西安夏季PM2.5中碳组分与水溶性无机离子特征分析

2012年8月6日—22日利用大气细颗粒物水溶性组分在线监测分析系统和大气气溶胶OC/EC在线分析仪在线分析了西安PM2.5中的水溶性无机离子和OC、EC,并结合气溶胶前体物SO2、NO2和部分气象参数的监测数据进行了分析。结果表明,PM2.5中OC、EC和主要水溶性组分SO2-4、NH+4和NO-3的比重分别为:14.34%、5.35%、26.32%、12.90%和11.28%;以有机物(OM)为主要成分的总碳气溶胶(TCA)在PM2.5中的质量分数为28.30%,其中光化学反应导致OM中二次组分(SOC)高达45.30%;对主要水溶性组分之间的相关性分析发现,NO-3、SO2-4、NH+43种主要组分之间的结合形态为(NH4)2SO4和NH4NO3,对Mg2+和Ca2+的相关分析反映其有多种共同源;此外,硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)均较高,表明大气中存在较强的光化学反应。PM2.5的各组分因子分析得到4个主要来源(机动车尾气和燃煤、土壤建筑尘和生物质燃烧、二次硝酸盐气溶胶、二次硫酸盐气溶胶)。     

室内空气污染分析方法研究进展

本文对室内空气污染分析方法进行了详细综述 ,以期对开发室内空气污染分析的新方法及新技术提供参考。     

固定源可凝结颗粒物中金属元素组分特征研究

参考2017年美国环境保护署(USEPA)推荐的Method 202和中国《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》(HJ 836—2017),对中国华北、华东地区正常稳定运行的燃煤电厂、燃煤供热锅炉、垃圾焚烧发电厂、建筑陶瓷厂、焦化厂、石化厂等涉气重点行业企业排放的固定源可凝结颗粒物(CPM)及其中的金属元素进行了测试。结果表明,不同行业企业废气CPM中金属元素的种类和排放水平不同,主要与燃烧源、原(辅)材料、生产工艺、废气治理设施的CPM治理效果等因素有关。CPM中Zn、Al是主要金属组分,多数企业Fe、Ba占比也较高。燃煤电厂中As、Pb,燃煤供热锅炉中Pb、Cr、As,石化厂中Hg、Pb,建筑陶瓷厂中Cr,垃圾焚烧发电厂和焦化厂中As,分别是CPM中值得关注的有毒有害重金属元素。     

我国室内空气污染现状、成因与对策

室内空气污染严重影响公众健康，已经受到广泛关注，本文分析了我国室内空气污染的现状和成因，并从法规建设，监督管理，科学研究和宣传教育等方面介绍了我国控制室内空气污染的对策措施。     

柴油机颗粒物及重金属比排放特征研究

测定了国Ⅲ、国Ⅳ和国Ⅴ3种排放水平道路柴油机及一种非道路国Ⅱ柴油机的颗粒物与重金属比排放。结果表明,国Ⅴ排放水平的道路柴油机在颗粒物及重金属比排放方面均远低于国Ⅲ和国Ⅳ道路柴油机,重金属比排放仅为国Ⅲ和国Ⅳ道路柴油机的约75%。国Ⅳ道路柴油机瞬态工况(ETC)试验的颗粒物及重金属比排放均显著高于稳态工况(ESC)试验,且大排量柴油机在ETC试验中重金属比排放比小排量柴油机高出20%以上。道路与非道路柴油机7种重金属比排放顺序基本为As>Zn、Cu、Cr>Ni、Pb>Cd。非道路国Ⅱ柴油机重金属总比排放是道路柴油机重金属比排放的近16倍,表明非道路柴油机在颗粒物和重金属比排放方面对环境的污染风险均显著高于道路柴油机。     

长春市净月区颗粒物重金属污染特征及健康风险评价

为了解长春市净月区不同粒径颗粒物重金属的污染特征及健康风险,于2017年4—6月采集PM_1、PM_(2.5)、PM_5、PM_(10)及总悬浮颗粒物(TSP)样品,利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定8种重金属(Pb、Cd、Cr、Ni、V、Co、Sb、Mn)及Al浓度,采用富集因子法判断8种重金属的富集程度,进一步结合健康风险评价模型对人群健康风险进行评估。结果表明,净月区4月PM_(2.5)、PM_(10)、TSP均超出《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准。8种重金属中,Sb、Pb浓度相对较高,Pb主要富集在细颗粒物(PM_1、PM_(2.5)、PM_5)上,Cd、Ni、Mn、V、Sb主要富集在粗颗粒物(PM_(10)、TSP)上,富集因子排序为SbCdPbCoCrNiVMn。Cd、Cr、Ni、V、Mn的非致癌风险熵(HQ)小于1,非致癌风险水平可接受;Sb的HQ大于1,对人群存在非致癌风险。Pb、Cd、Cr、Ni的致癌风险值R大于10~(-6),存在致癌风险。     

杭州市空气颗粒物污染特征及变化规律研究

根据2006—2010年杭州市空气颗粒物的监测数据及2002、2006、2008年空气颗粒物来源解析结果,对杭州市空气颗粒物浓度、化学组分与污染来源等特征的变化规律进行分析,以期为空气颗粒物污染控制提供决策依据。结果表明,近年来杭州市PM10浓度有所下降,但一类功能区PM10仍超出《环境空气质量标准》(GB 3095—1996)的要求(≤0.04mg/m3),杭州市空气颗粒物污染以细颗粒物为主,空气颗粒物的二次转化、机动车尾气尘等产生的二次粒子污染相对严重;煤烟尘对杭州市PM10的贡献率下降明显,城市扬尘、二次粒子和机动车尾气尘对PM10的贡献率有所增加,是杭州市PM10的主要来源。     

淮南矿区道路环境大气颗粒物重金属污染特征及来源解析

为了解煤矿开采区道路环境中大气颗粒物重金属元素的污染特征及来源,于2016年12月(采暖期)和2017年5月(非采暖期)分别采集了淮南潘集矿区交通主干线周围大气颗粒物样品,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定了As、Cd、Hg、Mn、Pb、Cu、Zn、Ni、V等9种重金属元素以及参比元素Al的含量,并利用富集因子法和因子分析法解析了其来源。结果表明:(1)Zn、Mn、Pb含量较高,占所测重金属元素的82%(质量分数)以上;采暖期总悬浮颗粒物(TSP)、PM10和PM2.5中重金属含量总体上均高于非采暖期。(2)富集程度较高的元素有Pb、Cd、Hg,随着颗粒物粒径减小,各重金属元素的富集因子呈现增大趋势。(3)通过因子分析法得出,潘集矿区道路环境中重金属主要来源为交通排放、煤炭燃烧和扬尘等。     

成都市道路细颗粒物污染特征

2013年9月20—28日,通过采集成都市城区道路大气环境中的PM2.5样品,分析测定了其中可溶性无机离子、碳组分和金属元素含量。结果表明,PM2.5中Fe、Mn、Ti、Si、Al等主要来源于机动车行驶产生的道路扬尘,Pb、Cu、Ni和Zn等主要来源于机动车尾气及零部件磨损;PM2.5中水溶性无机离子占道路大气环境细颗粒物的33.7%,A/C比值为0.95,表明细颗粒物偏弱碱性;机动车尾气排放的OC1、OC2、OC4和EC1等4种碳组分占道路大气环境细颗粒物碳组分的65.8%,且OC/EC比值为2.9,有二次有机碳(SOC)产生。     

光散射颗粒物监测仪在环境空气监测中的适用性

为了研究光散射颗粒物监测仪在环境空气监测中的适应性,参照《环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动检测技术要求及检测方法》(HJ 653-2013),在北京秋季使用PQ200(滤膜采样器)对DustTrak8530、LD-6S、HBKLW-2共3种光散射仪器进行比对测试.结果表明,3种光散射仪器的平行性都达标;在监测PM10时,3种仪器与PQ200的线性相关系数都达标,斜率只有HBKLW-2达标,截距除HBKLW-2略微超标外都与标准相差较远;在监测PM2.5时,3种仪器与PQ200的线性相关系数都达标且优于PM10,斜率只有HBKLW-2和LD-6S达标,截距绝对值相比PM10有所减小,但只有HBKLW-2达标;经校正因子修正后,3种仪器与PQ200的线性回归斜率达标、相关系数不变、监测PM2.5的截距相比PM10更加接近标准值,故光散射仪器更加适用于环境空气PM2.5监测.     

我国室内空气污染现状、成因与对策

室内空气污染严重影响公众健康 ,已经受到广泛关注。本文分析了我国室内空气污染的现状和成因 ,并从法规建设、监督管理、科学研究和宣传教育等方面介绍了我国控制室内空气污染的对策措施     

基于等离子体反应器的室内空气净化装置研究

在对比若干室内空气净化方法之后 ,介绍了等离子体空气净化的能力、机理以及光催化反应 ,对基于等离子体反应器的室内空气净化典型装置进行系统分析。对等离子体空气净化技术的研究进行了展望 ,指出存在的问题和发展的方向。     

上海市郊节假日大气颗粒物中碳和离子的粒径分布

由于人类节日活动,节日大气污染与平时相比有独特性,了解其污染特征对指导人类生活有重要意义。用Staplex公司分粒径的大流量采样器采集上海嘉定区2009—2010年节日(春节、劳动节、中秋节、国庆节)及相应临近非节日(以下简称非节日)的大气颗粒物样品,分析了颗粒物中主要化学组分的节日特征。在所研究的4个节日中,春节由于受到大量烟花爆竹燃放的影响,节日效应最为严重,且其影响主要在细粒径段(3.00μm)。春节细粒径段颗粒物质量浓度、有机碳和元素碳质量浓度分别为99.2、30.2、9.5μg/m3,与非节日的比值分别为1.5、2.6、3.4;而影响最严重的离子是K+和Mg2+,其与非节日的比值分别为29.0和23.7。总体而言,春节颗粒物浓度最高和化学组分污染最严重,其次是劳动节、国庆节、中秋节。     

地铁车站内机械通风系统对站内公共区域颗粒物的控制效果

地铁站内空气质量对乘客尤其是车站工作人员的健康有一定影响,而地铁车站的机械通风系统是当前地铁车站控制公共区域颗粒物浓度的唯一主动途径。为探究地铁车站机械通风系统对站内公共区域颗粒物浓度的控制效果,通过实地测试的方法,测试并分析了某屏蔽门制式地铁车站公共区域的颗粒物浓度。测试结果表明：测试地铁车站的机械通风系统对车站公共区域的颗粒物浓度控制效果微弱;机械新风占总换气量的比例仅为5%,因此,洁净的机械新风不会显著改善车站公共区域的颗粒物浓度,室外、站厅与站台的颗粒物浓度差异有限,小于10 μg·m⁻³;较大的出入口渗风使得车站内外换气充分,故关闭机械新风系统不会引起车站公共区域的颗粒物浓度显著增加。     

PM2.5在线监测样品采集的除湿调温系统及其性能

根据国家标准要求,PM2.5的监测需要对采集的颗粒物在15~30℃范围内某一温度下、（50±5）%的相对湿度下进行恒重。因此,PM2.5在线监测时,宜对样品进行即时除湿、调温处理。设计、制作了一套数控气体除湿调温装置,研究了影响该装置运行效果的因素,以优化系统运行的主要参数。结果表明：随着样品气在除湿调温系统内停留时间增长,其除湿量也相应增大,停留时间为27 s时除湿达到平衡;干燥气与样品气的流量比对样品气的除湿有重要影响,流量比从0.5增大到1.17时,除湿率随流量比的增大而上升,流量比为1.17时除湿率最大,达到50.97%,流量比增大到1.33以后直到2.0,随着流量比的增大除湿率反而逐渐降低;系统运行参数的优化设置,即样品气在除湿调温系统内停留时间为27 s,干燥气与样品气流量比的最大值设置为1.17,通过改变干燥气与样品气的流量比来实现对除湿量的精确控制;对含湿量在63.70 g·m-3以下的样品气进行除湿调温处理都可使样品气出气的含湿量符合PM2.5监测的国家标准要求,该除湿系统可满足我国PM2.5日常在线监测对样品气处理的需求。     

Heavy-metal ion complexation by particulate matter in the leachate of solid waste: a multi-method approach

The metal ion binding characteristics of particulate matter obtained from column experiments on the anaerobic digestion of solid waste were studied using a titrimetric approach. The experimental set-up allowed us to study the dynamics of particle bound ligand concentrations during digestion processes typically found in landfills.We developed a continuous titration method by simultaneously using a Cd-sensitive and pH electrode and combining metal and acid/base titrations. This technique allows for a more precise determination of pK_a-log K_M pairs for each ligand than metal titrations alone. The results were compared with titration methods using differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV) and atomic absorption spectroscopy (AAS) with longer equilibration times in order to further characterize ligand properties such as reaction kinetics, the electrochemical lability of the respective complex during DPASV, the distinction between metal adsorption to particulate matter and metal complexation by soluble ligands adhered to particles, reversibility of the binding process by competition studies, and resistance against purging with nitrogen gas.The properties of seven major metal binding ligands were identified and assignments to the most likely functional groups were made. The most important ligand properties are for ligand A: pK_a ≈ 9.2, log K_cd ≈ 7.0 fast reaction kinetics (mercapto groups); ligand B: pK_a = 4.8, log K_Cd ≈ 6.0, slow reaction kinetics (chelates with 3 or 4 carboxylic groups); ligand C: pK_a ≈ 6.0, log K_Cd ≈ 13.0, irreversible metal binding at basic pH-values (uptake inside bacterial cells); ligand D: pK_a = 7.7, log K_Cd = 4.0, runs parallel to N content of particulate matter with digestion time (primary amines neighboring oxo groups); ligand E: pK_a ≈ 12.0, log K_Cd = 9.0, runs parallel to P content of particulate matter (phosphate); ligand F:pK_a > 9.0, log K_{Cdf = pKa + 0.4}, runs parallel to N content of particulate matter (primary amines neighboring SH groups); and ligand G: pK_a ≤ 4.8, log K_Pb ≈ 4.3, strong Pb²⁺ ligand, even at low pH-values.Metal ions were found to be irreversibly bound by ligand C at low heavy-metal concentratins, whereas at higher concentrations the binding is reversible and can be predicted using the mass of the digestion process (methanogenic phase). All other ligands have their concentration maximum in the transition phase between acetogenic and methanogenic phase.     

A new direct thermal desorption-GC/MS method: Organic speciation of ambient particulate matter collected in Golden, BC

Particulate matter having an aerodynamic diameter less than 2.5 μm (PM2.5) is thought to be implicated in a number of medical conditions, including cancer, rheumatoid arthritis, heart attack, and aging. However, very little chemical speciation data is available for the organic fraction of ambient aerosols. A new direct thermal desorption-gas chromatography/mass spectrometry (TD-GC/MS) method was developed for the analysis of the organic fraction of PM2.5. Samples were collected in Golden, British Columbia, over a 15-month period. n-Alkanes constituted 33–98% by mass of the organic compounds identified. PAHs accounted for 1–65% and biomarkers (hopanes and steranes) 1–8% of the organic mass. Annual mean concentrations were: n-alkanes (0.07–1.55 ng m⁻³), 16 PAHs (0.02–1.83 ng m⁻³), and biomarkers (0.02–0.18 ng m⁻³). Daily levels of these organics were 4.89–74.38 ng m⁻³, 0.27–100.24 ng m⁻³, 0.14–4.39 ng m⁻³, respectively. Ratios of organic carbon to elemental carbon (OC/EC) and trends over time were similar to those observed for PM2.5. There was no clear seasonal variation in the distribution of petroleum biomarkers, but elevated levels of other organic species were observed during the winter. Strong correlations between PAHs and EC, and between petroleum biomarkers and EC, suggest a common emission source – most likely motor vehicles and space heating.