西安市冬、夏两季PM2.5中碳气溶胶的污染特征分析

为研究西安市冬、夏两季大气颗粒物PM2.5中碳组分的污染变化规律,利用TEOM系列RP1400a采样仪于2010年冬季和夏季进行采样,测定了样品中的有机碳(OC)、无机碳(EC)和水溶性有机碳(WSOA)的含量。结果显示,PM2.5中OC和EC的季节平均浓度值冬季较高,分别是夏季的2.62,1.75倍,这表明西安市冬季碳气溶胶污染严重。OC和EC日变化在不同季节均呈现双峰分布特征,这主要是由交通源的排放和不利的气象条件造成的。OC和EC在冬、夏两季都有较强的相关性(R2分别为0.823和0.543),且OC/EC平均值分别为5.36和3.58,均大于2,表明采样各时段有二次有机碳(SOC)生成。     

西安市雾霾时空分布特征研究

通过对西安市雾霾时空分布特征的分析,为认识雾霾成因和采取有效的治理措施提供理论依据。利用2013—2015年西安市13个监测站的雾霾天气污染物监测资料和中国环境监测总站的月空气质量状况报告,采用统计方法分析西安市雾霾天气的时空分布特征。结果发现:时间上,西安市雾霾天气呈现明显的季节性变化规律,持续时间较长,雾霾在冬、春季交际时最严重,其中11月至翌年3月期间PM2.5空气质量指数为严重污染;空间上,西安市北部区域雾霾污染程度比南部区域严重,西部区域雾霾污染程度比东部区域严重,市区雾霾污染程度比郊区严重。通过相关分析,进一步揭示不同污染物对PM2.5的影响程度,说明PM2.5与PM10存在较强的正相关关系,与O3呈负相关关系。     

杭州市大气颗粒物消光特性与贡献因子研究

2013年12月至2014年12月采集杭州市PM_(2.5)样品,同步观测大气散射系数、吸收系数及气象因子,分析杭州市大气颗粒物消光特性及灰霾天气污染特征。结果表明:观测期间,杭州市大气颗粒物消光系数平均值为566 Mm~(-1),呈现出夏季低冬季高的季节特征。利用修正的IMPROVE公式估算PM_(2.5)中对消光系数有主要贡献的化学组成,得出消光系数的主要贡献者为NH_4NO_3、(NH_4)_2SO_4、颗粒有机物,对消光系数的贡献率分别为31.6%、25.6%、28.9%。灰霾天气下,NH_4NO_3与(NH_4)_2SO_4的消光贡献分别为清洁天气的14.1、10.2倍,说明硝酸盐和硫酸盐可能是杭州市灰霾天气中导致大气能见度下降的主要物质。     

北京市近12年空气污染变化特征及其与气象要素的相关性分析

以北京市近12年空气污染指数(API)为数据基础,首先分析了2001—2012年北京市API、污染等级、首要污染物的变化特征以及污染天数年度值、季度值、月值的变化特征;然后根据API转换得到PM10质量浓度,对其变化特征进行分析;最后采用相关系数法分析了北京市API、PM10质量浓度与气象因素的相关性。结果表明,北京市近12年空气污染天数有明显下降趋势,首要污染物主要为可吸入颗粒物;空气污染主要集中于春季,优良天气主要集中于夏季;PM10质量浓度年度最大值出现在2006年,季度最大、最小值分别出现在春、夏季,月值最大、最小值分别出现在3月和7月;气象因素与空气污染关系密切,气温、相对湿度、降雨量与污染天数和PM10质量浓度均呈显著负相关,而风速与污染天数和PM10质量浓度则呈显著正相关。     

宝鸡市大气PM_(10)中水溶性物质的组成及特征研究

2008年冬、春季在宝鸡市4个不同功能区采集PM10样品,探讨了PM10中水溶性物质的化学组成、时空分布特征以及来源。结果表明,冬、春季PM10的平均质量浓度分别为(402±100)、(410±160)μg/m3,无明显季节差异,冬季以交通干道区的PM10浓度为最高,而春季则以商贸区的PM10浓度为最高;冬、春季PM10中水溶性有机碳(WSOC)浓度最高值均出现在商贸区,最低值则分别出现在背景点和交通干道区,水溶性无机碳(WSIC)浓度最高值分别出现在交通干道区和商贸区,最低值均出现在背景点;冬、春季PM10中所含大多数无机离子浓度不存在显著空间差异,但不同功能区PM10中无机离子所占质量分数差异较明显;冬、春季PM10中的水溶性物质质量浓度分别为207、151μg/m3,在PM10中所占质量分数分别为51%和40%,其中,冬、春季水溶性物质浓度最高的分别为居民区和商贸区;冬季PM10中WSOC浓度与SO24-、NO3-浓度有较好的相关性,说明冬季PM10中WSOC的主要组分为二次有机气溶胶,而春季PM10中WSOC浓度与SO42-、NO3-浓度的相关性相对较差,这是由于一次有机气溶胶对WSOC的贡献率较冬季显著增大;宝鸡市与北京市大气PM10浓度、PM10中的SO42-、NO3-、NH4+浓度最为接近;广州市大气PM10中的SO42-所占质量分数(14%)要高于北方城市(宝鸡市和北京市均为9%)。     

天津冬季PM2.5与PM10中有机碳、元素碳的污染特征

研究了天津冬季PM2.5和PM10中碳成分的污染特征.结果表明,天津冬季PM2.5和PM10的平均质量浓度分别为(124.4±60.9)、(224.6±131.2)μg/m3;总碳(TC)、有机碳(OC)与元素碳(EC)在PM2.5中的平均质量分数比在PM10中分别高出5.0%、3.6%、1.2%;PM2.5中OC、EC的相关系数较高,为0.95,表明OC、EC的来源相对简单,可能主要反应了燃煤和机动车尾气的贡献.OC/EC的平均值在PM2.5和PM10中分别为3.9、4.9.次生有机碳(SOC)在PM2.55和PM10中的平均质量浓度分别为14.9、23.4/μg/m3,分别占OC的48.5%(质量分数,下同)、49.8%,OC/EC较高可能主要与直接排放源有关;PM2.5中的OC1与OC2的比例明显高于PM10,而聚合碳(OPC)的比例又低于PM10,同时PM2.5与PM10中的EC1含量均较高,表明天津冬季燃煤取暖和机动车尾气是重要的污染源.     

成都市大气颗粒物污染特征及与气象因子的关联性分析

利用成都市2013年6月至2014年5月的PM10和PM2.5浓度监测数据,分析大气颗粒物污染特征,并探讨其与气温、相对湿度、降雨、风向、风速等气象因子的关联性。结果表明:成都市大气PM2.5污染较严重;PM10和PM2.5浓度及超标率均表现为冬季秋季春季夏季,秋季和冬季为大气颗粒物污染高发期;PM2.5对PM10贡献显著;气温超过10℃时,PM10和PM2.5最高浓度大体随气温升高而降低;相对湿度为40%~80%时,PM10和PM2.5浓度随相对湿度增加而升高;相对湿度超过80%时,易发生降雨,PM10和PM2.5浓度降低;降雨对PM10的清除量高于PM2.5,但降雨后PM10和PM2.5浓度较快回升;PM10和PM2.5浓度在偏西风下高于其他风向;PM10主要受局地源影响,而PM2.5主要受西北方向上的外来源影响。     

长沙地区雾霾特征及影响因子分析

根据长沙地区1970—2012年气象观测资料及环境监测数据,对近43年长沙雾霾特征及影响因子进行了分析。结果表明,长沙地区雾的年际变化具有显著的倒"U"型特征,霾整体上呈上升趋势;雾霾天气主要集中在秋冬季节,春夏季节较少;从空间分布来看,望城区(县)和宁乡县雾霾天气最多,浏阳市次之,长沙市区最少。在一次持续性雾霾天气过程中(10.2~10.12),相对湿度、PM2.5质量浓度与能见度呈现显著负相关,说明PM2.5质量浓度和相对湿度是雾霾天气形成的首要影响因子。     

西安市冬季采暖期雾霾天气下醛酮类化合物污染特征

为了解冬季采暖期雾霾天气下醛酮类化合物污染特征,利用2,4-二硝基苯肼(DNPH)/高效液相色谱(HPLC)方法,分别于2015年和2016年冬季采暖期对西安市大气中22种醛酮类化合物浓度进行了测定。结果表明,西安市冬季采暖期雾霾天气下醛酮类化合物在1.25～65.40μg/m~3波动,变化较大,其浓度水平与雾霾状态相关。主要的醛酮类化合物是甲醛、乙醛和丙酮,3者约占醛酮类化合物总质量的46%～93%。醛酮类化合物主要来源为机动车尾气,餐饮油烟也是不可忽视的一个来源。     

南京市大气气溶胶中颗粒物和正构烷烃特征及来源分析

于2002年夏季（7月）和冬季（12月）采集南京市5个功能区的大气气溶胶（PM2．5和PM10）样品，对两个季节不同功能区颗粒物及其颗粒物中正构烷烃的分布特征和污染来源进行了分析。结果表明，南京市大气颗粒物含量冬季高于夏季，细颗粒高于粗颗粒。正构烷烃的变化规律同颗粒物一致，且主要分布在细颗粒物上。根据各个功能区正构烷烃（C15-C32）的CPI（CPI1、CPI2和CPI3）结果，可知南京市大气气溶胶中正构烷烃由生物源和人为源共同排放产生。％waxCn的结果表明生物源对气溶胶中正构烷烃的贡献率为20％～43％，对南京市大气颗粒物的贡献率为1．66％～4．76％。     

北京市2005年夏季大气颗粒物污染特征及影响因素

对2005年7～8月北京市不同功能区8个采样点PM10和PM2.5的浓度水平、空间分布、PM10/PM2.5比值进行了分析,并讨论了PM10和PM2.5的日变化特征及影响因素.结果表明,北京市夏季PM10和PM2.5日均浓度为155.37 μg/m3和87.70 μg/m3,分别为国家二级标准和美国PM2.5标准的1.04倍和1.35倍;PM2.5、PM10浓度在不同功能区存在一定差异;PM2.5和PM10的日变化以白天高,夜间低为主,且不同功能区的最高值对应于城市居民活动的不同高峰期;在湿度较高的情况下,PM2.5、PM10与湿度呈一定正相关性,且湿度对PM2.5的影响更大;降水前后PM2.5、PM10浓度变化情况表明降水的主要作用是清除粗粒子,对PM2.5的影响则较小.     

广州典型灰霾期有机碳和元素碳的污染特征

使用小流量Partisol model 2000采样器每2 h采集广州典型灰霾期(2006年1月7～20日)PMlo样品,并用美国Sunset Laboratory Inc.的碳分析仪分析了有机碳和元素碳.结果显示,灰霾期PM10、有机碳和元素碳污染严重,最高浓度日均值(1月13日)分别为最低浓度日均值(1月20日)的10.1、7.6、3.0倍;大气污染存在一个明显的逐日上升和下降过程,上升期间PM10、有机碳和元素碳的日均增长率分别为(127±24)%、(125±16)%和(116±17)%.下降期间日均增长率分别为(-143±25)%、(-135±13)%和(-118±11)%.计算表明,二次有机碳污染严重,并随着灰霾污染的持续,占总有机碳比例增加.气团轨迹分析说明,珠江三角洲其他地区的污染对广州地区灰霾污染过程存在影响.     

用数值模拟方法研究含硫颗粒物生成过程

为了研究不同燃烧条件对燃煤中含硫颗粒物生成的影响,利用数值分析方法模拟炉膛煤燃烧。通过改变燃烧环境温度、进口氧气所占总气体摩尔比,分析得到的碳烟(soot)颗粒、SO2和CO2等主要物质浓度场。模拟结果能够很好地反映炉膛内各物质生成趋势和历程。生成的碳烟颗粒中富集煤中一部分硫元素,燃烧后期未被氧化的碳烟颗粒是燃煤烟气含硫颗粒物的一个重要来源。进口O_2摩尔比从0.1~0.5时碳烟颗粒迅速被氧化,出口处产生含硫碳烟颗粒物减少。在1 200~1 600 K范围内,温度增高不利于碳烟颗粒的生成,来源于碳烟颗粒的含硫颗粒物也就逐渐减少。     

武汉市冬夏季大气PM2.5浓度及其烃类化合物的变化特征

分析了武汉市2009年冬夏两个季节大气PM2.5的浓度,并用气相色谱/质谱(GC/MS)技术研究了烃类化合物组成及变化特征。结果表明,PM2.5的质量浓度为25.0～302.4μg/m3,冬季明显高于夏季。检测出nC11～nC34正构烷烃,高碳数部分奇偶优势明显,碳优势指数(CPI)在1.1～2.9,具有高等植物蜡和人为源输入特征,冬夏季分布差异较大;藿烷和甾烷的普遍检出证实了大气颗粒物已明显受到化石燃料残余物的污染,且在冬季浓度相对较高;高环数多环芳烃含量较高,特征性诊断参数表明机动车排放相对较大。     

大气雾霾污染的原因与防治对策分析

通过对雾霾污染的研究分析,指出雾霾污染的2个原因:一是由于污染物排放,使大气环境中细微颗粒物增多。目前城市大气环境中细微颗粒物主要来源于汽车尾气的排放,其次是工业燃煤的污染排放,也有区域之间细微颗粒物飘移的影响。二是气象条件,主要是水平方向静风伴随着垂直方向上出现逆温。在大气环境中细微颗粒物增多和静风逆温天气条件的共同作用下,形成雾霾污染。大力推广应用LNG汽车,使用清洁燃料,是改善城市区域环境空气质量的重要途径;城区内的电力、供热生产燃气化,也是改善环境空气质量的有效举措。治理雾霾污染不仅需要政府的努力,也需要全社会的共同参与,加强环境污染管理和监管执法是治理雾霾污染的重要保障。     

西安城郊PM_(10)和PM_(2.5)化学组分特征研究——以户县草堂寺为例

为研究西安城郊农村大气PM_(10)和PM_(2.5)中主要化学组分特征,于2014年12月至2015年10月在西安户县草堂寺采集颗粒物样品,分析了每组样品中的16种无机元素、8种水溶性离子、有机碳(OC)和元素碳(EC),对颗粒物和化学组分的浓度水平、时间变化特征进行了讨论。结果表明:(1)PM_(2.5)、PM_(10)年平均值分别为(79.78±59.12)、(118.09±79.27)μg/m~3。(2)PM_(2.5)及PM10中地壳元素浓度总体表现为春季高、秋季低;微量元素浓度表现为冬季高、夏季低。(3)PM_(2.5)和PM_(10)中SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-浓度总体表现为冬季秋季春季夏季。(4)冬、春季OC、EC明显高于夏、秋季;由OC/EC的最小值估算得到PM_(2.5)、PM_(10)中二次有机碳(SOC)年平均值分别为(7.90±8.89)、(8.55±8.50)μg/m~3,冬、春季SOC明显高于夏、秋季;秋、冬季OC、EC相关性较强,而春、夏季较弱。     

广州市夏、冬季室内外PM2.5质量浓度的特征

2004年7月2日至8月13日和2004年11月29日至2005年1月6日分别在广州市3种类型区域(一般城市区域、道路旁、工业源附近)9个居民住宅的室内和室外同步采集了PM2.5颗粒.采用标准称重法测定PM2.5质量浓度,得到广州市夏季住宅室内外PM2.5平均质量浓度分别为67.7、74.5 μg/m3,冬季室内外PM2.5平均质量浓度分别为109.9、123.7 μg/m3.广州市PM2.5平均质量浓度,与美国PM2.5标准相比,与国内PM10标准基础上假设的PM2.5限值相比,与其他一些国内、亚洲和欧美城市的文献记录相比,结果均显示广州市PM2.5处于相当严重污染状态.广州市PM2.5质量浓度呈现明显的空间分布特征和季节变化特征;PM2.5室内质量浓度并不总是低于室外质量浓度,反映了室内空气污染的存在.     

烧结机细颗粒物PM_(2.5)排放特性

利用基于荷电低压颗粒物撞击器(ELPI)的颗粒物排放稀释采样系统,对不同烧结机组的机头、机尾、配料和整粒后的烟粉尘进行了PM2.5的现场测试。结果表明了各测试点位排放的PM2.5粒径分布和质量浓度分布特点。烧结机机头脱硫后虽然降低PM2.5的质量浓度,却增大了其粒数浓度,因此应对脱硫工艺进行优化。PM2.5单体颗粒形态有:球形颗粒、超细颗粒、不规则颗粒和烟尘集合体。PM2.5中SO2-4、有机碳(OC)、无机碳(EC)和铁(Fe)的含量较高,分别为2.65%~10.76%,6.15%~12.6%,3.05%~10.05%和4.14%~26.78%。     

邯郸市PM_(2.5)及其化学组分的季节性变化

利用2013年邯郸市4个大气环境监测站连续1年的在线监测数据,并结合离线采样成分数据,对比分析了不同季节大气中PM_(2.5)及其主要成分的浓度水平和污染特征。结果表明,PM_(2.5)和PM10四季均存在不同程度的超标现象;污染物在4个站点之间的空间差异不太显著,邯郸市的污染为区域性污染。PM_(2.5)中水溶性无机离子和碳组分的季节变化均较为明显。SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+三者浓度之和占PM_(2.5)浓度的39.8%,占PM_(2.5)中总水溶性无机离子浓度的86.2%;四季均存在较强的光化学反应,但硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)呈现出不同的季节变化规律,与SO2-4和NO_3~-的来源和去除机制明显不同有关。秋、冬季有机碳(OC)和元素碳(EC)污染较为严重,总碳气溶胶(TCA)浓度分别占PM_(2.5)质量浓度的24.0%和32.9%;研究显示高浓度的OC较多来源于二次有机碳(SOC),高浓度碳易发生二次污染。进一步对PM_(2.5)中各组分进行来源分析得出燃煤、汽油车尾气、生物质燃烧、二次气溶胶和扬尘源对邯郸市PM_(2.5)贡献显著。     

嘉兴秋冬季中度及中度以上霾天气的潜在污染来源及污染传输特征分析

秋冬季是嘉兴中度及中度以上霾天气多发季节,使用HYSPLIT4模型和潜在源贡献因子法及浓度权重轨迹分析法对嘉兴的潜在污染来源及传输特征进行分析。结果表明,嘉兴中度及中度以上霾天气的后向轨迹可以聚成3类。第1类为来自偏西方向的近距离传输轨迹,轨迹数量占比最大,约46%。第2类为西偏北约45°方向的中距离传输轨迹,轨迹数量约占总数的42%。第3类为西偏北约60°方向的远距离传输轨迹,轨迹数量仅占总数的12%。远距离传输的污染物主要是PM2.5、PM10、SO_2和CO,而近距离传输的主要是NO_2和O_3。对嘉兴秋冬季中度及中度以上霾天气影响较大的主要还是近距离的浙北和苏南地区,尤其是静稳天气时苏南长江沿岸的PM2.5浓度快速增长可能是最主要原因。