PM2.5手工监测技术要点探讨

以重量法为原理的手工监测法是国内外监测环境空气PM2.5质量浓度的标准方法,在空气质量监测中具有重要应用。该文以2012年跨4个季度近150 d的PM2.5手工监测实际操作经验为基础,重点探讨了手工监测法各环节的监测技术要点,如手工监测采样器的操作技术、滤膜种类的选择及前处理要求、滤膜更换技术、滤膜平衡和称重条件、质量保证和质量控制技术等,以期为推广PM2.5手工监测法提供技术参考。     

沈阳市城区采暖期PM2.5中水溶性离子的化学特征

2013年11月—2014年3月采暖期在沈阳市沈河区设置采样点采集环境空气中的PM2.5。利用离子色谱法测定PM2.5中水溶性无机离子,分析PM2.5中水溶性无机离子的组成和污染特征等。结果表明,沈阳市冬季采暖期PM2.5平均质量浓度为106μg/m3,PM2.5中总水溶性离子占PM2.5的比例为41.7%,含量较高的二次离子依次为SO2-4、NO-3、NH+4,三者均有较好的相关性,SO2-4以(NH4)2SO4形式存在,采暖期PM2.5偏酸性。     

西安市区大气中PM2.5和PM10质量浓度污染特征

2013年3月—2014年2月期间,设置1个监测点位,采集了西安市区大气环境中PM10和PM2.5样品,采用重量法测定了PM2.5和PM10质量浓度。结果表明,西安市区PM2.5质量浓度为16~558μg/m3,平均值为128μg/m3,超标率69.1%;PM10质量浓度范围为32~887μg/m3,平均值为249μg/m3,超标率71.8%。虽然PM2.5和PM10质量浓度的逐日变化幅度比较大,但是整体变化趋势非常相似,存在显著的正相关关系(r=0.831 9)。PM2.5和PM10质量浓度存在明显的季节变化,均为冬季最高,春季次之,秋季较低,夏季最低。ρ(PM2.5)/ρ(PM10)为0.245~0.822,平均值为0.510,说明PM2.5在PM10中所占比例大于PM2.5~10;此外,该比值呈现一定的季节变化规律,冬季、夏季较高,秋季次之,春季最低。霾天气发生时,该比值和PM2.5质量浓度明显高于无霾天气。     

从大运会期间浓度变化来分析污染物削减措施效果

运用深圳以及周边城市的环境空气污染物浓度资料,分析了NO2、PM10、PM2.5的分布特征,重点讨论了大运会期间NO2、PM10和PM2.5浓度的变化规律,应用相似气象条件的概念,采取多种空间、时间对比分析的方法,排除客观因素,分析了大运会期间人为减排的具体效果,结果表明:大运会期间控制措施效果显著,PM10削减比例更大,也即大运会期间关停了一些高污染排放企业对污染浓度的影响更明显。大运会期间控制措施对各污染浓度的下降起一定作用,作用在白天时段更明显,且对PM2.5的控制效果更显著。大运会期间南山区管控效果最明显,中心福田区PM2.5控制最好。大运会期间的区域联合控制成效显著。大运会后期控制措施的解除,致使污染物浓度快速上升到较高水平,且工业布局密集的区域及机动车流量最大的区域上升幅度相应较大。     

重庆城区PM2.5中金属浓度及其来源

利用环境空气多金属在线监测仪对23种金属元素连续观测1年,分析了重庆城区PM2.5中金属元素浓度变化规律和来源。23种金属年均浓度值为(2.22±0.42)μg/m3,PM2.5样品中金属元素占2%~4%,浓度较稳定且季度特征明显,同时PM2.5中金属主要为K、Fe、Ca、Zn、Mn、Pb。K、Ca、Mn等3种金属既来源于自然源也来源于人为源,Zn、Pb、Cu、As、Cd等5种金属主要来自人为源。利用因子分析得出重庆城区PM2.5中金属元素主要来自土壤风沙扬尘、机动车尾气排放、冶金工业燃烧排放、燃煤燃烧排放。     

春节烟花爆竹燃放期间苏州市区PM2.5组分特征分析

为了解春节期间烟花爆竹燃放对苏州市空气质量的影响,在苏州市南门监测点利用在线监测仪器(包括颗粒物分析仪、在线离子色谱、OC/EC分析仪和重金属分析仪)对环境空气中的PM2.5浓度水平、颗粒物水溶性离子、有机碳(OC)、元素碳(EC)和重金属浓度进行连续观测。通过比较烟花爆竹燃放时段和正常时段的PM2.5浓度水平和化学组成,分析并探讨烟花爆竹燃放对PM2.5浓度水平及其组分特征的影响。研究结果表明,大量烟花爆竹的集中燃放造成了PM2.5短时严重污染,最高质量浓度达到了571μg/m3,但随烟花爆竹燃放的减少,PM2.5浓度迅速降低。在烟花爆竹燃放高峰时段,SO42-、Cl-、K+、Mg2+和OC出现了明显的浓度峰值,SO42-质量浓度达到了93.2μg/m3,Cl-质量浓度达到了42.3μg/m3,K+质量浓度达到了115.6μg/m3,OC质量浓度达到了53.8μg/m3。另外,重金属浓度也出现了明显的峰值,Fe质量浓度达到了2.426μg/m3,Cu质量浓度达到了0.727μg/m3,Zn质量浓度达到了1.159μg/m3,Ba质量浓度达到了5.168μg/m3,Pb质量浓度达到了1.245μg/m3。烟花爆竹的燃放造成苏州市区环境空气中有毒有害物质的短期急剧上升,有必要限制烟花爆竹的燃放。     

天津市PM10和PM2.5中水溶性离子化学特征及来源分析

2011年5月—2012年1月在天津市南开区设立采样点,采集大气中PM10和PM2.5样品。采用离子色谱法测定颗粒物中水溶性无机阴离子、阳离子成分,分析其主要组成、季节变化及污染来源。结果表明,天津市PM10中离子平均浓度为71.2μg/m3,占PM10质量浓度的33.7%。PM2.5中离子平均浓度为54.8μg/m3,占PM2.5质量浓度的39.6%。NH+4、SO2-4、NO-3等二次离子含量较大,且夏季含量均为最高。颗粒物总体呈酸性,PM10中∑阳离子/∑阴离子平均值为0.92,PM2.5中该比值为0.75。来源分析发现,PM10可能主要来源于海盐、工业源、二次反应及土壤和建筑尘等,PM2.5则主要来源于海盐污染源、二次反应及生物质燃烧。     

内蒙古干草原冬、春季大气气溶胶的若干特征观测研究

内蒙古半干旱草原区大气气溶胶浓度以及散射等特性对生态环境、气候变化与预测研究有重要意义,文利用2009年1～4月在锡林浩特观象台草原站的观测资料,分析了冬、春季背景大气气溶胶质量浓度、黑碳质量浓度、散射系数的分布特征。研究发现,背景天气下,PM10、PM2.5、PM1.0浓度值都较低,平均值分别为22.7、9.5、6.1μg/m3,3种PM浓度值间的相关性不同;黑碳浓度平均值为0.59μg/m3,小粒子中的含量较高,其日分布规律受人类活动影响较大,与各PM浓度分布有较大不同;散射系数平均值为31.2Mm-1,与PM10、PM2.5、PM1.0、黑碳质量浓度都显著相关。三种PM中,PM2.5对散射和吸收的影响最大。风速、相对湿度对不同粒径的PM以及黑碳浓度、散射系数的影响有所不同。     

常州市秋季大气PM2.5中多环芳烃污染水平及来源

为了研究常州市秋季大气PM2.5中多环芳烃的污染水平及其来源,在常州市布设了6个采样点,分别代表交通干道区、商业混合区、居民文教区、远郊区、工业区和对照点,于2013年10月进行大气PM2.5的采样,采用微波萃取-高效液相色谱法测定其中16种USEPA优控多环芳烃的浓度值,并分别通过比值法和因子分析法判断其主要来源。结果表明,常州市秋季大气PM2.5中多环芳烃的主要来源为煤燃烧和机动车排放。     

北京地区冬季典型PM2.5重污染案例分析

对2013年1月10—14日发生的持续性PM2.5重污染过程从污染过程演变、气象条件影响、与气态污染物关系、区域污染背景、PM2.5浓度空间分布演变及其与地面风场的关系、PM2.5组分特征等多个方面进行全面的分析,较为完整地还原了该次重污染案例的形成原因以及主要影响因素。主要结论包括:该次重污染过程是稳定气象条件下导致的局地污染物积累,再叠加华北区域性污染的影响共同造成,其中10、12日北京地区PM2.5浓度的快速增长反映了周边污染传输的显著影响;逆温不但造成污染物难以扩散,且不同的逆温类型对PM2.5浓度水平有显著影响,同时还发现逆温的破坏导致近地面高浓度污染物向上扩散,造成百花山出现峰值高污染浓度现象;NO2与PM2.5浓度水平的高相关性反映交通污染二次转化对PM2.5浓度水平的影响,在较高湿度条件下,SO2浓度水平对湿度敏感且表现为负相关性;该次污染过程中OM、SO2-4、NO-3、NH+4等组分在PM2.5质量浓度中的占比超过70%,说明燃煤、机动车等仍是北京地区最主要的污染来源,同时SO2-4占比最高也说明区域污染传输对该次重污染的显著贡献。     

气质联用法测固定污染源中三氟甲烷、四氟甲烷、六氟乙烷和六氟化硫

建立了固定污染源排气中三氟甲烷、四氟甲烷、六氟乙烷和六氟化硫的采样和气质联用分析方法,检出限分别为0.06、0.15、0.21、0.71 mg/m3,精密度在3.2%以下,相关系数大于0.999 6,并对浙江省内2家典型企业排放的温室气体进行了监测,实际样品监测结果表明,该方法能够满足废气中4种温室气体的监测要求。     

2018年长三角一次持续重污染过程分析

利用常州市6个环境空气质量评价点PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和水溶性离子数据,结合后向轨迹、激光雷达探空资料、气象资料等,分析了2018年1月29日—2月2日长三角区域一次持续重污染过程。结果表明,重度污染时次高达94 h,PM_2.5最高值达235 μg/m³,由外来输送污染物与本地排放的污染物叠加而成,在不利气象条件影响下,污染物在长三角区域长时间滞留;重污染期间,污染物日变化规律显示,PM_2.5受外来源影响更显著,而SO₂、NO₂受本地污染源影响更显著,水溶性粒子组分与常州市本地源存在较大差异,其中NO₃^-、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺和SO₄^2-值增加最为明显,较污染前分别增加了9.1,5.9,4.3,4.2和4.1倍;K⁺值升高较快,说明污染期间也受到了生物质燃烧的影响。此外,NO₃^-和SO₄^2-在空气质量较好时,在水溶性离子中的占比日变化幅度较大,而在重污染期间,NO₃^-和SO₄^2-日变化幅度明显减小。     

Assessment of the Health Impacts of Particulates from the Redevelopment of Kings Cross

The Kings Cross/St. Pancras area has been a rail transport hub from Central London to the Midlands and North Eastern England since the middle of the nineteenth century and dust from the Kings Cross railway lands was even described by Charles Dickens.¹ The Channel Tunnel high speed Rail Link (CTRL) is being constructed between 2001 and 2007 to connect continental Europe to Central London. The CTRL and associated development will help regenerate an area that is surrounded by deprived high density housing estates. London Borough of Camden has set up an extensive particulate monitoring programme to determine if there are any health impacts on local residents from emissions from the demolition and construction work. This article assesses the results from particulate measurements in 2003–2004 and compares this to baseline conditions before the redevelopment work began. The evidence suggests that although 2003 had higher than average pollution levels in the UK as a whole, even higher levels of particulates in the size range PM₁₀–PM_2.5 (defined as PM_coarse) were measured in Kings Cross. Due to the size of these particulates, they tend to be released from construction works rather than transport or secondary particulate sources. Concentrations in 2004 were lower than 2003, but this was primarily due to meteorological conditions. The paper also looks at the health of the local population and discusses whether these elevated levels are creating a problem and legally constitute a statutory nuisance. The Council continues to work with the contractors to try and ensure best practical means to minimise dust emissions and their effect on local residents. ¹Our Mutual Friend     

台州市酸雨污染现状及其对策分析

通过对近十年来的酸雨监测资料的收集分析,结合同期台州市大气环境中二氧化硫和氮氧化物的监测数据,采用秩相关系数法,对酸雨污染趋势和成因进行分析和讨论,并提出针对性措施,以期为台州市以及类似地区的大气污染、酸雨污染等防治工作提供政策参考。     

佛山市高明区环境空气污染物变化分析

根据佛山市高明区2007—2012年环境空气监测数据资料,分析该区近6年来空气污染物的变化趋势和影响因素。结果表明,2007—2012年该区空气污染呈现由单一型污染向复合型污染转变,综合污染指数总体上升,污染物以SO2、PM10为主。SO2、NO2浓度呈逐年增长,PM10则呈平稳状态。三者污染浓度最高值均在每年第4季度出现。该区的SO2浓度主要受工业污染源影响;NO2也受工业影响显著,与机动车数量呈正相关;PM10与烟粉尘排放量呈正相关,与降水量呈负相关。因此,改善该区环境空气应着重从控制工业污染源、扬尘污染、机动车排气污染3大方面开展工作。     

Study of urban atmospheric pollution in Navarre (Northern Spain)

An ambient air quality study was undertaken in two cities (Pamplona and Alsasua) of the Province of Navarre in northern Spain from July 2001 to June 2004. The data were obtained from two urban monitoring sites. At both monitoring sites, ambient levels of ozone, NO_x, and SO₂ were measured. Simultaneously with levels of PM₁₀ measured at Alsasua (using a laser particle counter), PM₁₀ levels were also determined at Pamplona (using a beta attenuation monitor). Mean annual PM₁₀ concentrations in Pamplona and Alsasua reached 30 and 28 μg m⁻³, respectively. These concentrations are typical for urban background sites in Northern Spain. By using meteorological information and back trajectories, it was found that the number of exceedances of the daily PM₁₀ limit as well as the PM₁₀ temporal variation was highly influenced by air masses from North Africa. Although North African transport was observed on only 9% of the days, it contributed the highest observed PM₁₀ levels. Transport from the Atlantic Ocean was observed on 68% of the days; transport from Europe on 13%; low transport and local influences on 7%; and transport from the Mediterranean region on 3% of the days. The mean O₃ concentrations were 45 and 55 μg m⁻³ in Pamplona and Alsasua, respectively, which were above the values reported for the main Spanish cities. The mean NO and NO₂ levels were very similar in both sites (12 and 26 μg m⁻³, respectively). Mean SO₂ levels were 8 μg m⁻³ in Pamplona and 5 μg m⁻³ in Alsasua. Hourly levels of PM₁₀, NO and NO₂ showed similar variations with the typically two coincident maximums during traffic rush hours demonstrating a major anthropogenic origin of PM₁₀, in spite of the sporadic dust outbreaks.     

南京市大气颗粒物中多环芳烃变化特征

逐月采集南京市大气中不同粒径的颗粒物,采用HPLC分析了2010年每个月PM_(10)和PM_(2.5)颗粒物样品中的多环芳烃(PAHs)的种类和浓度水平。结果表明:PM_(10)中PAHs年均值为25.07 ng/m~3,范围为11.03~53.56 ng/m3;PM_(2.5)中PAHs年均值为19.04 ng/m~3,范围为10.82~36.43 ng/m~3。PM_(10)和PM_(2.5)中PAHs总体浓度有着相似的变化趋势,呈现凹形变化曲线;在南京市大气颗粒物中吸附的PAHs大部分以5~6环的高环数组分为主,大部分PAHs和∑PAHs的相关性较好,年度变化幅度不大,分析结果表明,颗粒物中PAHs的来源与稳定的排放源相关,机动车排放不容忽视,与北方城市燃煤污染有着较大的区别。     

2013年苏州春季一次重污染天气的过程分析

研究了2013年3月在江苏范围内的一次重污染天气过程,重点分析苏州在此次污染过程中大气污染的变化特征。污染过程中,苏州市颗粒物浓度上升较为明显, PM10的小时质量浓度最高达548μg／m3, PM2．5质量浓度也达到197μg／m3,污染持续时间为2 d,3月8—9日当地空气质量均达到中度污染水平。根据后向轨迹模型、颗粒物离子浓度的分析,此次污染是由外来浮尘及苏州本地污染物排放所造成的区域霾污染影响所致。根据监测结果与实际污染特征,针对性地提出了对策和措施。     

PM1与PM2.5切割器性能与测试系统研究

切割器是PM_2.5监测设备的关键部件,其切割性能直接影响PM_2.5和PM₁等环境空气颗粒物质量浓度监测数据的真实、准确。该研究采用粒径范围为0.6~4 μm的聚苯乙烯微球(PSL)标准粒子、单分散气溶胶发生器、混匀(分流)装置和颗粒物数量浓度测量仪等仪器设备集成搭建了适用于PM₁和PM_2.5切割器性能测试的通用系统。测试结果表明:该系统发生的PSL粒子能够保持稳定的数量浓度,并在切割气路和非切割气路间具有较好的数量浓度一致性,能在3 h内快速完成一台切割器切割效率的测试。采用该系统测试了1种类型的PM₁切割器和3种类型的PM_2.5切割器的关键切割性能。结果显示:VSCC型PM_2.5切割器D₅₀分别为2.48、2.52、2.48 μm,σ_g1分别为1.20、1.23和1.15,σ_g2分别为1.21、1.21和1.16,各项关键性能指标均符合美国和中国相关环境保护标准规范的要求,且优于SCC型和URG型切割器。推荐使用VSCC型切割器开展环境空气中PM_2.5质量浓度的监测。SCC型PM₁切割器的D₅₀为0.91 μm,σ_g1和 σ_g2为1.20和1.18,结合其他相关研究,建议PM₁切割器D₅₀合格标准应为(1.0±0.1)μm,σ_g合格标准为不超过1.20。