青岛市大气PM2.5元素组成及来源研究

利用2007年5月～2008年5月气溶胶观测资料和逐日天气资料,分析了青岛市2.5μm气溶胶粒子(PM2.5)浓度特征、元素组成和来源.结果表明,青岛市PM2.5和PM10年均浓度分别为86.6μg.m-3和120μg.m-3.PM2.5浓度采暖季高于非采暖季,夏季最低.PM2.5浓度在荒漠和人为共同影响下的气团中最高,在海洋影响气团中最低.PM2.5和PM10的主要组成元素是S、Ca、Cl、K和Fe,主要污染元素集中在PM2.5中;PM2.5中Cl、K、Zn、Br和Pb浓度采暖季较大,夏季较小,Ca元素变化趋势则相反.V、Cr、Cu、As、Se、Sr和Zr的浓度受不同来源气团影响不显著,S、Cl、K、Ti、Mn、Fe、Zn、Br、Pb和Ca的浓度在不同来源气团下存在较大差异.降水对S、K、Pb和Fe质量浓度的影响最为明显.富集因子分析表明,所有元素在PM2.5中的富集因子普遍大于PM10,青岛市非地壳来源的元素在PM2.5中所占比例大于PM10.Ca元素富集因子夏季较大,可能受到建筑尘影响.     

天津市PM_(10)中元素的浓度特征和富集特征研究

为了解天津市大气PM10中元素的浓度水平和污染元素的来源,在天津市布置了7个采样点,获得了风沙季、非采暖季和采暖季19个元素的监测数据。结果表明:Ni、Pb、Cu、Cr是PM10中的主要超标污染元素;K、Ca、Na、Mg、Al、Si、Fe、Ti等8种元素是PM10浓度的主要贡献率元素(92%);19个元素的富集系数风沙季明显低于非采暖季;Co、Cu、Zn、Br、Pb五个元素各季和各站的富集系数均大于10,人为源贡献大于自然源,是环境治理的重点元素。     

东北某市严重雾霾期PM_(2.5)、PM_(10)中元素特征和富集因子分析

为了掌握雾霾期大气PM 2.5和PM 10中无机元素污染特征,于2013年10月20~31日期间采集了东北某市发生严重雾霾时大气PM 2.5和PM 10样品,分析了颗粒物样品中21种无机元素(K、Ca、Na、Mg、Mn、Pb、Cd等)的浓度。结果表明:大气PM 2.5和PM 10浓度普遍超标,超标率分别达88.89%、66.67%;大气PM 2.5和PM 10中元素质量浓度主要是由Na、S、Ca、K、Fe、Al、Si、As、Mg 9种元素贡献;元素的富集状况分析表明,Na、Zn、Ca、Cr、Ni、Cu、Mn、Cd、Pb和As在非雾霾期和雾霾期期富集程度较高,污染较严重,受人为污染源影响较大;以不同元素做参比,所得各元素富集系数不同。     

鞍山市冬季大气PM_(2.5)中元素污染特征与来源解析

本文为探究鞍山市冬季大气细颗粒(PM_(2.5))中元素的污染特征和来源,于2016年1月在鞍山市6个监测点位采集PM_(2.5)样品,对PM_(2.5)载带的元素进行了浓度特征和富集因子分析,并通过因子分析确定了鞍山市PM_(2.5)中污染元素的主要来源。结果表明,K、Fe、Al、Ca、Na、Mg、Zn、Pb元素浓度含量之和占所有检测的14种元素浓度的97.13%;Cd、Zn、Pb、As、Cu五种元素属于极强富集,Ni属于强烈富集,Cr、Ca、V处于显著富集水平,Mg、K、Na、Fe呈现中度富集。因子分析结果表明,鞍山市冬季大气细颗粒物中污染元素主要来源于钢铁冶炼、机动车尾气、燃煤和建筑扬尘的复合型污染源。     

南昌市秋季大气PM2.5中金属元素富集特征及来源分析

采集2013年秋季南昌市6个不同区域的大气PM_(2.5)样品,分析PM_(2.5)质量浓度及其中18种金属元素(Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Ba、Co、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg)的富集特征,并用多元统计分析法探讨了PM_(2.5)中上述元素主要来源.结果表明,南昌市秋季大气PM_(2.5)日均质量浓度满足《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)二级标准限值(≤75μg·m~(-3)).Mn、Ti、Al和V的富集因子小于1.0,表明这些元素基本没有富集;Fe、Cr、Co、K、Mg、Ba、Ca、Cu和As的富集因子范围为1.7~7.8,表明这些元素受到自然源和人为源的共同影响;Hg、Zn、Pb、Ni和Cd的富集因子范围为21.9~481.2,表明这些元素受到明显的人为污染.综合相关分析、主成分分析和聚类分析结果表明:PM_(2.5)中Mg、K、Al、Ca、Ti主要来源于土壤及建筑尘;As、Hg主要来自燃煤;Ba、Ni、Mn主要来自金属冶炼排放;V、Cu、Fe、Cd、Pb、Cr、Co主要来自交通源;Zn主要受金属冶炼和燃煤的影响.     

成都市春节期间大气PM_(2.5)化学元素的特征

为研究成都市春节期间大气PM2.5化学元素特征,于2010年2月10-28日在中国气象局成都高原气象研究所办公楼顶进行大气PM2.5采样。采用X-射线荧光光谱法(XRF)分析PM2.5中的无机元素。结果表明,除夕、元宵节PM2.5日均质量浓度分别为137.9μg/m3和287.5μg/m3。S、K、Cl、Al、Ba、Mg、Pb和Cu元素在除夕和元宵节2天中质量浓度是其它采样时间浓度的1.44~14.27倍;富集因子分析表明,S、Cl、K、Zn、As、Br、Sr、Cd、Sn、Ba、Pb、Cu主要是人类活动引起的各种污染所致;主成分分析得出,春节期间成都市PM2.5中的元素主要来源于烟花排放、机动车和燃煤排放;其次为冶金及机械制造等排放的烟尘。     

隧道中机动车排放颗粒物及无机元素特征

于2015年9月对天津市张自忠隧道不同地点(隧道内和隧道外)进行PM2.5采集,分析其中17种无机元素,并应用PCA受体模型对元素来源进行解析.结果表明,隧道内外PM2.5的日均浓度分别为(94.79±62.78)μg·m-3和(83.92±61.60)μg·m-3,受机动车污染影响较大,且工作日高于非工作日,高峰时段隧道内PM2.5浓度与机动车流量呈现一定相关性.隧道内,Si、Fe、Al、Ca和Mg浓度偏高,质量分数占分析元素的98.48%,受机动车影响较小,而Fe及微量重金属(Zn、Cu、Pb等)与机动车污染相关.通过Wilcoxon Signed-Rank检验,Ba、Cu、Zn、Mo、Sn和Sb于隧道内外存在显著性差异.富集因子(EF)结果显示,在隧道内外,Co、Mn、Cr、Ca、Mg、Ba、Fe、Mo和V的EF5,主要来自地壳源,Cu、Zn、Pb、Sn、Sb和Cd的EF5,受人为源影响较大.因子分析结果显示,隧道内主要污染源为磨损排放和燃油燃烧的混合源、土壤扬尘源和柴油车燃烧,其中将机动车污染源继续进行因子分析,污染源主要包括轮胎磨损和尾气排放、刹车磨损和尾气排放及柴油车排放.     

广州市秋季PM2.5中重金属的污染水平与化学形态分析

采用消解法和连续提取法分析了广州市秋季PM2.5样品中10种重金属元素的总量和化学形态,对广州市PM2.5中重金属的污染水平和生物有效性进行了评价.结果表明,广州市PM2.5和重金属污染非常严重,其中PM2.5日浓度高达0.083 3～0.190 0mg·m-3,为1997年美国EPA相应标准的1.3～2.9倍.PM2.5中cd、Pb、Zn、Cu和Mo的富集因子K＞10,是典型的污染元素;而Ni、Mn、Co和Fe的K值为1-10,除部分来自人为活动外,主要还是自然作用来源.化学形态分析结果显示,超过80%的Al和Fe分布在有机质、氧化物与硫化物结合态和残渣态,而大部分zn、Pb、Cd和Cu分布在可溶态、可交换态、碳酸盐态、可氧化态和可还原态.生物有效性系数(k)分析结果说明,P2.5中重金属的生物有效性相对强弱顺序为:Cd＞Zn＞Pb＞Cu＞Mn＞Mo＞Co＞Ni＞Fe＞Al.其中Cd、Zn和Pb的k＞0.8,为生物可利用性元素;Cu、Mn、Mo、Co和Ni的k值在0.5左右,为潜在生物可利用性元素;Fe和Al的K＜0.2,为生物不可利用性元素.     

北京道路交通环境亚微米颗粒物元素组成特征及来源分析

于2011年12月和2012年8月对北京北四环道路交通环境中亚微米颗粒物(PM1)进行了采样,并对PM1的质量浓度、元素组成及主要来源进行了分析.夏季非灰霾时段PM1日平均浓度为(52.5±29.9)μg·m-3,灰霾时段PM1浓度增加到(154.2±36.3)μg·m-3;冬季非灰霾时段PM1日均浓度为(59.6±32.5)μg·m-3.采用X射线荧光光谱法(XRF)对颗粒物中元素进行分析,共得到Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Ba和Pb等21种元素的质量浓度.其中S、Cl、K、Na、Si、Zn、Fe和Ca等8种元素含量较高,占测试元素质量浓度90%以上.污染元素浓度呈现显著的季节差异,夏季S元素浓度较高,冬季As、Cl、K、Pb、Mn、V、Cd和P等元素浓度较高.应用富集因子法发现,PM1相对PM2.5能够更好地反映人为源的元素污染特征.应用因子分析法分析出PM1的3个元素浓度贡献主成分因子:因子1反映燃煤、交通源排放和生物质燃烧,因子2反映道路及建筑扬尘贡献,因子3反映机动车排放和工业排放.因子1和因子3之和的夏季和冬季贡献比例分别高达46.8%和68.3%,表明来自机动车、燃煤、生物质燃烧等重要人为源对道路交通环境PM1浓度的贡献显著高于其他来源.灰霾期间S、As、Pb等污染元素浓度明显高于非灰霾期间,地壳元素在灰霾期间无明显浓度变化.     

上海市冬季PM_(2.5)无机元素污染特征及来源分析

为了解高污染季节上海市细颗粒物PM2.5及其无机元素的污染特征和来源,于2013年1月4日至2月1日在上海3个点位采集PM2.5样品,并采用电感耦合等离子光谱仪(ICP-OES)测定样品中19种元素含量.结果表明,采样期间PM2.5污染水平较高,均值达(90.5±41.2)μg·m-3,且郊区明显高于市区和背景参照点.所测无机元素的空间分布规律与PM2.5一致,但背景参照点元素Zn的浓度较高.采样期间Cd、As、Zn、Pb、S和Cu等人为污染元素的富集因子较高.因子分析结果表明冬季上海市PM2.5具有多源性,主要来源于燃煤、自然尘、燃油以及机动车.     

哈尔滨市空气中PM_(10)的元素组成特征分析

2005年8月、10月、12月和2006年4月,在哈尔滨市7个常规空气质量监测点进行了PM10的采样。样品用ICP-AES进行分析,得到了代表春夏秋冬四季空气中PM10的无机化学元素的浓度含量。研究结果表明,PM10中元素质量主要是由Al、Ca、Fe、K、Mg、S、Si7种元素贡献的;各元素由于气象条件和人为因素的影响而存在不同季节差异,地壳元素Al、Si等在春季含量较高,污染元素S、Ti在冬季含量较高;一些人为低浓度污染元素As、Cr、Ni、Pb、Zn、Cu等随着空气污染的加重明显增加;元素的富集状况分析表明,As、Cu、Ni、Pb、S、Zn富集程度较高,污染较严重,受人为污染源影响较大。     

北京市城区两个典型站点PM2.5浓度和元素组成差异研究

采用rp TEOM^® 1400a颗粒物测定系统,于2008年1月到2010年12月,对北京城市生态系统研究站和北京教学植物园周边大气中细颗粒物(PM_2.5)的浓度进行了连续监测.2010年,利用rp TEOM1400系统的旁路采样器同步采集PM_2.5样品,经微波消解后采用ICP-MS和ICP-OES方法测定样品中的Al、As、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Se、V、Zn等17种元素的浓度.结果表明,2008年1月至2009年3月,北京城市生态系统研究站的PM_2.5平均浓度为59.1 μg·m^-3,比北京教学植物园低36%.2009年4月至2010年12月,北京城市生态系统研究站的PM_2.5平均浓度为95.5 μg·m^-3,比北京教学植物园高60%.施工工地的土方作业可能对两站点PM_2.5浓度的差异有重要贡献.地壳元素Al、Fe、Mg、K、Ca、Na浓度在两站点的差异最大.北京城市生态系统研究站其余污染元素的富集因子一般也高于北京教学植物园,尤其是Pb、As元素,可能与被污染土壤和建筑物等的二次污染有关.两站点的PM_2.5污染状况均在建筑施工期较严重,来自地表和建筑工地的扬尘可能是造成PM_2.5污染严重的主要原因.     

北京交通环境PM10分布特征及重金属形态分析

以北京市西三环航天桥地区为对象,研究了城市交通环境大气可吸入颗粒物浓度及主要化学组成随时间和粒径的分布特征. 结果表明:该地区大气中ρ(PM₁₀)冬季略高于春季,秋季次之,夏季最低;颗粒物中ρ(PM_2.5)/ρ(PM₁₀)和ρ(PM_1.0)/ρ(PM₁₀)平均值分别为82.6%和70.3%;ρ(PM₁₀)与ρ(PM_2.5)和ρ(PM₁₀)与ρ(PM_1.0)之间均有显著的相关性. PM₁₀中金属元素浓度冬春季较高,夏秋季较低;Mg,Ca和Fe等地壳元素浓度随粒径的减小而降低,而Pb,Zn和Ni等重金属元素浓度总体上随粒径的减小而增加. 颗粒物中的Cr和Ni主要以有机物结合态存在,Cu,Zn和Cd主要以酸可提取态存在,Pb主要以酸可提取态和氧化物结合态存在;颗粒物中所含Cd和Zn元素的生物有效性最高. PM₁₀中水溶性ρ(SO₄2-)在夏季和冬季最高,秋季最低,而水溶性ρ(NO₃->/sup>)全年变化不大;［0.43～2.1 μm)粒径段颗粒物中的水溶性ρ(SO₄2-)及ρ(NO₃->/sup>)较高,分别占PM₁₀中水溶性ρ(SO₄2-)及ρ(NO₃->/sup>)总量的68.3%及57.6%;ρ(NO₃->/sup>)/ρ(SO₄2-)平均值为0.659.      

天津近岸海域大气颗粒物无机组分季节变化及源析

2006~2007年在天津近岸海域分4个季节走航采集了不同粒径大气颗粒物样品,分析了其质量浓度以及元素、离子和碳等化学组成,并应用富集因子以及特征化合物比值对其来源进行了探讨.结果表明,天津近岸海域TSP,PM10和PM2.5的质量浓度分别为(294.98±3.95),(279.87±17.53),(205.50±38.13)μg/m3,且呈现出明显的季节变化,秋季颗粒物浓度最高,冬季次之,夏季最低. TSP、PM10和PM2.5中总元素浓度分别为48.76, 47.94,32.08 μg/m3. TSP中含量最高的离子是Na+, PM10和PM2.5中含量最高的离子是Cl-. 3种不同粒径中OC浓度秋、冬两季均明显高于春夏两季. Al/Fe的比值分析结果表明,春季TSP的主要来源为土壤尘,秋、冬季PM10和PM2.5主要受燃煤的影响. Cu、Zn和Pb的富集系数较高,其中Pb在冬季PM10中富集达到最高为741.3. NO3-/SO42-的变化范围为0.28~0.85,春夏季该比值较高于秋冬季,反映了该海域同时受燃煤与机动车污染的影响.OC/EC变化范围为2.13~5.58,表明该海域气溶胶中存在着大量二次有机碳.     

南京市秋季大气颗粒物中金属元素的粒径分布

在南京市仙林地区,采用ANDERSON八级撞击采样器,于2016年秋季采集了63个大气颗粒物有效样本,并利用ICP-MS分析了金属元素的含量.结合气象等资料,研究了大气颗粒物金属元素的粒径分布与富集特征,并对其来源进行了探讨.结果表明：南京秋季大气颗粒物质量浓度的粒径分布呈双峰型,峰值分别位于0.4~1.1和3.3~9μm;金属元素的粒径分布呈3种类型,一是粗粒子单峰型,峰值位于3.3~5.8μm,主要元素包括Na、Al、Ca、Mg、Co、Ce、Sr和Ba;二是细粒子单峰型,峰值位于0.4~1.1μm,主要元素包括Zn、As、Cd、Ag、Tl和Pb;三是粗细粒子双峰或多峰型,峰值位于1.1和5μm粒径段,主要元素包括K、Se、Li、Be、Mn、V、Cu、Cr、Ni和Fe.按富集因子的大小,可将元素分为3类,低富集元素包括Ba、Ca、Ce、Sr、Mg、Fe、Co、Mn、Be和V,中富集元素包括Li、Na、Ni、K和Cr,高富集元素包括Cu、Tl、Zn、As、Pb、Ag、Cd和Se.不同的粒径分布和富集水平反映了大气颗粒物的来源特征.研究结果可以为深入认识大气颗粒物金属元素的来源及其环境与健康效应提供科学依据.     

佛山市冬季PM2.5中重金属元素的污染特征

为了解珠江三角洲典型工业城市佛山冬季大气细颗粒物中重金属元素的污染特征,在佛山的城区(禅城)和城市清洁点(三水)同步采集24h PM2.5样品,分析了16种元素Fe、Ti、Zn、V、Mn、Cu、As、Rb、Sr、Cd、Cs、Ba、Hg、Tl、Pb和Bi的浓度.禅城的重金属处于较高的污染水平,三水重金属元素浓度普遍低于禅城,但Fe、Ti、Sr、Cd的浓度高于禅城.与国家大气颗粒物中重金属浓度标准相比,禅城的As、Cd超标严重,Pb略超标,三水的As、Cd超标严重.Zn、Cu、As、Pb的富集因子均高于10,表明其主要与人类活动导致的污染有关.重金属元素的浓度在灰霾期都有增高的趋势,但各重金属浓度日变化趋势和幅度在禅城较为一致,在三水则不太一致.气团后向轨迹分析表明,研究期间重金属元素的浓度分布受靠近或者始于福建的广东东北方向气团、广福沿岸气团、海洋方向气团和来自江西的气团影响,其中第1类气团主要使得重金属元素浓度提高,后面3类气团均使得重金属浓度下降.     

Using geoaccumulation index to study source profiles of soil dust in China

Source apportionment studies of TSP(atmospheric particulate matter with aerodynamic diameters≤100μm)and PM10(atmospheric particulate matter with aerodynamic diameters≤10μm)have revealed that soil dust is all important source of these particulates in China In this study, the contamination of soil dust was assessed through the use of a geoaccumulation index(Igeo). The mass concentration profiles ofl7 elements(Na, Mg, AI, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Br, Ba, andPb)were establishedforurban soil dusts. Geochemical cOmpositions of soils from 15 cities were used to represent background urban soil compositions. The results of this Studv indicated that a number of cities are severely polluted by particulates containing Ca, Cr, Ni, and Cu in both size fractions(TSP and PM10). Contamination with Zn, Pb, Co, and Br was moderate to severe(Igeo>2). The AI and Fe concentrations were not high enough for them to be considered contaminants.