大气气溶胶组分及其粒度分布研究——分级采样和质子激发X荧光技术结合分析大气气溶胶一例

级联碰撞分级采样技术和质子激发X荧光微量元素分析技术(PIXE)的发展和结合使大气气溶胶的研究深入到确定组分及其粒度分布这一层次,本文以十级级联碰撞采样器采集的大气气溶胶PIXE分析为例,从大气气溶胶总量,化学元素组成及其粒度分布等方面描述了大气气溶胶特征     

北京大气气溶胶元素组分及粒度分布的研究

用分8级的撞击式采样器进行大气气溶胶采样,用质子激发x荧光分析(PIXE)法进行了分析,获得了近20种元素的质量浓度及其粒径分布;求得了各种元素的质量中值空气动力学直径,对粗粒子和细粒子分别计算了元素的富集因子,并进行了关联和聚类分析,对元素的产生源和北京地区大气气溶胶的特征进行了讨论。     

时间顺序采样器及其应用

近几年来核分析技术(如中子活化分析,核反应分析和质子激发X荧光分析等)越来越广泛地应用于环境分析。核分析技术与常规的化学分析法相比有很多新的特点,因此在环境分析中发挥了特殊的作用。质子激发X荧光分析(简称PIXE分析法)具有非常高的绝对灵敏度(最小可探测限达10~(-12)克以下),分析速度快(通常分析一个样品只需几分钟)和多元素同时分析能力强(通常能同时给出二十个左右元素的含量),在大气飘尘分析中显示巨大的优越性。此外,PIXE分析法是用一束截面可任意限定的质子束对样品进行分析,通过移动样品相对于束流的位置,就可获     

地下水中微量元素的质子激发X荧光分析

用质子激发X荧光技术(PIXE)对深井水样进行了分析,检测到近20种元素。对其中13种进行了定量计算     

渤海大气气溶胶元素组成及物源分析

利用电感耦合等离子体-光发射光谱法(ICP-OES)分析了2000年夏季渤海大气气溶胶样品,给出了渤海气溶胶污染物浓度分布特点,结合气象资料和富集因子进行了元素物源分析.分析结果表明,辽东湾的污染程度高于其他海区,气溶胶中含量最高的元素是Zn(1638ng/m3),含量最低的是V(2ng/m3).渤海气溶胶中Pb、Zn、Cu和Ni等具有较高的富集因子.辽东湾Pb的富集因子达4000以上,Zn的富集因子普遍大于其他海区.Pb、Mn、Cu、V等含量的相对大小与同期北京的分析结果一致.综合分析表明,渤海大气严重受到陆地人为排放污染物的影响.     

灰霾期间气溶胶的污染特征

从颗粒物的时空分布和浓度水平方面综述了灰霾期间气溶胶的污染特征,介绍了灰霾期间气溶胶中金属元素、水溶性离子、有机碳和元素碳的浓度特征,以及颗粒物与能见度的相关性研究进展。指出:灰霾天气多发生在冬季,且气溶胶中PM2.5占的比重大;气溶胶污染与地理环境、气候条件、经济发展水平等有密切关系;水溶性离子多集中在PM2.5中;能见度的下降与气溶胶特别是细颗粒物有很大关系。提出目前灰霾研究中主要存在3大问题:一是对灰霾期间气溶胶中含有的有机物类别及其对不同季节发生灰霾的贡献率仍需进一步研究;二是灰霾期间气溶胶中有机物的形成机理尚不明确;三是不同源排放的气溶胶对灰霾形成的贡献率有待探讨。建议系统地开展大气细颗粒物有害成分的鉴定、源排放颗粒物的物理化学特性、扩散过程中各种物质间的反应和转化等方面的研究,为大气污染防治法规的制定提供依据。     

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。     

灰霾监测研究进展

随着国家对灰霾监测的日益重视以及人们对灰霾危害认识的加深,国内许多城市建立了灰霾测站,逐步开展灰霾监测相关研究。从灰霾监测因子、灰霾天气气溶胶特征以及形成机理等方面综述了近年来国内外学者灰霾研究成果,并对灰霾监测进行了展望,供相关技术和管理人员参考。     

基于光学遥测技术的合肥市气溶胶参数观测

为了解合肥市气溶胶光学特性参数,采用太阳光度计CE318对雾霾期间气溶胶进行监测并分析了气溶胶光学厚度(AOD)、Angstorm波长指数(α)、体积谱函数等气溶胶光学特性参数。同时采用多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演了雾霾期间二次气溶胶前体物NO2柱浓度并和固定点测量的颗粒物(PM)浓度进行了对比。分析表明,雾霾期间的气溶胶光学厚度比晴天高,且随波长的增加而减少。Angstorm波长指数在雾霾天气时平均值较高,表明合肥雾霾天气期间气溶胶粒子以细粒子为主。气溶胶前体物NO2浓度变化与雾霾天气空气中颗粒物含量(PM10、PM2.5等)变化一致性较好,表明二次气溶胶可能对气溶胶颗粒浓度有一定影响。     

天水市紫外吸收性气溶胶时空动态的遥感监测

采用OMI传感器的气溶胶产品,分析了2006—2015年中国西部城市天水市对流层紫外吸收性气溶胶的时空分布特征。结果表明:空间上,十年间天水市的吸收性气溶胶表现出从中部向周围依次减弱的南北向带状分布规律;季节变化呈现出秋冬季高于春夏季的规律;时间上,吸收性气溶胶指数(AI)从2006年的0.075增至2015年的0.506,年均值为0.28,年均增长率为57.5%;十年间出现2次阶段性增长和2次阶段性减小;AI年际变化与天水市地方总产值相关性为0.902,第一产业对其影响最大,第三产业影响最小。     

2006年秋冬两季图们市大气气溶胶中多环芳烃分布规律

大气气溶胶是目前大多数城市的首要污染物,其中的多环芳烃是对人体健康危害最大的环境污染物之一。通过图们市2006年9月、12月4个采样点的大气气溶胶样品分析,研究了大气气溶胶中多环芳烃的分布规律。采用超声波萃取法提取样品中的多环芳烃,然后对其进行旋蒸浓缩,氮气吹至1ml,用高效液相色谱进行定性和定量分析。实验结果表明,美国EPA优先控制的16种多环芳烃普遍存在于图们市区的大气气溶胶中。图们市不同时空大气气溶胶中多环芳烃的分布具有一定的规律性。     

大气细颗粒物在线源解析方法研究进展

基于对国内外关于PM2.5化学组分特征、二次气溶胶生成机理、源解析模型的研究综述,引入实现PM2.5在线源解析的2种可能方法,即气溶胶质谱+解析算法与3类化学组分组合观测+受体模型。重点阐述了气溶胶质谱及在线水溶性离子、EC/OC和金属元素仪器的应用研究现状,并分析了不同仪器测定结果的可靠性、优势及缺陷,在此基础上提出加强城市尺度的大气化学二次反应机理及关键技术参数研究、大气颗粒物化学组分连续观测应用于在线源解析的研究、基于多种信息来源和技术手段的在线源解析方法集成研究等建议。     

合肥市冬季细颗粒物中碳组分特征分析

利用2020年12月1日至2021年2月28日合肥市细颗粒物(PM_2.5)、有机碳(OC)和元素碳(EC)等环境空气质量监测数据和气象观测数据,分析了合肥市大气PM_2.5中OC和EC的污染特征,并探讨了其来源以及气象因素影响。结果表明：合肥市冬季碳质气溶胶是PM_2.5中主要组分,随着污染程度的加重,碳质气溶胶的质量浓度逐步增加,但其在PM_2.5中的占比先减小后增加。在以PM_2.5为首要污染物的不同污染级别天气条件下,OC和EC的相关性说明不同程度下碳质气溶胶来源复杂。OC/EC表明机动车尾气和燃煤源排放是碳质气溶胶的主要来源。二次有机碳(SOC)会随着污染程度的加重而呈现升高趋势。OC和EC在冬季受温度影响较小;较大的相对湿度对OC和EC具有一定的清除作用,明显降水或连续降水的清除作用更加显著;而风速对含碳气溶胶的影响主要出现在污染天气背景下。     

合肥市黑炭气溶胶浓度分布和变化特征研究

根据合肥市黑炭气溶胶自动在线监测结果、相关污染物监测数据、气象数据,分析了合肥市城区黑炭气溶胶的浓度分布特征。结果表明,2013年6月—2014年5月黑炭浓度的年平均值为(4.88±2.99)μg/m3,总体呈现春夏季浓度较低、秋冬季浓度较高的分布。黑炭浓度日变化呈双峰型,峰值出现在早07:00和晚20:00,早间峰值受大气扩散条件和人为活动的共同影响,晚间峰值受人为活动影响较大。在与其他污染物的相关性研究中,黑炭浓度与粒径较小的颗粒物PM1质量浓度相关性最好,波长为950 nm的测量通道测得的黑碳气溶胶与元素碳的相关性最好。     

大连市区大气气溶胶的无机化学特征分析

通过对大连市的两个采样点从2002年4月至12月三个期间的气溶胶的三种粒径的采样分析,结果表明,大连市区气溶胶中PM10质量浓度约占TSP的50%,PM2.5质量浓度约占TSP的30%;8种可溶性离子在不同粒径气溶胶中所占的比例,随着粒径的减小而增大,冬季的SO42-、NO3-、NH4 在各种粒子中含量高于夏季,沙尘暴期间各种可溶性离子在不同粒径颗粒物中的含量较低;11种常见元素在细粒子中的含量比粗粒子中的含量高,春季各种粒子中的元素含量要高于冬季.     

兰州城市大气颗粒物污染浓度的变化特征

通过对兰州市冬季不同高度大气气溶胶的监测数据的分析,得出不同高度气溶胶浓度分布,进而分析TSP和PM10与气象要素之间的相关性,以及近20年气溶胶浓度变化。结果表明,高度16m和9m处的TSP浓度比高度625m处的TSP浓度高,高度50m处的PM10比9m和625m处的PM10浓度高;16m高度的TSP浓度与日最高气温呈正相关,9m高度的TSP浓度和日最低气压、日最低气温、平均气温、平均风速都呈负相关,625m高度的TSP浓度与平均本站气压和日最低本站气压都呈负相关。同时9m高度处PM10浓度与日最高气温呈正相关,625m高度处PM10浓度与平均气温呈正相关。近20年的对比分析表明,兰州城市空气质量得到明显改善,"冬防"举措对于改善市区空气污染状况很有成效。     

乌鲁木齐市大气气溶胶研究的分析

全面论述了大气气溶胶对环境造成的影响、乌鲁木齐市大气气溶胶的研究现状以及国内外的研究现状，并且对乌鲁木齐市大气气溶胶的进一步研究提出了设想。     

连云港黑碳气溶胶污染特征研究

采用2016年大气多参数站监测数据,分析连云港市大气中ρ(黑碳气溶胶)的小时及月度变化规律,结果表明,观测期间,黑碳气溶胶与NO_2、CO、PM_(10)、PM_(2.5)显著相关,与风速、能见度等呈负相关;黑碳气溶胶年均值为2.10μg/m~3,日变化呈明显双峰型,峰值出现在08:00和21:00左右;从季节看,ρ(黑碳气溶胶)冬春季高、夏秋季低;在不利气象条件时,ρ(黑碳气溶胶)有所增高,通过模型分析化石燃料燃烧产生的黑碳占比增大,说明在不利气象条件时,化石燃料燃烧产生的黑碳是影响ρ(黑碳气溶胶)及ρ(颗粒物)上升的主要因素。     

夏季桂林市大气PM_(2.5)化学组成和成分分布的质谱研究

选取桂林市5个代表性监测点,采用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪在线分析该市夏季大气PM_(2.5)的化学组成及化学成分分布。结果表明:5个监测点,80%的PM_(2.5)分布在0.2μm~1.0μm的小粒径范围,20%的PM_(2.5)分布在1.0μm~2.5μm大粒径范围;大气PM_(2.5)中离子成分包含Na~+、K~+、NH~+4、C2H3~+/Al~+、Fe~+、HSO~-_4、NO~-_3、NO~-_2、CNO~-、CN~-、SO~-_3、O~-和元素碳离子;PM_(2.5)中离子按成分特征可分为元素碳、有机碳、元素碳有机碳混合颗粒、富锰颗粒、富铁颗粒、富钾颗粒、矿物质、左旋葡聚糖以及其他金属等9类,各监测点元素碳占比均超过50%;元素碳与硫酸盐、铵盐、硝酸盐发生内混合的程度极高,其中各监测点元素碳与硫酸盐混合程度最高,均达到90%左右。     

用质子激发X荧光(PIXE)法对金矿区工业废水和地表水中无机元素的分析

用PIXE分析系统测得五个污染源废水和八个地表水采样点中十八种无机地素的定量结果,用(?)标污染负荷法计算的结果与测试结果一致。表明磷肥厂对该区的水污染远高于金矿开采过程中的废水污染。