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.     

西安冬季高层公寓室内外颗粒物浓度水平与变化

 以西安市冬季某研究生高层公寓为监测对象, 通过1 min 时间间隔同步监测, 研究了不同楼层室内外空气中颗粒物PM1、PM_2.5、PM₁₀以及总悬浮颗粒物TSP 的质量浓度、分布状况与变化特征。结果表明, 西安市冬季高层公寓存在严重的颗粒物污染, 室内粗颗粒物PM₁₀质量浓度为(65.5±20.0)~(142.0±16.9)μg/m³, 略低于室内空气质量标准, 但室内细颗粒物PM_2.5及超细颗粒物PM1分别为(52.2±14.3)~(111.5±12.2)μg/m³和(50.6±13.9)~(108.7±11.9)μg/m³, 其中PM_2.5质量浓度占总悬浮颗粒物TSP 的50%以上;室外以粗颗粒物PM₁₀为主, 楼层高度与颗粒物质量浓度之间无显著关联。     

北京市秋季亚微米细颗粒物浓度及其化学组分特征

 采用多通道采样器和气溶胶化学组成在线监测仪,对2016年10月北京市区大气亚微米颗粒物（PM₁）化学组分进行了离线采样和在线监测。结果表明,整个观测期间,北京PM₁质量浓度平均为66.04±51.45 μg/m³,重霾期间PM₁的质量浓度（103.16~160.23 μg/m³）是清洁天（3.50~3.78 μg/m³）的27.29~45.78倍;北京秋季重霾天和清洁天的化学组分存在显著差异,有机物是PM₁的主要化学组分,清洁天贡献高达64.90%;而在重霾天,二次无机组分显著增长,贡献高达69.72%。硫酸盐日变化趋势相对平缓,反映出区域特性;而其他组分（有机物、硝酸盐、铵盐及氯化物）表现出显著的日变化特征。整体而言,大气PM₁中各组分受污染源排放、大气化学反应及天气形势的协同影响。     

天津武清冬季PM2.5含碳组分的逐时观测及分析

为了解京津冀地区冬季气溶胶含碳组分浓度及变化特征, 2011年12月至2012年1月在天津市武清区针对PM_2.5中元素碳(EC)、有机碳(OC)、水溶性有机碳(WSOC)及水溶性离子组分进行实时半在线的逐时浓度综合观测。观测期间EC和OC的平均浓度分别为6.0±4.8和21.5±19.2 μg C/m³, 分别占PM_2.5观测组分总浓度平均值的8%和30%。WSOC平均浓度为14.3±11.8 μg C/m³, 占平均OC浓度的67%。观测期间, 污染物浓度的大幅变化主要受气象条件控制, OC, EC和WSOC日变化特征相对不显著。观测期间大部分时间OC/EC比值稳定, OC/EC平均值为3.9。通过含碳组分与其他示踪组分的相关性分析, 初步判定武清冬季的气溶胶含碳组分主要来自生物质燃烧的一次性排放, 且影响当地的气团经过明显老化过程。约一半的OC来自一次生物质燃烧排放, 另一半来自二次生成。     

石化工业区中等挥发性有机物排放特征

选择典型石化工业区为研究对象,采集夏季(2021年7—8月)厂区空气IVOCs颗粒相及气相样品,探讨石化工业源排放IVOCs的污染特征,并估算其SOA生成潜势,得到如下结果。1)典型石化工业区的IVOCs颗粒相的平均浓度为4.22±1.54μg/m³,气相的平均浓度为108.87±78.93μg/m³。不论是在气相中还是在颗粒相中,IVOCs白天的平均浓度均高于夜间。2)气相的正构烷烃集中在C₁₂～C₂₂区间,而颗粒相的正构烷烃集中在C₂₂～C₃₅区间。多环芳烃气相集中在萘和菲,颗粒相集中在芴。3)对石化工业区的IVOCs进行定量拆解,其浓度集中在B₁₈～B₂₁区间,4个分区的质量浓度加和占总体IVOCs质量的60.41%。     

望都夏季大气细粒子中水溶性无机盐及相关气态前体物的观测研究

采用气态污染物与气溶胶在线测量装置(GAC), 于2014年夏季对保定市望都县大气PM_2.5中水溶性无机盐及其相关气态污染物进行为期30余天的在线测量。结果表明: 观测期间站点为富氨环境,PM_2.5平均质量浓度为68.2 μg/m³, GAC测得的SO₄^2-, NO₃^-, Cl^-, NH₄⁺ 和K⁺分别是12.6, 8.5, 1.4, 11.7 和0.7 μg/m³, 占PM_2.5总组分的51%。上述观测参数均呈现明显的日变化:SO₂, SO₄^2-, NO₃^-, NH₄⁺ 和Cl^-均在早晨出现峰值, HCl 和HNO₃的峰值出现在下午, 而NH₃主要呈现昼夜变化。硫氧化速率(SOR)和氮氧化速率(NOR)的分析结果表明站点大气存在较强烈的二次转化过程, SOR和NOR的平均值分别为0.43 和0.22。SOR与NOR的变化特征显示, 气相氧化和液相反应均对颗粒物无机盐二次转化速率有显著贡献。     

乌江梯级水库碳氮耦合的生物地球化学循环

以乌江梯级水库及相关河段为研究对象, 对溶解CO₂和NO₃⁻ 含量的时空变化特征进行了研究. 溶解CO₂平均值为(113.6±105.7) μmol·L⁻¹, 变化为1.6934.6 μmol·L⁻¹; NO₃⁻ 平均值为(163.0±104.9) μmol·L⁻¹, 变化为0.4632.0 μmol·L⁻¹. 水库采样点溶解CO₂和 NO₃⁻ 的含量以及振幅均小于相应河流采样点. 由于来源及影响因素不同, 河流采样点CO₂和 NO₃⁻不存在显著性相关. 筑坝建库后, 水库浮游植物生物作用增强, 成为影响物质循环的重要因素. 光合作用和呼吸作用将C和N的生物地球化学循环耦合在一起, 致使水库CO₂和 NO₃⁻ 表现出显著性相关. 研究结果表明, 梯级水电开发显著改变了原始河流C和N的生物地球化学循环特征.     

环境空气中气态与颗粒态左旋葡聚糖的分析方法

实验通过优化c(Lev)样品采集与前处理,结合高效阴离子交换色谱-脉冲安培法(HPAEC-PAD)分析,建立了气、颗粒两相中Lev的快速分析方法。结果表明,使用中流量主动采样器同时采集气态与颗粒态中Lev时,聚氨酯海绵(PUF)和XAD树酯组成的PUF/XAD/PUF系统(PXP)采集气相样品效果最好;使用水相超声法可有效提取气、颗粒两相样品中的Lev;3个不同浓度梯度(0.02、0.1、1.0 mg/L)的空白加标样的回收率为95.8%～123.0%,且平行样相对标准偏差(RSD)5%。本方法野外大气采样与分析结果显示:广州大气中气相与颗粒相Lev的均值分别为7.15 ng/m~3和27.9 ng/m~3(两相比值(G/P)=0.25),温度(T)是影响Lev气/颗粒两相分配系数(Kp)的主要因素之一。     

西安市秋季大气颗粒物散射特征及其影响因素

 为研究污染条件下西安市秋季大气颗粒物的散射特征及其影响因素, 于2012 年11 月监测大气颗粒物散射系数并采集PM_2.5样品。探讨了大气颗粒物的散射日变化特征, 通过实验分析PM_2.5中水溶性离子(Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、F^-、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-)和含碳物质(有机碳和元素碳)的污染水平, 并讨论它们的来源及对散射系数的影响。结果表明, 颗粒物的散射系数均值为(579±387)Mm^-1, 夜间高日间低。PM_2.5质量浓度与散射系数呈现出较强的线性关系(相关系数为0.85), 通过回归方程得到PM_2.5散射效率为3.09 m²·g^-1。在PM_2.5化学组分中, 有机物对消光系数的贡献最大, 占52.3%;其次是NH₄NO₃和(NH₄)₂SO₄, 贡献率分别为16.2%和13.7%。     

大气中二羰基化合物及其生成的二次有机气溶胶

二次有机气溶胶(secondary organic aerosol, SOA)对大气灰霾的贡献是当前大气化学研究的热点. 二羰基化合物(乙二醛和甲基乙二醛)是大气光化学反应的中间产物, 可以通过多种途径形成SOA, 对SOA的形成和总量增加有重要的贡献. 大气中二羰基化合物主要来源于生物源(如异戊二烯)和人为源(如乙炔)等挥发性有机物的氧化. 二羰基化合物可通过气粒分配(可逆过程)形成SOA, 也可被云、雾或水相气溶胶吸收, 发生水合、聚合、氧化等反应,生成的低挥发性产物留在颗粒相中生成SOA(不可逆过程). 目前常用的二羰基化合物检测方法是利用衍生化试剂与二羰基化合物反应生成衍生物, 经溶剂洗脱后再用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry, GC/MS)仪进行分析.     

布袋除尘器改造电除尘器关键技术在600 MW燃煤机组超低排放改造工程中的应用分析

 山西鲁能河曲发电公司完成了2×600 MW燃煤机组布袋除尘器改造为低低温电除尘器,实现了超低排放,通过协同优化三相电源低低温电除尘器和湿法脱硫同步实现SO₂和颗粒物的超低排放,针对本燃煤机组工况特点以及原布袋除尘器本体大小,通过对电除尘器本体选型、流场优化、三相电源等关键技术的工程应用,完成布袋除尘器改造电除尘器。结果表明：在电除尘器比集尘面积为83.5 m²/（m³·s）、入口烟尘质量浓度为35.8 g/m³的条件下,电除尘器出口烟尘排放总质量浓度在9.93~14.69 mg/m³,其中PM_2.5排放质量浓度不高于1.58 mg/m³。三相电源低低温电除尘集成湿法脱硫可满足燃煤电厂超低排放要求。     

EBEX-2000湍流热通量订正和地表能量平衡闭合问题研究

运用EBEX-2000实验资料, 分析超声虚温订正和Webb订正对湍流热通量计算的影响及这两种订正的主要控制因子, 并在对湍流热通量进行修正的基础上简单讨论了能量平衡闭合率(EBR)的影响因子, 结合实际的天气、地形条件给出了比较合理的解释。研究结果表明: 超声虚温订正值为?40~2 W/m², 有明显日变化, 均值为?8 W/m², 主要受大气稳定度和水汽垂直梯度影响; Webb订正值范围为?5~14 W/m², 订正量均值较小, 约1.8 W/m², 白天为正值, 夜间为负值, 主要受波文比和空气比湿的影响, 出现较大修订值的几率很小; 30 min平均的能量平衡闭合比率(EBR)约为0.63, 其日变化幅度剧烈, 日变化幅度及夜间离散度很大, 并且随土壤含水量的突然上升而急剧下降。     

重庆三大城区夏季PM_(2.5)中有机碳和元素碳的污染特征

以重庆市渝北区、南岸区和渝中区3个主要城区为研究对象,采集夏季PM2.5样品,应用DRI Model 2001A热/光分析仪,采用IMPROVE-TOR方法测定了PM2.5中有机碳(OC)和元素碳(EC)含量,并对3地的OC、EC污染特征进行了评价,探讨了PM2.5中含碳物质的来源。结果表明,南岸区OC、EC质量浓度分别为(5.8±1.5)、(2.5±0.8)μg·m-3,低于渝北区((8.9±3.2)、(4.2±1.6)μg·m-3))和渝中区((8.8±2.2)、(4.6±1.3)μg·m-3),与PM2.5质量浓度的分布一致,表明渝北区和渝中区的含碳污染物的排放可能较为严重。渝北区、南岸区和渝中区的OC与EC均显著正相关,表明三大城区OC和EC可能分别具有相似的一次污染源。排除降雨天和O3浓度较高的晴天,利用m(OC)/m(EC)比值法对渝北区、南岸区、渝中区二次有机碳(SOC)进行估算,SOC质量浓度分别为(2.0±1.8)、(1.0±0.7)、(2.3±2.0)μg·m-3,占OC比例均低于30%。渝中区SOC对OC的贡献率最高,这可能是因为该地区易于形成城市热岛效应,且热量和辐射效应更加明显,有助于SOC的生成。通过计算PM2.5中8个碳组分丰度,初步判断机动车尾气排放可能是三大城区碳质组分的主要来源。     

西安南二环5月PM_(10)质量浓度时空变化规律

利用电脑微激光粉尘仪对西安市南二环2013年春季5月70 m高度范围内的可吸入颗粒物(PM_(10))质量浓度进行了4个昼夜的监测。观测发现,西安南二环PM_(10)质量浓度昼夜变化可分为5个阶段:第1阶段在8:00—10:00,PM_(10)平均质量浓度范围0.056 mg/m~3;第2阶段在12:00—14:00,PM_(10)平均质量浓度为0.075 mg/m~3;第3阶段在16:00—18:00,PM_(10)平均质量浓度为0.058 mg/m~3;第4阶段在20:00—22:00,PM_(10)平均质量浓度为0.070 mg/m~3;第5阶段在0:00—6:00,PM_(10)平均质量浓度为0.038 mg/m~3。高分辨率地垂向观测结果表明,西安5月PM_(10)质量浓度垂向变化可分为3种类型:第1种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度增加幅度居中,平均递增率为0.048μg/m;第2种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度幅度增加最大,递增率为0.065μg/m,且波动变化明显;第3种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度增加幅度最小,递增率为0.013μg/m。西安南二环5月PM_(10)质量浓度在1 m高度处最低,平均为0.048 mg/m~3;4~46 m高度范围内质量浓度较低,平均为0.051 mg/m~3;在49~67m高度范围内质量浓度较高,平均为0.052 mg/m~3;在70m处最高,平均为0.056 mg/m~3。观测期间PM_(10)质量浓度与4 m处的温度之间为显著正相关(y=240.73x+12.305),与4、7、10 m高度处的湿度为显著负相关(y=-606.42x+82.08)。