城市空气悬浮颗粒物的理化性质及其健康效应

城市空气悬浮颗粒物的理化性质是其他相关研究的理论基础,目前的研究主要集中在分析空气颗粒物的成分组成、来源解析上.空气悬浮颗粒物主要由金属元素、有机化学成分和无机盐类等组成,城市交通、工业等各种源的排放是其主要来源,按照粒径大小不同一般可将其分为总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)等.空气悬浮颗粒物达到一定浓度后,会对环境和人体产生一定的危害,而且颗粒物粒径大小不同,来源和成分组成就有别,其产生的危害程度也不一样.文章从粒径大小、来源、成份以及三者间的相互关系等几个方面详细阐述了城市空气悬浮颗粒物的理化性质,并从其对人体、其他动植物和环境等方面造成的影响综述了空气颗粒物的健康效应及影响因素,最后又提出了今后的研究方向和发展途径.     

石家庄市地面起尘量估算方法

针对解决城市空气颗粒物开放源问题，进行了石家庄市地面起尘量的估算方法研究，提出了将城市土地按下垫面的生态特性划分成不同类型进行城市地面起尘量估算的思想，并应用于石家庄市。同时进行了地面起尘因子与城市空气总悬浮颗粒物(TSP)中扬尘浓度的相关性研究。结果表明，TSP中扬尘浓度与地面起尘因子成准对数关系。     

北京市森林植被冠层对空气颗粒物的调控功能

植被冠层可以有效清除空气中的颗粒物,对减少雾霾发生、净化空气、维护人体健康发挥着重要的作用.利用分布式模型对北京市城市树木冠层清除空气颗粒物质量进行估算.结果显示,北京市树木冠层每年可以清除总空气颗粒物为833.02万kg,其中总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM_(10))、细颗粒物(PM_(2.5))分别为451.28万kg、274.13万kg、107.61万kg,油松、柏木、栎类、经济林和槐树组冠层移除量较多.对不同林龄冠层移除空气颗粒物量的研究发现,针叶树种为成、过熟林能力中、近熟林幼龄林,而阔叶树种为中、近熟林能力成、过熟林幼龄林.所清除的颗粒物中,粗颗粒物(空气动力学直径≤10μm)量对TSP颗粒物量的贡献率较大,平均贡献率为60.74%;而清除的细颗粒物(空气动力学直径≤2.5μm)量对TSP颗粒物量的贡献率则因树种而异.本研究表明不同林龄、不同树种清除空气颗粒物的能力差别很大,因此在植树造林绿化城市时应该注意树种、林龄的选择.     

北京市和广州市三种典型交通道路空气悬浮颗粒物污染特征

2008年4月至2009年7月对北京市和广州市三种典型交通道路(峡谷道路、交叉路口、开阔道路)共进行7次连续监测,研究结果发现交通道路空气中PM10和TSP浓度与湿度、温度相关关系不明显,但和车流量以及对照点相应的悬浮颗粒物浓度显著正相关(5%显著水平).北京市PM10背景浓度值对交通道路空气中PM10起主导影响作用.广州市交通道路空气中PM10浓度值相较北京市更容易受交通道路的影响.北京市和广州市峡谷道路PM10和TSP浓度呈线性正相关,拟合回归方程系数为1.262(北京市)和1.316(广州市).     

沈阳市冬季大气环境中扬尘的估算

该文以沈阳市区冬季大气环境监测时捕获的总悬微浮粒、二氧化硫和对应时间地面风速的数据为基,进行综自合统计分析;根据该市区冬季大气环境中,自然风力扬尘的临界风速和TSP/SO_2的比值关系之规律性,估础算了该市然风力引起扬尘占总悬浮微粒的百分率和年度间扬尘的频率状况.     

不同天气下景观生态林内外大气颗粒物质量浓度变化特征

为了探讨景观生态林对大气颗粒物的调控作用,以北京大兴区景观生态林为例(主要树种为旱柳Salix matsudana),研究不同季节、不同天气条件下景观生态林内大气颗粒物质量浓度差异以及林内和林外质量浓度对比。于2013年7月至2014年5月,分四季选择不同天气类型,采用水平同步监测法对林内和林外两个监测点3种粒径大气颗粒物(TSP、PM10和PM2.5)质量浓度和气象因子进行每日10 h的连续监测(8:00─18:00)。结果表明,(1)晴朗天气景观生态林内ρ(TSP)、ρ(PM10)和ρ(PM2.5)均处于较低水平,分别为(61.53±21.73)~(174.32±36.01)μg·m-3、(28.91±10.34)~(94.87±20.45)μg·m-3和(6.29±3.86)~(23.91±12.29)μg·m-3;多云、扬尘、雾霾和雾霭天气颗粒物质量浓度较高,污染明显加重,雾霾天气下ρ(PM2.5)的增加效果更为明显,而扬尘天气下ρ(TSP)显著增加。(2)雾滴对于PM2.5与PM10具有一定的湿清除作用,也可以与霾粒子共同作用形成相对稳定的雾霭天气,其颗粒物污染程度高于其他天气状况,此时以粒径为2.5~10μm的颗粒物污染为主。(3)夏、秋和春季晴朗微风天气(风速≤3 m·s-1)和扬尘天气林内ρ(TSP)和ρ(PM10)显著低于林外,多云、轻微至轻度雾霾天气,林内ρ(TSP)、ρ(PM10)和ρ(PM2.5)均显著低于林外,晴朗大风(风速5 m·s-1)和雾霭天气林内ρ(TSP)和ρ(PM10)不显著高于林外,雾霭天气林内ρ(PM2.5)显著高于林外;冬季不同天气下ρ(TSP)、ρ(PM10)和ρ(PM2.5)林内和林外对比没有明显规律。(4)空气相对湿度、风速和风向是观测时段内影响颗粒物质量浓度的主要因子。ρ(PM2.5)与相对湿度呈线性正相关,而与风速呈非线性负相关,偏南风对颗粒物主要起输送和积累作用,偏北风对颗粒物起到稀释和扩散作用。相对于TSP和PM10,PM2.5更易受近地面气象条件的影响而堆积或扩散。     

城市空气悬浮颗粒物时空变化规律及影响因素研究进展

对城市空气颗粒物的季节、日动态变化和空间分布规律作了综述,并探讨了人为活动、气象和特殊天气因素等对城市空气颗粒物水平的影响,最后提出目前关于城市空气悬浮颗粒物的研究中存在的问题及今后研究的发展方向。     

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.     

城市绿地空气颗粒物及其与空气微生物的关系

通过对北京市元大都遗址公园内不同林地类型及其旁边道路空气颗粒物及微生物浓度的研究,得出:空气颗粒物中直径大于10μm的粗颗粒所占比例较小,而人可以通过呼吸吸入的PM10所占比例相对较高,对人体最为有害的PM2.5所占比例也很小;对照点(道路)的PM10、TSP浓度都显著高于其临近绿地的浓度,可见绿地具有显著的滞尘作用;元大都公园各林地中PM10浓度都超过了国家环境质量标准中的Ⅱ级标准,是标准的1.36~2.54倍,对人体最为有害的PM2.5浓度只有个别绿地超标;空气微生物浓度与空气TSP、PM10具有极显著相关性,与PM2.5、PM1相关关系不显著。     

城市空气颗粒物开放源理论与治理技术研究进展

城市空气颗粒物开放源已成为大气颗粒物的主要来源之一，它对改善我国城市空气环境质量具有重要意义。开放源是一种复合源类，具有源强不确定和排放不连续等特点。其所排放的主要污染物是扬尘。但目前只有少数的开放源类起尘量可以进行估算。国内外一般对城市空气颗粒物开放源的防治对策有生态环境综合整治或生态修复治理、湿法防尘、将堆放物用覆盖物覆盖或封闭储存等。     

大气颗粒物酸性研究

采集了北京市2007年1月总悬浮颗粒物(TSP)、PM10和PM2.5样品,将TSP样品溶解在pH=5.60稀硫酸溶液中,用反滴法测定了颗粒物在酸性条件下的酸度和潜在酸性,评价了实际大气环境下颗粒物对降水酸化的影响.     

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 .     

五氯酚钠对鲫鱼的急性毒性：悬浮颗粒物的影响

悬浮颗粒物在水生态系统中普遍存在,为了研究悬浮颗粒物对氯酚类化合物生物毒性的影响,以高岭土为模拟悬浮颗粒物,考察了不同浓度的悬浮颗粒物(0、25、50、100、250和500mg·L~(-1))存在条件下五氯酚钠(NaPCP)对鲫鱼(Carassius auratus)的毒性效应。等温吸附实验结果显示,悬浮颗粒物对水体中五氯酚钠的吸附作用不明显(P>0.05)。96h急性毒性实验结果显示,五氯酚钠对鲫鱼的96h-LC_(50)随颗粒物浓度([SS])的增加而减小,两者间的关系为LC_(50)=146.7exp(-[SS]/186.8)+121.7,r~2=0.99。等效线图法评价结果表明,悬浮颗粒物可增强五氯酚钠对鲫鱼的急性毒性,两者呈毒性增加作用。     

珠江水系两条重要河流水体中悬浮颗粒物的有机污染物含量

为确定珠江三角洲水体悬浮颗粒物中多环芳烃和有机氯农药的含量和来源,对珠江上游的两条重要支流西江、北江水体中的悬浮颗粒物分期进行了两次采样分析,测定了水体中悬浮颗粒物的含量,分析了其中多环芳烃、有机氯农药的含量。其中,北江水体中悬浮颗粒物中的PAHs的总量分别为928.8、1259.7ng·g-1干质量,西江水体中悬浮颗粒物的PAHs总量分别为660.1、1130.7ng·g-1干质量,其来源主要为石化燃料的燃烧与排放。北江水体悬浮颗粒物中的有机氯农药总量为41.9、135.3ng·g-1干质量,西江为78.54、108.7ng·g-1干质量,由沿岸农田排放入水体。并发现,西江北江沿岸的农田,仍旧在使用DDT、硫丹等农药。     

鄱阳湖丰水期悬浮颗粒物重金属的空间分布格局

为了探究鄱阳湖悬浮颗粒物(SPM)重金属空间分布特征,在鄱阳湖及其主要支流设置了59个采样点,采用ICP-MS分析了悬浮颗粒物中金属元素As、Cd、Cr、Cu、Ni和Pb的含量.结果表明,鄱阳湖悬浮颗粒物中金属元素As、Cd、Cr、Cu、Ni和Pb的质量浓度均值分别为74.40、5.92、343.24、99.27、61.61、160.32 mg·kg~(-1),分别是江西省土壤背景值的7、59、7、5、5和3倍,表明鄱阳湖悬浮颗粒物中6种金属元素均有明显的富集效应,其中Cd的富集程度最为严重,需要高度关注.鄱阳湖悬浮颗粒物重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Ni和Pb呈现相似的空间分布格局,整体上呈现中部南部北部的趋势,这是由鄱阳湖重金属污染源的分布、水动力条件和地形特点共同作用的结果.     

城市街道常绿灌木植物叶片滞尘能力及滞尘颗粒物形态

城市园林植被中街道常绿灌木受工业排放、机动车尾气和道路扬尘等多重污染影响,其叶片生长高度恰好接近人体呼吸带,叶片受污染程度可反映人体污染暴露水平,是良好的环境质量代用指标。对于北方城市环境而言,常绿植被叶片的滞尘效应尤其重要。作者选择大气颗粒物污染严重的石家庄市为代表,对北方地区园林常用灌木植物大叶黄杨叶片的滞尘效应进行了研究。在石市4条主交通干道两旁样点首先对选定的大叶黄杨叶片进行冲洗,5日后取回载尘叶片进行滞尘量测量,重复进行5次,获得5个周期内叶片滞尘量数据;并对叶片表面滞尘颗粒物形态进行扫描电镜观察。结果表明,晴朗微风天气条件下,大叶黄杨叶片平均滞尘量为0.8614g·m-2·d-1,单叶最大饱和滞尘量为11.6197g·m-2,累积达到叶片饱和滞尘量的时间是15日。大叶黄杨叶片滞尘量大于同时期环境监测的大气降尘量,差额来自机动车排放和道路扬尘影响,这种影响约占叶片全部滞尘量的34.7%。大叶黄杨叶片表面滞尘为粒径小于10μm的颗粒物,深度清洗后叶片表面仍滞留粒径小于5μm的颗粒物,说明大叶黄杨叶片可以固定有害悬浮颗粒物并使之从大气环境中清除。本研究表明大叶黄杨强滞尘能力是城市近地面层环境中清除颗粒物污染的重要机制。     

颗粒物再悬浮装置研制及稳定性测试

一次颗粒物的粒径分布及化学组分等对雾霾形成和健康具有显著影响.为了认识一次颗粒物的粒径分布,本文基于颗粒物相关理论计算,研制了一套颗粒物再悬浮分级采样装置,并对其运行稳定性进行了评价.结果表明,对TSP、PM_(10)、PM_(2.5)样本质量进行方差分析,所得F值分别为0.42、0.07和1.34,远远小于F_(0.95)(2,17)=3.59;对PM10占TSP比重、PM2.5占PM10比重进行方差分析,F值为0.53,远远小于F_(0.95)(9,19).说明颗粒物在再悬浮腔体中能够均匀分布,该颗粒物再悬浮采样装置可以满足一次颗粒物的分级采样.     

市政工程施工地周边颗粒污染物扩散特征

为了解市政施工对周边大气环境的影响,通过测定TSP、PM10、PM2.5、PM1等指标,研究了施工工地附近颗粒污染物随天气条件、气象要素、距施工点距离的变化规律,结果表明：（1）粒径较大的颗粒物质量浓度受气象要素的影响较明显,大风和晴天的ρ（TSP）、ρ（PM10）远高于阴雨天;随风速增大,ρ（TSP）、ρ（PM10）、ρ（PM2.5）显著升高。（2）小粒径颗粒物（PM1）受天气条件的影响不明显,湿度、风速变化对PM1影响较小。（3）距离施工工地越远,4种颗粒物质量浓度越低,其中ρ（TSP）、ρ（PM10）、ρ（PM2.5）随距离下降较快。（4）不同施工阶段颗粒物污质量浓度异较大,挖槽阶段颗粒物污染要高于结构装修阶段。     

城市高层建筑大气颗粒物污染和噪声垂直分布特征

以空气颗粒物和噪声为研究对象,利用颗粒物监测仪和噪声仪,研究了颗粒物和噪声在不同天气状况下以及垂直方向上的变化规律,结果表明,(1)在0～56m之间,TSP、PM_(10)随高度增加而减小,56～116m之间随高度增加而增大.低空中的PM_(2.5)、PM_1相差不大,而100 m以上高空中的PM_(2.5)、PM_1污染程度明显大于地面.(2)天气条件影响颗粒物污染程度.晴天和大风天颗粒物的污染相对较轻,阴天时污染最重.(3)L_(eq(A))随高度增加而增大,最高点(116 m)处的噪声比地面高约4 dB.晴朗和阴天条件下,噪声差别不大;在大风天气条件下,高层建筑顶层的噪声污染较重.     

柳林城市扬尘化学组成特征

采集柳林县城扬尘及空气颗粒物其他污染源(煤烟尘、土壤风沙尘、建筑水泥尘、机动车尾气尘)样品,测定了元素、离子、碳化学组分,并与其他城市的扬尘化学组分进行比较.结果表明,柳林细粒子(PM_(2.5))扬尘和粗粒子(PM_(10))扬尘的化学组成为:常量元素(32.66%、43.65%)TC(17.49%、15.13%)离子组分(4.68%、2.79%)微量元素(1.52%、1.43%).柳林粗粒子扬尘化学组成与其他城市相差较大:TC含量高于其他4个城市,SO_4~(2-)、Ca、Fe含量总体较低.分歧系数计算结果为:细粒子CD_(mk)=0.42,粗粒子CD_(mk)=0.46,均大于0.2,说明扬尘与土壤风沙尘的化学组成相似程度不高,受人类活动的影响较大.总之,土壤风沙尘、建筑水泥尘、煤烟尘是影响柳林扬尘的主要因素,煤炭使用、煤炭运输和机动车尾气尘对柳林扬尘也有一定影响.