天津市大气颗粒物中有机标识物粒径分布的季节特征

为探讨采暖季和非采暖季大气颗粒物中有机标识组分的粒径分布特征,识别其来源,于2018年5月至2019年4月在天津采集分粒径颗粒物,利用GC-MS对9个粒径段颗粒物中17种多环芳烃(PAHs)、20种正构烷烃(n-Alkanes)和7种藿烷(hopanes)进行分析,并通过有机标识物及特征比值的方法探讨其主要来源。结果表明:非采暖季的四环多环芳烃Pyr、BaA、Chr和五环多环芳烃BbF、BaP呈3峰分布,其余PAHs呈双峰分布,采暖季的低环PAHs呈双峰分布,中高环PAHs近似单峰分布。根据PAHs特征比值发现,非采暖季的燃煤源和交通源是PAHs的主要贡献源,采暖季PAHs受燃煤源的影响更显著。非采暖季的正构烷烃中C29呈单峰分布,C27、C31、C32和C33近似单峰分布,其余正构烷烃呈双峰分布,采暖季的正构烷烃均呈双峰分布。根据正构烷烃碳优势指数(CPI)和主碳峰数(C_max)发现,人为源是正构烷烃的主要来源,非采暖季受自然源的影响大于采暖季,自然源排放的正构烷烃倾向于富集在粗颗粒物上,人为源排放的正构烷烃则更倾向于富集在细颗粒物上。藿烷在粗粒径段和细粒径段均存在峰值。根据藿烷特征比值发现,非采暖季的藿烷受交通源的影响较大,采暖季的藿烷受燃煤源的影响更显著。     

北京、东京、筑波大气中有机污染物组成研究

用低流量采样器及双层采样滤膜 (石英及固相萃取用C1 8膜 )采集了北京、东京和筑波三城市冬季 (1999年 1月 )大气颗粒物和大气气相物质 ,3个城市的共同特点是大气气相物质中含有很高浓度的苯环数 2～ 4的多环芳烃及碳数小于 2 0的正构烷烃 ,大气颗粒物中以 5～ 6个苯环多环芳烃为主。冬季正构烷烃没有明显的偶数碳数和奇数的区别。但是 ,北京大气气相物质和颗粒物中多环芳烃浓度明显高于东京和筑波 ,而且各正构烷烃及多环芳烃的浓度分布也与东京和筑波的不同 ,表明冬季大气中有机污染物来源不同。      

热脱附法快速分析大气细颗粒物中非极性有机物

本研究改进了传统有机样品前处理步骤,将大气细颗粒物样品直接装填于TD管并与气相色谱联用的自动化热脱附装置,建立的新型热脱附(thermo desorption,TD)与气相色谱/质谱(GC/MS)联用方法,对72种非极性有机物(non-polar organic compounds,NPOCs),包括34种多环芳烃(polylicycle aromatic hydrocarbon,PAHs)、1种苯并噻吩、27种(C_(10)~C_(34))烷烃(alkanes)、5种霍烷(hopanes)和5种甾烷(steranes)化合物进行定量分析.优化了承载样品装填方式、热脱附条件和进样模式等参数.结果表明,热脱附-气相色谱/质谱方法对多环芳烃、正构烷烃、霍烷和甾烷的检出限分别为0.01~1.0、0.1~8.0和0.50~2.0 ng·m~(-3),标定曲线线性相关系数在0.9以上.热脱附效率分别为:多环芳烃95%~100%、正构烷烃81%~100%、霍烷和甾烷83.1%~100%.与传统溶剂超声萃取的方法差异性比较结果表明,两种方法分析结果的偏差基本小于30%,在可接受范围内.对临安和上海PM_(2.5)中的痕量NPOCs的定量分析表明,采样期间两地大气PM_(2.5)中NPOCs以烷烃为主,其次为PAHs.特征比值法分析结果表明,大气细颗粒物污染主要来自化石燃料燃烧和煤炭燃烧.     

不同粒径大气颗粒物中多环芳烃的含量及分布特征

采集了北京城乡结合部与郊区2003年4个季节的不同粒径大气颗粒物样品 ,运用GC/MS分析了其多环芳烃组成 .结果表明 ,17种PAHs总量为 0.84～15.223ng/m³,城乡结合部含量是郊区的1.07～6.60倍 .PAHs总量的季节性变化表现为冬季>秋季>春季>夏季,且随颗粒物粒径减小,含量逐渐增大,大约有68.4%～84.7%的PAHs吸附在≤2.0μm颗粒上.2～3环PAHs呈双峰型分布,4～6环PAHs呈单峰型分布 ,PAHs分子量越大 ,MMD值越小 ,燃煤取暖与低温是导致冬季PAHs污染增高的主要因素.     

北京地区大气颗粒物中有机物的分析

报告了一年四个季节组合样品中的有机成分分析结果。GC/MS定性分析表明,颗粒物有机物可抽提部分中,可分析识别的主要种类有正构烷烃、脂肪酸、多环芳烃等。其中正构烷烃有明显的奇数碳优先,而脂肪酸有明显的偶数碳优先。GC定量分析正构烷烃的结果和HPLC定量分析多环芳烃的结果均显示,天坛站点的有机物污染浓度大于十三陵站点。污染水平秋冬季高,春夏季低,这种季节变化趋势与有机碳总量相同。      

北京市大气颗粒物中正构烷烃污染特征的研究

利用中流量采样器于2011年3-12月对北京西三环地区大气颗粒物进行分级采样,并利用GC-MS对颗粒物中正构烷烃含量进行测定。对不同粒径颗粒中C10-C2415种正构烷烃的测定分析表明,PM2.5、PM5和PM10中正构烷烃的年均质量浓度分别为94.24 ng/m3、114.20ng/m3和124.96 ng/m3;正构烷烃总质量浓度的季节变化趋势为:冬季>春季>秋季>夏季,且主要分布在在细粒子中(PM2.)5;正构烷烃在不同粒径粒子中质量浓度比(ρ2.5/ρ1)0正构烷烃、(ρ2.5-5/ρ1)0正构烷烃、(ρ5-10/ρ1)0正构烷烃分别为:春季为78.2%、13.2%、8.5%,夏季为68.6%、19.8%、11.6%,秋季为74.4%、13.8%、11.8%,冬季为76.4%、17.6%、6.1%。主碳峰为24和23,碳优势指数(CPI)2为0.56⁰.57,表明正构烷烃主要来源于汽车尾气和化石燃料的燃烧等人为活动。     

承德市大气颗粒物中有害化学成分研究

本文报导了应用GC/MS/DS联用法研承德市大气颗粒物中的部分正构烷烃和多环芳烃(PAHs)的化学组成,并籍JCP 法和离子色谱法分析大气中的某些无机元素和SO₄2-、NO₃、Cl。 本文指出:承德市的大气污染是严重的,并提出了治理大气污染的建议      

新疆部分城市可吸入颗粒物的浓度及粒径分布

采用TH-β10大气颗粒物浓度监测仪,从2011年4-5月在乌鲁木齐、奎屯、阿克苏、库尔勒、喀什、和田市环境监测站采集大气可吸入颗粒物PM2.5、PM5和PM10样品,分析了不同采样点大气颗粒物的质量浓度变化范围及与TSP的相应比值。结果表明,不论是PM2.5、PM5还是PM10,阿克苏市可吸入颗粒物的质量浓度变化幅度较大,其次是库尔勒市,其余采样点在采样期间的浓度变化幅度不大,并且库尔勒、喀什、奎屯、阿克苏四个城市PM5/TSP和PM2.5/TSP的比例大,除喀什、阿克苏的PM10/TSP的比例接近于1之外,其余可吸入颗粒物的浓度均小于TSP;采用显微镜观测成像技术结合血球计数板方法,利用粒径分布函数分析对六个城市的PM10和5个城市的PM2.5颗粒物在不同粒径的分布进行了分析。结果表明,对于PM10而言,阿克苏在dp<0.5的粒径范围内分布函数高达79%、喀什在dp=0.5~0.6μm之间为44%、和田则在dp=1.2~2.2μm出现20%的最大粒径分布函数。就PM2.5而言,库尔勒在dp<0.5、dp=0.5~0.6、0.6~1.2μm区间内的分布函数均为最大值,其值分为79%、50%、50%,可以说明在采样期间,库尔勒市区的颗粒物在粒径小于1.2μm出现的几率更大些,即颗粒物以积聚模态为主。     

北京地区大气可吸入颗粒物中多环芳烃分布特征

采集北京城乡结合区和郊区冬季12个大气可吸入颗粒物不同粒径样品,用色谱-质谱技术分析鉴定了75种多环芳烃化合物,并对各粒径中美国EPA优控的16种多环芳烃做了定量分析,研究其在不同粒径的分布规律。结果表明:城乡结合区大气颗粒物中优控多环芳烃总量明显高于郊区;郊区和城乡结合区大气分别有68%和85%的优控多环芳烃吸附在粒径小于2 0μm颗粒物上;可吸入颗粒物中都相对富集高环数的多环芳烃;2个地区主要污染源可能为化石燃料的燃烧排放,燃煤的影响相对较大。      

北京市西三环地区大气颗粒物中多环芳烃的分布特性

于2012年3—12月在北京市西三环地区按粒径分6级采集大气颗粒物样品,采用气相色谱-质谱(GC-MS)对颗粒物样品中16种优控PAHs(多环芳烃)进行分析. 结果表明:颗粒物中ρ(∑₁₆PAHs)(PAHs的总质量浓度)季节变化显著,表现为冬季>春季>秋季>夏季,并且与ρ(PM)(PM为颗粒物)呈良好线性相关;不同粒径颗粒物中ρ(PAHs)呈向小粒子富集的趋势,PM_2.1中ρ(PAHs)约占ρ_sum(∑₁₆PAHs)〔6级颗粒物中ρ(∑₁₆PAHs)总和〕的64%~87%;除夏季3环PAHs占优势外,其他季节均以4~ 5环PAHs占优势;同时,随着粒径的减小,PAHs有向高环数富集的趋势. 运用主成分分析和多元线性回归法进行源解析发现,机动车尾气排放和燃煤是本地区大气颗粒物中PAHs的主要来源;不同粒径颗粒物中的PAHs来源有差异,2.1~10.2μm粒径段颗粒物中PAHs主要来源于机动车尾气排放,贡献率为63.0%;而1.3~2.1μm和<1.3μm的颗粒物中PAHs均主要来源于燃煤,贡献率分别为56.8%和58.7%.      

重型柴油公交车实际道路颗粒物排放的理化特征

为研究重型柴油公交车实际道路颗粒物排放的理化特征,采用车载排放测试方法,选取了2辆国Ⅲ和4辆国Ⅳ柴油公交车,对气态污染物和颗粒物排放因子、粒径分布及颗粒物中的组分(包括碳组分、离子、元素和有机组分)排放特征进行了实测分析.结果表明:测试车辆的颗粒数量主要集中在100 nm以下粒径段,颗粒质量排放总体呈倒U型分布,粒径峰值位于300 nm左右.OC和EC分别占尾气颗粒物总质量的36.10%±8.94%和27.97%±10.00%,离子和元素组分分别占7.75%±1.01%和22.71%±3.09%.柴油质量对柴油车尾气颗粒物成分具有较大影响,燃用国Ⅲ柴油的车辆尾气中富含S、Ca、Mg、Na等元素组分,其主要来自燃油中的硫分和杂质.在可检出的弱极性可溶有机物中,正构烷烃和脂肪酸的含量较为丰富,分别占颗粒物总质量的1.95%和5.13%,此外还有一定量的藿烷和PAHs(多环芳烃).其中,正构烷烃组分主要分布于C19～C29,正构烷酸主要集中在C12、C14、C16和C18等偶数碳组分.国Ⅲ和国Ⅳ柴油公交车的PAHs排放因子分别为198.2、62.5 μg/km,以3环和4环PAHs为主,菲、荧蒽、芘、惹烯、苯并荧蒽、、苯并[123-cd]芘和苯并苝是较为主要的PAHs组分.需要指出的是,由于采用定比例稀释方法,颗粒物中组分的测试结果可能与其实际排放存在一定偏差.      

南京冬季大气气溶胶粒子谱分布及其对能见度的影响

2009年11～12月采用宽范围气溶胶粒径谱仪（WPS）、自动气象站和能见度仪等高分辨率仪器对南京北郊气溶胶粒子的谱分布特征与气象因子的关系及其对大气能见度的影响进行研究.结果表明,数浓度谱呈双峰分布,主峰集中在0.04～0.1μm;质量浓度谱的2个主峰位于0.5～0.7μm和2.7μm左右;表面积谱的2个主峰分别位于...     

生物柴油排放微粒特性的试验研究

在1台直喷式增压柴油机上进行了生物柴油和柴油的排放微粒特性试验.用80 L/min定量泵和装有直径90　mm的玻纤滤膜采样器在排气管内采集微粒,利用激光粒度仪和色谱-质谱联用仪,分析了微粒的粒径分布和微粒中的可溶性有机物以及16种多环芳烃.结果表明,生物柴油排放微粒的体积粒径呈单峰分布,其平均直径d₃₂.和中位直径d(0.5)都随转速的增加而减少.高转速时生物柴油排放微粒的d₃₂和d(0.5)均高于柴油,而低转速时均低于柴油.生物柴油的SOF排放质量浓度为12.3～31.5 mg/m³,占微粒质量的38.2％～58.0％,均明显高于柴油.生物柴油排放微粒中的总多环芳烃排放浓度为2.9～4.7 μg/m³,与柴油相比下降29.1％～92.4%.     

山西夏季气溶胶空间分布飞机观测研究

以搭载了多种气溶胶观测仪器的飞机为观测平台,在2013年夏季首次对山西中部地区霾日及晴空大气气溶胶空间分布特性进行了观测,得到气溶胶粒子数浓度和尺度的垂直分布廓线以及不同高度气溶胶粒子谱分布特征.研究发现,山西夏季非降水天气条件下气溶胶粒子以核模态和积聚模态的细粒子为主,粗粒子很少.霾日气溶胶数浓度是晴空的2~3倍,主要是核模态的小粒子;气溶胶粒子数浓度随着高度逐渐减小,低空存在气溶胶累积区,逆温层的存在是导致气溶胶累积区形成的主要原因;气溶胶粒子尺度随高度增加,大粒子主要分布在2500m以上的高空;不同高度上的气溶胶粒子谱均呈双峰或三峰分布,谱型基本一致,从近地面到5000m高空,气溶胶粒子谱随高度的增加略有展宽.观测区域气团后向轨迹模拟结果显示,4000m以上高空气溶胶粒子主要是从中国西北地区远距离输送而来,3000m以下气溶胶粒子则主要来源于近地面排放.     

华北地区气溶胶数浓度和尺度分布的航测研究 ——以石家庄为例

2009年秋季利用河北省人工影响天气办公室机载气溶胶粒子探头(PCASP-100X)和前向散射滴谱探头(FSSP-100-ER)在石家庄市上空进行了多次气溶胶观测.选取2009年9~10月间的7架次雾天、1架次小雨天及1架次密卷云天观测资料,重点研究雾天气溶胶粒子数浓度和直径的垂直、水平分布特征及粒子谱分布,并与密卷云天和小雨天的探测资料进行对比分析.结果表明:石家庄地区气溶胶粒子数浓度较高,近地面最大值达11910个/cm3.气溶胶粒子数浓度主要受天气条件影响,逆温层是影响粒子垂直输送的主要因素,在逆温层下粒子累积形成粒子数浓度的高值区,逆温层以上气溶胶粒子数浓度迅速减少,雾天和密卷云天粒子数浓度随高度多呈负指数分布;雾天多伴有逆温层和较大空气湿度,有利于气溶胶粒子累积,数浓度一般可达104个/cm3以上,容易形成低能见度污染天气;气溶胶粒子数浓度在无降水日有累积效应,降雨对气溶胶粒子有明显清除作用;粒子数浓度和粒子直径在水平方向上呈不均匀分布,随着高度增加粒子数浓度和直径的水平绝对偏差减小,相对偏差往往增大;不同天气下尺度谱型类似,多呈单峰分布,在0.11μm左右处出现峰值,但在雾天、密卷云天、小雨天气下的气溶胶粒子峰值依次变小,并且随高度增加,尺度谱峰值数密度值降低,谱变窄.     

南京雾过程对大气气溶胶谱分布及化学组成的影响

为探究南京地区雾过程对气溶胶粒子化学组成和尺度分布的影响,在2017年冬季的雾观测中平行收集了3级分档雾水和分粒径气溶胶样品,并对雾微物理量与气溶胶谱分布、3级分档雾水与雾前、雾中、雾后分粒径气溶胶化学组成对比分析。结果表明,2017年冬季南京第1次雾过程的雾滴液态水含量随粒径分布为不对称“V”型,最低值位于7μm处,第2次雾过程的雾滴液态水含量随粒径分布为3峰型,峰值分别位于5,15,21.5μm处。在雾形成、发展阶段,粒径<0.33μm的气溶胶质量浓度降低,粒径0.38μm气溶胶质量浓度升高,雾成熟阶段,气溶胶粒子质量浓度在全粒径段均达到最低,粒径0.38μm的气溶胶质量浓度大幅降低,与雾前相比,雾后气溶胶质量浓度峰值向大粒径方向移动。雾前,气溶胶水溶性离子组分富集在粒径<0.43μm的小粒子中,随着雾过程进行,成核作用和吸湿增长使得水溶性离子向较大粒径段富集。雾中新生成的气溶胶随着雾滴的蒸发被释放,导致雾后NO₃^-、SO₄^2-和NH₄⁺浓度升高。较小粒径的气溶胶中和率更高,雾形成初期的新生雾滴酸性较强,随着雾过程的进行逐渐中和,雾水pH值逐渐升高。     

渤海龙口湾沉积物中烃类物质的分布特征、来源解析及风险评价

随着《山东半岛蓝色经济区发展规划》（国函[2011]）的实施,龙口湾的海洋开发活动得到空前发展,人类活动不仅影响了其潮汐和沉积环境,也使石油类成为该海域主要污染物之一.采用网格布点法采集了龙口湾表层（0~5 cm）沉积物样品,使用GC-MS对烃类物质（正构烷烃和多环芳烃）进行研究,通过其特征参数和比值丰度识别沉积物中有机物来源及污染排放源,并对沉积物进行生态风险评价.结果表明:正构烷烃参数碳优势指数（CPI_25-35）最大值为1.5（< 4）,陆海比（TAR）和海洋与水生输入比（P_mar-aq）的范围分别为0.15~1.08和0.28~0.74,指示沉积物中有机物的海源性浮游动植物贡献较大;nC₁₆指数〔w（∑C_11-36）/w（nC₁₆）〕最大值为20.76（< 30）,且71%站位的天然正构烷烃比率（NAR）值小于0,说明海洋开发活动造成了石油类污染物注入.沉积物中2环、3环PAHs（多环芳烃）的占比均超过50%,16种PAHs的总浓度范围为460.03~2 448.29 ng/g,平均值为1 328.60 ng/g,且86%的站位达到PAHs的中度、重度污染;PAHs的特征比值分析指示,龙口湾沉积物中PAHs属于石油和燃烧源的混合来源.以沉积物中PAHs含量为基础,与加拿大土壤质量指南比较,结果显示低分子量PAHs（Acy、Ace、Flu、Phe和Ant）偶尔会产生生态危害;致癌性PAHs比重（∑Car-PAHs）和BaP毒性当量（TEQ_BaP）综合评价表明,在当前的经济开发活动下龙口湾沉积物中PAHs具有一定的潜在毒性,但处于安全水平内.研究显示,龙口湾沉积物中正构烷烃属于陆源、海源和石油烃混合来源;PAHs主要属于石油和燃烧源的混合来源,其生态风险处于安全水平.      

广州秋季不同功能区大气颗粒物中PAHs粒径分布

利用MOUDI^TM级联分段式采样器采集了秋季广州市区(荔湾采样点和五山采样点)及郊区(新垦采样点)3个采样点的气溶胶样品并使用GC-MS分析了样品中13种多环芳烃的含量.发现3～4环的多环芳烃呈双峰分布,5～7环的多环芳烃呈单峰分布.广州市区和郊区的多环芳烃具有不同粒径分布模式;相对于城区,郊区的多环芳烃存在于更大的颗粒物中,这可能是气溶胶的陈化过程不同导致的.城区的多环芳烃可能主要受吸附作用控制,而郊区的多环芳烃则可能受多种机制控制,如吸附作用、吸收作用和多层吸附.诊断参数值在粒径1～2.5μm和0.1～0.56μm存在较大差异;从浓度上看新垦13种多环芳烃的总浓度为39ng/m³,五山为71～94ng/m³,荔湾为32～154 ng/m³;从组成上看广州市大气颗粒物种多环芳烃以5～7环为主.     

Size distribution and di use pollution impacts of PAHs in street dust in urban streams in the Yangtze River Delta

Particles of dust washed o streets by stormwater are an important pathway of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) into urban streams. This article presented a comprehensive assessment of the size distribution of PAHs in street dust particles, the potential risks of the particles in urban streams, and the sources and sinks of PAHs in the stream network. This assessment was based on measurements of 16 PAHs from the USEPA priority list in street dust particles and river sediments in Xincheng, China. The content of total PAHs ranged from 1629 to 8986 g/kg in street dust particles, where smaller particles have a higher concentrations. Approximately 55% of the total PAHs were associated with particles less than 250 m which accounted for 40% of the total mass of street dust. The PAH quantities increased from 2.41 to 46.86 g/m2 in the sequence of new residential, rising through main roads, old town residential, commercial and industrial areas. The sediments in stream reaches in town were found to be sinks for street dust particle PAHs. The research findings suggested that particle size, land use and the hydrological conditions in the stream network were the factors which most influenced the total loads of PAH in the receiving water bodies.     

Size distribution of particulate polycyclic aromatic hydrocarbons in fresh combustion smoke and ambient air: A review

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are ubiquitous in the atmosphere and they mostly stem from the imperfect combustion of fossil fuels and biofuels. PAHs are inherently associated with homogenous fine particles or distributed to different-sized particles during the aging of air masses. PAHs carried by fine particles undergo a long-range transport to remote areas while those adsorbed on coarse particles have a shorter lifetime in ambient air. More importantly, PAHs with higher molecular weights tend to be bound with finer particles and can deeply enter the lungs, posing severe health risks to humans. Thus, the environmental fate and health effects of particulate PAHs are strongly size-dependent. This review summarizes the size distributions of particulate PAHs freshly emitted from combustion sources as well as the distribution patterns of PAHs in ambient particles. It was found that PAHs from stationary sources are primarily bound to fine particles, which are slightly larger than particles to which PAHs from mobile sources are bound. In ambient air, particulate PAHs are distributed in larger size modes than those in the combustion fume, and the particle size decreases with PAH molecular weight increasing. The relevant mechanisms and influencing factors of particle size distribution changes are illustrated in this article, which are essentially attributed to combustion and ambient temperature as well as the physical and chemical properties of PAHs. Overall, the study on the particle size distribution of PAHs will contribute for a full understanding of the origin, atmospheric behaviors and health effects of particulate PAHs.