校园大气环境不同高度PM_(2.5)的物理化学特征比较

大气细颗粒物(PM2.5)已经成为影响我国大气环境质量和人们身体健康的首要污染物.作为青少年集中学习和生活的校园环境的空气质量状况已经成为多方关注的热点.为研究校园环境大气细颗粒物的空间分布状况及其物理化学特征,在不同高度(5,40 m)设立采样点,同步采集大气PM2.5样品,利用高分辨扫描电子显微镜-X射线能谱仪(scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer,SEM-EDS)分析了不同高度和不同时间段校园大气环境中PM2.5的微观组成、化学组分,得出如下主要结论:校园环境PM2.5的微观组分主要有燃煤飞灰颗粒、矿物颗粒(原生的和新生的矿物颗粒)、烟尘集合体以及无法鉴定的颗粒物;5 m高度处采集的颗粒物的质量浓度和数浓度均高于40 m高度处,5 m高度处PM2.5的矿物颗粒相对较多,而40 m高度处PM2.5的烟尘集合体相对较多;晚上样品中颗粒物数量和种类都比白天要多.     

兰州市冬季大气PM10的微观形貌和粒度分布

利用高分辨率场发射扫描电镜（FESEM）和图像分析技术研究了兰州市区（东方红广场）2005年冬季大气可吸入颗粒物（PM10）的微观形貌、数量-粒度和体积-粒度分布特征。结果表明，兰州市冬季大气PM10主要包括燃煤飞灰、烟尘集合体、矿物和未知颗粒四种类型，其中燃煤飞灰在数量上占优势（61．7％），烟尘集合体和矿物颗粒在体积上占优势（43．6％和41．4％）。在数量-粒度分布上，粒径小于0．3μm的PM10占总颗粒物数量的78．6％，以燃煤飞灰为主（55．7％）。在体积-粒度分布上，粒径1～5μm之间的PM10占总体积的53％，主要是矿物颗粒和烟尘集合体（31．1％和19．6％）。综上可见，2005年冬季兰州市大气污染以燃煤污染为主，是今后大气环境防治中的主要控制对象。     

扫描电镜下煤矿区大气PM10微观形貌识别

采集河南省煤矿区义马、平顶山、永城大气PM10样品,使用场发射扫描电镜（FESEM）分析煤矿区PM10的微观形貌和来源.质量浓度分析结果表明,3个矿区夏季和冬季PM10的平均值在100~241 μg/m3之间,义马地区空气污染最严重.微观形貌分析结果表明：煤矿区大气PM10的类型可分为烟尘集合体、规则矿物颗粒、不规则矿物颗粒、球形颗粒及超细颗粒等几种类型,均具有不同的来源.颗粒物类型的多样性代表矿区污染的多源性和大气二次化学反应的复杂性.其中,烟尘集合体和规则矿物颗粒分别具有温室和制冷效应,二者环境效应具有相互制约的特点.有包壳的飞灰和空心飞灰是煤矿区特有的,其成因主要与燃煤作用有关.同一采样点不用季节PM10中不同颗粒数量百分比的变化不仅受冬夏两季燃煤量不同的影响,还受大气湿度、温度、风速等气象因素的影响;而不同采样点同一季节PM10中不同颗粒数量百分比不仅与气象因素有关,也受采样点附近主要污染源的影响.     

长春市初冬季节大气PM10的微观形貌特征与来源分析

应用扫描电子显微镜(SEM)研究长春市区初冬季节(2015年10月)可吸入粒子(PM_(10))的微观形貌并探讨其来源。结果表明,长春市区的可吸入颗粒物主要有:烟尘集合体、燃煤飞灰、矿物颗粒及未知颗粒,其中雾霾天气下以烟尘集合体和燃煤飞灰为主。长春市周边及邻近省份地区农业生物质燃烧是初冬季节雾霾天气下PM_(10)的主要来源。     

北京西北城区2010年春季一次沙尘暴过程PM10特征研究

采集2010年春季北京市西北城区沙尘暴前期、中期及后期可吸入颗粒物样品,运用场发射扫描电镜和粒度分布软件分析沙尘暴过程中PM10的微观形貌和粒度分布特征。结果表明,沙尘暴期间PM10和PM2.5的质量浓度是一个突然变化的过程,在沙尘期间质量浓度分别增加到1960.68μg/m3、1477.27μg/m3,然后随着沙尘暴的消退逐渐降低,颗粒物质量浓度逐渐减少;对体积——粒度分布的研究表明,无论沙尘暴天气还是非沙尘天气,其体积百分比主要集中在2.5μm以上的较大等效粒径范围内,沙尘暴天气是由于输入了大量的沙尘颗粒,而非沙尘天气的少量大粒径颗粒对体积百分比的影响却很大,导致体积百分比向大等效粒径范围集中;沙尘暴前,颗粒物的微观形貌类型有矿物颗粒、烟尘集合体、球形颗粒和超细未知颗粒,沙尘暴期间,微观形貌类型主要是来源于地壳的矿物颗粒。     

典型海滨城市与海洋气溶胶中水溶性离子的粒径分布

为研究厦门地区不同粒径颗粒物中水溶性离子的来源及海洋气溶胶对海滨城市大气颗粒物的影响,利用8级大流量MOUDI碰撞采样器分不同季节在厦门大学海洋楼及台湾海峡采集了气溶胶分级样品,并用离子色谱方法对气溶胶中的水溶性离子进行了分析.结果表明:城市点大气气溶胶中水溶性离子总质量浓度表现为春季最高(60.38μg/m~3)、夏季最低(8.76μg/m~3)、秋冬季介于两者之间的季节特征;而海洋气溶胶中水溶性离子质量浓度的季节差异较小(30.77~35.13μg/m~3).城市气溶胶中SO_4~(2-)和NH_4~+呈单模态分布,峰值粒径为0.44~1.0μm;NO_3~-呈双模态分布,峰值粒径分别为2.5~10.0μm和0.44~1.0μm.海洋气溶胶中NH_4~+和SO_4~(2-)的粒径分布规律与城市气溶胶类似,但NO_3~-在细模态(0.44~1.0μm)没有出现峰值,Cl~-和Na~+在大于16μm的粒径段有非常高的浓度,说明海浪飞沫的影响较大,在粗模态中的比例也明显高于城市气溶胶.干沉降速率为颗粒物大小的函数,其中在0.1μm左右的颗粒干沉降速率最小;通过干沉降速率和它们的浓度分布来计算无机氮(NO_3~-和NH_4~+)的沉降通量,估算得到远海颗粒态无机氮的干沉降通量明显超过近海(秋季NH_4~+除外).     

某铅锌冶炼厂开放源颗粒物及重金属粒径分布特征

为掌握铅锌冶炼厂开放源重金属粒径分布特征,采用安德森撞击式分级采样器采集铅锌冶炼厂典型工艺段开放源不同粒径大气颗粒物样品,利用火焰原子吸收分光光度法测定不同粒径颗粒物上Pb、Zn、Fe和Cr的含量并分析其分布特征。结果表明:各工艺开放源颗粒物中TSP的排放量为459.00~1835.88 g·h-1;重金属元素Pb、Zn、Fe、Cr的排放量分别是19.80~273.61 g·h-1、23.13~156.18 g·h-1、16.54~54.49 g·h-1、2.11~20.17 g·h-1;排放量最大工艺的为原料卸载点;不同工艺大气颗粒物粒径分布均呈双峰结构,其中除铸铅大气颗粒物峰值都出现在粗粒径范围以外,其他工艺段大气颗粒物在细粒子径段(0.43~0.65μm)和粗粒子径段(4.7~9.0μm)各出现一次峰值。各开放源重金属颗粒粒径频率密度分布图和累计频率分布图符合对数正态分布,铅、锌、铁和铬的几何平均粒径分别为2.60~8.50μm、2.60~7.30μm、3.90~8.50μm和0.55~4.30μm,开放源的重金属主要分布在粗粒子中。     

灰霾天气下煤矿区气溶胶单颗粒特征

采用带能谱的透射电镜(TEM-EDX)分析煤矿区城市大气PM_(10)的类型和成分,并重点分析矿物颗粒的酸化机理及其在大气化学中的作用.结果表明:PM_(10)主要包括矿物颗粒、烟尘集合体、燃煤飞灰、碳质颗粒以及一些混合颗粒等.其中,矿物颗粒共有4种类型:原生不规则矿物,以粘上、碳酸盐为主,主要来源于地壳;核-壳结构矿物,为原生矿物与酸性气体反应的产物;规则矿物,以大气中直接结晶析出的K_2SO_4和CaSO_4为主;球形矿物,主要为表面覆盖一层水膜的(NH_4)_2SO_4.二次反应生成的矿物颗粒,不仅受SO_2和NO_x排放量的影响,还与PM_(10)的化学组成以及空气湿度有关.     

郑州市大气可吸入颗粒物单颗粒污染特征分析

分析了2005年郑州市大气可吸入颗粒物(PM10)的污染特征,应用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术,研究了郑州市2005年夏季大气单颗粒物的形貌特征以及PM10的数量-粒度和体积-粒度分布.研究表明,2005年郑州市大气PM10污染比较严重,其污染程度从高到低依次为春、冬、秋、夏:烟尘集合体、不规则状矿物颗粒物在郑州市2005年夏季大气PM10中占有较大数量,PM10的数量-等效球直径分布的峰值在0.1～0.2 μm,PM10的体积.等效球直径分布的峰值则出现在0.7～0.8 μm和1～2.5μm范围内,说明在郑州市夏季大气PM10中,细粒子数量占优势,较粗颗粒(主要是矿物颗粒)在数量上对PM10贡献很小,但是对总体积(总质量)的贡献很大.     

燃烧过程中有害物质的富集与超细颗粒物的形成

燃煤排放的超细颗粒物及其上富集的有害物质已对环境和人类健康造成了巨大危害.通过对烟煤在沉降炉内燃烧试验研究,综合分析了煤粉粒径、燃烧温度、氧气含量对一次颗粒物形成的影响,并探讨了烟煤的膨胀特性及其对颗粒物形成的影响;采用最新的采样方法和系统从空气动力学直径角度对多台燃煤锅炉除尘器入口、出口的飞灰颗粒进行13级分级取样,得到了除尘器前后飞灰颗粒、元素的质量粒径分布规律、元素分布富集规律及不同除尘器对不同粒径颗粒的除尘效率;揭示了有害元素在超细颗粒物上的分布规律;针对燃后区化学团聚促进作用进行了实验研究,发现团聚剂能较好促进超细颗粒物团聚,使烟尘排放减低50%.     

三京西北城区2010年春季一次沙尘暴过程PM10加特征研究

采集2010年春季北京市西北城区沙尘暴前期、中期及后期可吸入颗粒物样品,运用场发射扫描电镜和粒度分布软件分析沙尘暴过程中PM,。的微观形貌和粒度分布特征。结果表明,沙尘暴期间PM10和PM25的质量浓度是一个突然变化的过程,在沙尘期间质量浓度分别增加到1960．68μg／in。、1477．27μg／m^3,然后随着沙尘暴的消退逐渐降低,颗粒物质量浓度逐渐减少;对体积——粒度分布的研究表明．无论沙尘暴天气还是非沙尘天气,其体积百分比主要集中在2．5μm以上的较大等效粒径范围内,沙尘暴天气是由于输入了大量的沙尘颗粒．而非沙尘天气的少量大粒径颗粒对体积百分比的影响却很大,导致体积百分比向大等效粒径范围集中：沙尘暴前,颗粒物的微观形貌类型有矿物颗粒、烟尘集合体、球形颗粒和超细未知颗粒,沙尘暴期间,微观形貌类型主要是来源于地壳的矿物颗粒．     

济南市春季大气中PM2.5、PM10颗粒物分布状态及元素分析

采用扫描电镜和能谱仪对济南市区春季大气中PM_(2.5)、PM_(10)颗粒物的显微形貌、粒径分布和化学元素进行连续30 d全天候研究,对大气颗粒物的粒径与数量进行统计回归分析,绘制相应粒径变化柱状图。依据检出的元素来推断大气颗粒物化学组成和来源,提出控制大气颗粒物PM2.5、PM10污染的有效对策。实验结果显示,大气颗粒物显微形态有球状、片状、棒状等不同形状且主要集中于0～1.0μm和1.0～2.5μm粒径范围,检出C、O、Cl、Si、Ca、K、Na、Mg、Al、Fe、S等多种化学元素,大多以矿物质氧化物、硫酸盐、硅铝酸盐等形式存在,主要来源于土壤尘、风沙尘、燃煤飞灰等。该方法简单、快速、科学,值得进一步推广应用。     

大气颗粒物质PM2.5的产生、危害及防治

一、PM相关介绍大气颗粒物质(PM)是大气中固体和液体颗粒物的总称。按其粒径大小,可分为粗分散系(粒径大于10μm)和胶体分散系(0.001-10μm)。PM10是指空气动力学直径￡10μm的颗粒物,也称为可吸入颗粒物:PM2.5是指空气动力学直径￡2.5μm的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,     

运用单颗粒气溶胶质谱技术研究上海大气重金属(Zn,Cu)污染

使用气溶胶飞行时间质谱仪(ATOFMS)对2007年的8月(夏季)和2008年2~3月(冬季)上海大气中的含重金属Zn,Cu颗粒物进行分析.结果表明:冬季的重金属污染比夏季严重,在单位时间内冬季观测到的含铜颗粒物数目是夏季的2倍,夏季没有观测到含锌颗粒物,冬季观测到大量的含锌颗粒物.运用自适应共振理论神经网络算法(ART-2a)对含重金属颗粒物数据进行了质谱分类分析.结果表明,含重金属颗粒物的化学成分都包括大量的有机碳、硫酸盐、硝酸盐和元素碳.夏季含铜颗粒物中同时含有氯.部分颗粒含有两种或多种重金属元素如Pb和Cu,或Pb和Zn和Mn,或Cu和V等.从粒径特征上来看,粒径最小的是含有元素碳的颗粒物,粒径分布最大值在0.4μm,其次是含有有机碳-硫酸盐,硝酸盐,氯的颗粒物,粒径分布最大值在0.5~0.6μm.粒径较大的是多种金属组合的颗粒物,最大值在1μm左右.根据单颗粒质谱特征对含重金属颗粒物进行了源解析:夏季ATOFMS采集的含重金属颗粒物主要来自垃圾焚烧和重油燃烧;冬季ATOFMS采集的含重金属颗粒物主要来自垃圾焚烧和煤炭燃烧以及金属冶炼.     

呼和浩特市施工扬尘排放因子和粒径分布

按照四维通量法模型要求的施工扬尘排放因子监测方案,2008-2009年对呼和浩特市9个建筑工地和5个背景点进行降尘监测,得出施工降尘量(ΔDF)年均值为31.7t/(km2.30d).采用微孔均匀沉积式碰撞采样器(MOUDI-110)分别采集施工现场大气和工地道路积尘(≤75μm)经实验室再悬浮后的颗粒物,结果表明,施工现场大气颗粒物粒径分布的峰值不确定,再悬浮颗粒物粒径分布呈双峰分布,峰值粒径范围在3.2-5.6μm和10-18μm,PM2.5:PM10:TSP=0.21:0.53:1,施工扬尘是PM2.5的来源之一.呼市施工扬尘PM10排放因子(以建设用地面积表示)为0.133kg/(m2.30d),是美国CARB排放因子的1.42倍,春夏秋冬4季排放因子的比值为1:0.76:0.38:0.36.2006年呼市建筑施工扬尘PM10排放量为2595 t/a.     

无锡市分级颗粒物来源解析研究

在无锡市崇宁和旺庄环境监测子站,通过对分级颗粒物进行不同季节(2014年4、7、10、12月)的采样,同时对当地颗粒物主要排放源进行采样,并对受体和排放源样品浓度和化学成分进行特征分析,结合化学质量平衡(CMB)模型解析无锡市城区和工业区分级颗粒物来源,确定分级颗粒物不同排放源的贡献率.两个观测站点,PM10年均浓度分别为143.1μg·m~(-3)(崇宁站)、119.9μg·m~(-3)(旺庄站);PM_(2.1)平均质量浓度分别为71.9μg·m~(-3)(崇宁站)、65.3μg·m~(-3)(旺庄站);PM_(1.1)年平均质量浓度分别为53.7μg·m~(-3)(崇宁站)、49.9μg·m~(-3)(旺庄).崇宁站各级颗粒物平均质量浓度均要高于旺庄站,季节差异上,颗粒物浓度在冬季明显高于其他三个季节.分级颗粒物最主要的化学成分是NO_3~-、SO_4~(2-)、OC、NH_4~+、EC、Ca、Cl~-、K、Fe、Al、Na等,通过质量重构方法后最主要的化学组分依次是颗粒态有机物(POM)、硫酸根(SO2-4)、硝酸根(NO-3)、铵根(NH_4~+)、地壳元素(CM)、其它水溶性离子、元素碳(EC)和微量元素.利用CMB模型计算得到,无锡市PM10的排放源主要为二次硝酸盐(18.2%)、二次硫酸盐(17.3%)、土壤扬尘(9.0%),PM_(2.1)最主要的三类排放源依次是二次硝酸盐(26.4%)、二次硫酸盐(22.6%)和电厂燃煤(7.3%),PM_(1.1)的排放主要来自二次硝酸盐和二次硫酸盐,分别可以达到26.6%和22.5%.分级颗粒物来源解析结果可以看出,粗粒径颗粒物主要来自于扬尘类、汽车尾气和工业过程,细粒径颗粒物主要来自汽车尾气和工业过程.为了减轻无锡市颗粒物浓度水平,重点是控制燃煤、工业生产活动中大气污染物的排放,同时要加强城市建设中的扬尘和交通废气控制.     

哈尔滨大气PM2.5中人为源元素化学组成特征及来源

应用场发射扫描电镜(FESEM)和电感藕合等离子(ICP-MS)技术对2007年哈尔滨市市区四季所采集的PM2.5样品进行了研究。图像分析和粒度分析表明:PM2.5的颗粒类型主要为矿物颗粒、飞灰颗粒和烟尘集合体,数量—粒度呈双峰分布,峰值出现在0.2～0.5μm和1.0～2.5μm之间。其中飞灰颗粒的数量占总颗粒数量的26%,体积只占颗粒总体积的3%,即PM2.5中细颗粒主要为飞灰颗粒。元素分析和富集因子分析表明,颗粒中所测的58种元素中有Cd、Sn、Tl、Te、Bi、V、Pb、Sb、Zn、As、Ag、In、Mo、Cu、Ga、Cr、W 17种元素在颗粒中得到富集,来自人为源,且燃煤源为主要贡献者。因子分析显示冶金排放、垃圾焚烧、汽车尾气源及动力与机电工业排放源也是明显的贡献者。     

宝鸡城区大气中铅污染现状分析

目的分析评价宝鸡市市区大气中铅及其化合物的污染现状,为宝鸡市大气污染治理提供依据。方法在宝鸡市区设置7个点位对大气中铅浓度进行了两期调查监测,同时对宝鸡市区域内煤的主要供应种类进行铅含量测定,及煤炭燃烧和汽车燃油对大气中铅尘的贡献量进行预测,结合市区大气中铅浓度的历史数据以及其他城市的铅污染情况,分析宝鸡市大气中铅的时空分布特征,说明宝鸡大气中铅污染的主要成因。结果宝鸡城区大气中铅尘本底值较低,近20年来成倍增长,但近来开始出现下降趋势,且冬季城区大气中铅尘浓度明显高于夏季;燃煤对大气铅的污染愈发明显,估计宝鸡燃煤对城区大气中铅尘贡献量大约为5~15μg/m3,汽车燃油贡献量远低于5μg/m3,但道路扬尘成为宝鸡市大气铅尘污染的一个重要因素,同时铅尘浓度分布也受灰霾和宝鸡特殊地形等因素影响。结论大气中铅尘的总体监测结果与细颗粒物有明显相关。因此需要通过控制颗粒物特别是细颗粒物(PM2.5)来实现对铅尘污染的降低,长远考虑需要逐步调整能源结构,降低燃煤量,加强管理,减少铅尘排放。     

重庆市垃圾焚烧飞灰中重金属含量及浸出毒性分析

采用筛分法研究了重庆市春、秋季生活垃圾焚烧飞灰的粒径分布,分析了各粒径颗粒中Cu,Zn,Mn,Pb,Cd,Ni,Cr和Hg的总量.并研究了在GB5085.3-2007和USEPA-TCLP浸出条件下不同粒径范围内的重金属浸出量的差异.结果表明,秋季飞灰粒径相对春季较小,春秋两季90%以上的飞灰粒径小于250μm,其中春季飞灰粒径为83～105μm的最多,约占总量的40%,而秋季飞灰粒径为105～149μm的最多,约占总量的45%.飞灰中除Ni以外,其他重金属总量随粒径减小呈先减小后增大的趋势,其中秋季飞灰重金属总量除Fe和Zn外均比春季含量高.国标GB5085.3-2007体系下飞灰的浸出毒性鉴别显示重庆市春秋两季垃圾焚烧飞灰中Cu,Zn和Ni以及春季Cr未超出浸出毒性限值,Pb,Cd和秋季Cr分别超出国家标准.TCLP浸出体系下春秋浸出毒性鉴别结果Pb,Cr和Cd均超出标准限值,表明不同浸出方法对重金属的浸出量影响很大.     

南昌市大气降尘的初步研究

将南昌市分为3个功能区,初步研究了城市大气降尘污染的时间、空间分布特征.再利用电子探针、X射线能谱仪研究大气降尘矿物成分和颗粒物形貌特征.研究表明,南昌市大气颗粒形貌可分为棱形颗粒物、圆球形颗粒物、片状颗粒物、不规则粒状集合体等.主要矿物成分为石英、长石、绿泥石、方解石、金红石、煤灰和非晶质矿物等.