室内空气质量(PM2.5)净化方式和效果的研究

我国正遭遇经济高速发展带来的后遗症,环境污染,主要包括大气污染、水污染与土壤污染三方面。近年,随着PM2.5与雾霾逐渐受到重视,大气污染成为国人关注焦点。通过对北京污染情况分析,引出雾霾治理的理论方法论述,并从现有的技术中找出切实可行的方案,并在国家电网白广路办公楼项目中得以验证,经国家建筑工程质量监督检验中心对本项目进行了检验,检测结果在室外浓度310μg/m~3时,室内PM2.5浓度小于35μg/m~3,达到了优级水平,通过本文与大家分享。     

室内颗粒物与空调过滤器选型关系的现状与讨论

我国一些城市相继发生雾霾天气,这意味着城市的室外颗粒物污染在不断加重,而室外的颗粒物又会通过中央空调的新风系统进入到室内,所以,现今的室外状况又对中央空调的过滤器提出了更高的要求。然而,我国对室内PM2.5浓度限值的标准存在空白。同时,现有大多数级别的空气过滤器均是按计数效率进行的标定,这与我国颁布的室内、外空气质量标准对PM10、PM2.5给出的计重浓度相矛盾,因此,缺乏根据空气质量标准对空气过滤器进行选型的依据。     

合肥地区2013年春节期间PM2.5质量浓度演变特征

利用2013年2月8~19日合肥地区获取的大气颗粒物和常规气象观测资料,依据烟花爆竹燃放、降水过程、相对湿度和风速特点,分析了PM2.5质量浓度在不同气象条件下的变化特征。结果表明:合肥春节期间PM2.5质量浓度平均值为58.3μg/m~3,仅出现两个PM2.5质量浓度污染日;城市居民集中燃放烟花爆竹引起PM2.5质量浓度急剧增大,但主要排放PM1;降水过程对PM2.5质量浓度具有湿沉降作用,过程降水量越大,PM2.5质量浓度湿沉降量越大;PM1、PM1~2.5和PM2.5~10与相对湿度的相关系数分别为0.45、0.26和-0.07,粒径尺度越小的颗粒物吸湿增长特性越显著;PM2.5质量浓度演变与风速呈负相关,两者的相关系数为-0.33,风速越大,越利于颗粒物扩散。     

北京2014年冬季边界层高度与颗粒物浓度的相关性研究

拉曼激光雷达已经广泛应用于大气气溶胶、大气温度和水汽的空间分布及时间演变特征测量。为了获取北京污染期间大气气溶胶边界层的特征,2014年11月~2015年1月期间在中国科学院大学雁栖湖校区利用拉曼激光雷达进行连续观测。使用梯度法处理激光雷达观测数据得到边界层高度,同时与国家环保部提供的当地颗粒物浓度数据进行对比。观测期间灰霾天共出现15天,污染天出现27天,干净天出现24天。灰霾天、污染天和干净天三种情况下的平均大气边界层高度范围分别为0.6~0.9、0.9~1.3、1~1.9 km;PM2.5的质量浓度范围分别为143~203、77~90、17~34 g/m3;PM10的质量浓度范围分别为170~271、103~153、33~78 g/m3。研究结果表明:北京地区大气边界层高度对近地面颗粒物浓度具有明显的负相关影响。干净天、污染天和灰霾天下的PM2.5和PM10的质量浓度变化率随大气边界层高度降低而依次增大。灰霾天大气边界层高度引起的PM2.5质量浓度平均变化率为-242.4 gm-3/km,约为污染天（-114.8 gm-3/km）的两倍,干净天（-77.4 gm-3/km）的三倍;灰霾天大气边界层高度引起的PM10质量浓度平均变化率为-224.2 gm-3/km,约为污染天（-117.6 gm-3/km）的两倍,干净天（-90.4 gm-3/km）的两倍。     

地下坑道环境无线监测系统

目前传统的坑道气体检测系统存在很多安全隐患,且只能显示数据和简单声音报警,无法做到数字化传输。文中系统以MSP430F169单片机为主控,采用DHT22温度传感器、MQ-2可燃气体传感器、SDS011粉尘传感器为探测器,实现温度、湿度、PM2.5浓度、可燃气体浓度的检测。观测数据在LCD显示的同时由蓝牙同步传输至移动端,当气体指标超过阈值时进行GSM短信报警。文中设计PM2.5的检测范围从0~1000μg/m~3,误差±0.1%,可燃气体指数从0~1000,误差±0.1%。     

2016年春节期间西安市大气颗粒物中多环芳烃的污染特征

2016年春节期间, 利用小流量采样器采集西安市大气颗粒物中PM2.5和PM10样品,有效样品30个,使用高效液相色谱仪（high performance liquid chromatography, HPLC）分析样品中16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的质量浓度特征,及组分分布特征。运用比值法和气象参数对PM2.5和PM10中PAHs来源进行解析。结果表明: 除夕后的颗粒物浓度(PM2.5平均质量浓度为180 μg?m-3,PM10为286 μg?m-3)明显高于除夕前(PM2.5平均质量浓度为160 μg?m-3,PM10为88 μg?m-3); PAHs主要分布在PM2.5细颗粒中,约占70%以上;PM2.5和PM10中不同环数的芳烃分布主要以3环、4环和5环为主;春节期间PAHs浓度持续居高,主要源于冬季采暖煤的不完全燃烧以及汽油车和柴油车等交通污染排放,PAHs浓度的突然骤升主要来源于烟花爆竹的燃烧。     

膜采样与β射线法测定气溶胶PM2.5质量浓度的对比分析

利用β射线法气溶胶质量浓度自动观测仪器和膜采样设备,于2013年9月至10月在北京上甸子大气本底站进行了气溶胶PM_2.5质量浓度的自动观测和人工采样方法的对比试验。结果表明,两种方法的观测结果间具有较好的一致性,呈显著的线性相关关系;在PM2.5质量浓度较低(<35μg·m^-3)和较高(>250μg·m^-3)时,两种方法间的偏差较大;随着空气PM_2.5质量浓度的增加,自动观测方法与人工方法观测结果间的偏差逐渐增大.两种方法间的线性回归方程斜率、截距和相关系数均达到了国家环境保护标准HJ 653-2013的有关要求.对全部观测数据、>10μg·m^-3和10¹50μg·m^-3浓度范围内的数据分别建立了回归订正方程,同时,根据不同气团轨迹条件也建立了订正方程,订正效果表明以10¹50μg·m^-3范围内数据建立的回归订正方程为最优.     

湘潭市PM2.5 中二次水溶性无机离子及其 气态前体物的污染特征

2013年12月3日至2014年1月14日, 在湘潭市2个功能区(交通、商业、居民区和工业区) 采样点对大气PM2.5进行了采集, 并同步采集了SO₂、NO₂; 进而利用离子色谱法对PM2.5中二次水溶性无机离子(SO₄²⁻、NO₃⁻ 和 NH₄⁺ ) 的浓度进行测试分析。通过分析不同空气质量级别下硫、氮氧化速率(SOR 和 NOR) , 探讨了PM2.5中硫酸盐和硝酸盐的来源、形成机制和影响因素等。结果表明, 采样期间湘潭市PM2.5及其二次水溶性无机离子(SO₄²⁻、NO₃⁻ 和 NH₄⁺ ) 的质量浓度分别为148.34、56.19 g/m3, 其中 SO₄²⁻、NO₃⁻ 和 NH₄⁺分别占PM2.5 浓度的15.26%、14.06% 和8.57%, 三者累计值占PM2.5质量浓度的37.88%。随着PM2.5 浓度增加, 二次水溶性无机离子及其气态前体物SO₂、NO₂ 的浓度也逐渐增加, 且“重度”污染时SO₄²⁻、NO₃⁻ 和 NH₄⁺ 浓度较“良”时分别上升了1.93、2.41、2.03倍。不同空气质量级别下PM2.5中的SO₄²⁻、NO₃⁻ 主要以NH₄NO₃ 和(NH₄)₂SO₄ 的形式存在, 但在“轻度”和“ 中度”污染时可能存在其它的硫酸盐和硝酸盐。采样期间SOR 和NOR 的平均值分别为0.18和0.17, 不同污染级别下二者均在0.15 以上(大于0.1), 表明湘潭市PM2.5中的硫酸盐和硝酸盐主要是经转化形成的二次污染物。大气PM2.5中NO₃⁻ /SO₄²⁻ 为0.89, 不同空气质量级别下二者比值分别为0.78、0.99、0.82、0.97(均小于1), 表明湘潭市冬季PM2.5污染以燃煤源排放为主。     

合肥地区2013年春节期间PM2.5质量浓度演变特征

利用2013年2月8～19日合肥地区获取的大气颗粒物和常规气象观测资料,依据烟花爆竹燃放、降水过程、相对湿度 和风速特点,分析了PM2.5质量浓度在不同气象条件下的变化特征。结果表明:合肥春节期间PM2.5质量浓度平 均值为58.3 μg/m3,仅出现两个PM2.5质量浓度污染日;城市居民集中燃放烟花爆竹引起PM2.5质量浓度 急剧增大,但主要排放PM1;降水过程对PM2.5质量浓度具有湿沉降作用,过程降水量越大, PM2.5质量浓 度湿沉降量越大; PM1、PM1～2.5 和PM2.5～10与相对湿度的相关系数分别为0.45、0.26和－0.07,粒径 尺度越小的颗粒物吸湿增长特性越显著; PM2.5质量浓度演变与风速呈负相关,两者的相关 系数为－0.33,风速越大,越利于颗粒物扩散。     

合肥梅雨季节大气污染物分布特征的激光雷达探测

利用AML-2型车载测污激光雷达测得的合肥梅雨季节大气污染物的监测数据,研究梅雨季节对流层大气气溶胶和臭氧的时空分布特征,对比分析雨水对大气污染物消减的影响。结果表明:梅雨季节气溶胶的消光系数较小,且随着高度增大呈递减的趋势,在0.5km高度处,多天的消光系数为0.1～0.18km~(-1);持续降水对气溶胶浓度具有显著的消减作用,梅雨季节之前和梅雨季节气溶胶消光系数的均值分别为0.37km~(-1)和0.14km~(-1);梅雨季节臭氧的时空变化特征明显,臭氧浓度随高度的增大而逐渐减小,臭氧浓度的日差异较大,2008年6月20日和24日,0.4km高度处臭氧质量浓度相差59.5μg/m~3;与梅雨季节之前相比,梅雨季节的臭氧浓度大幅减小,相同高度处臭氧质量浓度均值的差值可达41.8μg/m~3。     

APEC期间京津冀地区污染物变化特征分析

利用中国环境监测总站发布的2013年11月1日~2014年12月12日污染物实时浓度数据,分析了京津冀地区污染物变化特征。结果显示：PM2.5、PM10、SO2、NO2和CO浓度年平均值分别为95.3, 163.9, 54.7, 48.9 μg/m3, 1.5 mg/m3;五种污染物浓度都表现出冬季高夏季低的季节变化特征,但不同污染物在不同的月份又有其特殊的变化特征。APEC期间京津冀地区PM2.5、PM10、SO2、NO2和CO平均浓度分别为66.1, 123.7, 33.2,、48.5 μg/m3, 1.2 mg/m3。APEC期间京津冀地区PM2.5浓度是APEC前后一个月的60.1%、59.4%;APEC期间气态污染物CO、SO2、NO2浓度与APEC前一个月相当,但APEC后急剧增加。减排措施使京津冀地区PM2.5浓度削减40%左右,PM10削减35%左右,NO2削减10%左右,CO削减15%左右。     

基于激光雷达和地面监测数据对南京一次沙尘和细粒子污染时空演变特征的分析

利用偏振激光雷达对南京2015年3月一次沙尘和细粒子污染共存过程的颗粒物垂直分布特征进行观测研究,结合地面气象数据、PM2.5和PM10质量浓度数据、PM2.5组分数据、卫星MODIS测量结果,探讨不同颗粒形态下的气象因素、颗粒物浓度分布、组分特征以及颗粒物光学特性的时间演变和垂直分布特征.结果表明:高湿、弱风等不利气象条件利于二次粒子的生成和累积,期间水溶性组分中SNA(SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺)等二次组分浓度明显升高;同一时期长距离输入的沙尘发生的沉降对地面PM2.5化学组分构成显著影响,3月21日下午时段至3月22日在1.1².5 km高度的沙尘颗粒物向地面输送造成地面PM2.5的Ca²⁺突然增大到3.2μg/m³;3月22日下午以后在东南气流影响下,地面PM2.5向西扩散,PM2.5颗粒物浓度得到有效稀释,同时段出现了沙尘输入和扬尘过程,扬尘过程和沙尘输入使地面的粗颗粒增多,PM10剧增至347μg/m³;南京与无锡地区的颗粒物时空分布呈现高度相似的变化特点,具有区域性分布特征.后向轨迹分析表明,500 m、800 m及1000 m三个高度气团移动方向基本一致,主要从内蒙、京津冀、山东等地入海,后又经东海返回内陆抵达南京.     

2005年夏季北京大气中碳黑气溶胶的观测研究

2005年8～9月在北京市丰台区站点通过碳黑测量仪(aethalometer)来连续实时观测碳黑气溶胶,获得了北京大气中每5min的碳黑气溶胶(BC)质量浓度。由这些实时数据分析可得到北京2005年夏季碳黑的日平均浓度为11．1±3．4μg·m~(-3),变化范围为3．7～16．7μg·m~(-3)。BC质量浓度与TEOM监测的PM10质量浓度和空气污染指数(API)的变化具有良好的一致性(相关系数分别为0．908和0．702),表明BC是可吸入颗粒物污染的重要组成部分。     

宝鸡市一次污染过程黑碳气溶胶的变化特征及潜在源解析

利用AE-31型黑碳仪于2019年2月4-26日对宝鸡市的黑碳(BC)气溶胶进行了在线连续监测,并结合PM2.5质量浓度、风速风向等数据,采用聚类分析研究了该地区污染期间BC质量浓度的变化及来源.结果表明,观测期间BC平均质量浓度为2.8μg·m-3,范围为0.4～8.0μg·m-3;PM2.5平均质量浓度为119.9...     

成都秋冬季气溶胶消光系数的非平稳性分析

基于对大气消光系数时间序列随机性的深入研究,利用成都市2015至2017年秋冬季的大气能见度、相对湿度(RH)、颗粒物(PM10和PM2.5)质量浓度和NO2含量监测数据,反演得到该区域相应时段的气溶胶消光系数时间序列.基于位置、尺度、形状的广义可加模型检测了气溶胶消光系数时间序列的平稳性,并对气溶胶消光系数序列进行了协变量分析.实验结果表明,成都秋冬季气溶胶消光系数时间序列均为非平稳序列,其均值和方差表现为非线性变化.细颗粒物(PM2.5)质量浓度、RH和气溶胶组分(PM2.5/PM10)均是气溶胶消光系数序列非平稳变化的显著协变量.其中,PM2.5为气溶胶消光系数序列非平稳性最主要的贡献因子,其次为RH,贡献最小的为PM2.5/PM10,且气溶胶消光系数的爆发式增长与PM2.5、RH和PM2.5/PM10的协同作用密切相关.     

自然通风室内外PM10、PM2.5、PM1.0污染特征

通过建立室内颗粒物集总参数模型,对自然通风房间室内的颗粒物污染特征及室内外颗粒浓度比值进行理论分析和实验研究,结果表明,室内PM10、PM2.5、PM1.0分别有46.7%~54.4%、48.7%~57.3%、22.9%~28.9%来自室内污染,室内外颗粒物的相关性随粒子尺度的增大而增强;测试房间PM1.0的I/O比在0.97~1.31内变化,PM2.5、PM10的I/O分别介于0.90~1.23、0.95~1.08之间,随着粒径的增大I/O比降低,其均值分别为1.09、1.06、1.00。     

安徽省寿县气溶胶消光系数变化特征分析

基于自主研发的气溶胶消光光谱仪, 在安徽省寿县观测站点进行了连续观测, 并对 2016 年 5 月至 12 月期间 该地区的大气气溶胶光学特性开展了研究。结合不同大气因素分析了观测结果的时间序列变化及日变化规律, 对比 了消光系数与 PM2.5 质量浓度、散射系数的相关性, 并探讨了风速风向对于寿县消光系数变化的影响。结果表明: 寿 县地区大气消光系数时间序列变化与日变化特征明显, 且受到不同气象要素的影响。秋季和冬季的大气污染情况较 为严重, 与其他季节相比, 污染天气的天数明显增多; 与清洁天气相比, 污染天气的消光系数和 PM2.5 质量浓度、散射 系数显著增大。特别在冬季, 污染事件频繁。在 12 月份出现过重度污染天, 其 24 h PM2.5 平均浓度超过 150 µg·m−3 , 且该月消光系数和 PM2.5 质量浓度、散射系数均达到观测期间月平均最大值。整个观测期间, 从日变化来看, 消光系 数、PM2.5 质量浓度及散射系数均是白天波动较大, 午后出现最低值; 其中消光系数最大值出现于清晨 08:00 左右, 最 小值则出现于下午 16:00 左右。此外, 消光光谱仪测得的气溶胶消光系数与 PM2.5 质量浓度和散射系数的相关系数分 别为 0.91 和 0.83, 说明研制的消光光谱仪同其他仪器的测量结果具有很好的一致性。     

光度计与颗粒计数相结合的颗粒质量浓度检测方法研究

基于Mie散射原理,提出了一种光度计与颗粒计数相结合的PM2.5颗粒质量浓度检测方法,一定程度上减少了等效直径大于2.5μm的颗粒所产生的干扰.该方法利用655 nm的激光器对悬浮颗粒物进行照射,通过光电二极管接收Mie-数射光强度,并利用质心法统计分析出现概率最大的光强数据作为PM2.5颗粒所产生的真实散射光强度,从而推断出PM2.5的质量浓度分布.最后,将基于该方法与TSI公司生产的PM2.5检测仪在同一环境下进行对比,发现测量误差显著降低,在高浓度下测量误差仅士5 μg/cm3.     

北京市交通环境大气氨污染水平分析

机动车作为大气PM2.5的重要污染源,其运行产生的氨气(NH3)能与大气中的酸性气体相结合,形成二次污染物。为掌握北京市交通环境中氨的排放情况,探索影响交通环境氨浓度的因素及关系,利用DOAS仪器对交通环境（北航东门天桥下）和城市环境（北京市环境保护监测中心楼顶）NH3的浓度进行持续7个月的观测。结果显示污染物的排放量总体呈现夏季低,春秋季高的特点,交通环境中氨的日平均浓度水平（25.19µg /m3）高于城市环境（15.90µg /m3）。全天浓度变化趋势稳定,均有明显的高峰低谷变化,表明交通污染源对大气氨的贡献较为稳定。从相关性分析可以看出,NH3与PM2.5、NO2、NOx、CO相关性较高,与NO相关性较弱。分析得出3级以上的风有利于氨浓度的快速扩散和降低。对学院路全年各类型机动车排放量和逐小时的排放量进行计算,得到氨排放量主要来自小型客车（汽油）和出租车（汽油）（占97.9%）。     

河南省PM2.5时空分布特征研究

PM2.5是影响河南省空气质量的首要污染物,秋冬季节灰霾污染严重。为了解河南省PM2.5污染的特征,对河南省的17个城市,运用统计学方法和ARCGIS技术分析其时空分布特征。结果表明：从2015年1月至12月,河南省17个城市日均质量浓度达标天数比例为57.16%,冬季整体污染严重,超标天数比例为73.68%,春季超标天数比例为44.37%,秋季超标天数比例为34.52%,夏季超标天数比例为20.08%。在去除气象记录的空气质量重污染日之后,周末的PM2.5平均值比工作日高 8.04%,表现出“逆周末效应”。PM2.5/PM10值在0.50~0.65之间,且PM2.5与SO2相关性较高,表明河南省受传统煤烟型污染影响较大,粗粒子污染明显。 PM2.5与PM10、SO2、NO2均呈现显著的相关性,说明河南省的污染主要是由燃煤及机动车尾气造成。由于温度及光照变化的影响,河南省PM2.5与O3在不同季节呈现显著差异,其在冬季和秋季的相关性分别为-0.315(p=0.05)、-0.353(p=0.05),而在夏季的相关性为0.496(p=0.01),春季为0.003。