PM2.5中丙二醛的检测、浓度特征及氧化损伤的研究

以和田市城区2014年采集的大气PM_(2.5)样品为实验对象,将0.1 g的PM_(2.5)样品膜与2-硫代巴比妥酸(0.2%)和三氯乙酸(20%)混合显色液反应,用可见光分光光度计测定反应产物的吸光度,通过正交实验来优化PM_(2.5)膜中丙二醛(MDA)的提取及测定条件,结果表明,在反应温度90℃、超声和加热时间40 min、显色剂用量为45 mL时,反应产物在532 nm处具有稳定的最大吸收峰。对和田市城区PM_(2.5)及MDA质量浓度的变化特征分析结果表明,和田市城区4个季节PM_(2.5)平均质量浓度由高到低顺序分别为春季(1 096.67±369.60)μg/m~3、夏季(1 016.16±708.00)μg/m~3、秋季(686.88±525.00)μg/m~3和冬季(214.54±94.70)μg/m~3。MDA平均质量浓度的变化范围为1.10～7.75 ng/m~3,其平均值最高为夏季(4.43±1.80)ng/m~3,最低为春季(1.42±0.60)ng/m~3,冬季与秋季相当,分别为(2.93±0.70)ng/m~3和(2.83±0.80)ng/m~3;最终,将PM_(2.5)膜中MDA的质量浓度与相应的TD_(30)(体外DNA氧化损伤达到30%的剂量)进行相关性分析得出,无论是全样还是水样的TD_(30)值均随MDA浓度的升高而呈降低的趋势。其中,全样与MDA质量浓度的相关性更为显著(r=-0.597,显著性P0.01)。     

石家庄市大气颗粒物中有机碳和元素碳的季节变化特征

为了解石家庄市大气颗粒物中有机碳和元素碳的季节变化特征,对春、夏、秋、冬四季采集的PM_(10)、PM_(2.5)样品中的有机碳(OC)和元素碳(EC)进行了分析。结果表明,石家庄市PM_(10)、PM_(2.5)污染严重;PM_(10)、PM_(2.5)中ρ(OC)和ρ(EC)季节变化特征均为夏季春季秋季冬季。冬季PM_(10)中ρ(OC)和ρ(EC)分别为42.85和8.88μg/m~3;PM_(2.5)中ρ(OC)和ρ(EC)分别为41.2和8.59μg/m~3。PM_(2.5)中EC占比最高为3.9%,EC更容易在PM_(2.5)中富集;在四个季节中,冬季PM_(10)、PM_(2.5)中ρ(OC)/ρ(EC)为最高,分别为4.83和4.80,冬季取暖用燃煤加重了OC、EC的污染。冬季PM_(10)中二次有机碳ρ(SOC)为20.92μg/m~3,PM_(2.5)中ρ(SOC)为23.50μg/m~3。     

离子色谱法同时测定大气PM2.5中水溶性有机酸和无机阴离子的研究

建立超声提取-离子色谱法55 min内同时测定大气PM_(2.5)中13种水溶性低分子有机酸和无机阴离子的方法,经不同样品膜空白值考察、预处理条件优化、样品保存实验研究等获得了最佳的实验条件。研究发现,无机阴离子线性回归系数均为0.999以上,有机酸均为0.993以上;样品膜中各离子的相对标准偏差为3.2%~9.8%,样品提取液中各离子的加标回收率为90.6%~108%;当采样体积为24 m~3时,各目标化合物的方法检出限为0.003~0.032μg/m~3。分别于2015年1、6月采集了PM_(2.5)实际样品,1月各离子浓度之和为31.9μg/m~3,范围为0.04~15.0μg/m~3;6月各离子浓度之和为22.3μg/m3,范围为0.01~12.7μg/m~3。两个采样期间,氯离子、硝酸根、硫酸根在13种化合物中占绝对优势,均占总量的95%以上;乙酸、甲酸、甲烷磺酸和乙二酸为其他低含量离子中的主要组分。     

乌鲁木齐采暖期TSP、PM10、PM5、PM2.5中重金属污染水平评价

采用石墨炉原子吸收分光光度法、双道原子荧光光谱法研究乌鲁木齐市采暖期前期与后期不同粒径大气颗粒物(TSP、PM_(10)、PM_5、PM_(2.5))中Hg、As、Zn、Pb、Ni等5种重金属元素的质量浓度,并对重金属污染水平进行评价。Hg质量浓度为0.3~5.7 ng/m3;As质量浓度为15.3~122.5 ng/m~3;Zn质量浓度为298.0~1 686.5 ng/m~3;Pb质量浓度为0.5~88.8 ng/m~3;Ni质量浓度为10.4~25.5 ng/m~3。Igeo计算得出采暖期后期的TSP、PM_(10)、PM_5、PM_(2.5)中各重金属Igeo值均高于采暖期前期,其中Hg元素为严重污染;富集因子分析得出Hg、Zn元素的EFi值大于10,说明这些元素是人为源贡献。通过研究乌鲁木齐市不同时期、不同粒径大气颗粒物中各种重金属污染状况,为乌鲁木齐大气污染治理提供科学支持。     

宜兴市细颗粒物化学特征和来源解析

通过在宜兴市3个监测站点对细颗粒物(PM_(2.5))开展不同季节采样,对样品做化学分析,结合化学质量平衡(CMB)模型解析PM_(2.5)来源贡献。结果表明,宜兴市PM_(2.5)年均质量浓度为37.5μg/m~3,冬季质量浓度最高,为53.1μg/m~3。PM_(2.5)主要化学成分为SO_4~(2-)、NO_3~-、OC、EC、NH_4~+、Cl~-、Ca、Na、Al。PM_(2.5)的主要排放源贡献为二次硫酸盐(21.0%)、二次有机气溶胶(14.9%)、二次硝酸盐(14.1%)和燃煤电厂(8.0%)。利用本地排放源清单进行二次来源解析,得到全年主要排放源贡献为工业(33.1%)、燃煤(23.1%)、移动源(17.6%)、扬尘(9.3%)和其他来源(16.9%)。减轻颗粒物污染,重点是控制工业生产、燃煤及机动车中的排放。     

河南省典型城市PM2.5无机元素污染特征及来源分析

分析2012年采暖季和非采暖季郑州市、洛阳市和平顶山市大气细颗粒物(PM_(2.5))样品中22种无机元素含量和污染特征,采用富集因子法、因子分析法研究当地PM_(2.5)中无机元素来源。结果表明:3个城市PM_(2.5)中无机元素总量在采暖季均高于非采暖季,不同季节占PM_(2.5)质量浓度的比例为1.7%~3.6%。Al、Na、Ca等地壳元素在PM_(2.5)中占比与PM_(2.5)浓度呈负相关关系,而Zn、Pb、Cu等人为源元素的占比随PM_(2.5)浓度增加无明显下降趋势。3个城市PM_(2.5)中Se、Cd、Br的富集因子高于1 000,Pb、Zn、Cu的富集因子为100~1 000,Co、Sc、Cr、Ni、As、Mn、Ba的富集因子为10~100,说明这些元素主要来源于人为源。13种人为源元素质量浓度在22种元素中占比为18.9%~26.3%,K、Fe、Ca、Al等4种元素占比为67.9%~76.1%。因子分析结果表明:3个城市无机元素来源组成有很大相似性,主要来源于燃煤、机动车、扬尘和建筑尘等,但Ni、Co、Sr、Ba还有来自其他排放源的贡献。     

青岛市PM2.5化学组分特征及综合来源解析

为明确青岛市环境受体中PM_(2.5)的化学组分特征及来源,该研究于2016年在青岛市7个点位采集了PM_(2.5)样品,分析了PM_(2.5)中的无机元素、水溶性离子、碳等组分的质量浓度,采用CMB模型估算法,估算了青岛市的一次源类、二次源类对PM_(2.5)的贡献,并结合排放源清单及系数分配得到综合的PM_(2.5)源解析结果。结果表明:青岛市环境受体中PM_(2.5)平均质量浓度为62μg/m~3。PM_(2.5)中占比较高的组分是OC(16.44%)、SO_4~(2-)(15.07%)、NO_3~-(11.27%)、NH_4~+(8.86%)和EC(5.21%)。OC/EC的年平均值为3.62,说明存在二次有机气溶胶污染;SO2-4/NO-3的年平均值为2.71,夏季明显高于其他季节。冬季重污染过程中主要离子呈现出累积的现象。夏季二次硫酸盐的贡献上升为第一位(24.7%);机动车尘四季的贡献均较高(17.5%~20.5%),燃煤在冬季(15.1%)、秋季(13.3%)贡献高,扬尘在春季(16.5%)、冬季(15.6%)贡献高。     

都匀PM_(10)中水溶性无机离子分布特征与来源分析

2013年4月—2014年1月,按季节在都匀劳动局楼顶采集PM_(10)样品,对样品中的水溶性无机离子的特征和来源进行分析。结果表明,PM_(10)中总水溶性无机离子年平均质量浓度为53.76μg/m~3,其中SO~(2-)_4、NO~-_3、NH~+_4为主要离子,年平均质量浓度分别为34.69μg/m~3、7.15μg/m~3和6.60μg/m~3;PM_(10)中水溶性无机离子总质量浓度呈现出春季最高,冬秋季次之,夏季最低的特征,主要离子也呈现出相似的分布规律;离子平衡表明,4个季节PM_(10)均显弱酸性,CE/AE年均值为0.73;NO~-_3/SO~(2-)_4年均值低于0.3,表明采样期间PM_(10)污染主要来自固定源;主成分分析结果表明,二次污染、扬尘、工业活动排放以及生物质燃烧等是PM_(10)的主要污染来源。     

安阳市冬季观测期间PM2.5污染特征及来源解析

为探究安阳市冬季PM_(2.5)的污染特征及来源,于2019年11月19—26日在安阳市3个站点(柏庄镇政府、红庙街小学、安阳师专)采集PM_(2.5)样品,并对PM_(2.5)质量浓度和无机元素、水溶性离子进行测定,利用正定矩阵因子模型(PMF)并结合大气污染源排放清单进行源解析。结果表明:观测期间安阳市的PM_(2.5)平均质量浓度为104.09μg/m~3,水溶性离子平均质量浓度为48.9μg/m~3,占PM_(2.5)质量浓度的46.9%。PMF解析结果为二次源58.9%、燃煤源15.7%、机动车排放源9.2%、扬尘源8.6%、工业源2.5%、其他源5.1%。结合2018年安阳市大气污染源排放清单对二次源贡献进行重新分配,得到安阳市PM_(2.5)主要贡献来自燃煤源29.8%、工业源28.5%、机动车源27.1%。后向轨迹聚类结果显示,安阳市气团输送路径主要有远距离传输、城市间输送和本地运输3类,其中本地运输占比最大,其次为正南和东南方向上的城市间输送。     

采暖期大气颗粒物PM1.0和PM2.5中水溶性离子污染特征

为了解采暖期大气PM_(1.0)和PM_(2.5)中水溶性离子污染特征,采集哈尔滨市2014年11月至2015年3月采暖期PM_(1.0)和PM_(2.5)的样品,进而分析其中的水溶性离子(F-、Cl-、NO-3、SO2-4、Na+、NH+4、K+、Mg2+、Ca2+)的质量浓度。结果表明:PM_(1.0)和PM_(2.5)中的水溶性离子具有相同的变化趋势。采暖期间PM_(1.0)和PM_(2.5)中9种水溶性离子质量浓度总和分别为25.4~60.7μg/m~3和38.8~78.0μg/m~3。在PM_(1.0)和PM_(2.5)中NH+4、NO-3、SO2-4占比较高,而F-、Mg2+占比较低。PM_(1.0)和PM_(2.5)中9种水溶性离子质量浓度均为夜间大于白天。在PM_(1.0)和PM_(2.5)中,Mg2+和NH+4、F-和Cl-呈显著相关,说明它们来自相似的污染源,在PM_(1.0)中的K+和Ca2+显著相关,故它们受相似的污染源的影响。根据酸度与各离子的相关性,得出SO2-4和NH+4是控制大气颗粒物酸碱性的主要离子。另外,气象因素对PM_(1.0)和PM_(2.5)的浓度有影响。     

超声提取-气相色谱质谱法测定大气PM2.5中正构烷烃

建立了超声提取-气相色谱质谱法测定大气PM2.5中32种正构烷烃方法,经离子温度优化、前处理比较、空白滤膜考察等获得了最佳的实验条件。研究发现,高、中、低3种浓度标准曲线的相关系数均在0.995以上,3种浓度的空白样品加标回收率分别为72.2%~117.8%、73.5%~104.4%、73.8%~109.5%,精密度均小于10%,实际样品加标回收率为75.7%~108.9%。当采样体积为24 m3时,各目标化合物的方法检出限为0.046~2.6 ng/m~3;经正构烷烃浓度范围为0.17~64.3 ng/m~3的1月及浓度范围为0.53~7.67 ng/m~3的6月的实际样品验证,该方法的检出限和测量范围也可较好的满足实际样品的测定。     

百色市PM10和PM2.5中有机碳和元素碳污染特征及来源解析

2015—2016年在百色市布设3个采样点采集PM_(10)和PM_(2.5)样品,分析其中有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量。结果表明,PM_(10)和PM_(2.5)中OC、EC四季均值分别为15.0μg/m~3、5.55μg/m~3和11.7μg/m~3、4.72μg/m~3;OC与EC相关性不显著,存在不同的污染来源;OC/EC值多数2,存在二次污染,主要来源于柴油、汽油车尾气和燃煤的排放。由总碳质气溶胶(TCA)和8个碳组分丰度分析可知,百色市碳气溶胶(CA)来源于汽车尾气、道路扬尘、燃煤的排放。二次有机碳(SOC)在OC中的占比均75%,表明百色市大气颗粒物中OC以SOC为主,夜间污染重于昼间。     

卡尔费休库仑法测定大气细颗粒物中水分的方法研究

建立了卡尔费休库仑法测定细颗粒物中的水分的方法;线性回归系数r~2=0.999 3,方法检出限为8.9×10-2μg/m~3,根据不同加标量计算PM_(2. 5)样品膜中的相对标准偏差为1.5%~2.4%,加标回收率为91.9%~96.7%。分别以2015年北京市的春(4月)、夏(7月)、秋(10月)、冬(12月)4个季节PM_(2. 5)中水分进行研究。测定结果表明,水分占PM_(2. 5)质量浓度百分含量分析呈夏高春低,春季占比为14.0%,夏季占比为16.8%。PM_(2. 5)的水分浓度与北京地区PM_(2. 5)质量浓度及主要水溶性离子铵盐(SNA)重建分析结果的相关性较好。     

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。     

衡阳城区冬季PM2.5中水溶性离子污染特征

为探究衡阳冬季PM_(2.5)和水溶性离子污染特征及其来源,于2019年1月在衡阳市城区采集大气PM_(2.5)样品,使用重量法和离子色谱法测得PM_(2.5)和水溶性离子组分质量浓度,并分析其浓度特征、酸碱度和来源等问题。结果表明:采样期间衡阳大气PM_(2.5)平均质量浓度为94.25μg/m~3,总水溶性离子质量浓度为52.94μg/m~3,占PM_(2.5)总质量浓度的56.43%;阴阳离子当量之比为1.12,PM_(2.5)呈酸性,其中SNA(SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+)占总水溶性离子质量浓度的95.06%。污染期间二次转化明显,SNA主要以(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3形式存在。源解析发现大气PM_(2.5)受化石燃料和生物质燃烧、垃圾焚烧、建筑扬尘、气态前体物二次转化、外来输送等多重因素影响,其中机动车尾气排放的NO_x在大气中二次转化形成的硝酸盐是衡阳重污染的最主要原因。     

环境湿度对PM2.5手工测量(重量法)的影响

为了解天平室环境湿度对PM_(2.5)手工称重的影响,利用滤膜自动称重系统,在45%、50%、55%3个环境相对湿度条件下对同一组滤膜进行称重。结果显示:45%、55%湿度条件下测量的大部分滤膜质量与50%基准湿度条件下滤膜质量绝对差值均超过0.04 mg,且随着滤膜质量即PM_(2.5)浓度的增加,绝对差值显著上升,难以满足手工称重规范中的要求。PM_(2.5)手工测量浓度在150μg/m~3以下时,3种湿度条件下测量结果的标准偏差保持在2μg/m~3范围之内,而PM_(2.5)手工测量浓度在150μg/m~3以上时,标准偏差超出2μg/m~3范围,且随着浓度升高,标准偏差显著增大,这会给PM_(2.5)的手工测量准确度带来较大影响,说明手工称量环境湿度±5%的允许变化范围并不适合PM_(2.5)平均浓度较高的国家和地区。     

盐城市秋冬季节PM2.5污染特征及来源分析

于2019年10月—2020年2月在盐城市开展大气PM_(2.5)离线监测,对PM_(2.5)的浓度变化、质量平衡、组分及来源进行了分析。结果表明,监测期间盐城市ρ(PM_(2.5))月均值为43.32～62.59μg/m~3,其中1月最高;监测期间ρ(PM_(2.5))平均值为54.25μg/m~3,质量重建后该值为52.38μg/m~3,与实测值的相关性达到0.98; PM_(2.5)占比最多的成分是硫酸盐、硝酸盐和铵盐(SNA); m(NO_3~-)/m(SO_4~(2-))的平均值为2.16,说明监测期间盐城市机动车相比固定源对NO_2和SO_2有更高的贡献;通过主成分因子分析,可知盐城市秋、冬季节PM_(2.5)主要来源于土壤和扬尘源、燃烧源以及二次无机源。     

新疆大气颗粒物的时空分布特征

基于2015年新疆12个城市的PM_(10)和PM_(2.5)地面监测数据,并结合同期气象观测数据,分析了新疆PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度的时空分布特征及其与气象要素的关联性。结果表明:新疆大气颗粒物年均质量浓度呈现南高北低特征,南疆各城市的年均PM_(10)质量浓度为150～262μg/m~3,年均PM_(2.5)质量浓度为50～118μg/m~3。北疆各城市的质量浓度相对较低,年均PM_(10)质量浓度为28～139μg/m~3,年均PM_(2.5)质量浓度为13～74μg/m~3。从时间变化来看,在春季和夏季,新疆以粗颗粒物污染为主,冬季以细颗粒物污染为主。此外,在南疆各城市3月PM_(10)质量浓度突然大幅升高与相对湿度明显下降、风速增大直接相关,沙尘天气是导致该区域春季高PM_(10)质量浓度的重要原因。     

南通市不同空气质量级别对应的EC和OC变化特征

采用EC/OC在线分析仪和空气自动站连续监测数据(2016年3月—2017年2月),对南通市不同空气质量级别下的EC、OC变化特征进行了分析。结果表明,EC、OC小时均值分别为1.25~6.55,4.16~24.90μg/m~3,与空气质量级别呈正相关(r=0.999,0.963,p0.01);ρ(EC)/ρ(PM_(2.5))、ρ(OC)/ρ(PM_(2.5))分别为3.54%~6.64%,11.53%~22.18%,总体随空气质量级别的升高而下降,存在明显二次有机碳(SOC)污染,ρ(SOC)为2.29~14.18μg/m~3,与空气质量级别呈正相关(r=0.921,p0.05);ρ(SOC)/ρ(PM_(2.5))为5.44%~12.22%,总体随空气质量级别的升高而下降。"优"—"轻"空气质量级别下,EC小时值日变化曲线呈双峰型,OC小时值日变化曲线呈单峰型,"中""重"空气质量级别下,EC、OC小时值日变化规律不明显。"优、良、中、重"空气质量级别下的EC和各空气质量级别下的OC的季节平均值均为夏季最高,其余季节分布规律不明显,EC、OC总均值季节分布为:夏冬春秋。     

邢台市颗粒污染物变化特征和后向轨迹分析

为深入了解邢台市PM_(10)、PM_(2.5)浓度变化情况和气流后向轨迹,对邢台市2013—2016年环境大气颗粒污染物监测数据进行了分析,同时利用HYSPLIT模型计算出逐日72 h后向气流轨迹。结果表明:邢台市的PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度在2013—2016年间呈逐年下降趋势,PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度高值出现在冬季(296μg/m~3和192μg/m~3),最低值出现在夏季(140μg/m~3和80μg/m~3),PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度在日变化上均呈"双峰双谷"型分布;后向轨迹的季节聚类分析表明,春季大气颗粒物污染以粒径2.5～10μm的颗粒污染物为主,夏季、秋季和冬季的大气颗粒物污染以PM_(2.5)为主;逐日聚类分析表明,在路径为西北偏西向的、途经多个沙源地的气流影响下,邢台市的PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度处于一个相对高值;来源于偏南向的气流由于化合反应,污染物积聚导致PM_(10)、PM_(2.5)质量浓度也处于相对高值;在来源于西北向和偏北向的、水汽含量相对较低的气流影响下,邢台市的PM_(10)、PM_(2.5)质量浓度出现一个明显的下降。