别为(21.2±16.0)、(8.9±5.1)、(30.2±20.4)、(172.6±98.3)μg.m-3和2.3±0.9。OC,EC和总碳(TC=OC+EC)分别占PM10质量的(12.4±6.4)%、(5.6±2.3)%和(18±9.2)%。OC,EC和PM10浓度变化范围较大,变化趋势相似,明显受风速影响,风速较大时浓度较小。PM10和OC浓度在夜间明显高于白天,但是EC浓度白天和夜间差别不大。EC在早上交通高峰期间达到最高值,显示了机动车排放源的明显贡献。OC/EC比值在夜间(2.4～2.7)明显高于白天(1.9～2.0),这主要是由于机动车白天排放较多,而夜间机动车相对较少以及燃煤排放较多。北京观测到的TC浓度和OC/EC比值均高于美国、日本的同期观测结果。分析表明北京冬季PM10中有机碳和无机碳以一次性排放为主。应用比值法估算出北京冬季PM10中碳气溶胶的来源主要是机动车(75%贡献)和燃煤(25%)。由此可见,北京PM10中碳污染较为严重,且机动车排放占了较大贡献,需要引起重视。     

细颗粒物PM_(2.5)浓度测量及计量技术

介绍细颗粒物PM2.5浓度测量、测量仪器的量值溯源方法和标准装置、切割头切割特性的检测方法,以及检测用标准粒子的制备;研制PM2.5采样器切割头检测装置,制备粒径范围在1.0⁴.0μmm的用于PM2.5采样器切割头切割特性检测的系列标准粒子,对可吸入颗粒物测量仪量值传递方法和准确性检验方法进行研究。通过本研究工作,可以建立PM2.5测量的参考方法,实现对PM2.5测量结果的准确溯源,使得PM2.5的检测数据可溯源至质量标准。     

大气气溶胶中有机氮和无机氮的测试方法及应用

选用元素分析仪测定大气气溶胶样品中的总氮含量,并使用总有机碳分析仪和离子色谱仪分别获得水溶性总氮和水溶性无机氮组分的含量;在此基础之上,通过相差法获得气溶胶中的水溶性有机氮和非水溶性氮组分含量;对本方法的精确度和准确度进行评估,及使用此方法对西安市大气细颗粒物PM2.5中含氮组分的进一步分析。结果表明,本方法能够系统准确地测试大气气溶胶中的多种含氮组分含量,可操作性强。     

杭州市大气悬浮颗粒PM_(2.5)污染状况及化学组成特征分析

为了解杭州市大气悬浮颗粒物PM2.5污染状况及化学组成特征,2006年在杭州市内布设2个监测点位,按季节进行采样,并对悬浮颗粒物PM2.5中20种元素进行定量研究。结果表明:杭州市区大气中悬浮颗粒物PM2.5的年均质量浓度值为77.5μg/m3,其中S、Si、Ca、K等元素年平均质量浓度大于1.0μg/m3。元素Si、Al、Fe、Mg、V、K、Na、Ti、Mn、Ca、P、Cr、Ni主要来源于地壳,而元素Cl、Cu、Zn、Pb、As、Br、S、Se等主要来源于人为排放源。     

人为活动对室内空气质量的影响

为了探讨人为活动对导致室内环境空气质量恶化的影响程度,分析研究不同人为活动对室内颗粒物的影响,选择某高校5个代表性人为活动点为监测点,同步实时监测室内颗粒数浓度和细颗粒物PM2.5质量浓度的变化,并记录人为活动和相关通风信息。结果表明,不同人为活动产生的颗粒数浓度和PM2.5质量浓度有所差异,其中食堂所测的平均颗粒数浓度和平均质量浓度分别为242 266 cm-3、124.2μg/m3,远远高于其他室内活动对颗粒物浓度的影响;在各项人为活动中,拖地时产生的颗粒数浓度和质量浓度最小;在进行室内活动时,特别是烹饪等污染物排放量较大的活动,应尽量缩短工作时间,同时加强通风,降低在高危污染环境中的暴露风险。     

较高负压烟气环境下PM_(2.5)测试技术研究

通过分析ELPI(静电低压撞击器,10 L/min)配套稀释器的工作原理,提出适用于负压烟气环境的科学合理的工程细颗粒物(PM_(2.5))测试方法,稀释器排气口等压处理,提高稀释空气的压力,并通过现场测试,探讨测试方法的合理性。在较低负压环境下,2种方法均可满足要求;当采样烟气负压达到-7 000Pa左右时,200 kPa稀释器随着采样环境压力的波动稀释比会有较明显的变化,-17 000 Pa时,300 kPa的稀释器也不再适用;对于较高负压环境,建议开发更大压力的稀释器,进一步扩大ELPI的适用范围。     

天津市住宅室内PM_(2.5)质量浓度及影响因素

为研究天津市居民住宅内PM_(2.5)浓度及其影响因素,监测天津市4个家庭室内PM_(2.5)浓度,分析室内人员活动、烹饪行为和空气净化器对室内PM_(2.5)浓度的影响。结果表明:随人员活动增加,室内PM_(2.5)浓度逐渐增大;烹饪时平均浓度是烹饪之前浓度的3倍左右;使用空气净化器能使室内PM_(2.5)浓度减少58%左右。     

福州市PM2.5中碳组分的污染特征研究

于2015年3月-2016年1月在福州市八个点位采集春夏秋冬四个季节的大气细颗粒物PM_2.5样品,共861个,采用热光反射法测定了PM_2.5中的含碳物质OC、EC,探讨OC、EC的浓度水平、季节变化、相关性、OC/EC的比值以及二次有机碳(SOC)的分布特征。结果表明,福州市大气PM_2.5中OC的浓度范围为(6.2~10.8)μg/m3,EC的浓度范围为(2.0~4.1)μg/m3,总碳TC在PM_2.5中所占的比例范围为(28.7~34.6)%。各点位中OC、EC的季节变化特征为春>冬>秋>夏。OC/EC的比值均大于2.0左右,说明各点位PM_2.5中存在二次有机碳。运用OC/EC最小比值法对SOC的含量进行估算,SOC年平均浓度为3.8μg/m3,占OC含量的46.8%。SOC对PM_2.5的贡献率春、冬季比夏、秋季高,这可能与夏季温度高、光照强烈有利于光化学反应进行有关。夏、秋、冬三个季节OC与EC的相关性较好,春季OC与EC的相关性差,说明夏秋冬三季节OC与EC的来源相同,春季OC与EC来源相对复杂。OC和EC中不同温度段的碳组分构成和TC与K+的相关性分析表明汽油车尾气排放、燃煤排放、生物质燃烧是福州大气碳质组分的主要来源。     

中国区域MODIS AOD与PM_(2.5)小时质量浓度的相关性分析

利用2015—2016年中国大陆区域Terra卫星的MODIS3 km AOD产品与空气质量监测站的PM_(2.5)资料,将AOD与PM_(2.5)小时质量浓度数据进行匹配,按多种时空划分方式将总匹配样本划分为不同集合,对比不同集合内样本的相关系数,分析AOD与PM_(2.5)相关性的时间和空间变化。结果表明,总样本集合AOD与PM_(2.5)的相关系数为0.40;中国区域春、夏、秋、冬4个季节的样本集合,相关系数分别为0.49、0.53、0.48、0.36;1 497个站点的2年样本集合,有906个站点的相关系数可以通过0.05水平的显著性检验,最大值为0.92,最小值为0.17,均值为0.44;1 497个站点的不同季节的样本集合,春、夏、秋、冬相关性显著的站点比例分别为43.9%、51.3%、39.8%、10.1%,夏季的显著性站点数量最多、分布地域最广,且相关系数均值较高。表明在中国地区,虽然在总体上可以有效利用MODIS 3 km AOD反演PM_(2.5)小时质量浓度,但反演的有效性存在明显的时间和空间差异。     

PM_(2.5)测试方法对比及其燃煤电厂的排放特征分析

遵循电力行业标准DL/T 1520—2016,采用PM-10撞击器(30 L/min)、质量法撞击器(DGI,70 L/min)、静电低压撞击器(ELPI,10 L/min)对燃煤电厂的PM_(2.5)进行现场对比测试;并对燃煤电厂PM_(2.5)排放特征进行总结。结果表明,同一仪器不同时段的数据及不同仪器相同时间的数据重复性均较好。     

湿度变化对TEOM~1400a系列环境颗粒物监测仪PM_(10)质量浓度观测的影响

为评价环境湿度变化对TEOM?1400a系列环境颗粒物监测仪进行PM10观测的影响,在2004年1月到2005年1月的观测过程中,获得了30min平均的大气PM10质量浓度,并观测了地面气象条件及降水过程中仪器的响应。结果表明,湿度变化较大时仪器记录的PM10浓度明显受到滤膜上吸附的水汽含量变化的影响。仪器提供的PM10质量浓度反映出明显的日变化规律,分别在8:00~9:30和18:00~23:00出现峰值而在12:00~15:30出现谷值;此变化规律反映了大气污染物的日变化特征,但也受到空气湿度变化的影响。应用该仪器时对空气湿度的影响应当予以考虑。