京津冀区域重污染期间PM2.5垂直分布及输送

2016年12月17～19日重污染期间,在天津市武清区高村开展车载系留气球颗粒物浓度垂直观测,并以观测数据为基础,计算了区域内PM_(2.5)传输通量.结果表明重污染过程期间,大气混合层较低,约200 m左右,PM_(2.5)浓度垂直分布特征与混合层高度密切相关,混合层以下,PM_(2.5)浓度较高,垂直变化特征不显著,形成明显的污染层,混合层以上,PM_(2.5)浓度迅速降低并维持在降低水平.观测期间,粒径小于1. 0μm颗粒物浓度较高,粒径大于2. 2μm颗粒物浓度较低,近地层粒径为0. 777μm颗粒物浓度最高.颗粒物浓度粒径谱分布与相对湿度和混合层高度相关,高湿度和低混合层下颗粒物浓度粒径谱分布较宽泛.观测期间,PM_(2.5)在西南方向上的传输通量最高,占总传输通量的63. 3%,其中46～156 m和156～296 m高度之间PM_(2.5)传输通量最高.近地面300 m内PM_(2.5)传输主要以西南方向传输为主,300 m以上传输方向较分散.     

南京市冬春PM_(2.5)和PM_(10)污染特征及影响因素分析

南京2013年冬季至2014年春季多次出现灰霾污染天气过程,防治颗粒物污染刻不容缓,其中细颗粒物(PM_(10))和超细颗粒物(PM_(2.5))所占比例较大。利用南京市环保局空气质量发布平台污染物监测数据和中国天气网站气象要素数据,对冬春季PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度的变化特征以及它们与气象条件的关系进行分析。结果表明:南京冬季PM_(2.5)、PM10平均浓度分别为0.0982,0.1536 mg/m3,春季平均浓度分别为0.0673,0.1207 mg/m3。市区和郊区污染程度由高到低依次为:市区>江宁>六合>溧水。南京空气中颗粒物小时平均浓度日变化呈"双峰双谷型"特征。颗粒物与相对湿度、降雨量和风力呈一定的负相关性,与温度呈一定的正相关性,它们共同影响颗粒物质量浓度水平和大气污染状况。     

基于现场实测的湿电除尘器颗粒物特性变化研究

采用自主设计的固定源细颗粒物稀释采集系统以及根据GB/T 16157—1996方法对陕西关中地区某燃煤电厂湿电除尘器(WESP)进出口的颗粒物开展了现场实测与特性分析。结果表明:WESP对PM_(2.5)、PM_(10)和颗粒物的脱除效率分别为67.85%、43.57%、40.88%;WESP前后质量浓度峰值均出现在积聚模态,但由双峰(1.764、0.649μm)变成单峰(1.764μm),峰值移至大粒径段,数浓度峰值出现在爱根核模态和积聚模态,但由多峰(0.017、0.129、0.384、1.764μm)变成双峰(0.017、0.073μm),峰值移至小粒径段;经WESP,PM_(2.5)积聚模态大多粒径段颗粒物的质量浓度与数浓度均在下降(如在质量浓度和数浓度下降粒径段中,0.129μm处下降率均最少(均为59.03%)),爱根核模态大多粒径段颗粒物的质量浓度与数浓度均在上升(如在质量浓度和数浓度上升粒径段中,0.017μm处上升率均最少(均为55.36%)),但无论是WESP前或后,PM_(2.5)的主要质量浓度均集中在大粒径段、主要数浓度均集中在小粒径段;WESP对PM_(2.5)中大粒径段颗粒物的去除效果要优于小粒径段颗粒物。     

太原市大气颗粒物粒径和水溶性离子分布特征

在太原市于2014年7月至2015年4月利用TE-235分级采样器采集PM_(10)分级颗粒物样品,通过离子色谱分析其中9种无机水溶性离子,报道了大气颗粒物(PM_(10))及其水溶性无机离子水平,探讨了其粒径分布、季节变化特征和来源.结果表明,采样期间太原市PM_(10)日平均浓度水平为173.7μg·m~(-3),超过了国家环境空气二级日标准限值(150μg·m~(-3),GB3095-2012);冬季PM_(10)浓度(199.1μg·m~(-3))和春季(194.2μg·m~(-3))较接近,远高于夏季水平(127.7μg·m~(-3)).PM_(10)在0.95μm和3.0~7.2μm粒径段处呈双峰分布.PM_(10)中总离子浓度季节变化为冬季夏季春季,其中SO~(2-)_4、NO~-_3和NH~+_4是主要离子,占总离子的质量分数为66%~80%.分级离子中,SO~(2-)_4、K~+、NH~+_4、Cl~-以及冬、春季的NO~-_3在0.95μm段呈单峰分布;Ca~(2+)、Mg~(2+)和夏季NO~-_3均在0.95μm和3.0~7.2μm段呈双峰分布.相关性分析显示,风速增大对冬夏季的颗粒物及其水溶性离子有稀释作用,但春季沙尘天气则会导致其升高.通过NO~-_3/SO~(2-)_4和Mg~(2+)/Ca~(2+)比值发现,太原市颗粒物中NO~-_3和SO~(2-)_4主要来自于燃煤排放,Mg~(2+)和Ca~(2+)来源为扬尘和煤燃烧排放.     

北京市冬季雾霾天人体呼吸高度PM2.5变化特征对气象因素的响应

依据实测北京冬季人体呼吸高度PM_(2.5)质量浓度、湿度、风速、风向、温度数据,利用相关性分析、非线性回归分析、统计分析,分别探讨轻中度空气污染天、一次重污染过程,气象因子对PM_(2.5)质量浓度生成、变化的影响.结果表明:1轻中度污染天,若温度较低、日平均风速较小,湿度大时,湿度是影响PM_(2.5)质量浓度变化的决定性因素;而温度、风速、湿度均较大时,PM_(2.5)质量浓度变化受三者共同作用;当风速、湿度、温度均较小时,PM_(2.5)质量浓度变化主要受前两者影响.这反映出,人体呼吸高度的PM_(2.5)质量浓度变化对气象因子微小变化响应极为敏感.2一次空气质量从良到重度污染的过程中,PM_(2.5)质量浓度积累主要是由于空气湍流较弱、加之湿度大导致的,此外白天西北风、东北风较大,但持续时间短,而夜间东南风、西南风风速较小,持续时间长,也有利于污染物的累积.3短时微小量降雪使温度降低、空气湿度增加,不仅不能降低PM_(2.5)质量浓度,反而使其上升了72%,造成颗粒物浓度的跃升现象.4短时风速较大,风速达到2.0 m·s~(-1),持续2 h,虽然在一定程度上降低局地PM_(2.5)质量浓度,但并不能彻底改变空气质量状况.只有当风速大于3.5 m·s~(-1),且持续4 h以上,才能够迅速地扩散空气中的细颗粒物,空气质量由重度污染转变为优.     

天津市冬季近地层颗粒物垂直分布特征研究

为了解天津市冬季近地层颗粒物垂直分布特征,于2013年12月23日—2014年1月18日,利用Andersen撞击式采样器在天津大气边界层观测站采集10 m和220 m高度颗粒物样品,分析了水溶性离子、碳组分.结果表明,不同天气下不同粒径颗粒物质量浓度分布均呈双峰形,峰值出现在1.1~2.1μm和9.0~10μm粒径段.PM10浓度均随高度的增加而降低,污染日和清洁日最大浓度峰值分别出现在1.1~2.1μm、9.0~10μm粒径段.污染日SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+等二次离子质量浓度、百分占比及OC/EC的比值均随高度的上升而增加;清洁日二次离子质量浓度随着高度的上升而降低,但百分占比随着高度的上升而增加,OC/EC的比值均随高度的上升基本保持稳定.污染日SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-质量浓度及百分占比均较清洁日增加明显,燃煤、机动车及二次离子为颗粒物的主要来源,并在220 m高度二次污染较重.污染日和清洁日下NO_3~-/SO_4~(2-)的比值均随着高度的上升而增加,低层机动车排放对亚微米模态(1μm)贡献明显,而对于粗粒径段,燃煤源的贡献则大于机动车.污染日和清洁日二次离子、OC、EC主要富集于细粒子,Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+等一次离子主要富集于粗粒子.     

城市道路交叉口颗粒物浓度及行人暴露研究

为研究城市道路交叉口内部颗粒物浓度的分布规律以及评估行人暴露水平,探究了6种粒径颗粒物(0.3～0.49、0.5～0.99、1～1.99、2～4.99、5～9.99、10μm)在交叉口的分布规律,分析研究气象要素(温度、相对湿度、风速和气压)对颗粒物浓度变化的影响,并基于交叉口微环境内的颗粒物浓度对不同人群的颗粒物暴露水平进行了评估。实验结果表明:粒径5μm的颗粒物冬季高于夏季,5μm的颗粒物夏季高于冬季,6种颗粒物数量浓度早高峰均高于晚高峰以及工作日均高于非工作日;相邻粒径范围颗粒物间显示出强相关,同时温度和气压对粒径在0.5～0.99μm间的颗粒物影响较大,相对湿度对粒径5μm的颗粒物影响较大;PM_1、PM_2和PM_(10)这3种颗粒物均在老年人的体内沉积率最高,这表明环境颗粒物对老年弱势群体的危害更大;夏季PM_1、PM_2和PM_(10)的沉积率分别比冬季高出116%、112%和20%,因此相较于粗颗粒物,细颗粒物对人体健康危害更为严重。     

南京北郊大气颗粒物的粒径分布及其影响因素分析

在南京北郊使用FA-3型9级采样器对2014年1~11月颗粒物的粒径分布进行了采样分析.首先将FA-3与中流量分级采样器(KC-120H)和环境保护局在线监测仪器的同期监测结果进行对比,数据相关系数均在0.95以上,对细粒子FA-3分别偏低13.9%和16.6%,而对PM_(10)偏高15.2%和13.3%,但采样偏差在大气采样可接受范围之内,说明其可以对大气颗粒物进行准确分级和采样.南京北郊颗粒物污染严重,PM_(1.1),PM_(2.1)和PM_(10)的年平均浓度分别为(65.6±37.6)、(91.0±54.7)和(168.0±87.0)μg·m-3,污染以细粒子为主,且大部分在1.1μm以下;颗粒物粒径呈双峰分布,峰值位于0.43~0.65μm和9~10μm粒径段;中值粒径为1.83μm,为积聚模态污染.颗粒物粒径分布在冬季细粒径段较高,春季粗粒径段较高,夏季细粒径段降低并不明显,粗粒径段明显低于其他季节;颗粒物浓度的昼夜变化在粗粒径段差异很小,在细粒径段基本表现出夜晚大于白天的特征.除了夏季,降水对各个粒径范围的颗粒物都有清除作用,且在细粒径段表现得更为明显;霾发生时随着霾等级的加重,0.43~2.1μm粒径段颗粒物浓度逐渐增加,该粒径段颗粒物质量浓度与能见度呈显著负相关.以相对湿度70%为界,颗粒物粒径分布发生了明显变化,湿度大于70%后,小于0.43μm粒径段颗粒物质量浓度显著降低,而0.43~2.1μm粒径段明显上升,颗粒物的吸湿增长应是主要原因.南京北郊的气团来源可以分为四类,其中西北方向快速输送的气团最为洁净,细粒径颗粒物浓度明显低于其它方向;本地和周边近距离输送的气团污染最重,粗细粒径颗粒物浓度都较高,其传输距离短,风速小,发生污染的概率最大,达到73.9%,对南京市的空气污染贡献较大.     

开远市颗粒物浓度变化与气象条件的关系探讨

利用2010年1月1日—2018年12月31日开远市空气颗粒物PM_(10)浓度、气象要素对开远市进行气象要素与空气颗粒物浓度相关性分析。结果表明,城区颗粒物质量浓度具有很明显的时间相关性。昼间的浓度高于夜间,全天呈"双峰型"结构,在中午10∶00左右形成高峰值,在下午2∶00左右形成第二次峰值。夏季,由于雨水冲刷的作用,使得颗粒物浓度降低,峰值和谷值较为平缓,而冬季浓度变化比较剧烈。气象要素与颗粒物PM_(10)浓度有着显著的相关性。气压、风速、温度和相对湿度对空气颗粒物的浓度变化有很大的影响,并且相关性也存在着明显的季节性变化。     

焦粉配比对烧结烟气中颗粒物排放的影响

从源头减排角度入手,通过烧结杯实验,在烧结原料固定碳为3.6%的条件下,使用Andersen 8级撞击器采样研究了焦粉配比分别为100%、75%、50%、0%时烧结烟气中颗粒物排放特性。结果表明:各组焦粉配比实验中排放的颗粒物质量浓度为98.66～134.04 mg/m~3,经旋风除尘器净化后,颗粒物质量浓度降至68.49～112.34 mg/m~3,总体颗粒物脱除率在16.19%～30.59%。烧结烟气中颗粒物以2.63μm以下细颗粒物为主。旋风除尘器前后的颗粒物质量浓度粒径分布均呈单峰分布,峰值出现在0.88μm附近。在烧结烟气的PM_(10)中,PM_1占比在78%以上,PM_(2.5)占比在94%以上。焦粉配比的改变对烧结烟气颗粒物排放的质量浓度粒径分布影响较小。