气溶胶颗粒物含碳组分的测定

本文讨论了气溶胶粒子中元素碳、有机碳的测定方法,其中包括燃烧热解法、光学法、光学-燃烧热解法等。在应用燃烧热解法测定不同污染源样品时,应小心操作,以避免出现有机碳转化为元素碳的现象,从而影响测定结果的准确性。同时讨论了元素碳、有机碳的分离方法及采样滤膜对环境中有机物吸附和对测定结果的影响。     

尼泊尔一次源含碳气溶胶的排放特征研究

含碳气溶胶是大气气溶胶中的污染物,包括黑碳(EC)和有机碳(OC)。根据OC的溶解性,可将其分为水溶性有机碳(WSOC)和甲醇溶解有机碳(MSOC)。尼泊尔是南亚的发展中国家,该地区的含碳气溶胶可以长距离传输进入青藏高原,进而影响喜马拉雅大气组分和气候。因此,研究尼泊尔地区的一次源含碳气溶胶对保护喜马拉雅的环境具有重要的意义。另外,准确获知含碳气溶胶化学组分的排放因子(EF),明确污染物排放因子的影响因素,可为污染物减排提供理论依据。然而,目前对于尼泊尔一次源排放的含碳气溶胶研究有限,尤其是WSOC和MSOC的排放特征报道仍为空白。基于此,在尼泊尔的首都加德满都,实地测定生物质燃烧和机动车尾气排放的含碳气溶胶排放因子,分析了排放因子的影响因素。结果表明,泥炉排放的EF_OC (53±7.8) g·kg^-1和EF_WSOC (46±9.8) g·kg^-1高于铁炉和砖炉的排放因子1-2个数量级。此外,泥炉排放的EF_EC (5.5±0.4) g·kg^-1也高于铁炉和...     

太原市PM_(2.5)中含碳气溶胶特征分析

为研究太原市环境空气中含碳组分的时空分布变化规律,于2014年3月、5月、8月、12月采集了太原市3个点位春、夏、秋、冬等4个季节的PM_(2.5)样品,利用碳分析仪(DRI 2001A)测定了样品中OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、OPC共8种碳组分含量,计算了有机碳(OC)、元素碳(EC)二者浓度,分析了OC和EC的时空分布特征.结果显示,太原市PM_(2.5)中OC和EC的平均质量浓度分别是13.5±14μg·m~(-3)和6.5±6.1μg·m~(-3),其中OC浓度随季节变化顺序为冬季春季夏季秋季,EC浓度季节变化与OC一致.春、夏、秋、冬4个季节总含碳气溶胶(TCA)占PM_(2.5)比例分别为17.6%、9.5%、8.8%、42.3%,其中冬季最高,表明冬季含碳气溶胶污染较为严重.夏季中OC和EC相关性较弱(R~2=0.4054),而春季(R~2=0.7659)、秋季(R~2=0.8253)、冬季(R~2=0.8184)OC和EC相关性较强,表明夏季碳气溶胶来源不同.通过(OC/EC)min最小比值法估算二次有机碳(SOC)浓度,春、夏、秋、冬季SOC浓度分别为2.8±2.9μg·m~(-3)、1.0±0.8μg·m~(-3)、 0.5±0.4μg·m~(-3)、 3.6±3.5μg·m~(-3),冬季SOC浓度最高. 8种碳组分分析结果显示,不同季节一次排放源中生物质燃烧、机动车尾气排放及煤炭燃烧对太原市含碳气溶胶贡献不同,其中,冬季燃煤和机动车排放使太原市含碳气溶胶污染严重,应加强燃煤和机动车排放源管控,来减轻碳组分污染.     

北京PM2.5化学物种的质量平衡特征

以北京2个采样点连续采集的样品对PM2.5中的元素、水溶性离子和含碳组分进行分析．车公庄和清华园PM2.5中有机物的含量分别为27．8％和30．9％,是含量最丰富的物种,其次是二次无机粒子、土壤尘、元素碳和微量元素．PM2.5中约有24％的质量未能鉴别成分,相关性分析表明,含碳物种的估算所引起的偏差可能是主要的原因．采暖期重污染周和春季沙尘周PM2.5的化学物种构成悬殊,反映了季节性变化的源排放和特殊气象条件的综合作用．     

云南松林计划烧除地表碳损失量及碳排放量估算

计划烧除作为一项重要的营林措施,是科学预防森林火灾的重要手段,同时也对森林生态系统碳循环过程与碳分配产生着深刻的影响。科学有效地评估计划烧除对云南松(Pinus yunnanensis)林地可燃物载量及碳储量的影响,准确估算计划烧除地表碳损失量和含碳气体的排放量,对于定量评估计划烧除对云南松林碳源/汇的影响具有重要意义。以云南松林为研究对象,通过对草灌层、枯落物层及土壤有机质层可燃物载量的调查和含碳率的测定,对计划烧除对地表可燃物载量和碳储量的影响进行了研究,并在此基础上通过对计划烧除燃烧效率、含碳气体排放因子的测定,对计划烧除过程中总碳和含碳气体的排放量进行了估算。研究结果表明,1)实施计划烧除能有效减少地表可燃物载量,实施计划烧除林地总可燃物载量比未实施计划烧除林地减少了62.5%;计划烧除显著减少了林地地表碳储量,实施计划烧除的林地地表碳储量比未实施计划烧除林地减少了60.9%。2)云南松林计划烧除过程中碳排放量总和为0.24t·hm^-2,以枯落物层燃烧过程中碳排放量最高,占总碳排放量的63.5%。3)云南松林计划烧除过程中主要含碳气体排放量总量为773 k...     

滇西北香格里拉森林4个建群种的含碳率

森林群落的生物量及其组成树种的含碳率是研究森林植被碳储量2个关键因子,对其测定可为估算区域和全国森林生态系统碳储量的提供依据。采用重铬酸钾容量法对滇西北香格里拉县4主要树种的含碳率进行了测定,并对不同树种不同林龄不同器官的含碳率进行分析。结果表明：4树种中,云南松Pinus yunnanensis的林分平均含碳率最大达到51.48%,其次是高山松Pinus densata 51.31%,冷杉Abies georgei 50.79%,川滇高山栎Quercus aquifolioides的含碳率最小为48.71%,通过统计检验,4树种之间的含碳率差异显著;同一树种不同林龄之间的含碳率也存在着差异,但是变化较小,均未超过3%;不管是同一树种不同器官之间还是同一器官不同树种之间的含碳率都存在差异,但含碳率变化不大,变异系数均未超过6%;针叶树种平均含碳率普遍高于阔叶树种。     

利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)研究太原市冬季一次雾霾天气的污染特征及成因

2017年11月5日至6日太原市发生了一次重度污染天气,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了细颗粒物的化学组成,根据太原市细颗粒源谱库对主要成分进行了来源解析,并结合激光雷达和气象条件研究了雾霾天气成因.结果表明,雾霾天时颗粒物主要包括如下9类:有机碳颗粒(OC)、元素碳颗粒(EC)、元素-有机碳混合颗粒(ECOC)、高分子有机碳(HOC)颗粒、富钾颗粒(K-rich)、富钠颗粒(Na-rich)、左旋葡聚糖颗粒、矿物质颗粒及重金属颗粒,9类颗粒中普遍存在的二次成分表明它们都经历了一定程度的老化过程.含碳颗粒物(OC、EC)与二次颗粒物(SO2-4、NO-3、NH+4)的相关性在干净天时高于雾霾天,二次颗粒物的相关性在两种天气状况下都较高.污染物来源解析结果表明,此次重污染过程主要是由机动车尾气和燃煤引起的.激光雷达及气象数据分析表明,此次污染过程是由外来污染物传输以及风速低、湿度高、大气边界层高度降低等不利的气象条件共同作用造成的.     

广州大气PM_(2.5)中含碳组分的污染特征及来源解析

于2015年1月至11月在广州利用大流量大气颗粒物采样器采集细颗粒物(PM_(2.5))样品,并利用热光反射法(TOR)测定大气颗粒物中有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度。结果表明,广州ρ(PM_(2.5))年均值为(69.5±35.6)μg·m~(-3),是GB 3095—2012《环境空气质量标准》中PM_(2.5)年均质量浓度二级标准限值(35μg·m~(-3))的2.0倍,表明广州大气细颗粒物污染严重。OC、EC和总碳气溶胶(TCA)的年均质量浓度分别为(8.31±4.53)、(3.56±2.72)和(16.85±9.60)μg·m~(-3),分别占PM_(2.5)质量浓度的13.2%、5.9%和27.0%,表明含碳组分是PM_(2.5)的重要组成部分。OC和EC浓度季节变化规律存在差异性,OC浓度在冬季最高,而EC浓度在秋季最高。OC和EC的相关性弱和比值高的特征结果表明冬季二次有机碳(SOC)污染最严重,其平均质量浓度为6.9μg·m~(-3),占OC质量浓度的62.4%。主成分分析结果表明,冬季和春季广州PM_(2.5)中碳组分来源较复杂,主要包括机动车尾气、燃煤和生物质燃烧,夏季碳组分的主导污染来源是燃煤和机动车尾气,而秋季碳组分主要来源于机动车尾气。     

西安城区冬季污染天单颗粒气溶胶的化学组分特征及混合状态

本研究利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)于2018年12月6-12 日在西安市开展高时间分辨率的实时在线观测.观测期间颗粒物数浓度和PM2.5质量浓度变化趋势一致,表明颗粒物数浓度可以反映大气污染状况.结合自适应共振神经网络算法和人工分类方法,将颗粒物共分为7类,分别是元素碳颗粒(EC)、有机碳与元素碳混合颗粒(OC...     

银川都市圈大气挥发性有机物的污染特征及臭氧生成潜势初步分析

2019年6月和8月在宁夏回族自治区银川市及周边6个点位进行了环境空气挥发性有机物(VOCs)的观测研究.利用苏码罐采样-三级冷阱预浓缩-GC-MS/FID技术测定环境空气样品中56种挥发性有机物组分;分析该地区环境空气中挥发性有机物的污染特征和来源,计算各组分臭氧和二次有机气溶胶的生成潜势.结果表明,工业区、商业/交...     

锡精矿中氟的测定新方法

研究了柠檬酸钠-硝酸钾-三乙醇胺体系应用于锡精矿中氟量的测定方法,讨论了该体系测定时pH范围、TISAB用量、锡量、铝量及其他共存元素的影响。该方法测定的标准偏差小于0.02%,回收率为98%～101%。     

近海海洋大气颗粒物中元素浓度及粒径分布研究

本工作用质子激发Ｘ荧光分析光测定近中国海域上空不同粒径大气颗粒物中１４个元素的浓度、粒径分布及富集因子。研究发现，在开阔海域大气污染元素和地壳元素主要来自亚洲大陆长距离输送的贡献，海水元素浓度受海盐气溶胶的控制，估算近中国海域大气中的尘土量为０．４－２．３μｇ／ｍ＾３，尘土粒子的输入量控制着海洋大气颗粒物中地壳元素浓度。     

厦门市空气PM10中有机碳和元素碳的污染特征

碳气溶胶是厦门市空气中可吸入颗粒物的主要来源之一.本文对厦门市空气中PM10进行研究,探讨有机碳和元素碳的分布特征,为有效控制城市空气中可吸入颗粒物污染提供科学依据.     

华北典型城市PM_(2.5)中碳质气溶胶的季节变化与组成特征

2013年10月至2014年9月,在华北典型城市——河南新乡市市区采集4个季节大气PM_(2.5)样品,每个季节连续采样1个月,共获得样品124个。用热-光透射法(TOT)分析了PM_(2.5)中的碳质气溶胶组成,并用核磁共振(~(13)C-NMR)的方法测定了碳组分结构。采样期间PM_(2.5)、OC和EC的日平均质量浓度分别为(238±123)、(28.5±20.5)和(5.08±4.46)μg·m~(-3)。其中4个季节的TC与PM_(2.5)质量浓度高度相关,显示碳质气溶胶是新乡PM_(2.5)的重要组分,其季节平均质量浓度大小顺序为:冬季秋季春季夏季。OC/EC比值在2.78~16.20之间,平均值为6.33,说明新乡碳质气溶胶来源具有多样性。不同季节OC/EC比值的变化范围也有不同,其中春季变化范围最小,说明污染源相对比较稳定;冬季变化范围最大,最低值为2.78,最高值为16.2,显示了生物质燃烧贡献的重要性。核磁共振结果显示新乡市碳质组分的主要成分为烷基碳、羟基碳、烷基取代的芳香碳和芳烃或者酚醛树脂类碳。秋季羧酸类碳和氧取代芳烃或者酚醛树脂类碳明显增加,显示了生物质燃烧对城市秋季大气碳质气溶胶贡献的重要性;冬季羟基化合物增加主要来源于室内生物质燃烧;春季芳香类化合物增加,可能为汽车尾气排放源;夏季烷烃类碳明显增加,与植物生长和气候有关。     

嘉兴市碳质气溶胶的特征分析

2013年10月到2014年2月在嘉兴城区对大气中细颗粒物的质量浓度和含碳气溶胶进行了在线连续观测,获得秋冬季节碳质气溶胶的变化特征。观测期间,有机碳(organic carbon,OC)的平均质量浓度为12.5μg/m^3,日均质量浓度变化范围为2.1~61.1μg/m^3;元素碳(elemental carbon,EC)的平均质量浓度为4.2μg/m^3,日均质量浓度变化范围为0.7~17.1μg/m3。OC和EC分别占PM2.5质量浓度的15.8%和5.3%。总碳气溶胶(total carbonaceous aerosols,TCA=1.6×OC+EC)的平均质量浓度为24.2μg/m3,日均变化范围为4.1~114.9μg/m3,约占PM2.5质量浓度的30.5%。较强的OC与EC相关性表明其具有相似的污染来源。OC/EC值为3.0,说明其受汽车尾气和煤炭燃烧的影响较大。二次有机碳(secondary origin carbon,SOC)的平均质量浓度为6.6μg/m^3,占PM2.5中总有机碳的53.0%。潜在源贡献(potential source contribution function,PSCF)分析表明,EC在长三角地区呈显著的区域性污染,而OC在输送过程中容易老化,区域性污染特征相对较弱。     

有机污染物综合指标(一)

水体有机污染是水质污染的主要问题。衡量有机污染的程度,最好进行有机污染的全分析,但十分困难。除规定的有毒有机污染物外,一般只测定有机污染综合指标来定量地反映水质有机污染程度。 有机污染综合指标主要有:生化需氧量(BOD) 是间接表示水体中可被生物降解的有机物含量的指标。化学需氧量(COD)是表征水中能被强氧化剂氧化分解的有机物含量的参数。总有机碳(TOC) 是以水样中的含碳量来表示有机物含量的,总需氧量(TOD)表示水中含C、N、H、S、P、M(金属) 的有机物完全氧化生成稳定无机氧化态的需氧量。紫外吸收(UVA或UV)是利用芳香族和一些具有不饱和双键的化合物对220—250nm波段的紫外光有强烈吸收的特性来测定污水中有机物的含量。此外尚有碳-氯仿提取物(CCE)和碳-醇提取物 (CAE),它们是先用活性碳吸附,再用氯仿或乙醇提取,脱去溶剂,恒重残渣即得结果。此法对含有杀虫剂的水样测定有明显的优点。主要有机污染综合指标测定方法的比较见表1。     

石河子市PM_2.5中有机碳和元素碳的变化特征与来源解析

本研究采集2015年9月至2016年8月石河子市不同类型天气下大气颗粒物样品,根据气象条件进行霾与沙尘分类,使用热光碳分析仪DRI 2001A进行有机碳(organic carbon,OC)与元素碳(elemental carbon,EC)测定,采用最小比值法估算二次有机碳(second organic carbon,SOC)质量浓度,主成分分析法(principle component analysis,PCA)分析其可能来源.结果表明:中霾天气下OC和EC平均质量浓度达到20.85±5.03、2.75±0.46μg·m~(-3)(沙尘天气18.9±4.4μg·m~(-3),2.6±0.9μg·m~(-3)).二次有机碳SOC在中霾天气下质量浓度为10.62±3.94μg·m~(-3)(沙尘天气9.3±3.7μg·m~(-3)),占OC浓度67%(沙尘天气67%).霾与沙尘天气OC与EC相关系数低于非霾非沙尘天气,表明霾与沙尘天气较非霾非沙尘天气有着复杂的污染源.PCA分析表明,霾与沙尘天气下的碳气溶胶的主要排放源为机动车尾气,固定燃煤源和道路扬尘.本项研究分析了石河子市霾和沙尘天气下的碳气溶胶分布,有望为中国西部城市的霾和沙尘天气治理提供依据.     

济南市秋冬季大气细粒子污染特征及来源

快速的经济发展和城市化进程造成我国城市大气污染日益显著,并受到更为广泛的关注.为了解济南市大气细粒子及其化学成分的污染特征,于2013.10.15—2013.11.16和2013.12.24—2014.1.27(总观测天数为62天)利用中流量颗粒物采样器采集了济南市大气PM_(2.5)样品,分析了其中的化学成分,包括水溶性离子、无机金属元素、元素碳(EC)和有机碳(OC),并结合颗粒物质量重构法和主成分分析法探讨了济南市大气细粒子的来源.结果表明,监测期内济南市PM_(2.5)质量浓度严重超标,日均值均高于我国国家环境空气质量标准(GB3095—2012)中的一级标准,最高日均值达到了335μg·m~(-3).水溶性离子、有机碳、元素碳和金属元素分别占总PM_(2.5)浓度的45.3%、34.7%、2.3%、5.6%(秋季),42.8%、32.9%、3.6%、12.5%(冬季).二次水溶性离子NO_3~-、SO_4~(2-)和NH_4~+为主要的水溶性离子,分别占总离子浓度的34.1%、35.6%、9.2%(秋季)和35.2%、30.4%、15.9%(冬季).OC和EC的平均质量浓度分别为33.8μg·m~(-3)和4.3μg·m~(-3),OC/EC比值表明秋季汽车尾气与生物质燃烧对有机气溶胶的贡献较大,而冬季燃煤排放对有机气溶胶的贡献较大.化学质量重构结果表明,秋季济南市细粒子中二次无机盐、海盐、重金属、矿物尘、建筑尘、有机物和元素碳的质量百分比分别为38.6%、1.2%、0.2%、5.4%、1.4%、34.7%和2.3%,冬季分别为34.8%、1.5%、3.5%、7.5%、3.2%、33.0%和3.6%.主成分分析结果表明,汽车尾气及二次转化、燃煤以及冶炼工业排放是济南市大气细粒子的主要来源.     

给水原水中纳米级颗粒物的存在研究

1实验方法 取珠江原水(水温26℃,浊度为21.9NTU,pH值为6.96)分别经过各级微滤或超滤.用准弹性激光散射装置即时测定滤液中颗粒物的分布及经一千分子量滤膜过滤、放置24h后滤液中颗粒物的分布,测定原水及各级滤液的总有机碳及元素含量.     

华北清洁地区气溶胶特征及其来源研究

本文用中子活化分析和质子激发Ｘ荧光分析法，测定了华北清洁地区气溶胶样品中几十个元素的含量，对粗粒和细粒两种颗粒物进行了平均元素浓度和富集因子的计算。基于对华北地区获得的颗粒物数据以及不同来源气溶胶化学组成的讨论，得出华北清洁地区大气颗粒物的质量浓度要比城市地区小很多，细颗粒物的平均质量浓度比粗颗粒要高，华北清洁地区人为污染元素的粗细比率与城市地区的相比很低，大气污染物主要是由远距离输送来的。