长沙市区PM_(2.5)中致癌重金属铅、镉的污染特征与季节性变化研究

2015年3月至2016年2月期间,在春夏秋冬四个季度,每个季度在长沙城区采样15天,每天连续采样20小时,共采集PM_(2.5)有效样品60个。分析测试结果表明:长沙监测点PM_(2.5)样品中Pb和Cd年平均浓度分别为4.24ng/m~3和132.44ng/m~3,对照《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中年平均浓度限值,PM_(2.5)样品中Pb年平均浓度远低于标准值,PM_(2.5)样品中Cd年平均浓度则超过标准值25倍。其中冬季PM_(2.5)样品中Pb和Cd质量浓度平均值均显著高于其它季节。对比北京、上海、广州、重庆等国内主要城市,长沙PM_(2.5)样品中Pb年平均浓度处于较低水平;而Cd年平均浓度处于较高水平。     

北极夏季大气气溶胶单颗粒研究

为研究北极地区大气气溶胶颗粒的物理化学特性,于2013年8月8~12日环Svalbard岛收集大气气溶胶样品,利用带能谱的透射电子显微镜(TEM-EDS)共分析2530个单颗粒,并获得颗粒物的形貌特征和化学组成.结果表明,北极地区颗粒物主要表现为5种类型,分别为海盐颗粒、富S颗粒、富Fe颗粒、含碳颗粒和矿物颗粒.后向气流轨迹显示,采样期间大气污染物主要来自于北极点周边的海洋上空和附近格陵兰岛地区.来自海洋上空的大气中主要包含海盐颗粒,所占数量比例为54.7%;经过陆地的大气样品中95.4%为矿物颗粒.利用时间密度因子法估算出北极地区PM2.5质量浓度范围为0.55~0.72mg/m3.     

塔里木盆地气溶胶粒度分布研究

使用Series 210收集了塔里木盆地内6个不同地点的气溶胶,获取了该地区气溶胶的粒度分布,并计算了对应的气溶胶数量中位直径。研究发现:在自然情况下,气溶胶分布遵循双峰分布的规律,其中第一峰值通常出现在0.5μm附近,第二峰值出现在3μm附近;由于采样点的气象条件、地表情况等差异所致,不同采样地点的峰位和峰面积有一定的差异;各采样点气溶胶分布规律显示,绝大多数气溶胶粒子粒径小于1μm。自然条件下,大多数采样点气溶胶粒子数量中位直径小于1μm。     

上海冬季大气可吸入颗粒物的PIXE研究

为了研究上海冬季大气气溶胶颗粒物的化学特征,2001年12月～2002年1月使用TEOM1400型和2100型空气采样器,采集了市区和郊区19个有代表性采样点的PM2.5和PM10样品.使用质子激发X射线荧光分析方法(PIXE)测定颗粒物中近20种元素.结果发现,除了Ti和P等元素外,绝大多数元素的平均浓度是市区高于郊区.不同采样点的PM2.5/PM10范围为0.32～0.85,平均值为0.60±0.16.富集因子分析表明,上海大气可吸入颗粒物中的元素来源可以分为地壳元素和人为污染元素2类,S、As、Pb、Ni、Mn、Se等污染元素更趋于富集在直径小于2.5μm的细颗粒物中.     

秋季秸秆焚烧对京津冀地区霾污染过程的影响分析

以2016年10月份京津冀地区一次持续5d(10月12~16日)的严重污染过程为例,综合卫星数据、污染物地面监测站点数据、气溶胶地基观测数据以及气象数据,分析山东、河南、山西等周边地区的秸秆焚烧对京津冀霾天气的影响.研究表明,京津冀地区污染时期的CALIPSO(Cloud-Aerosols Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations,云-气溶胶激光雷达和红外探测卫星)气溶胶组分含有大量煤烟型气溶胶,AERONET(AEROsol robotic NETwork)Beijing站观测数据显示13日气溶胶体积数浓度谱呈现双峰分布,细粒子峰值半径为0.33μm,峰值体积浓度为0.145μm~3/μm~2.14日气溶胶谱基本呈现单峰分布,细粒子占主导地位,体积浓度达到0.34μm~3/μm2.污染物地面监测站点数据显示PM2.5、CO和SO_2浓度均显著增加,峰值浓度分别为339μg/m~3、2mg/m~3、20μg/m~3;CO、PM_(10)、PM_(2.5)与秸秆焚烧火点数量之间的相关系数分别为0.65、0.79和0.68,说明本次污染与周边地区的秸秆焚烧的污染物传输有关.HYPLIST(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model,拉格朗日混合单粒子轨道模型)后向轨迹分析表明,14日到达京津冀地区的气团均经过秸秆焚烧地区,气团中会携带大量秸秆焚烧产生的污染气体和颗粒物,加重京津冀地区地区霾污染过程.此外,污染过程中地面风场较弱,以静小风为主,平均风速1m/s,不利于污染物扩散和稀释;底层大气湿度较大,平均相对湿度77.8%,高湿的大气环境促进了气溶胶吸湿增长和污染物聚集,导致污染加剧;大气稳定度高,对流运动较弱,稳定的大气条件不利于污染物扩散,使得污染过程延长.因此,本次重污染天气归因于自然和人为因素共同作用的结果,即人为秸秆焚烧导致的本地污染源排放和传输、机动车尾气等本地污染物、京津冀地区的静稳大气和近地面丰富的大气水汽共同作用的结果.     

南京市典型交通源冬季PM_(2.5)污染特征分析

为研究南京市典型交通源冬季PM_(2.5)的污染特性,于2016年1月9日到2月4日在南京市四平路采集了大气中PM_(2.5)样品,分析了样品中的重金属元素、水溶性离子、有机碳和元素碳的浓度。结果表明,采样期间南京市大气PM_(2.5)中日平均质量浓度为85.3μg/m~3。重金属元素锌(Zn)的浓度最高,其次是铅(Pb)和锰(Mn)的元素浓度,平均浓度分别为104.72 ng/m~3、60.88 ng/m~3,再者是钡(Ba)和铜(Cu)的元素浓度,平均浓度分别为30.23 ng/m~3、45.26 ng/m~3。样品中水溶性离子的平均质量浓度水平为:NO_3~-SO_4~(2-)NH_4~+Cl~-K~+Na~+Mg~(2+)Ca~(2+),其中NO_3~-、SO_4~(2-)和NH_4~+的质量浓度均在10μg/m~3以上,是水溶性离子的主要组分,分别占总离子浓度的37.18%、29.34%、17.42%。     

太原市冬季灰霾期间大气细颗粒物化学成分特征

研究了太原市灰霾发生期间大气PM2.5质量浓度和化学成分变化规律.采样时间为2011年12月27日16:00~2012年1月3日04:00,使用TH-150C中流量大气PM2.5采样器(采样膜为直径90mm的石英纤维滤膜)在山西大学环境科学研究所5层楼顶每隔4h采样一次,得到灰霾样品34个,非灰霾样品5个.采样期间对大气PM2.5质量浓度进行实时监测.结果表明:灰霾期间(初起、进展、鼎盛、减弱4个阶段)大气PM2.5平均浓度达(692±272)μg/m3,是非灰霾期间(即灰霾消失阶段) (54±12)μg/m3的12.8倍;在灰霾发生期间,大气PM2.5中Hg、Pb、As等重金属污染物、OC以及水溶性无机离子SO42-、NO3－、NH4+、K+、Cl－、F－浓度呈现相似的变化趋势,即在灰霾初起、进展阶段不断增加,在灰霾鼎盛期达到最大值,随后随着灰霾的减弱和消失而不断下降,最终降到一个较低的水平;而与燃煤关系不大的Zn元素、Ca2+、Mg2+等在灰霾各个时期浓度变化较小.以上结果说明冬季灰霾天气使太原市大气PM2.5浓度显著上升,并增加PM2.5中重金属、有机物和二次气溶胶含量,使其化学成分发生改变,同时也反映了冬季燃煤和生物质燃烧对太原市大气PM2.5的化学组成影响大于交通源和土壤扬尘.     

大气环境中气相和颗粒相上酞酸酯的分析

本文选用聚氨基甲酸酯泡沫塑料(PUFP)吸附块和玻璃纤维摅膜(GF)构成大气全态采样头,捕集大气中气相和颗粒相中酞酸酯化合物,样品经提取分离后用气相色谱(GC)进行测定。以呼和浩特市居民区相草原对照区为采样点,分析夏冬雨季大气中酞酸酯(DNBP和DEHP)。结果表明,冬季大气气相中,DNBP和DEHP平均浓度为0.46和1.89μg/m~3,夏季为2.19和1.82μg/m~3;大气颗粒物相,冬季平均为1.34和1.66μg/m~3,夏季为0.51和0.36μg/m~3。夏季大气气相酞酸酯含量高,冬季大气颗粒相酞酸酯含量高。草原对照区大气颗粒物上DNBP和DEHP的平均浓度为0.17和0.14μg/m~3,夏季为0.23和0.10μg/m~3。DNBP和DEHP在大气全态中的总含量冬季和夏季较为接近。     

宝鸡铅锌冶炼厂周围大气降尘中重金属污染研究

为了研究宝鸡铅锌冶炼厂周围大气降尘中重金属元素的浓度含量、来源以及污染现状。利用火焰原子吸收分光光度法测定了大气降尘中的重金属元素的浓度,并且应用数据的多元统计方法和地质累积污染指数法对降尘中重金属元素的来源和污染程度进行评价分析。结果表明:铅锌冶炼厂周围大气降尘中重金属元素有4种主要重金属元素均超出中国、当地土壤背景值,其中Pb、Cd达到了重污染。     

长江口大气重金属污染特征及沉降通量

于2009年8月与2010年5月在长江口青草沙水库及长兴岛采集了大气颗粒物样品,测定了Zn、Pb、Cr、Cu等重金属元素的浓度,并初步估算了大气气溶胶中这些重金属在长江口的干沉降通量.结果表明:长江口PM10的平均浓度在109~197μg/m3,重金属元素浓度水平由高到低为Zn>Cr>Mn>Cu>Ti>Ni>Pb>V,其中Zn、Cr、Mn、Cu、Ni、Pb存在明显的元素富集,浓度分别达到297, 241, 186, 181, 52, 32ng/m3,而相应的日平均干沉降通量分别为0.14, 0.09, 0.08, 0.08, 0.02, 0.02mg/(m2·d).通过与长江口水库重金属浓度对比,大气干沉降的总Cu约占水体中总Cu浓度的25%左右,大气沉降可能是长江口水中重金属的重要来源之一.     

南京市大气气溶胶中二元羧酸昼夜变化研究

2002年3月14-19日在南京大学校园内进行了为期1周的采样,用以研究大气气溶胶PM_2.5中的低分子量(C₂～C₁₀)二元羧酸的昼夜变化规律.结果表明,南京市大气气溶胶中二元羧酸的夜间质量浓度(平均为460ng/m3)普遍高于相应的白天质量浓度(平均为350 ng/m3).草酸是含量最高的二元羧酸,其次是丁二酸与丙二酸,这3种二元羧酸占所检测到的水溶性有机酸总量的89%.由C3/C4(ρ(丙二酸)/ρ(丁二酸))(平均为1.00)可以判断采样期间气溶胶中有机酸主要来源于大气的光化学氧化反应,从C6/C9(ρ(己二酸)/ρ(壬二酸))(平均为0.88)可以认为生物源是有机酸的一个重要来源.      

石家庄一次沙尘大气污染物与边界层相互作用

针对2020年5月11~12日华北平原出现的一次沙尘过程,使用云高仪和空中国王-350飞机观测平台观测了气溶胶后向散射系数、气象要素、黑碳气溶胶（BC）和0.1~3.0μm气溶胶粒径分布的垂直结构,并结合FY-4A卫星数据、大气污染物数据（PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和O₃）、地面气象数据和探空数据,探究了此次沙尘过程中大气污染物和边界层结构的相互作用机制.结果表明,由于逆温层的存在,沙尘在石家庄上空维持在>1km的高度,因此对地面污染物的影响较小.沙尘期间石家庄PM₁₀的平均质量浓度为166.3μg/m³,分别是沙尘前和沙尘后的2.7倍和1.5倍.沙尘过程对边界层结构影响较大.沙尘期间在沙尘层附近形成一层RH较小、风速较大、气溶胶含量较高的“穹顶”结构,阻碍了大气边界层的发展.“穹顶”结构使得贴地逆温消失,有利于近地面污染物的扩散.沙尘层内BC和气溶胶数浓度较高,最大浓度接近地面观测浓度.沙尘过程对不同高度气溶胶数浓度谱谱型影响较小,沙尘层使得0.4~3μm气溶胶数浓度显著增加.     

北京及周边地区大气近地面层真菌气溶胶的变化特征

2005年4月~2006年10月期间,利用Andersen六级空气生物采样器分别在北京、兴隆和香河3地区不同的季节进行外场采样观测,研究了大城市及其周边地区近地面层大气中真菌气溶胶菌群种类与浓度,粒度的季节变化规律及其分布特征.研究发现,3地区大气中真菌气溶胶的生物多样性变化明显,其优势菌群类型的季节变化显著;3地区大气真菌气溶胶数浓度的季节变化规律各不相同;北京市大气中真菌气溶胶数浓度的日变化显著,但未发现固定模式.     

粤北地区铀矿冶周围环境空气中气溶胶总α、总β放射性测量

采集了粤北地区三个铀矿冶周围居民点气溶胶样品并测量其总α、β放射性,总α用饱和层厚度法,总β用效率法。调查结果发现,三个铀矿冶所设的采样点中,总α范围值0.051~0.75 mBq/m~3,总β范围值0.56~5.5 mBq/m~3;所有的样品中总β放射性均比总α放射性高。     

杭甬地区大气中含碳气溶胶特征及来源分析

为了研究杭甬地区大气气溶胶中含碳气溶胶的季节性变化和它们的来源,于2014年12月至2015年11月收集了杭州和宁波2个城市中4个采样点的PM_(2.5)样品,利用碳热光学分析仪测定了样品中8种碳组分,获得了有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度.在此基础上,估算了含碳气溶胶总量(TCA)和二次有机碳(SOC)的浓度水平,根据OC与EC的相关性、比值和不同碳组分的特征,分析了主要来源.结果表明:(1)杭甬地区总碳(TC)年均浓度为(14.3±4.1)μg·m~(-3),占年均PM_(2.5)浓度的(26.2±6.5)%;OC和EC的年均浓度分别为(11.3±3.4)μg·m~(-3)和(3.0±0.9)μg·m~(-3).4季中,冬季TC浓度最高;(2)杭甬地区估算的TCA年均浓度为(25.6±7.5)μg·m~(-3),占PM_(2.5)的(42.2±10.0)%,SOC占OC年均值的(41.1±5.5)%;(3)杭甬地区年均OC/EC比值为4.7±1.7,落在汽车尾气排放,煤炭燃烧和生物燃料燃烧的区间内,说明这些排放源都是含碳气溶胶的主要来源.各个采样点在秋冬季都具有更高的char-EC/soot-EC比值,表明了这2个季节生物质燃烧活动的贡献也不容忽视.     

上海的氟污染及其防治

1 上海的“氟缺乏”在全国的省、市、自治区中,上海是唯一没有地方性氟病流行的地区。通常,与氟病关系最大的环境因子,是饮水的含氟量。上海的自来水均取自黄浦江,而黄浦江是潮汐河,受长江水的影响很大。长江水的含氟量为0.2～0.3mg/l。根据42个上海自来水样品的分析,含氟量平均在0.3mg/l左右,低于我国饮用水含氟量1mg/l的最高卫生标准。据对上海地区208个蔬菜样品和8个粮食样品的含氟量分析,除个别蔬菜样品因产地附近有污染源而超标外,一般都低于1mg/kg的食品中氟允许量标准。上海市区的大气含氟量常常超过居住区大气中有害物质的最高允许浓度,即大于0.007mg/m~3。但人体从大气中摄入的氟化物数量,仅占总摄     

封场后垃圾填埋场的生物气溶胶浓度及粒径分布

以湖北省黄石市某封场的垃圾填埋场为研究对象,研究不同功能区的生物气溶胶浓度及粒径分布特点。结果表明,封场填埋区的细菌气溶胶和真菌气溶胶平均浓度分别为429和71 CFU/m~3,渗滤液处理区的细菌气溶胶和真菌气溶胶平均浓度分别为754和31 CFU/m~3。各个采样点的细菌气溶胶的浓度均高于真菌。封场填埋区的细菌气溶胶多样性低于渗滤液处理区。粒径分析表明,封场填埋区和渗滤液处理区可吸入的生物气溶胶所占比例较高。该研究结果将为评价封场填埋场的空气质量提供基础数据。     

西安冬春季PM10中碳气溶胶的昼夜变化特征

为探讨西安市大气碳气溶胶的季节变化和昼夜变化特征及来源,于2006-12-19~2007-01-21(冬季)和2007-04-01~2007-04-30(春季)连续采集了大气可吸入颗粒物(PM10)样品,并采用IMPROVE热光分析法分析了其中有机碳(OC)和元素碳(EC)的昼夜浓度.结果显示,冬季白天PM10及其中OC和EC的平均浓度分别为455.0、62.4和7.5μg/m3,夜晚的平均浓度分别为448.7、66.1和6.9μg/m3,对应春季白天的平均浓度分别为397.9、26.7和6.9μg/m3,夜晚分别为362.1、31.9和8.6μg/m3.冬季白天OC与EC的相关系数为0.44,较之春季0.81要差,主要与冬季采暖期燃料的多样性有关.碳气溶胶组分中,冬季白天和晚上二次有机碳气溶胶(SOC)的平均浓度为8.9和10.2μg/m3,远高于春季(2.8和3.4μg/m3),说明冬季较高的OC排放及较低的大气扩散能力利于碳气溶胶中SOC的生成.对碳气溶胶8种组分的因子分析结果表明,冬季燃煤排放及郊区的生物质排放对碳气溶胶有重要的贡献,而春季机动车的贡献明显增加.     

不同粒径大气颗粒物几种重金属成分分析及其致突变性研究

采集冬季太原市一采样点不同粒径大气颗粒物,经分析,总悬浮颗粒物日均浓度为1.04mg/m~3,严重超标。其中粒径小于7.0μm的占49.6％,小于3.3μm的占33.5％。颗粒物无机提取液中5种金属元素的浓度由高到低依次为Pb、Mn、Cr、Ni和Cd。每一种元素均呈随颗粒物粒径减小浓度增高的趋势。以SOS显色法和小鼠体内骨髓细胞染色体畸变试验检测颗粒物的无机提取液和模拟肺泡液溶出液的遗传毒性,表明小粒径颗粒物遗传毒性较强;小于1.1μm的颗粒物,仅用相当于5m~3或10m~3空气量的样品液,即可诱发SOS反应或致染色体损伤。     

兰州远郊区黑碳气溶胶浓度特征

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)2007年1月1日至2009年8月28日黑碳气溶胶浓度和同期常规气象资料,分析了兰州远郊区黑碳气溶胶浓度特征.结果表明,该区黑碳气溶胶日平均浓度为1568ng/m3,低于东部地区区域本底站浓度,表明该地区污染较轻;黑碳浓度具有明显的季节变化,从春季到冬季平均浓度依次增大,分别为1234.74,1290.23,1669.06,2088.73ng/m3,日变化具有明显的双峰结构,最大值出现在09:00,最小值出现在17:00.黑碳浓度的变化特征与本地区的盛行风向、人类活动及天气过程有密切关系.沙尘气溶胶对黑碳浓度的影响取决沙尘过程的强度、沙尘携带的人为污染物的种类及数量、黑碳颗粒被其他气溶胶混合和包裹的程度.统计分析得出该地区大气黑碳气溶胶本底浓度约为1000ng/m3.