遂宁市大气细颗粒物污染现状及成因

通过研究遂宁市环境空气质量变化趋势、城区空气颗粒物组成及浓度变化,系统分析了遂宁市雾霾天气的污染状况及成因,并横向比较了四川省内各城市的空气质量.研究结果表明,细颗粒物(PM2.5)是遂宁市环境空气中的主要污染物.2012年遂宁市大气中PM2.5浓度值为35—119μg·m-3,平均值为68μg·m-3.2013年1—4月,PM2.5浓度值为21—120μg·m-3,达标率不到50%.尤其在2013年3月,PM2.5/PM10由62.0%—87.2%降低为45.3%.由此判断遂宁市环境空气质量主要受细颗粒物类型、气象条件以及大气污染物长距离迁移等因素影响,其中细颗粒物的最主要来源为机动车尾气排放,并提出了细颗粒物污染防治的对策措施.     

大气PM_（2.5）在线监测仪对SO_4~（2-）、NO_3~-和NH_4~＋的测定评价

通过两套大气细颗粒物（PM2.5）水溶性离子在线监测仪与蜂巢式固气分离器膜采样系统作对比,评估了在线监测仪器对主要水溶性组分SO24-、NO3-和NH4＋的测定结果.美国URG公司生产的在线连续监测分析系统（AIM URG-9000B）对NH4＋和NO3-的监测结果较好,但对SO24-的测定结果存在明显高估,其原因是AIM的平板溶蚀器系统无法完全去除大气中高浓度SO2,从而对SO24-的测定结果有干扰.为解决这一问题,进行了一系列实验,结果表明采用两个溶蚀器串联并用5 mmol.L-1H2O2＋5 mmol.L-1NaOH混合溶液作吸收液时,高浓度的SO2（甚至达到260μg.m-3）可以被完全吸收而对SO24-的测定结果不产生影响.由荷兰能源研究所（ECN）、Metrohm和Applikon共同研制的在线气体组分及气溶胶监测系统（MARGA,ADI2080）对NH4＋和SO24-的监测结果较好,可以满足实验要求;但NO3-的测定结果偏高,其准确性需作进一步评估.新型监测仪器在不同大气环境中投入使用前需进行对比测试,以确定其准确性和精确性.     

北京春季城区与远郊区不同大气粒径颗粒物中水溶性离子的分布特征

为比较北京城区与远郊区大气颗粒物中水溶性无机离子的组成特征,2012年4月,利用Andersen分级撞击式采样器同时在2个采样点进行大气颗粒物分级采样,样品采用离子色谱分析.结果表明,城区和上甸子大气颗粒物中水溶性无机离子总浓度分别为(83.7±48.9)μg·m-3和(75.5±52.9)μg·m-3,NO-3、SO2-4和NH+4是最主要的水溶性无机离子,分别占总离子浓度的81.2%和84.2%.粒径分布显示,Mg2+和Ca2+在5.8～9.0μm的粒径范围出现峰值,Na+、NH+4、Cl-在0.43～1.1μm和4.7～9.0μm的粒径范围出现双峰,K+、NO-3和SO2-4在0.65～2.1μm的粒径范围出现峰值.后向轨迹簇分析表明,气团来自南方时,城区和上甸子二次离子浓度分别为(92.4±40.0)μg·m-3和(95.0±35.4)μg·m-3,来自其他方向时,分别为(24.0±10.8)μg·m-3和(13.3±10.6)μg·m-3.     

三江平原小叶章湿地系统硫的输入及输出动态

以三江平原小叶章(Calamagrostis angutifolia)湿地系统为研究对象,应用野外原位观测法研究了小叶章湿地系统硫的大气沉降输入及其输出规律.结果表明大气湿沉降中硫的月均含量变化明显,其原因主要与人类活动、降水强度及频次有关;硫沉降量具有明显的月变化特征,经估算三江平原小叶章湿地硫的年沉降总量(以S计)为113 mg·m-2·a·-1.小叶章湿地H2S、COS的排放通量均具有明显的季节和日变化规律.H2S和COS的平均释放通量(以S计)分别为O.34 μg·m-2·h-1和-0.29μg·m-2·h-1;小叶章湿地系统在生长季向大气排放H2S的量(以S计)为1.42 mg·m-2,从大气吸收COS的量(以S计)为1.83 mg·m-2.小叶章湿地系统硫的输入量远高于硫输出量,其差值为113.41 mg.m-2·a-1,这表明硫在小叶章湿地系统中处于累积状态,湿地存在潜在的酸化趋势.     

不同小叶章湿地H2S和COS的排放通量研究

利用静态箱/气相色谱法,观测了小叶章沼泽化草甸和小叶章典型草甸两种湿地类型中H2S和COS在生长季(5-9月)的释放动态,结果表明:在两种小叶章湿地中,H2S和COS的排放通量均具有明显的季节和日变化规律.在小叶章沼泽化草甸中H2S和COS的平均释放通量分别为0.34μg·m-2·h-1和-0.29μg·m-2·h-1;小叶章典型草甸H2S和COS的平均释放通量分别为0.14μg·m-2·h-1和-0.20μg·m-2·h-1;小叶章沼泽化草甸H2S和COS的平均释放通量均高于小叶章典型草甸.在生长季两种小叶章湿地均能向大气释放H2S,对COS则表现为从大气中吸收.小叶章的生长过程对H2S和COS的排放影响显著,在小叶章生长旺盛期,H2S出现排放峰值,COS出现吸收高峰.     

我国四个大气背景点颗粒物浓度及其元素分布特征

选择全国由南至北的4个大气背景站(广东南岭、湖北神农架、山西庞泉沟和吉林长白山),于2013年分4个季度同步采集环境空气颗粒物PM10和PM2.5样品,采用微波消解电感耦合等离子体质谱法测定滤膜样品中60余种元素.结果表明,4个背景点PM2.5日均质量浓度平均值为17μg·m-3,PM10为29μg·m-3,低于《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)规定的一级浓度限值.第一季度的PM10和PM2.5最高,除长白山第三季度高于第四季度之外,其他3个点位均呈现第二季度第四季度第三季度的趋势.PM2.5和PM10二者呈线性正相关,4个季度的PM2.5/PM10比值均小于0.5,第二、第三季度较高,而第一、第四季度较低.PM10和PM2.5中元素随季节变化不大,PM2.5含量在同一水平上低于PM10.Na、Mg、Al、S、K、Ca、Fe、Zn质量浓度在0.1—10μg·m-3之间,P、Ti、Mn、Ni、Cu、Ba、Pb质量浓度在10—100 ng·m-3之间,Cd、Co、Ge、Ga、Zr、Sr、V等质量浓度在0.01—10 ng·m-3之间.K、Al、Ca含量大于10%,S、Mg、Na、Fe、Zn、Pb、Mn含量大于1%,Cu、P、Ba、Ti量介于0.5%—1%,其他痕量元素含量所占比例小于0.5%.     

西安市大气颗粒物中水溶性无机离子的季节变化特征

用离子色谱法对11种无机水溶性离子(Na+,NH4+,K+,Mg2+,Ca2+,F-,Cl-,Br-,NO-2,NO-3和SO2-4)进行分析,探讨大气颗粒物中水溶性无机组分的季节变化与典型污染(灰霾、浮尘、燃烧秸秆和燃放烟花)的理化特性.结果表明,西安市大气中PM2.5和TSP的日均质量浓度分别为167.1和382.0μg·m-3,PM2.5占TSP总质量浓度的44%.PM2.5和TSP中无机水溶性离子组分的年均值分别为75.2μg·m-3和101.7μg·m-3.PM2.5中水溶性离子组分占PM2.5总质量浓度的45%左右,TSP中水溶性离子组分占TSP总质量浓度的30%左右.各种水溶性离子的来源和形成机理不同,其季节变化趋势和粒径分布也不同.典型污染事件期间,颗粒物污染特征与平时相比有很大差异:雾霾时PM2.5和TSP的质量浓度都显著增加,主要污染组分为二次污染离子NH+4,NO-3和SO2-4;浮尘发生时,大气颗粒物中人为污染组分会大大减少,而来自沙尘传输和地面扬尘等的地壳物质显著增加;燃烧秸秆对大气颗粒物中K+和Cl-的影响最大;燃放烟花时K+,Mg2+和Ca2+的质量浓度显著增加.     

室内空气颗粒物中HCHs和DDTs的含量

采用中流量TSP采样器在北京大学住宅小区和教学楼同步采集了室内和室外的大气颗粒物样本 ,分析了其中的HCHs和DDTs残留量 .结果表明 :室内外大气颗粒物中∑HCH的含量分别为 0 1 39ng·m- 3和 0 1 63ng·m- 3,∑DDT含量为 0 40 1ng·m- 3和 0 42 4ng·m- 3.室内外的浓度差别不大 .但由于室内空气颗粒物含量显著低于室外 ,其颗粒物中HCHs和DDTs的质量浓度显著高于室外 ,这可能与室内颗粒物的粒径较小有关 .考虑到室内外空气颗粒物中有机氯异构分布的相似性 ,居住区室内空气颗粒物中的HCHs和DDTs主要来自室外 .而实验室内空气在一定程度上受HCHs内部源污染 .     

气溶胶水溶性无机物及有机物的离子色谱测定

利用离子色谱技术同时测定大气气溶胶中的水溶性有机物 (WSOC)与各种无机成分 ,检测出 1 2种无机离子 (F- ,Cl- ,NO-2 ,NO-3 ,SO2 -3 ,SO2 -4 ,PO3-4 ,Na ,NH 4,K ,Mg2 ,Ca2 )及 7种WSOC (甲酸、乙酸、甲磺酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸 ) .该方法对无机离子的线性范围为 0 0 1— 1 0 0 0 μg·m- 3,有机物的线性范围为 0 0 0 5—1 0 μg·m- 3,相关系数除NH 4以外均高于 99 9% ,最低检测限为 0 0 0 0 1— 0 0 0 0 5 μg·m- 3,相对标准偏差为 0 43— 1 32 % .利用该技术 ,对北京市 2 0 0 1— 2 0 0 2年度大气PM2 5中水溶性物种的浓度水平进行了测定 .结果表明 ,北京市PM2 5中主要的水溶性组分为SO2 -4 ,NO-3 和NH 4,其浓度水平分别为 1 1 1 ,7 8和 6 2 μg·m- 3,各占PM2 5 质量的 1 0 6% ,7 4%及5 7% ,而WSOC的浓度水平为 0 0 1 1— 0 1 1 8μg·m- 3,占PM2 5质量浓度的 0 0 1— 0 1 % ,其中 ,乙二酸的浓度最高 ,其次为乙酸、丁二酸 ,丙二酸等 .     

邯郸市新冠疫情前后空气质量指数(AQI)对比与疫情防控期间大气污染特征分析

2020年初COVID-19疫情爆发,我国采取一系列管控措施使大气污染物排放量明显降低.为了解疫情期间减排活动下邯郸市大气污染特征,采用统计学变量分析方法与特征雷达图对疫情爆发前(12月、1月)、疫情防控期间(2-4月)、疫情防控后(5月、6月)以及2019年同期大气污染情况进行对比分析.并进一步估算防控期间大气污染物的减排量,通过后向轨迹聚类分析气团的迁移轨迹来探讨人为减排对空气质量的影响.结果 表明,2020年2月疫情管控开始后,环境空气质量与2019年同期相比明显好转,2月份AQI值降幅约为50％,3、4月份两年差距逐渐缩小;疫情防控期间较疫情爆发前空气质量也有较大幅度提升,防控结束后AQI值有小幅度回弹;防控期间PM2.5、PM10、 SO2、NO2、CO的日平均浓度值均有较大幅度下降,在2月份下降最为明显,降幅分别为51％、55％、62％、41％、33％;O38 h平均浓度与气温呈显著正相关(0.747),疫情期间浓度呈上升趋势,在4月底达到的峰值(238 μg·m-3).北京市空气污染相对较轻,邯郸市与石家庄市较为严重,整体上受颗粒物的污染较明显.邯郸市2、3、4月份特征雷达图属于偏综合型,2月燃煤、生物质燃烧排放的污染物偏高,4月份来自工厂的NO2和SO2浓度偏高.疫情防控前期各污染物排放量均有较大幅度降低,与2019年2月的气团移动轨迹来源特征相似,说明人为减排对环境空气质量提升效果显著.