唐山市2017年采暖期不同污染等级PM2.5化学组分特征对比与来源分析

为深入了解唐山市采暖期PM_2.5污染成因与来源,采用在线监测设备于2017年12月1日-2018年1月28日连续监测了唐山市PM_2.5及其水溶性离子和碳质组分（OC、EC）的质量浓度变化,并结合部分常规气体污染物及气象数据进行对比分析.结果表明:①相对湿度的增加和风速的降低促进了污染的发展.②清洁、轻中度污染和重污染时,SOR（硫氧化率）分别为0.05、0.08、0.20,NOR（氮氧化率）分别为0.05、0.12、0.26,随着污染的加重,SO₂、NO_x向PM_2.5中SO₄2-、NO₃-的二次转化现象更加明显.③清洁时,ρ（OC）、ρ（EC）、ρ（SO₄2-）和ρ（Cl-）占PM_2.5化学组分（水溶性离子、碳质组分）质量浓度总和的68%,主要污染源为燃煤;清洁、轻中度污染和重污染时,ρ（NO₂）/ρ（SO₂）分别为0.96、1.14、1.44,ρ（NO₃-）/ρ（SO₄2-）分别为0.94、1.57和1.75;重污染时,ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）、ρ（NH₄+）三者之和占PM_2.5化学组分质量浓度总和的61%,二次污染物成为主要污染源.④观测期,唐山市轻中度污染和重污染时,受经北京市、天津市等唐山市西部地区方向气团影响频率分别为61%、63%,受该方向气团影响时,ρ（NO₂）/ρ（SO₂）、ρ（NO₃-）/ρ（SO₄2-）明显增大.研究显示,相较于燃煤排放物在大气污染物中的占比变化,随着污染的加重,工业工艺和机动车尾气排放产生的污染物占比明显增大,区域传输对大气污染影响不可忽略,政府有必要开展区域联防联控、停产限产和限行限号的措施.      

沈阳市采暖期与非采暖期空气PM_(2.5)污染特征及来源分析

为了研究沈阳市采暖期与非采暖期空气PM2.5污染特征及来源,于2015年1月29日~2016年1月26日在沈阳市采集PM2.5有效样品113组,并分析了其载带的水溶性离子、碳组分及元素组分。结果表明,采样期间沈阳市PM2.5质量浓度均值为66μg·m-3,其中31.0%的样品超过《环境空气质量标准》(GB3095-2012)日均值二级标准(75μg·m-3),采暖期PM2.5的平均浓度和超标率(90μg·m-3、68.6%)明显高于非采暖期(51μg·m-3、31.4%)。采样期间21种元素(除了Mg、Ti、Ca、Fe、Si)、水溶性离子(除Ca2+以外)和OC、EC质量浓度均呈现出采暖期高于非采暖期的趋势;[NO3-]/[SO42-]比值表明非采暖期受移动源影响明显增加,燃煤等固定源仍是采暖期PM2.5的主要来源,PM2.5中水溶性离子是固定源和移动源共同作用的结果;氮氧化率(NOR)和硫氧化率(SOR)分析得到NOx二次转化程度较弱,SO2二次转化程度较强,特别是在非采暖期;富集因子结果表明EF值较高的元素主要来自燃煤、交通污染和工业排放。PM2.5组分重构质量与实测质量呈现较好的相关性,采暖期和非采暖期PM2.5中主要组分均为有机物(OM)(28.0%、23.1%)、矿物尘(MIN)(14.5%、26.0%)和SO42-(15.1%、19.9%),PM2.5受二次粒子、燃烧源和扬尘源影响较大。     

成都冬季PM_(2.5)化学组分污染特征及来源解析

2017年1月1~20日在成都地区分昼夜对PM2.5进行连续膜样品采集,并在实验室测定了其主要化学组分(水溶性离子和碳质组分)的质量浓度。观测期间,PM2.5的平均质量浓度为(127.1±59.9)μg·m-3;总水溶性离子的质量浓度为(56.5±25.7)μg·m-3,其中SO42-、NO3-和NH4+是最主要的离子,质量浓度分别为(13.6±5.5)、(21.4±12.0)和(13.3±5.7)μg·m-3,一共占到了水溶性离子的85.6%;有机碳(OC)和元素碳(EC)的平均质量浓度分别为34.0μg·m-3和6.1μg·m-3,分别占PM2.5质量浓度的26.8%和4.8%。昼夜污染对比显示,PM2.5白天和夜晚质量浓度分别为(120.4±56.4)μg·m-3和(133.8±64.0)μg·m-3,夜间污染更为严重。SO42-、NO3-和NH4+白天浓度高于夜间,这与白天光照促进了二次离子的形成有关;而Cl-、K+、OC和EC浓度夜间明显升高,可能是受夜间煤和生物质燃烧排放增加的影响。通过对近年来成都冬季PM2.5化学组分的研究进行文献总结和比较后发现,SO42-浓度显著降低,从2010年的50.6μg·m-3降低到2017年的13.6μg·m-3;而NO3-浓度变化不大,维持在20μg·m-3左右。PM2.5中离子酸碱平衡分析表明,成都冬季PM2.5由于NH4+的相对过盛而呈现出碱性,与以往呈偏酸性结果存在差异。对成都冬季NO3-/SO42-的比值进行计算,NO3-/SO42-平均值为1.57,表明移动源对PM2.5污染影响更大。OC与EC的相关性表明,白天和夜间OC与EC的相关系数分别为0.82和0.90(P0.01),OC与EC来源具有一致性。SOC估算结果显示,白天和夜间SOC浓度分别为8.5μg·m-3和11.9μg·m-3,占到OC的28.1%和31.8%。K+/EC平均值为0.31,并且K+与OC之间相关系数为0.87(P0.01),说明生物质燃烧对成都冬季碳质气溶胶有一定影响。主成份分析表明,成都冬季PM2.5主要来源于燃烧源(燃煤、生物质燃烧等)、二次无机污染源以及土壤和扬尘源,其贡献率分别为32.8%、34.5%和21.5%。     

宝鸡市PM_(2.5)中水溶性离子组分污染特征及来源分析

本文通过对2012年3月至2013年3月宝鸡市大气PM_(2.5)中各个水溶性无机离子组分的质量浓度进行研究,获得了水溶性离子的时间变化特征,并结合主成分分析方法讨论了不同离子的来源。结果显示,宝鸡市PM_(2.5)中水溶性离子主要由、和组成,分别占总水溶性离子质量浓度的40.47%、30.75%和15.07%;PM_(2.5)整体偏酸性。/比值随API指数的升高而增大,当空气质量较好时PM_(2.5)中硫酸盐居多,而随着空气污染发生硝酸盐逐渐增多并占优势。主成分分析结果表明PM_(2.5)中水溶性离子的主要来源有二次气溶胶、生物质燃烧和土壤尘。     

长江三角洲地区PM_(2.5)两种污染来源对比分析

应用Model-3/CMAQ模式,结合观测资料和后向轨迹,分析了2015年1月21日~24日长江三角洲地区PM_(2.5)污染的时空分布特征和区域输送过程.重点对比了2种不同类型的污染过程(大风外源输入污染21日12:00~23:00和静稳本地积累污染22日~24日12:00)中大气物理化学过程对边界层内PM_(2.5)生成的贡献.结果表明,模式能合理再现这一期间长江三角洲地区PM_(2.5)浓度的时空变化和分布.21日午后,长江三角洲地区地面偏北风,风速较大,是短时大风北方输入污染.短时大风污染时段输送通量大,边界层中上部污染水平输入,再垂直下传.22~24日,地面小风,存在逆温,大气静稳,是本地积累污染.对比大风外源输入时段与静稳本地积累时段的过程分析发现,大风污染时段PM25的主要正贡献过程依次为局地源排放(35.0%)、水平平流(27.1%)、气溶胶化学生成(20.9%)、垂直平流(14.1%);本地积累时段PM_(2.5)的主要正贡献过程依次为局地源排放(50.1%)、气溶胶化学生成(27.1%)、垂直平流(17.4%).其中水平平流、源排放、气溶胶化学过程在2类污染时段中所占贡献率有显著差异.     

吉林市大气PM_(2.5)污染特征及来源分析

2014年在吉林市设立7个大气PM_(2.5)采样点,分采暖季和非采暖季分别采样分析了吉林市城区大气颗粒物污染特征和可能来源。结果表明:吉林市大气颗粒物以PM_(2.5)为主,PM_(2.5)年均值65μg/m3,超过国家二级标准限值86%,PM_(2.5)/PM10的年平均值为61%;PM_(2.5)中,休闲生活区各个时间段金属元素浓度相对较低,工业混合区浓度较高;非金属离子SO2-4、NH+4、NO-3、Cl-是PM_(2.5)水溶性离子的主要成份,其和占PM_(2.5)质量的13.31%,在采暖期浓度质量全部高于非采暖期;采暖期OC和EC来源基本相同,来源于机动车尾气、燃煤和生物质燃烧等,在非采暖期OC和EC来源差异性较大,主要来源于机动车尾气和工业燃煤等。     

深圳市宝安区PM_(2.5)污染特征及来源分析

利用2015年深圳市宝安区PM_(2.5)监测数据和气象数据进行分析,得出辖区PM_(2.5)年均浓度为38μg/m3,呈夏季低冬季高特征。冬季PM_(2.5)超标天数达15 d,占总超标天数的52%。模型模拟结果表明,辖区PM_(2.5)受本地源的影响约为37%~47%,受周边区域的影响约为53%~63%。按污染源类型来分,宝安区PM_(2.5)受工业企业污染源影响较大,约为49%~59%,受机动车尾气和道路扬尘影响约为25%~35%,受裸土和施工扬尘源影响约为11%~21%。西乡、沙井、松岗子站PM_(2.5)受周边区域影响较大,福永子站PM_(2.5)受本地源影响较大。     

北京城区大气PM_(2.5)主要化学组分及污染特征

为了解北京城区大气PM2.5主要化学组成特征,于2012年8月─2013年7月对城区石景山、东四和通州3个采样点及城区对照点定陵和区域传输点榆垡开展为期1 a的PM2.5组分研究,共获得268组样品.结果表明:城区平均质量浓度大于1.0μg/m3的组分有OC、NO3-、SO42-、NH4+、EC、Cl-、Si、Ca、Al、K+,其中ρ(OC)、ρ(NO3-)、ρ(SO42-)、ρ(NH4+)分别为(22.2±17.1)、(21.5±25.9)、(19.8±23.7)、(14.3±16.8)μg/m3,分别占ρ(PM2.5)的17.9%、17.3%、15.9%、11.5%,城区各主要组分的平均质量浓度明显大于对照点;城区各采样点之间主要组分所占比例相差不大,与城区对照点、区域传输点差异明显;春、夏、秋、冬四季城区采样点的主要组分均为OC、NO3-、SO42-、NH4+,这4种组分质量浓度之和分别占各季ρ(PM2.5)的62.5%、54.2%、46.0%、62.7%,其中春季ρ(NO3-)、夏季ρ(SO42-)、秋冬季的ρ(OC)相对较高;北京城区各采样点均受SOC影响较大,OC/EC〔ρ(OC)/ρ(EC)〕的平均值为5.7,城区SNA(二次无机气溶胶)占ρ(PM2.5)的比例(15.0%~53.1%)和NO3-/SO42-〔ρ(NO3-)/ρ(SO42-)〕(0.47~1.36)均随空气质量指数上升而增加,同时观测期间北京城区PM2.5中NO3-/SO42-的平均值为1.14,较往年明显增大,表明目前北京城区的PM2.5排放源逐步由以固定源为主向固定源和移动源并重的方向发展.     

鞍山城区夏季PM_(2.5)中碳组分污染特征及来源

2014年7月采集鞍山市大气中PM2.5样品,采用IMPROVE-TOR方法准确测量了样品中的8个碳组分,研究了鞍山城区夏季PM2.5及其载带的碳组分的污染特征。鞍山市夏季PM2.5浓度为(53.4±18.0)μg/m3,有机碳(OC)、元素碳(EC)和总碳(TC)占PM2.5的比例分别为(11.89±3.86)%、(4.79±1.31)%和(16.68±5.02)%,表明碳是鞍山城区夏季PM2.5中的重要成分。PM2.5中OC、EC浓度显著相关,R=0.715;另外,全市OC/EC的平均值为2.49±0.43,所有监测点位OC/EC的平均值均2,表明PM2.5中二次有机碳(SOC)对OC有贡献,从而说明OC、EC的来源相同。8个碳组分(OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、OPC)的丰度研究显示,鞍山市城区夏季PM2.5中碳主要来源于机动车尾气尘、道路尘和燃煤尘。     

宁波市冬季PM_(2.5)污染特征与来源解析

为了了解宁波市大气中PM2.5污染特征及来源,于2012年冬季在宁波5个环境受体点采集PM2.5样品,分析它们的质量浓度及多种无机元素、水溶性离子、金属元素和碳等组分的含量,并使用PMF模型对宁波市PM2.5来源进行了解析。结果表明:宁波冬季PM2.5浓度较高,5个点位PM2.5中主要化学组分均为有机物、SO42-、NO3-、NH4+和元素碳,约占PM2.5总质量浓度78.2%~92.4%。对宁波市PM2.5有重要贡献的源类分别为钢铁冶炼源、混合扬尘源、生物质燃烧源、二次硝酸盐、高氯源、机动车排放源、重油燃烧源和二次硫酸盐,其分担率分别为5.6%、3.3%、3.2%、28.8%、6.8%、22.2%、0.7%和29.4%。     

哈尔滨郊区PM_(2.5)污染来源及特征

利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术和统计学方法研究了哈尔滨市郊区采集的2012-2013年23个PM2.5样品的污染来源及特征。17种与污染源及健康相关的元素含量分布分析表明,冬季和夏季的燃煤、汽车尾气排放对PM2.5的贡献率最显著,且四季中其它污染源也有稳定的贡献率。对PM2.5四季样品中的47种元素进行富集因子分析,结果表明,Zn、Cu、Mo、Cd、Pb、In、Sb、Tl、Bi等9种元素富集因子(EF)值大于10,元素来自于人为源,其他38种元素的EF值小于10,来自土壤或扬尘等自然源;聚类分析表明,人为源元素中In、Bi、Tl、Cd、Pb、Mo、Sb主要来自煤炭燃烧、Cu、Zn主要来源于汽车尾气。     

泰安市环境受体PM_(2.5)组分特征与来源解析

为了明确泰安市环境受体PM_(2.5)的污染特征和主要来源,该研究于2015年春、冬季在泰安市区采集了环境受体中PM_(2.5)样品,分析了PM_(2.5)及其化学组分特征,建立了源化学成分谱,基于化学质量平衡(CMB)模型对泰安市环境受体PM_(2.5)进行了来源解析,利用后轨迹分析了PM_(2.5)的区域传输路径。结果表明:PM_(2.5)及其化学组分与污染源贡献都具有明显的季节特征。春季,机动车尘是PM_(2.5)的首要贡献源类,分担率为19.11%;其次为二次硫酸盐、扬尘和煤烟尘,分担率分别为18.07%、16.08%、10.53%。冬季,煤烟尘为首要的污染源类,分担率为16.32%;机动车源和城市扬尘对PM_(2.5)的分担率比春季低,分别为11.99%和13.42%。后轨迹分析表明,春季PM_(2.5)可能受来自内蒙古等地的土壤风沙尘的长距离运输影响;冬天可能受来自蒙古、河北、山东周边等地燃煤源的长距离运输的影响。     

兰州市大气PM_(2.5)的化学组分特征及其来源研究

为探讨兰州市大气细颗粒物化学组成及其污染来源,对兰州市大气PM_(2.5)中水溶性离子、无机元素以及OC和EC进行了研究。结果表明:PM_(2.5)浓度及其化学组成具有明显的季节变化特征,PM_(2.5)浓度为冬季>春季沙尘>春季>夏季;水溶性离子以SO_4~(2-)、NH_4~+和NO_3~-浓度最高,占总水溶性离子的78.7%~87.1%,表明该地区的二次污染较为严重,主成分分析表明水溶性离子主要来源于燃烧源和土壤源;无机元素以Zn、Pb和Ba浓度最高,主要来源于燃煤和机动车源;OC冬季浓度最高,而EC夏季浓度最高,并形成了较严重的二次有机碳污染。     

采暖期与非采暖期青岛市区PM2.5组分特征及来源分析

利用2019年4月6日-2020年4月5日监测数据,分析了青岛市区采暖期和非采暖期大气颗粒物、PM2.5水溶性离子组分的污染特征及来源.结果表明:采暖期PM2.5和PM10浓度均高于非采暖期.NO3-、SO42-、NH4+等二次无机离子是采暖期和非采暖期的主要离子组分,且采暖期NO3-、NH4+、Na+的占比较非采暖期...     

乌鲁木齐市重污染期间PM_(2.5)污染特征与来源解析

目前有关我国城市大气重污染期间PM2.5污染特征及其来源的研究较少,为深入了解典型城市大气重污染期间PM2.5的污染特征与来源构成,于2013年1月19—30日在乌鲁木齐市采集PM2.5样品,并依据相关划分标准,确定1月19—28日为重污染天气.分析了重污染天气下ρ(PM2.5)及主要化学组成(包括水溶性离子、无机元素和碳组分),运用统计学方法研究了重污染期间PM2.5的污染特征,并且采用富集因子法和CMB受体模型解析了PM2.5的来源构成.结果表明:大气重污染期间ρ(PM2.5)严重超标,其中米东区环境保护局采样点的ρ(PM2.5)最高,其次是铁路局、市监测站;PM2.5化学组分以SO42-、TC、Si和NO3-为主,其中二次离子占ρ(PM2.5)的43.1%;城市扬尘、煤烟尘和二次粒子是环境空气中PM2.5的主要污染源类,三者在乌鲁木齐市以及米东区的分担率分别为24.7%、15.6%、38.0%和20.8%、28.0%、36.2%,其中二次硫酸盐的分担率在两地更分别达到28.6%和27.0%.     

贵阳市秋、冬季PM_(2.5)中碳组分污染特征及来源分析

为研究贵阳市大气细粒子PM2.5中有机碳(OC)和元素碳(EC)的污染特征,于2013年10月14日至2013年12月25日,采集2个监测点位秋季和冬季的PM2.5样品,检测分析PM2.5中有机碳(OC)、元素碳(EC)的质量浓度。结果表明,秋季PM2.5中OC的平均浓度为14.9μg/m3,EC的平均浓度为2.31μg/m3;冬季PM2.5中OC的平均浓度为26.2μg/m3,EC的平均浓度为7.53μg/m3,呈冬季高、秋季低的季节变化特征。秋、冬季PM2.5中OC/EC的值均大于2,表明存在二次有机碳(SOC)的贡献;秋季SOC的值为6.89μg/m3,冬季SOC的值为8.29μg/m3。通过计算PM2.5中8个碳组分丰度,初步判断PM2.5中秋季碳的主要来源是汽车尾气、道路扬尘和生物质燃烧,冬季碳的主要来源是汽车尾气、燃煤尘和道路扬尘。     

沈阳市采暖期与非采暖期空气PM2.5污染特征及来源分析

为了研究沈阳市采暖期与非采暖期空气PM_(2.5)污染特征及来源,于2015年1月29日～2016年1月26日在沈阳市采集PM_(2.5)有效样品113组,并分析了其载带的水溶性离子、碳组分及元素组分.结果表明,采样期间沈阳市PM_(2.5)质量浓度均值为66μg·m~(-3),其中31. 0%的样品超过《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)日均值二级标准(75μg·m~(-3)),采暖期PM_(2.5)的平均浓度和超标率(90μg·m~(-3)、68. 6%)明显高于非采暖期(51μg·m~(-3)、31. 4%).采样期间21种元素(除了Mg、Ti、Ca、Fe、Si)、水溶性离子(除Ca~(2+)以外)和OC、EC质量浓度均呈现出采暖期高于非采暖期的趋势;[NO_3~-]/[SO_4~(2-)]比值表明非采暖期受移动源影响明显增加,燃煤等固定源仍是采暖期PM_(2.5)的主要来源,PM_(2.5)中水溶性离子是固定源和移动源共同作用的结果;氮氧化率(NOR)和硫氧化率(SOR)分析得到NO_x二次转化程度较弱,SO_2二次转化程度较强,特别是在非采暖期;富集因子结果表明EF值较高的元素主要来自燃煤、交通污染和工业排放. PM_(2.5)组分重构质量与实测质量呈现较好的相关性,采暖期和非采暖期PM_(2.5)中主要组分均为有机物(OM 28. 0%、23. 1%)、矿物尘(MIN 14. 5%、26. 0%)和SO_4~(2-)(15. 1%、19. 9%),PM_(2.5)受二次粒子、燃烧源和扬尘源影响较大.     

徐州市春季PM_(10)及PM_(2.5)污染来源分析

采集了徐州市具有代表性的9个点位的春季环境空气样品,对不同功能区的监测点PM10及PM2.5污染水平及其来源进行了分析。结果表明,徐州市区代表不同功能的监测点污染特征明显,PM10与PM2.5污染主要来源于燃煤(包括电厂、其他工业)等固定源、机动车移动源,并受到工业废气、建筑施工扬尘等的影响。其水溶性离子、金属成分污染水平与其他城市相当,但由于受燃煤电厂的影响,Pb,Mn,As,Cr含量明显高于其它城市。     

邯郸市PM_(2.5)中含碳组分的特征及来源分析

自2012年10月13日-2014年9月11日在邯郸市采集PM2.5样品,并对气态污染物以及颗粒污染物(PM10和PM2.5)进行在线监测,将其中100个样品进行8种碳组分分析,初步探讨含碳气溶胶的特征及来源。结果发现:采样期间PM10和PM2.5的平均浓度分别274.4μg/m3和154.7μg/m3,超标率大于80%,其中2013年1月份PM10和PM2.5的最大值更分别达到924.6μg/m3和658.2μg/m3。OC/PM2.5和EC/PM2.5的比例分别为16.7%和7.0%,采暖时间段的OC及EC的污染程度相较于非采暖时间段更为严重。OC和EC的平均增长率分别为2.67和1.33,污染累积和二次转化贡献率分别占49.8%和50.2%;SOC/OC在49.3%~57.7%之间,SOC/PM2.5在7.9%~11.6%之间,二次有机物污染较为严重。因子分析表明,冬季PM2.5碳组分主要来自于燃煤和柴油车尾气排放,生物质燃烧和汽油车尾气,分别解释了PM2.5中碳组分的39.3%、28.4%以及16.3%。     

典型时段西南地区PM_(2.5)及组分污染特征

选取西南地区为采样点,于2015年非重污染和重污染时期对环境PM_(2.5)进行采样,并对PM_(2.5)、水溶性离子和碳质组分的污染特征进行分析。结果显示:重污染与非重污染天PM_(2.5)质量浓度分别为(204.8±47.0)μg/m~3和(66.8±23.1)μg/m~3。重污染天气下SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+浓度分别是非重污染天气下的3.5,4.2,3.4倍,SIA浓度占PM_(2.5)的比例可高达42.2%。重污染期间OC和EC浓度分别是非重污染期间的4.8,2.7倍,SOC浓度在非重污染和重污染期间分别为(3.2±1.6),(25.6±15.2)μg/m~3,OC、EC较低的相关性也反映出重污染期间碳质组分来源的复杂性。