上海大气中气相和颗粒相羰基化合物研究

 为探究大气中羰基化合物的质量浓度水平及变化规律, 利用滤膜系统(FP)同时采集大气中颗粒相和气相羰基化合物, FP系统由3 层47 mm 滤膜组成, 其中, 第1 层滤膜用于收集颗粒相羰基化合物, 第2 层和第3 层滤膜涂布五氟苄基羟胺(PFBHA)衍生剂, 用于收集气相羰基化合物。PFBHA 的涂布量为12 μmol、采样流速4 L/min, 每个样品采集4 h。采集后的样品用正己烷提取。利用该方法对上海市大气中的羰基化合物进行研究, 结合气相色谱/质谱仪(GC/MS), 分析大气中羰基化合物浓度的日变化、季节变化以及气相-颗粒相分配规律。研究结果表明:1)上海市大气中15 种目标化合物均能检测到, 包括13 种单羰基化合物和2 种二羰基化合物;2)上海大气中羰基化合物具有明显的日变化和季节变化, 气相羰基化合物的浓度在中午达到最大值, 颗粒相则相反;夏季羰基化合物的总质量浓度((33.8±15.9)μg/m³)显著高于冬季和春季(分别为(10.5±5.0)和(14.0±7.0)μg/m³);3)羰基化合物的气粒分配规律表现为与温度呈正相关、与相对湿度呈负相关。本研究表明, FP 系统可替代AD-FP(环形溶蚀器-滤膜系统)同时采集大气中气相和颗粒相中的羰基化合物, 易于携带, 为羰基化合物的野外观测提供便利。     

大气中气相和颗粒相羰基化合物的AD-FP系统采集和GC-MS分析

建立了涂布固体吸附剂XAD-4 和衍生剂五氟苄基羟胺(pentafluorobenzyl hydroxylamine hydrochloride, PFBHA)的环形溶蚀器-滤膜(annular denuder-filter pack, AD-FP)系统, 联合气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS) 同时采集和检测大气中气相和颗粒相羰基化合物的方法. PFBHA 涂布在环形溶蚀器内壁和滤膜上, 当大气样品经过环形溶蚀器时, 气相羰基化合物被吸附, 颗粒相则被采集到滤膜上, 样品用正己烷洗脱和氮吹浓缩后再进行GC-MS 分析. 研究结果表明: 当PFBHA 涂布量为15 μmol(气相)和0.8 μmol(颗粒相)、采样流速为5 L/min、采样时间5 h 时, 对单羰基和二羰基化合物的采集效率达到最佳, 为84%～95%; 上海市宝山区大气中羰基化合物浓度水平呈现出季节性变化(夏季＜冬季), 且颗粒相羰基化合物浓度与PM_2.5浓度呈正相关, 羰基化合物的气粒分配系数与温度呈负相关.     

西安冬季可吸入颗粒物中多环芳烃的组成及风险评价

对2006-12-19～至2007-01-15采集的西安冬季昼夜大气可吸入颗粒物(PM_(10))样品,利用气相色谱-质谱联用仪(GS-MS)分析检测出美国EPA优先控制的12种多环芳烃(PAHs),结果显示,西安冬季大气PM_(10)中白天与夜晚总的PAHS平均质量浓度分别为312.0 ng·m~(-3)和346.0 ng·m~(-3),且PM_(10)中主要以4～5环的多环芳烃为主.采用苯并(a)芘(BaP)等效质量浓度(BaPE)评价PAHS的污染状况,结果表明,苯并(a)芘(BaP)白天及晚上的平均质量浓度分别为30.0 ng·m~(-3)和34.8 ng/m~3,计算得出西安冬季白天与晚上的BaPE平均值分别为45.3 ng·m~(-3)、51.0 ng·m~(-3),含量超过国家标准4.5倍以上.     

郑州市大气PM_(2.5)中多环芳烃的污染特征及健康风险评价

为探究郑州市大气细颗粒物PM_(2.5)中多环芳烃(PAHs)的污染特征,在2017年10月—2018年7月期间,选取典型月份采集四季PM_(2.5)样品进行分析。郑州市PM_(2.5)和PAHs的年均质量浓度分别为(93.0±54.6)μg/m~3和(26.3±21.0) ng/m~3,呈现冬季高、夏季低的季节变化趋势;冬季4环PAHs的占比高达41%,春、夏、秋3个季节的环数分布以5和6环比例最大;苯并[a]芘(BaP)和BaP毒性当量的年均质量浓度分别为2.3 ng/m~3和4.0 ng/m~3,四季的质量浓度均在较高水平。增量终生致癌风险评估结果表明,PAHs致癌风险值在0.13×10~(-6)～1.45×10~(-6)范围内,部分时间高于美国环境保护署规定的可接受风险水平,存在一定的健康风险。     

南普陀寺内外大气颗粒物中PAHs的污染研究

采集并分析了南普陀寺庙寺内外大气颗粒物中16种优控PAHs,寺内浓度(19.16～55.76 ng/m3)与车站浓度(33.32～123.28 ng/m3)相当,但都大于厦大校园站点的浓度(8.06～34.37 ng/m3).南普陀寺内和车站样品中苯并[ghi]苝的贡献最大,且寺内样品中能检出较高含量的惹烯.典型特征化合物比值分析表明,大气颗粒物中PAHs主要来自交通源(汽车尾气).     

昆明中心城区夏秋季大气VOCs的污染特征及来源解析

2014年7月和10月,在昆明市中心城区东风广场采样点用苏玛罐采集了大气VOCs样品,并且利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对大气中57种VOCs进行分析.结果表明:昆明夏季和秋季大气中VOCs的日平均质量浓度分别为(14.95±3.91)μg/m~3和(45.48±6.26)μg/m~3,夏季各类VOCs对臭氧生成潜势(OFP)的贡献率表现为:烷烃烯烃芳香烃,秋季各类VOCs对总OFP的贡献率表现为:芳香烃烯烃烷烃.源解析结果显示:昆明中心城区夏季大气VOCs的最主要来源为工业过程源,贡献率为40.59%,其次为交通工具尾气排放(19.33%),溶剂使用(19.19%),LPG/NG和汽油挥发(10.02%).秋季大气中VOCs最主要来源为工业过程源,其贡献率为32.34%,其次为溶剂使用源和LPG/NG挥发(27.68%),交通工具尾气排放(23.26%)和汽油挥发(8.12%).     

西江水体中多环芳烃的分布特征

采用玻璃纤维滤膜过滤分离西江水柱样品,并根据气相色谱一质谱联用(GC-MS)对多环芳烃(PAHs)进行定量分析.结果表明,溶解相和颗粒相中多环芳烃的浓度分别为21.7～138 ng·L-1和40.9～238μg·kg-1.水体中多环芳烃的总含量(颗粒相及溶解相),洪水期(43.9～116.9ng·L-1)大于枯水期(25.2～34.1 ng·L-1).从PAHs组成特点来看,溶解相以3环的PAHs为主,占总组分的80%;而颗粒相以3环、4环的PAHs为主,分别占总组分的48%和41%.西江水体多环芳烃的总含量,高于欧洲一些低污染水域,但低于国内一些主要河流.     

昆明市PM_(2.5)中水溶性无机离子时空变化特征及来源分析

为探讨高原城市昆明大气中水溶性无机离子的季节和空间变化特征,选取2013年4月至2014年5月昆明市3个采样点进行了PM2.5样品采集,分析了PM2.5及水溶性无机离子的污染特征,并结合气象因素、硫氧化率、氮氧化率及主成分分析法对其主要来源进行了分析.结果表明:PM_(2.5)质量浓度季节变化为春((105.9±48.0)μg/m~3)冬((92.7±51.6)μg/m~3)秋((74.7±41.4)μg/m~3)夏((72.2±30.3)μg/m~3).总水溶性无机离子质量浓度季节变化特征为夏((38.0±18.3)μg/m~3)冬((22.0±11.4)μg/m~3)春((18.4±4.8)μg/m~3)秋((13.6±3.1)μg/m~3);其中SO~(2-)_4、Ca~(2+)、NO~-_3及NH~+_4为PM_(2.5)中主要的水溶性无机离子,分别占总离子质量浓度的27.7%、17.8%、15.2%和9.5%;二次离子质量浓度之和年均为13.9μg/m~3,占PM_(2.5)质量浓度的16.5%,表明高原城市昆明大气中二次组分较少.NO~-_3/SO~(2-)_4为0.21~0.68之间,表明固定源是主要污染贡献源.主成分分析结果表明水溶性无机离子主要来源于土壤扬尘和建筑扬尘的混合源、燃煤源和工艺过程源.     

上海市淀山湖区域灰霾天大气颗粒物中碳组分的污染特征

采集了上海市淀山湖区域2015年3月至2016年2月灰霾天大气颗粒物中PM_(2.5)样品,重点分析了其中碳组分的污染特征。结果表明,PM_(2.5)年均质量浓度为(69.01±37.05)μg/m~3,数值与有机碳(OC)、元素碳(EC)和水溶性有机碳(WSOC)显著相关,相关性大小与灰霾程度有关。OC、EC的年均质量浓度分别为(4.46±3.41)μg/m~3和(2.15±1.31)μg/m~3,呈现冬季高、夏季低的趋势,两者显著相关,相关性大小同样与灰霾程度有关。WSOC的年均质量浓度为(2.07±1.40)μg/m~3,春季高于冬季,且灰霾天质量浓度大于非灰霾天相应值。碳组分对大气能见度的影响较大,需得到控制。     

水热法制备Ag-In_2O_3纳米粉体及其甲醛气敏性能

通过简单的水热反应,结合煅烧工艺制备了不同掺杂浓度(摩尔比0%-8%)的系列Ag-In_2O_3纳米颗粒。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的样品形貌和物相进行分析,并对其进行了甲醛气敏性能测试。实验结果表明:得到的粉体为形貌不规则的纳米颗粒;未掺杂的样品为立方相In_2O_3,掺杂的样品为单质Ag和立方相In_2O_3的混合物;4%掺杂的Ag-In_2O_3对应的传感器对甲醛的气敏性能最好。文章简单分析了样品的生长机理,并用Wolkenstein’s模型解释了样品对甲醛的敏感机理。     

基于萃取和超高效液相色谱-串联质谱法的贝类抗生素快速测定方法

建立一种简单、快速的超声波萃取–固相萃取净化–超高效液相色谱串联质谱分析方法, 可以同时测定淡水贝类软组织中磺胺类、喹诺酮类、大环内酯类、β-内酰胺类和氨基糖苷类中15种抗生素。采取超声波萃取法, 对贝类体内的抗生素进行萃取, 用固相萃取方法净化提取液, 最后用超高效液相色谱–三重四级杆质谱对目标物进行分析检测。主要比较两种固相萃取柱Oasis HLB和Oasis PRiME HLB对污染物的净化效率, 后者展现出较好的结果。15种抗生素加标回收率实验结果表明: 当加标浓度为50 ng/g时, 回收率为64%~121%, 相对标准偏差为0.5%~19% (n=3); 添加高浓度(100 ng/g)样品时, 回收率为67%~117%, 相对标准偏差为1%~9%(n=3)。方法检测限(LOD)为0.004~0.5 ng/g (干重), 定量限(LOQ)为0.013~1.67 ng/g (干重)。该方法具有回收率高、检测限低的特点。使用该方法对鄱阳湖3个采样点三角帆蚌中的抗生素进行分析, 结果显示, 在15种抗生素中, 有9种均不同程度地检出, 检出频率和浓度最高的是甲氧苄胺嘧啶, 最高浓度达到78.8 ng/g, 其次是奇霉素(41.2 ng/g)和环丙沙星(39.8 ng/g)。     

南普陀寺内外大气颗粒物中PAHs的污染研究

采集并分析了南普陀寺庙寺内外大气颗粒物中16种优控PAHs,寺内浓度（19.16～55.76 ng/m^3）与车站浓度（33.32～123.28 ng/m^3）相当,但都大于厦大校园站点的浓度（8.06～34.37 ng/m^3）.南普陀寺内和车站样品中苯并[ghi]苝的贡献最大,且寺内样品中能检出较高含量的惹烯.典型特征化合物比值分析表明,大气颗粒物中PAHs主要来自交通源（汽车尾气）.     

砣矶岛背景站PM_(2.5)中多环芳烃的来源及健康风险

对2011年11月—2013年1月在砣矶岛国家大气背景站采集的75个大流量PM2.5样品的多环芳烃含量和组成进行分析。结果表明,砣矶岛16种优控多环芳烃(Σ16PAHs)的总质量浓度为4.7~41 ng/m3(平均(17±10)ng/m3),季节上表现为冷季高、暖季低的变化趋势。综合气流轨迹分析、分子标志物、特征化合物比值、潜在源贡献指数分析等方法发现,夏季山东半岛的生物质燃烧是主要污染源;冷季主要受京津冀及周边地区的燃煤排放和复合污染输出的共同影响。砣矶岛PAHs的总毒性当量(Ba Peq)在0.54~8.2 ng/m3之间,平均水平为2.8 ng/m3,39%以上的样品超过国标阈值,说明环渤海地区PAHs健康风险存在区域性。     

石河子市大气中多溴联苯醚的含量组成及气粒分配

在石河子市自2008年9月至2009年8月间每周采集大气样品,利用GC-MS分析其中的12种PBDEs,结果显示:石河子市大气中PBDEs的年平均浓度为118±83 pg/m3,低于我国其他较发达城市大气中PBDEs的含量.BDE-209是含量最高的单体,年平均含量占总量的65%,其次是BDE-47和BDE-99,年平均含量分别占总量的9%和7%.气-粒分配的研究结果显示,石河子市大气中PBDEs在气态和颗粒态间的分配并未达到平衡,温度是影响PBDEs在气相与颗粒相间分配的重要因素.比较而言,夏季最为接近平衡状态.     

我国东北地区城乡连续空间大气汞分布特征研究

为掌握我国东北地区连续空间内大气中汞污染物的分布特征,使用车载高分辨率测汞仪(LUMEX Zeeman RA915+),由哈尔滨市出发,沿哈大线,终至大连市,连续测定了沿线近960km空间内大气气态总汞的质量浓度.结果表明:我国东北地区研究范围内大气汞含量均值为(9.1±5.4)ng/m3,最高值出现在沈阳市区(44ng/m3),最低值出现在扶余市、公主岭市和盖州市(1ng/m3);区域内大气汞含量的空间分布特征表现为以区域中心城市(镇)为中心,向四周呈辐射状递减趋势,且综合规模较大的城市(镇)明显高于规模较小的城镇、偏远的乡村地区;区域内大气汞含量明显较高的区域中心城市群为哈尔滨市(20.4±12.1)ng/m3、长春市(12±11)ng/m3、四平市(14.4±7)ng/m3、沈阳市(17.2±11.5)ng/m3、鞍山市(15.1±10)ng/m3和大连市(15.2±8.8)ng/m3.     

高比表面积Y掺杂Al2O3气凝胶制备及Y的 作用机制

以Al(NO_3)_3、Y(NO_3)_3的水合物为前驱体,结合溶胶-凝胶法和超临界干燥方式,制备Y掺杂Al_2O_3气凝胶。研究气凝胶经热处理后的比表面积、晶相、微观形貌及气凝胶中Y元素分布形式的变化规律,并分析Y对气凝胶热稳定性的作用机制。结果表明:制备的Y掺杂Al_2O_3气凝胶具有较高的初始比表面积(483 m~2/g),在高温下具有较高的比表面积保留(1 200℃处理后仍有80 m~2/g)。Y元素在Al_2O_3气凝胶中均匀分布,抑制了高温下Al~(3+)的扩散和重排,经1 200～1 300℃热处理后,Y元素由均匀分布转变为非均匀分布,在Al_2O_3颗粒表面生成Y和Al的化合物,能够进一步减少颗粒间的颈部接触,抑制烧结和相变。经1 300℃热处理后,由于Y和Al的化合物本身比表面积较低,气凝胶总的比表面积发生显著下降。     

新型块状氮化硅气凝胶的制备及表征

以尿素为氮源,通过溶胶-凝胶法并结合超临界干燥、惰性氛围碳化、碳热还原和空气除碳等工艺制备块状氮化硅(Si_3N_4)气凝胶。通过不同温度热处理,研究Si_3N_4气凝胶的形成过程及机制。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X线光电子能谱仪(XPS)、N_2吸附-脱附仪分析材料的相组成、微观结构和孔结构等。结果表明:当热处理温度为1 500℃时,体系中以Si_3N_4相为主,继续升高热处理温度至1 600℃时,Si_3N_4相转化为SiC相。Si_3N_4气凝胶中Si_3N_4相和SiO_2相分别占74.4%和25.6%。Si_3N_4气凝胶以Si_3N_4纳米颗粒的形式存在,其粒径为20～40 nm,孔径为20～40 nm,比表面积高达519.58 m~2/g。Si_3N_4气凝胶的室温热导率为0.045 W/(m·K),其形成机制是基于C、SiO_2和N_2之间的气-固(VS)生长。     

室内空气气相多溴联苯醚的含量及来源分析

利用中流量大气采样器采集了校园7个有代表性的室内空气样品,利用GC-ECD和GC/MS测定多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)的种类和含量.结果表明:在所测样品中,共发现14种PBDEs同类物,其中BDE-17、BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-100、BDE-153、BDE-190的检出率为100%.∑_(14) PBDEs的质量浓度为78.1~414.0pg/m~3,平均质量浓度为266.6pg/m~3,质量浓度最高的同类物是BDE-100.所测室内空气样品中的PBDEs主要以五溴联苯醚污染物为主,其次为八溴联苯醚污染物.不同类型室内空气中PBDEs浓度差异较大,电器数量、家具数量、装修年份是产生差异的重要因素.     

云南省有色冶炼集中区春季大气颗粒物污染过程分析

为探究云南省有色冶炼集中区春季大气颗粒物污染的原因,于2017年3月20—29日在云南省主要有色冶炼集中区—蒙自市、个旧市和开远市(简称"个开蒙地区")设立了9个采样点,同步采集大气PM_(2.5)和PM_(10)环境样品.检测了无机元素、水溶性离子和碳成分等19种化学成分,分析了颗粒物理化特征,并基于EF(富集因子)、后向轨迹模型和PCA-MLR(主成分分析-多元线性回归)模型,阐述了个开蒙地区大气颗粒物的来源.结果表明:①采样期间,个开蒙地区PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度平均值分别为(50.79±20.67)μg/m~3和(73.47±33.86)μg/m~3,3月24日PM_(2.5)质量浓度超过国家二级标准限值(75μg/m~3);②PM_(2.5)和PM_(10)中Cu、Zn、Ca、Pb、As和Cd等无机元素的EF值范围为10～4 000,受到人为源的显著影响;③气团后向轨迹特征表明,到达个开蒙地区的污染气团主要经过了生物质燃烧火点较为密集的缅甸中部等地区,表明个开蒙地区春季环境空气质量受到了东南亚生物质燃烧传输的影响;④PCA-MLR源解析模型分析表明,采样期间生物质燃烧和有色冶炼活动对个开蒙地区大气颗粒物有重要贡献,其中生物质燃烧贡献率在30%以上,有色冶炼活动(含二次粒子)综合贡献率高于45%.     

吉林省自东向西城乡连续空间大气汞分布特征研究

为了解水平中尺度气象条件控制下连续空间区域内大气汞污染特征,使用车载塞曼效应汞分析仪(Zeeman RA915+),由吉林省东部汪清县不间断行车至西部镇赉县,同步测定了近1 000 km沿线“城市-乡村”连续空间大气汞质量浓度分布情况.结果表明:研究区域内大气汞含量平均值为(5.99±3.19)ng/m3,最高值出现在城市区(长春市),最低值出现在乡村区(汪清县,敦化市和白城市辖区内).研究区域内大气汞含量空间分布特征表现为由中部地区向东西部地区呈逐渐递减趋势;规模较大的城镇区高于规模较小的城镇区,城镇区显著高于乡村区;东部地区与西部地区具有不同的大气汞浓度空间特征,上述特征与区域内大气汞含量受燃煤汞排放过程控制有关.研究区域城镇全域(含乡村)大气汞含量特征表现为长春地区(9.07±6.36) ng/m3,吉林地区(7.02±2.70)ng/m3,延边地区(5.08±2.06) ng/m3,松原与白城地区(4.70±0.98)ng/m3;城镇辖区内(不含乡村)大气汞含量长春市(16.41±8.65)ng/m3最高,镇赉县(3.47±0.60)ng/m3最低.