超低排放下燃煤电厂颗粒物排放特征分析研究

选取6家经过超低排放改造的燃煤电厂,对湿法脱硫(WFGD)和湿式电除尘器(WESP)进出口烟气中TPM、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1进行测试,分析研究超低排放下燃煤电厂颗粒物的排放特征及电除尘器后净化设备对颗粒物的脱除效果。结果表明,6家电厂TPM、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1排放浓度分别为0.75~2.36、0.71~2.12、0.65~1.96、0.51~1.57 mg/m~3。分析烟气中颗粒物粒径分布可知,除尘器后,PM10占TPM质量比低于40%,且比例随烟气经过WFGD和WESP而逐渐降低。WFGD对PM2.5有较好的脱除效果,而WESP对PM1脱除效果显著。为满足超低排放标准,6家电厂除尘器后脱除设备综合除尘效率大多在85%以上。计算得到6家电厂TPM、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1排放因子,与超低排放改造之前同等级燃煤电厂相比,6家电厂不同粒径颗粒物排放因子均显著降低,也远低于西方发达国家燃煤电厂颗粒物排放因子。     

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。     

利用SPAMS初探盘锦市冬季PM2.5污染特征及来源

利用SPAMS 0515于2015年1月在盘锦市兴隆台空气质量自动监测点位采集PM_(2.5)样品,并分析其污染特征和来源。研究结果表明,盘锦市冬季PM_(2.5)的颗粒类型主要以OC颗粒、富钾颗粒、EC颗粒组成。其中,OC颗粒占比最高,为52.5%;PM_(2.5)污染的主要贡献源为燃煤、生物质燃烧、机动车尾气排放,占比分别为33.2%、25.7%、17.5%,特别是在PM_(2.5)质量浓度较高时段,燃煤和机动车尾气排放对污染的贡献较大。     

蚌埠市夏季大气细颗粒物在线源解析

为了解蚌埠市环境空气中PM_(2.5)的来源,于2017年8月18日—9月18日,在百货大楼和高新区站点,利用单颗粒物气溶胶飞行时间质谱仪开展PM_(2.5)在线源解析。结果表明,百货大楼点位ρ(PM_(2.5))高于高新区点位,轻度污染比例(4.2%)明显高于高新区点位(0.8%),出现了中度污染(0.3%);SPAMS的PM_(2.5)质谱图显示百货大楼点位PM_(2.5)中K~+、Na~+特征明显,高新区点位HSO_4~-、NO_3~-、NO_2~-等无机信号较为明显;2个点位NO_3~-、NO_2~-、NH_4~+离子颗粒数占总颗粒数的百分比明显较高,且高新区点位NO_3~-、HSO_4~-离子数占比要明显高于百货大楼点位,燃料燃烧、工业工艺源、农田氮肥施用是其主要的人为污染源;2个点位PM_(2.5)成分主要为元素碳,分别占比42.4%,40.6%;污染时段,ρ(PM_(2.5))快速上升,除受本地机动车尾气源和燃煤源累积影响外,百货大楼点位扬尘源排放增加,高新区点位扬尘源和工业工艺排放源增加;2个点位机动车尾气源均为首要污染源,分别占比29.5%和30.9%,其次为燃煤源(24.3%和24.7%),扬尘源占比分别为22.9%和20.8%。     

西宁市城区冬季PM2.5和PM10中有机碳、元素碳污染特征

2014年11月—2015年1月对西宁市冬季开展PM_(2.5)和PM_(10)的连续监测。利用DRI 2001A型热光碳分析仪(美国)对有机碳和元素碳进行分析,结果表明:西宁市冬季PM_(2.5)和PM_(10)中碳气溶胶所占比例分别为33.13%±6.83%、24.21%±6.27%,说明碳气溶胶主要集中在PM_(2.5)中;OC/EC值均大于2,说明西宁市大气中存在二次污染;SOC占PM_(2.5)和PM_(10)的质量浓度比例分别为46.50%和57.40%,PM_(2.5)中SOC浓度占PM_(10)中SOC浓度的61.88%,说明SOC主要存在于PM_(2.5)中,且SOC形成的二次污染和直接排放的一次污染都是西宁市碳气溶胶的主要来源;与其他城市比较发现,西宁市冬季PM_(2.5)中的碳气溶胶含量普遍高于其他城市,PM_(10)中OC质量浓度相对其他城市较高,EC质量浓度偏低;OC和EC的相关性不显著,说明来源不统一;进一步对OC和EC各组分质量浓度进行分析知,西宁市冬季碳气溶胶主要来源于机动车汽油排放、燃煤和生物质燃烧。     

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。     

安徽省春节期间烟花爆竹燃放对环境空气质量的影响研究

为研究烟花爆竹集中燃放对江淮地区环境空气质量的影响,基于近地面常规空气质量参数、颗粒物组分参数、激光雷达监测等数据资料,系统分析了2022年春节期间烟花爆竹燃放对安徽省主要城市和县域环境空气质量的影响。研究表明,2022年春节期间安徽省环境空气质量总体好于2019—2021年平均水平,但受局部烟花爆竹燃放和不利气象条件(低温、小风、高湿、静稳)的叠加影响,产生的环境效应(颗粒物浓度峰值较高、影响范围较广)依然较为严重。重点区域(合肥和淮北)大气颗粒物组分中硝酸根离子(NO^(-)_(3))、硫酸根离子(SO ^(2-)_(4))和铵根离子(NH_(4)^(+))等主要离子占比有所下降(降幅为3.4%~12.1%),烟花爆竹燃放示踪组分(钾离子、氯离子、金属元素等)均出现了明显的峰值过程,且金属元素浓度占比涨幅明显高于水溶性离子。烟花爆竹燃放对颗粒物的垂直分布和传输沉降过程产生显著影响,燃放排放主要以球形细颗粒物为主;不利气象条件下的本地烟花爆竹燃放叠加周边污染传输影响是造成主城区空气质量显著恶化的主要原因。基于ρ(PM_(2.5))/ρ(CO)的比值法估算,集中燃放时段,烟花爆竹燃放对城建区PM_(2.5)质量浓度的绝对贡献范围为4~701μg/m^(3),平均值达159μg/m^(3);烟花爆竹燃放对PM_(2.5)质量浓度的贡献量和贡献率呈现皖中>皖北>皖南的分布特征。主城区的禁燃措施对于春节期间空气质量的改善起到了关键作用,同时需要加强城市周边区域的烟花爆竹燃放管控措施。     

邯郸市冬季大气PM2.5中金属元素空间污染特征及生态风险评价

为研究邯郸市大气细颗粒物(PM_(2.5))中金属元素的污染特征,选取城区4个功能区(工业区、工业生活区、教学区和交通区)分别布设采样点位,采集2017年冬季PM_(2.5)样品。采用电感耦合等离子体质谱仪分析样品中11种金属元素(V、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、As、Cd、Ba和Bi)的含量,对其空间污染特征进行比较,并运用主成分分析、聚类分析和绝对主成分得分-多元线性回归模型对金属元素的来源及其贡献率进行模拟计算,对Cr、Ni、Cu、As和Cd的潜在生态风险进行评估。研究结果表明,邯郸市冬季PM_(2.5)污染较为严重,4个功能区的PM_(2.5)日均值远超《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准限值。对金属元素含量的分析表明,教学区大气PM_(2.5)中金属元素质量浓度的总和相对较低,尤其是Fe、Cr、Cd、Mn和Cu的含量均低于其他3个功能区,但是As的含量较高。富集因子计算结果显示,V、Co和Ba在邯郸市的富集系数小、污染程度低,其余金属元素尤其是As、Fe、Cd和Bi的富集系数大、污染程度高。对研究区大气PM_(2.5)金属元素的来源进行解析发现,金属元素的主要来源包括工业生产、自然源、化石燃料的燃烧及交通运输活动。其中,Cr、Mn、Fe、Cu、Cd和Ba主要来自工业活动,V、Co和Bi的主要来源是自然源,Ni和As主要来自化石燃料的燃烧及交通运输活动。潜在生态风险评估发现,邯郸市4个功能区金属元素的总生态风险指数均较高,尤其是As和Cd在各个功能区的潜在生态风险程度为极强,但Cr和Ni的潜在生态风险程度较低。     

南充市大气PM10与PM2.5排放清单及特征

以四川省南充市为研究区域,通过实地调研、现场测试及结合统计年鉴等获得数据,采用排放因子法计算南充市2014年大气PM_(10)、PM_(2.5)排放量并建立排放清单。结果表明,南充市2014年扬尘源、移动源、生物质燃烧源、化石燃料固定燃烧源、工艺过程源排放总量PM_(10)分别为85 187、1 777、9 175、2 417、3 519 t,PM_(2.5)分别为16 093、1 619、7 322、914、1 585 t,PM_(10)贡献率分别为83.5%、1.7%、9.0%、2.4%、3.4%,PM_(2.5)贡献率分别为58.4%、5.9%、26.6%、3.3%、5.8%。城市区域扬尘源、生物质燃烧源、移动源、化石燃料固定燃烧源、工艺过程源对PM_(10)贡献分别为60.0%、12.5%、6.3%、8.6%、12.5%,对PM_(2.5)贡献分别为41.8%、21.6%、14.4%、8.1%、14.1%。南充市2014年大气PM_(10)、PM_(2.5)排放源总量和贡献率以及区域空间分布特征均存在差异。     

重庆市主城区二次有机碳气溶胶污染特征研究

为研究重庆市大气PM_(2.5)中二次有机气溶胶污染特征,于2013年1—12月运用URG-3000ABC型中流量颗粒物采样仪连续同步采集重庆市主城区大气PM_(2.5)样品,选取OC/EC比值对PM_(2.5)中的SOC污染进行估算,结果表明,该市主城区PM_(2.5)中SOC年平均质量浓度为12.5μg/m3,占OC质量浓度的50.0%,占PM_(2.5)质量浓度的10.1%,SOC质量浓度为冬季秋季夏季春季。机动车排放是SOC前体物的主要来源。     

石家庄市大气颗粒物元素组分特征分析

为研究石家庄市大气颗粒物的污染特征及其来源,于2013年4—5月在主城6区分别采集TSP、PM10和PM2.5颗粒物样品,利用ICP-MS分析其中的22种元素浓度。结果表明,石家庄市城区Ca、Fe元素在各粒径颗粒物中含量都较高,PM2.5中的S、K含量较高,PM10和TSP中Mg、Al的浓度相对较高。颗粒物的主要来源为燃煤尘、道路尘和建筑尘,TSP、PM10和PM2.5具有较好的统计相关性和同源性。     

利用SPAMS研究长沙市秋季PM2.5化学组成及来源

2019年10月12日—11月25日,使用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)在位于长沙市的湖南省生态环境厅点位进行了为期45 d的定点监测。结果表明,监测期间长沙市总体空气质量小时级别优、良天气占比为80.3%。长沙市首要污染物为PM_(2.5),其主要来源为机动车尾气源,二次无机源次之,工业工艺源排在第三位,占比分别为27.4%,21.5%和17.4%。整体来看,监测期间PM_(2.5)质量浓度的升高大多伴随着以上3种污染源颗粒物的同步升高。机动车尾气源具有明显的早高峰,工业工艺源、生物质燃烧源和餐饮源夜间占比增加。在偏东方向气团主导下,工业工艺源和燃煤源贡献最大;在东北方向气团主导下,PM_(2.5)质量浓度最高,且机动车尾气源占比最高。     

杭州市大气PM2.5和PM10污染特征及来源解析

2006年在杭州市两个环境受体点位采集不同季节大气中PM_2.5和PM₁₀样品,同时采集了多种颗粒物源类样品,分析了其质量浓度和多种化学成分,包括21种无机元素、5种无机水溶性离子以及有机碳和元素碳等,并据此构建了杭州市PM_2.5和PM₁₀的源与受体化学成分谱;用化学质量平衡(CMB)受体模型解析其来源。结果表明,杭州市PM_2.5和PM₁₀污染较严重,其年均浓度分别为77.5μg/m³和111.0μg/m³;各主要源类对PM_2.5的贡献率依次为机动车尾气尘21.6%、硫酸盐18.8%、煤烟尘16.7%、燃油尘10.2%、硝酸盐9.9%、土壤尘8.2%、建筑水泥尘4.0%、海盐粒子1.5%。各主要源类对PM₁₀贡献率依次为土壤尘17.0%、机动车尾气尘16.9%、硫酸盐14.3%、煤烟尘13.9%、硝酸盐粒8.2%、建筑水泥尘8.0%、燃油尘5.5%、海盐粒子3.4%、冶金尘3.2%。     

上海市浦东新区大气细颗粒物中重金属污染特征及来源解析

于2017年对浦东城区和郊区大气PM2.5中的重金属特征和来源进行了分析。结果表明,K、Fe、Na、Ca、Mg、Al等矿物元素为浦东新区PM2.5中含量最高的金属元素,其中K的年均值为297.3 ng/m^3。浦东城区的不同元素在季节变化上呈现较为不同的变化规律,郊区的金属元素值大部分呈现春季先逐月下降,在夏、秋季有起伏波动,在10月之后逐渐上升;沙尘+道路源+建筑扬尘、煤燃烧、工业排放、金属冶炼、船舶排放、海盐+垃圾焚烧+生物质燃烧为浦东城区PM2.5中重金属元素的6大类主要来源。其中沙尘+道路源+建筑扬尘对Ca的贡献率为82.7%,煤燃烧对As的贡献率为86.6%,工业排放对SO4^2-的贡献率达到65.9%,金属冶炼对Cr的贡献率为75.7%,船舶排放对V的贡献率为97.5%、海盐+垃圾焚烧+生物质燃烧对Cl^-的贡献率为93.0%。煤燃烧和金属冶炼主要来自于西部方向。船舶排放分布在长江口及其延伸带。浦东新区PM2.5中重金属元素的质量浓度与本地源排放强度、外界传输和大气扩散条件均有密切关系。     

重庆城区不同粒径颗粒物元素组分研究及来源识别

为研究重庆市大气颗粒物的污染特征及其来源,于2010年3—10月在主城区分别采集PM_1.0、PM_2.5和PM₁₀3种粒径的颗粒物样品,利用XRF分析其中的26种元素浓度。结果表明,重庆市主城区S元素在各粒径中含量都较高,细粒子中K的含量较高,粗粒子中Si、Ca和Fe的浓度较大。富集因子分析表明,主城区Cd、S、Se等污染元素的富集系数较大,且粒径越小,富集现象越明显。利用因子分析得出土壤风沙、扬尘、燃煤的燃烧、机动车燃油产生的尾气排放、生物质燃烧排放是重庆市颗粒物污染的主要来源。     

应用化学质量平衡模型解析西宁大气PM2.5的来源

为研究影响西宁市大气环境PM_(2.5)污染水平的主要来源,于2014年采暖季、风沙季和非采暖季依托西宁市大气地面观测网络在11个监测点采集大气PM_(2.5)样品,对其化学组分(元素、离子和碳)进行分析。研究同步采集了4类固定源、14类移动源和4类开放源的PM_(2.5)样品,并构建源排放成分谱。应用化学质量平衡受体模型(CMB)开展源解析研究。源解析结果表明,观测期间西宁市PM_(2.5)主要来源包括城市扬尘(分担率为26.4%)、燃煤尘(14.5%)、机动车尾气(12.8%)、二次硫酸盐(9.0%)、生物质燃烧(6.6%)、二次硝酸盐(5.7%)、钢铁尘(4.7%)、锌冶炼尘(3.4%)、建筑尘(4.4%)、土壤尘(4.4%)、餐饮排放(2.9%)和其他未识别的来源(5.2%)。大力开展城市扬尘为主的开放源污染控制,严格控制本地燃煤、机动车等污染源的PM_(2.5)排放,是改善西宁市空气质量的重要途径。     

北京城区降水对PM2.5和PM10清除作用分析

基于北京市PM_2.5和PM₁₀质量浓度、组分浓度以及降水数据,利用数理统计、相关性分析等方法分别从降水总量、降水时长和降水前颗粒物浓度3个角度研究降水对PM_2.5、PM₁₀的清除作用,同时以一次典型降水过程为例,具体分析降水对颗粒物的影响。结果表明：降水总量的增加有助于促进PM_2.5、PM₁₀的清除,随着降水总量增加,PM_2.5、PM₁₀的平均清除率提高,有效清除的比例增加;连续降水可增强对大气颗粒物的湿清除作用,连续降水达3d可有效降低PM_2.5、PM₁₀浓度;降水对PM_2.5、PM₁₀浓度的清除率和大气颗粒物前一日的平均浓度有较好的正相关性。降水对大气颗粒物的清除可分为清除、回升和平稳3个阶段,各个阶段大气颗粒物的变化趋势不同。降水对于大气气溶胶化学组分和酸碱性的改变具有明显作用,对于大气颗粒物各种组分的清除效果不完全相同。对于大气中OC、NO₃^-、SO₄^2-和NH₄⁺去除率较高,且这4种组分主要以颗粒态形式被冲刷进入降水中,加剧了北京市降水酸化程度。     

PM2.5 and PM10 Concentrations from the Qalabotjha Low-Smoke Fuels Macro-Scale Experiment in South Africa

This article presents results from the particulate monitoringcampaign conducted at Qalabotjha in South Africa during the winter of 1997. Combustion of D-grade domestic coal and low-smoke fuels were compared in a residential neighborhood to evaluate the extent of air quality improvement by switchinghousehold cooking and heating fuels.Comparisons are drawn between the gravimetric results from the two types of filter substrates (Teflon-membrane and quartz-fiber) as well as between the integrated and continuous samplers. It is demonstrated that the quartz-fiber filters reported 5 to 10% greater particulate mass than the Teflon-membrane filters, mainly due to the adsorption of organic gases onto the quartz-fiber filters. Due to heating of sampling stream to 50 °C in the TEOM continuous sampler and the high volatile content of the samples, approximately 15% of the particulate mass was lost during sampling.The USEPA 24-hr PM_2.5 and PM₁₀ National Ambient Air Quality Standards (NAAQS) of 65 g m^-3 and 150 g m^-3, respectively, were exceeded on several occasions during the 30-day field campaign. Average PMconcentrations are highest when D-grade domestic coal was used, and lowest between day 11 and day 20 of the experiment when a majority of the low-smoke fuels were phased in. Source impacts from residential coal combustion are also found to be influenced by changes in meteorology, especially wind velocity.PM_2.5 and PM₁₀ mass, elements, water-soluble cations (sodium, potassium, and ammonium), anions (chloride, nitrate, and sulfate), as well as organic and elemental carbonwere measured on 15 selected days during the field campaign. PM_2.5 constituted more than 85% of PM₁₀ at three Qalabotjha residential sites, and more than 70% of PM₁₀ at the gradient site in the adjacent community of Villiers. Carbonaceous aerosol is by far the most abundant component, accounting for more than half of PM mass at the three Qalabotjha sites, and for more than a third of PM mass at the gradient site. Secondary aerosols such as sulfate, nitrate,and ammonium are also significant, constituting 8 to 12% of PM mass at the three Qalabotjha sites and 15 to 20% at the Villiers gradient site.