秦俑博物馆室内气溶胶化学组成初步研究

目的为了科学有效保护地保护秦俑,研究遗址区室内空气工作势在必行。方法通过夏季在秦俑馆采集气溶胶进行分析。结果0.3~0.7μm范围内的气溶胶PM2.5、TSP浓度随游客的增加而增加;室内PM2.5和TSP平均浓度分别为108.4μg/m3和172.4μg/m3,PM2.5占TSP总质量的62.9%。进一步分析证实硫酸盐、有机物及地壳矿物是室内PM2.5的主要组成部分,分别占(32.4±6.2)%、(27.7±8.0)%,(12.5±3.4)%。元素碳、铵盐、硝酸盐分别占室内PM2.5的(3.9±1.5)%,(8.9±2.8)%,(7.0±2.9)%;高含量的硫酸盐、有机物、元素碳、硝酸盐及铵盐的粒径在0.43~3.3μm之间,根据离子平衡计算显示出室内气溶胶酸性特征。结论为科学、有效地控制室内环境,保护秦俑提供了重要依据。     

北京市夏季大气不同粒径气溶胶中 碳质及质量重建研究

对北京市城区2012年夏季大气气溶胶进行PM2.5和PM10石英膜采样,利用热光反射法得到了有机碳(OC,organic carbon)和元素碳(EC,elemental carbon)的含量;应用Stelson方法,结合其质量浓度、元素含量可溶性离子含量对气溶胶质量浓度进行了质量重建与比对.日平均质量浓度结果显示,PM2.5中,OC浓度ρ(OC)为19.4μg·m-3,EC浓度ρ(EC)为3.8μg·m-3.PM10中,ρ(OC)为22.3μg·m-3,ρ(EC)为4.1μg·m-3.OC、EC相关性显著(PM2.5,R2=0.77;PM10,R2=0.91).PM10中有87%的OC和94%的EC集中在PM2.5中.PM2.5和PM10中OC/EC比值分别为5.1和5.7,明显大于2,说明存在二次有机碳.PM2.5和PM10重建值和称质量值相关性R2分别为0.95和0.94,重建值和称质量值比值分别为93%和97%.     

北京市夏季大气气溶胶 PM2.5和 PM10成分特征?

对北京市城区2012年夏季大气对气溶胶进行每日PM2.5和PM10石英膜采样,得到了可溶性离子质量浓度和16种元素的质量浓度,并结合气象观测值进行了分析.结果显示,采样期间,PM2.5质量浓度为9.58~210.42μg·m-3,平均值102.81μg·m-3;PM10质量浓度为33.75~288.33μg·m-3,平均值159.66μg·m-3.PM2.5和PM10质量浓度都与采样点能见度、风速呈负相关,与相对湿度呈正相关.质子荧光分析(PIXE)结果显示,S、K、Ca和Fe在PIXE可分析元素中含量较高,在PM2.5和PM10都占89%.且元素Ca、Ti、Sc、Cr、Fe主要存在于粗粒子(PM2.5~10)中,而元素S、Cu、Zn、As、Br、Pb主要存在于细粒子(PM2.5)中.富集因子分析表明,元素K、Ca、Ti、V、Mn、Ni主要为地壳来源,元素S、Cl、Cu、Zn、As、Br、Pb主要来自于人为源.SO2-4、NO-3、NH+43种可溶性离子总质量浓度占PM2.5浓度的43.5%,占PM10浓度的25.4%.     

北京大气细粒子PM2.5的化学组成

为了解北京大气细粒子(PM2.5)的污染水平和污染特征,在车公庄和清华园进行了连续1年、每周1次同步采样和全样品分析。2个采样点PM2.5的化学组成相似。含碳组分和水溶性离子是主要的组分,其质量浓度之和超过PM2.5的50%。有机碳、元素碳和细粒子PM2.5的季节变化一致,即冬季质量浓度最高,夏季最低。夏季NO-3的质量浓度最低且在采样过程中从特氟隆滤膜上有近50%的挥发。SO2-4不同于PM2.5的季节变化主要取决于SO2的转化率。地壳元素的质量浓度从冬季到春季大幅度上升,春季沙尘天气频是一个重要原因。     

万州城区PM_(2.5)中有机碳与元素碳污染特征

为了解重庆万州区PM2.5中碳质气溶胶的污染特征,于2012—2013年分4个季节采集了PM2.5样品,并分析了其中有机碳(OC)和元素碳(EC)的浓度。结果显示,在采样期间,万州区PM2.5中OC和EC的年平均质量浓度分别为29.72μg·m-3和8.42μg·m-3,OC和EC浓度之和达PM2.5的27.25%。OC浓度的季节变化趋势由高到低分别为冬季、秋季、春季和夏季,EC在冬季浓度最高,其他季节浓度变化不大。OC和EC在4个季节都有较好的相关性(r为0.67~0.84),其中,冬季相关性(r=0.84)最高,秋季相关性(r=0.67)最差,这与污染物来源复杂有关。应用OC/EC比值法对二次有机碳(SOC)进行估算,SOC年平均浓度为13.79μg·m-3,占OC含量的46.72%,冬季SOC的浓度远高于其他季节,冬季较高的OC排放及较低的大气扩散能力利于碳气溶胶中SOC的生成。     

某铀尾矿库区夏季大气颗粒物污染特征研究

采集了某铀尾矿库区夏季大气颗粒物（TSP、PM2.5）,检测分析了颗粒物质量浓度及铀、重金属（Pb、Cd、Cu）含量,结果表明：TSP的质量浓度为53.9μg/m3,PM2.5的质量浓度为28.0μg/m3,TSP与PM2.5的质量浓度的相关系数R=0.832 2;TSP中铀的含量为0.078μg/m3,PM2.5中铀的含量为0.025 6μg/m3;TSP中Pb、Cd、Cu的含量分别为0.111 2μg/m3、0.014 9μg/m3、0.179 7μg/m3,PM2.5中Pb、Cd、Cu的含量分别为0.063 9μg/m3、0.007 4μg/m3、0.038 1μg/m3;TSP中重金属含量由高到低的顺序是Cu＞Pb＞Cd,PM2.5中重金属含量由高到低的顺序是Pb＞Cu＞Cd。     

郑州市PM_(2.5)和PM_(10)中水溶性无机离子的污染特征

于2009年10月至2010年8月间采集郑州市大气颗粒物PM2.5与PM10样品,对其质量浓度及水溶性离子进行分析研究.结果表明:PM2.5在秋、冬、春、夏四季的质量浓度的平均值分别为134.9、121.6、77.9和102.0μg/m3,PM10在秋、冬、春、夏四季的质量浓度的平均值分别为193.2、184.0、140.9和140.5μg/m3,日均值超标率分别达77.8%和59%.PM2.5和PM10质量浓度呈现很好的相关性,春季粗粒子在PM10中的比例相对较高,而秋、冬和夏季细粒子是PM10的主要组成部分.主要的水溶性离子是SO2-4、NO-3和NH+4,大部分以(NH4)2SO4和NH4NO3形式存在;NO-3和SO2-4质量比小于1,说明采样期间郑州市大气以固定排放源污染为主.     

郑州市PM2.5和PM10中水溶性无机离子的污染特征

于2009年10月至2010年8月间采集郑州市大气颗粒物PM2.5与PM10样品,对其质量浓度及水溶性离子进行分析研究.结果表明：PM2.5在秋、冬、春、夏四季的质量浓度的平均值分别为134.9、121.6、77.9和102.0μg/m^3,PM10在秋、冬、春、夏四季的质量浓度的平均值分别为193.2、184.0、140.9和140.5μg/m^3,日均值超标率分别达77.8%和59%.PM2.5和PM10质量浓度呈现很好的相关性,春季粗粒子在PM10中的比例相对较高,而秋、冬和夏季细粒子是PM10的主要组成部分.主要的水溶性离子是SO4^2-、NO3^-和NH4^＋,大部分以（NH4）2SO4和NH4NO3形式存在;NO3^-和SO4^2-质量比小于1,说明采样期间郑州市大气以固定排放源污染为主.     

兰州市冬季大气颗粒物的污染特征分析

利用兰州市冬季大气颗粒物Anderson分级采样器和石英分级采样器的资料,采用改进的三次样条插值方法分离出PM2.5,研究兰州市PM2.5PM10的污染水平、PM2.5占PM10和TSP的比例,并比较兰州市PM2.5和PM10在国内的污染水平.结果表明:兰州市冬季PM2.5和PM10的污染严重,PM2.5在大气颗粒物中的质量浓度相对很高,PM2.5的污染和危害值得重视.     

2002年兰州市春季大气气溶胶特征分析

利用2002年兰州地区春季背景大气、沙尘天气状况下大气气溶胶的实测资料,得到了不同天气状况下大气气溶胶(TSP)的质量浓度和飘尘(PM10)的粒径分布,着重分析了不同天气状况下大气气溶胶的分布规律及其物理特征.研究发现:TSP中细粒子质量浓度沙尘暴期间比非沙尘暴期间相对减少;背景大气条件下,飘尘对人体健康影响比较严重.     

万州城区PM2.5中有机碳与元素碳污染特征

为了解重庆万州区PM2.5中碳质气溶胶的污染特征，于2012—2013年分4个季节采集了 PM2.5样品，并分析了其中有机碳（OC）和元素碳（EC）的浓度。结果显示，在采样期间，万州区 PM2.5中 OC 和 EC 的年平均质量浓度分别为 29.72 μg·m-3和 8.42μg·m-3，OC和 EC浓度之和占到 PM2.5中 27.25%。OC浓度的季节变化趋势由高到低分别为冬季、秋季、春季和夏季，EC在冬季浓度最高，其他季节浓度变化不大。OC和 EC在 4个季节都有较好的相关性（r为 0.67~0.84），其中，冬季相关性最高（r=0.84），秋季相关性(r=0.67)最差，这与污染物来源复杂有关。应用 OC/EC比值法对二次有机碳（SOC）进行估算，SOC年平均浓度为 13.79 μg·m-3，占 OC含量的 46.72%，冬季 SOC的浓度远高于其他季节，冬季较高的 OC排放及较低的大气扩散能力利于碳气溶胶中 SOC 的生成。
     

湖南省2021年春节期间PM2.5重污染特征及来源分析

针对2021年春节期间(2月11—17日)湖南省发生的一次PM2.5重污染过程,利用湖南省内组分站和复合监测站水溶性离子分析仪、碳组分分析仪、无机元素分析仪等分析了PM2.5的化学组成,对颗粒物主要成分进行了来源解析,并结合气象综合分析了此次重污染的过程和成因.监测结果显示,此次重污染过程中PM2.5最高日均质量浓度达184μg/m3,超标1.45倍;烟花爆竹集中燃放期间,全省PM2.5浓度平均升高了2.3倍,各城市PM2.5小时峰值浓度较初始浓度分别增高2.7～11.2倍.重污染期间硫酸盐是PM2.5的主要组分,最高可达24.8％;此次重污染是受烟花爆竹燃放叠加高湿静稳、逆温、小风等不利气象条件的影响而引起空气质量的恶化.     

忻州市PM_(2.5)与PM_(10)中水溶性离子季节污染特征及来源分析

为了解忻州市大气气溶胶中水溶性离子的特征及来源,分别在非采暖季、采暖季和风沙季对忻州市3个固定采样点大气中PM2.5和PM10样品中的水溶性无机离子浓度进行了定量分析.结果表明,忻州市大气PM2.5和PM10浓度分别为89.97、180.12μg/m3,颗粒物中SO2-4、NO-3、NH+4及Ca2+是其主要离子,其质量浓度总和分别占PM2.5和PM10总质量浓度的24.19%和24.15%.SO2-4、NH+4、Cl-、K+主要分布在细颗粒物中,Ca2+、Mg2+主要集中在粗颗粒物中,Na+与NO-3在粗细颗粒物中比例差别不大;风沙季中Ca2+、Mg2+的百分比大于采暖季与非采暖季,采暖季里Cl-的比例大于其余2季.主成分分析表明,忻州市风沙季中颗粒物水溶性离子的最主要来源是风沙扬尘;采暖季PM2.5中离子的最主要来源是燃煤和二次生成;非采暖季PM2.5中水溶性离子的最主要来源为二次生成.     

无锡市细颗粒物理化特征和来源解析研究

研究在无锡市两个站点进行细颗粒物采样,获得了不同季节代表月份(2014年4、7、10、12月)和重污染天气条件下(2015年1月)PM2.1的质量、化学元素、水溶性离子以及碳组分的浓度并进行分析,结合化学质量平衡模型(CMB model)计算了无锡市全年以及重污染天气下不同排放源对细颗粒物的贡献,结合排放清单对二次气溶胶进行再解析,得到最终的排放源贡献结果.无锡全年平均PM2.1浓度为68.6μg·m~(-3),崇宁站浓度(71.9μg·m~(-3))高于旺庄站浓度(65.3μg·m~(-3)),冬季浓度高于其它季节,平均可达85.7μg·m~(-3),重污染天气浓度为122.8μg·m~(-3),明显高于全年平均水平.细颗粒物中最主要的化学成分是二次无机盐离子(36.4%)和碳组分(29.1%),重污染情况下有机碳成分明显升高,可以达到38.4%,表明二次有机气溶胶的转化生成和积累老化是细颗粒物浓度升高的主要原因.利用CMB模型解析得到无锡全年PM2.1来源贡献比例,各类排放源贡献依次是二次硝酸盐(26.4%)、二次硫酸盐(22.6%)、二次有机气溶胶(7.8%)、电厂燃煤(7.3%)、土壤扬尘(6.5%)、柴油车尾气(6.4%)、汽油车尾气(4.1%)、秸秆焚烧(3.4%)、建筑扬尘(3.3%)、城市扬尘(2.5%)、海盐气溶胶(2.2%)、餐饮油烟(1.1%)、钢铁冶炼(1.0%),可以看出无锡市细颗粒物排放贡献主要来自于二次气溶胶的转化生成、汽车尾气和扬尘类的贡献.基于本地排放清单进行二次来源解析,得到无锡全年各类排放源贡献依次为电厂燃煤(30.68%)、钢铁冶炼(13.92%)、其它工业(10.48%)、秸秆焚烧(3.49%)、汽油机动车尾气(6.50%)、柴油机动车尾气(8.80%)、船舶(0.44%)、建筑机械(0.66%)、民航飞机(0.03%)、建筑扬尘(3.3%)、土壤扬尘(6.5%)、城市扬尘(2.5%)、餐饮油烟(1.1%)、海盐(2.2%)、其它来源(9.40%),结合二次解析计算,可以看出无锡市细颗粒物排放贡献主要来自于电厂燃煤、工业冶炼、汽车尾气,因此应该加强对燃煤和工业生产活动的管控,控制机动车尾气排放,大力发展清洁能源.     

亚洲沙尘两大源区之一——中国戈壁沙漠的气溶胶表征与识别

源于中国戈壁沙漠的亚洲沙尘可以通过长途传输到我国下游城市地区并进入太平洋,对城市空气质量、海洋初级生产力及全球气候产生重要影响.于2006~2008年春季对位于中国戈壁沙漠东北部多伦地区气溶胶的理化特性进行了研究,并与其他亚洲沙尘源区的气溶胶作比较.发现2006~2008年多伦地区TSP的平均浓度分别为446.4,183.7,176.1μg/m3,PM2.5的平均浓度分别为125.6,86.7,77.9μg/m3.气溶胶中Cu、P的质量百分数均显著高于地壳中的质量百分数,可能受到内蒙古富含铜矿和磷矿的影响.以多伦为代表的戈壁沙尘气溶胶[Ca〗/[Al]平均比值为0.5左右,低于源于中国西部(新疆地区)的沙尘(1.5);沙尘暴期间的[Na+]/[Na],[Mg2+]/[Mg],和[SO42-〗/3/[S]也低于其他沙尘源区的比值,表明中国戈壁沙漠相比于其他源区将向下游地区输送较多不可溶的钠、镁、硫,对空气质量和气候变化产生不同影响.     

西安冬季不同空气质量级别对应的PM_(2.5)化学组分变化特征

通过实验采样分析,研究了西安市冬季不同空气质量级别(HJ 633—2012)下PM2.5质量浓度及化学组分的变化特征和污染规律。结果表明,西安市2008—2009年冬季所有采样天均为轻度污染到严重污染状况,PM2.5质量浓度100%未达标(GB3095—2012);PM2.5质量浓度及其化学组分基本随空气质量级别恶化而增加,除个别元素外,其他化学组分的质量浓度在严重污染时均出现突增,有机碳(4.5倍)和水溶性无机离子(2.7倍)的增加倍数较大;随大气污染程度的增加,人为源的重金属富集因子增加剧烈(1.6~2.0倍),而主要来自自然源的元素富集因子变化无规律;重污染时期PM2.5中的多环芳烃(PAHs)、正构烷烃(nalkanes)均主要来自人为源排放贡献,其中生物质燃烧、低温燃煤排放是PAHs剧增的主要因素。     

南京北郊PM2.5中含碳物质和水溶性离子的污染特性

为了解南京市北郊四季细粒子中含碳组分与水溶性离子的污染特征及影响因素,于2012年8月~2013年6月期间在南京北郊采样点采集PM2.5样品。利用DRI Model 2001A热/光碳分析仪对有机碳(OC)与元素碳(EC)进行了测定。结果显示,PM2.5、OC、EC的质量浓度均是冬季最高、夏季最低,PM2.5的日平均值为122.7±75.2μg/m3,OC和EC的日平均值分别为(15.4±8.0)μg/m3和(3.6±1.8)μg/m3,含碳物质占PM2.5总质量的11%~40%。OC与EC在秋季和冬季有较好的相关性(r2分别为0.86和0.83),表明其来源相似;春季和夏季的相关性较低(r2分别为0.47和0.53),可能原因是有较多二次有机碳(SOC)生成致其来源复杂。利用EC示踪法对SOC的含量进行了估算,夏季SOC占OC的比例最高,达到了44.6%,可见高温与强烈的光照有利于SOC的形成。利用戴安离子色谱对PM2.5中的阴离子SO42-、NO3-、F-、Cl-、HCOO-、CH3COO-和C2O42-,阳离子Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+进行分析,结果表明,水溶性离子占PM2.5总质量的20%~60%,SO42-、NO3-、NH4+二次离子是南京市郊PM2.5中主要的无机离子。     

衡阳市区空气颗粒物的污染特征研究

2014年4~5月在衡阳市区四个典型的城市功能区设置采样点,共采集了47个大气样品,对空气颗粒物（ TSP、PM2.5）的污染状况进行调查,分析其中的重金属（ Pb、Cd、Cu、As、Hg）含量及其形态分布.结果表明,大部分采样点PM2.5浓度超过国家环境空气质量标准（ GB3095—2012）中的二级浓度限值,部分地段TSP浓度超标;空气颗粒物中重金属元素质量含量大小的顺序为：Pb＞Cu＞As＞Cd＞Hg,这些重金属元素更容易富集在细颗粒物PM2.5上;形态分析表明,As、Hg主要以残渣态存在, Pb、Cd、Cu则以可交换态和残渣态存在较多.     

利用激光雷达和卫星遥感获得城市地面大气悬浮颗粒物浓度分布

使用香港元朗地区2008年MODIS卫星遥感的气溶胶光学厚度(AOD)产品、激光雷达气溶胶消光系数垂直分布、地面相对湿度和地面气溶胶浓度观测资料等数据,通过激光雷达数据建立地面消光系数和激光雷达AOD与气溶胶标高的关系,利用这一关系和卫星AOD进行地面消光系数的反演估计,并进行湿度订正;通过建立地面气溶胶浓度和地面消光系数的关系,进行卫星AOD产品和激光雷达气溶胶探测反演地面大气颗粒物质量浓度的研究及应用。结果表明,卫星估计的地面消光系数与小时平均的颗粒物质量浓度观测值的相关系数为0.57~0.86(PM2.5)和0.59~0.78(PM10),估计的质量浓度与小时平均的观测值对比的均方根偏差分别为11.64~25.34μg/m3(PM2.5)和24.64~91.64μg/m3(PM10),表明可以通过卫星遥感进行大气悬浮颗粒物污染的监测应用。其中1 km分辨率的AOD产品,因其更高的空间分辨率,更适合反映具有复杂地形的城市地区大气悬浮颗粒物污染。     

湖南省冬季一次PM2.5重污染过程特征及来源分析

针对2020年12月18—28日湖南省发生的一次PM2.5重污染过程,利用湖南省内组分站和环境空气复合监测站水溶性离子分析仪、碳组分分析仪、无机元素分析仪等分析了PM2.5的化学组成,对颗粒物主要成分进行了来源解析,并结合气象要素、激光雷达和卫星遥感监测综合分析了此次重污染的过程和成因.监测结果显示,此次重污染过程中PM2.5最高日均质量浓度达177μg/m3,超标1.36倍;重污染期间硝酸盐是PM2.5的主要组分,最高可达55.5％;激光雷达及气象数据分析表明,此次重污染是受高湿静稳、逆温、边界层高度低等不利气象条件影响,加之区域污染传输和本地污染积累而引起空气质量的恶化.