南京夏秋季大气颗粒物和PAHs 组成的粒径分布特征

采集南京市2007 年夏、秋季节灰霾天和非灰霾天不同粒径大气颗粒物,分析了6 月份农村秸秆焚烧对南京市大气中颗粒物和多环芳烃 (PAHs)的浓度、粒径分布和分子组成的影响.结果表明,南京市大气颗粒物在灰霾天呈单模态-积聚模分布,而在其他天气条件下呈积聚模和粗模双模态分布.秸秆焚烧释放出大量细粒子和低分子量PAHs,使低环数(3~4 环) PAHs 的粒径分布由非灰霾天不同粒径上的均匀分布转变为灰霾天的单模态分布,总量增加了约41%,且主要富集在0.4~2.1µm 的细颗粒物上;而高环数(5~6 环)PAHs 的粒径分布和浓度在秸秆焚烧前后均没有显著变化,呈积聚模分布.因秸秆焚烧形成的灰霾期,大气中细颗粒物和低分子量PAHs 的浓度均明显提高.     

滨海新区局部大气颗粒物中多环芳烃污染特征研究

在滨海新区局部区域汉沽和大港采集了TSP和PM10样品,分析了不同颗粒物中多环芳烃的不同期别污染和分布特征,结果表明,多环芳烃的污染水平存在明显的季节性特征,采暖期多环芳烃和可吸入颗粒物中苯并[a]芘浓度均远远高于非采暖期。多环芳烃在不同期别也有不同的分布特征,非采暖期均是高环类多环芳烃占主导地位,比例超过60%;而在采暖期则是中环类多环芳烃占主导。     

PM_(2.5)中多环芳烃的污染特征及源解析:以河南省焦作市为例

河南省焦作市作为典型的以煤炭为主要能源的中级工业化城市,研究其城市转型过程中大气环境污染现状及污染物来源具有一定的指示意义。通过采集2013-2014年焦作市4个季度82个PM_(2.5)样品,对其中的16种优控的多环芳烃(PAHs)的含量与组成进行了测定与分析,并对多环芳烃进行了源解析。研究结果表明,焦作市大气中PM_(2.5)的浓度范围为51.32~270.12μg/m~3,平均为152.16μg/m~3;PM_(2.5)中总多环芳烃(TPAHs)的浓度范围是7.6~672.5 ng/m~3,平均为119.22 ng/m~3,其浓度随季节变化明显,冬季秋季春季夏季;PAHs中Ba P的平均浓度为11.93 ng/m~3,BaP当量浓度为30.43 ng/m~3,过量致癌风险值(ICR)达到264.74×10~(-5);多环芳烃组成以4~6环PAHs为主,占TPAHs总量的90%以上,浓度最高的是BghiP、BbF和IcdP。应用特征比值法和主成分分析法对PAHs进行了源解析,显示燃煤和机动车排放是2个最主要的排放源。     

北京市交通路口大气颗粒物污染特征研究(Ⅲ)——大气颗粒物中多环芳烃污染特征

研究了北京市典型交通路口大气颗粒物中多环芳烃的污染特征及影响因素.于2000年6月在北京市主要交通路口之一的崇文门路口采集大气中TSP,PM₁₀和PM_2.5样品,并进行样品中ρ(PAHs)的分析及机动车流量调查.研究结果表明:机动车排放是交通路口大气颗粒物中PAHs的首要来源;多环芳烃在粒径较小的粒子中比例较高;白天ρ(PAHs)随机动车流量的增加而增加,夜晚ρ(PAHs)高于白天;污染源识别表明,交通路口大气颗粒物中的多环芳烃除主要来源于机动车尾气排放外,还有一部分来源于道路扬尘.      

不同燃烧过程颗粒物粒径排放特征

采用荷电低压颗粒物撞击器(ELPI)和稀释采样系统研究重庆市工业源、交通源、生物质燃烧以及餐饮业油烟等各类燃烧过程的颗粒物排放特征.结果表明:燃煤锅炉以及各类柴油交通源颗粒物数浓度峰值都表现出单峰型的变化特征,峰值主要出现在0.20~0.48μm之间;生物质燃烧和餐饮业油烟颗粒物的数浓度都呈现出双峰型的变化趋势,分别出现在核模态(0.02~0.07μm)和积聚态(0.2μm);水泥窑炉的数浓度也出现双峰型变化特征,分别出现在积聚态(0.12μm)以及接近粗颗粒物态的1.23~1.96μm粒径范围处.各污染源颗粒物质量浓度峰值主要出现在粗粒径态,交通源排放的颗粒物质量浓度相对较高.各类污染源数浓度分布主要集中在积聚模态,粗颗粒态的数浓度累计贡献都不到1%;质量浓度主要分布在粗颗粒态,核模态的质量浓度贡献都小于0.1%.     

广州市大气中多环芳烃分布特征、季节变化及其影响因素

对广州市大气中气态和颗粒态多环芳烃(PAHs)进行了连续一年的采样观测.结果表明,气态和颗粒态样品中PAHs的平均浓度值分别为312.9 ng/m³ 和 23.7 ng/m³,即多环芳烃主要存在于气相中,占大气总PAHs年平均的92.5%,且在夏季的比重要高于冬季.所检出的的气态多环芳烃以芴、菲、蒽等低环数化合物为主,其中菲占了总含量的60%以上;颗粒态多环芳烃则以高环数的化合物为主,各化合物所占的比重相当,其相对浓度无显著差别.气态多环芳烃在夏季达到高值,冬季降为低值;而颗粒态与其相反,夏季低值,冬季达到高值.在所测定的气象条件中,温度在影响气态多环芳烃浓度变化的因素中占了绝对优势,其次为风速,其它气象因素未观测到有较明显的影响作用;对颗粒态多环芳烃来说,则无绝对的影响因素,温度、风速和湿度同为重要影响因素,但随着分子量的增加,各因素的影响大小顺序略有不同.     

天津市大气颗粒物中有机标识物粒径分布的季节特征

为探讨采暖季和非采暖季大气颗粒物中有机标识组分的粒径分布特征,识别其来源,于2018年5月至2019年4月在天津采集分粒径颗粒物,利用GC-MS对9个粒径段颗粒物中17种多环芳烃(PAHs)、20种正构烷烃(n-Alkanes)和7种藿烷(hopanes)进行分析,并通过有机标识物及特征比值的方法探讨其主要来源。结果表明:非采暖季的四环多环芳烃Pyr、BaA、Chr和五环多环芳烃BbF、BaP呈3峰分布,其余PAHs呈双峰分布,采暖季的低环PAHs呈双峰分布,中高环PAHs近似单峰分布。根据PAHs特征比值发现,非采暖季的燃煤源和交通源是PAHs的主要贡献源,采暖季PAHs受燃煤源的影响更显著。非采暖季的正构烷烃中C29呈单峰分布,C27、C31、C32和C33近似单峰分布,其余正构烷烃呈双峰分布,采暖季的正构烷烃均呈双峰分布。根据正构烷烃碳优势指数(CPI)和主碳峰数(C_max)发现,人为源是正构烷烃的主要来源,非采暖季受自然源的影响大于采暖季,自然源排放的正构烷烃倾向于富集在粗颗粒物上,人为源排放的正构烷烃则更倾向于富集在细颗粒物上。藿烷在粗粒径段和细粒径段均存在峰值。根据藿烷特征比值发现,非采暖季的藿烷受交通源的影响较大,采暖季的藿烷受燃煤源的影响更显著。     

新疆部分城市可吸入颗粒物的浓度及粒径分布

采用TH-β10大气颗粒物浓度监测仪,从2011年4-5月在乌鲁木齐、奎屯、阿克苏、库尔勒、喀什、和田市环境监测站采集大气可吸入颗粒物PM2.5、PM5和PM10样品,分析了不同采样点大气颗粒物的质量浓度变化范围及与TSP的相应比值。结果表明,不论是PM2.5、PM5还是PM10,阿克苏市可吸入颗粒物的质量浓度变化幅度较大,其次是库尔勒市,其余采样点在采样期间的浓度变化幅度不大,并且库尔勒、喀什、奎屯、阿克苏四个城市PM5/TSP和PM2.5/TSP的比例大,除喀什、阿克苏的PM10/TSP的比例接近于1之外,其余可吸入颗粒物的浓度均小于TSP;采用显微镜观测成像技术结合血球计数板方法,利用粒径分布函数分析对六个城市的PM10和5个城市的PM2.5颗粒物在不同粒径的分布进行了分析。结果表明,对于PM10而言,阿克苏在dp<0.5的粒径范围内分布函数高达79%、喀什在dp=0.5~0.6μm之间为44%、和田则在dp=1.2~2.2μm出现20%的最大粒径分布函数。就PM2.5而言,库尔勒在dp<0.5、dp=0.5~0.6、0.6~1.2μm区间内的分布函数均为最大值,其值分为79%、50%、50%,可以说明在采样期间,库尔勒市区的颗粒物在粒径小于1.2μm出现的几率更大些,即颗粒物以积聚模态为主。     

南京市大气细颗粒物(PM2.5)中硝基多环芳烃污染特征与风险评估

硝基多环芳烃是大气细颗粒物中具有致癌效应的一类重要污染物,为探明硝基多环芳烃污染特征与来源,采集南京市14个大气细颗粒样品,利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定硝基多环芳烃浓度,进行分布特征分析,来源识别和健康风险评估.结果表明,南京市大气细颗粒物中2,8-二硝基二苯并噻吩（743 pg·m^-3）、2,7-二硝基芴（331 pg·m^-3）、9-硝基蒽（326 pg·m^-3）、3-硝基荧蒽（217 pg·m^-3）和1,8-二硝基芘（193 pg·m^-3）为主要的硝基多环芳烃;硝基多环芳烃检出浓度具有明显的季节变化,冬季最高（3082 pg·m^-3）,秋季其次（1553 pg·m^-3）,春季最低（1218 pg·m^-3）.南京市大气细颗粒物中硝基多环芳烃主要来自多环芳烃大气光氧化反应与生物质燃烧,二次生成是硝基多环芳烃的重要来源.当前南京PM_2.5中硝基多环芳烃的致癌风险可控,二硝基多环芳烃是致癌风险的主要来源.     

北京地区大气可吸入颗粒物中多环芳烃分布特征

采集北京城乡结合区和郊区冬季12个大气可吸入颗粒物不同粒径样品,用色谱-质谱技术分析鉴定了75种多环芳烃化合物,并对各粒径中美国EPA优控的16种多环芳烃做了定量分析,研究其在不同粒径的分布规律。结果表明:城乡结合区大气颗粒物中优控多环芳烃总量明显高于郊区;郊区和城乡结合区大气分别有68%和85%的优控多环芳烃吸附在粒径小于2 0μm颗粒物上;可吸入颗粒物中都相对富集高环数的多环芳烃;2个地区主要污染源可能为化石燃料的燃烧排放,燃煤的影响相对较大。      

Characterization of particle number size distribution and new particle formation in Southern China

Knowledge of particle number size distribution(PND) and new particle formation(NPF)events in Southern China is essential for mitigation strategies related to submicron particles and their effects on regional air quality,haze,and human health.In this study,seven field measurement campaigns were conducted from December 2013 to May 2015 using a scanning mobility particle sizer(SMPS) at four sites in Southern China,including three urban sites and one background site.Particles were measured in the size range of15-515 nm,and the median particle number concentrations(PNCs) were found to vary in the range of 0.3× 10~4-2.2 × 10~4 cn~(-3) at the urban sites and were approximately 0.2 × 10~4 cm~(-3) at the background site.The peak diameters at the different sites varied largely from 22 to 102 nm.The PNCs in the Aitken mode(25-100 nm) at the urban sites were up to 10 times higher than they were at the background site,indicating large primary emissions from traffic at the urban sites.The diurnal variations of PNCs were significantly influenced by both rush hour traffic at the urban sites and NPF events.The frequencies of NPF events at the different sites were0%-30%,with the highest frequency occurring at an urban site during autumn.With higher SO_2 concentrations and higher ambient temperatures being necessary,NPF at the urban site was found to be more influenced by atmospheric oxidizing capability,while NPF at the background site was limited by the condensation sink.This study provides a unique dataset of particle number and size information in various environments in Southern China,which can help understand the sources,formation,and the climate forcing of aerosols in this quickly developing region,as well as help constrain and validate NPF modeling.     

基于单颗粒气溶胶质谱技术的源解析新算法

针对现有单颗粒气溶胶质谱技术的颗粒物快速来源解析方法不能提供基于质量浓度单位源解析结果的问题,提出一种新型单颗粒快速源解析算法ArtPMF.选择淮河平原某能源工业城市2021年2～3月的单颗粒质谱监测数据对ArtPMF算法进行应用.结果表明监测期间二次源、工业源、机动车尾气源、燃煤源、扬尘源、生物质燃烧源和烟花燃放源对...     

Optical monitoring of particle aggregates

Methods for monitoring particle aggregation are briefly reviewed. Most of the techniques are based on some form of light scattering and may be greatly dependent on the optical properties of aggregates, which are not generally known. As fractal aggregates grow larger their density can become very low and this has important practical consequences for light scattering. For instance, the scattering coe cient may be much less than for solid objects, which means that the aggregates can appear much smaller than their actual size by a light transmission method. Also, for low-density objects, a high proportion of the scattered light energy is within a small angle of the incident beam, which may also be relevant for measurements with aggregates. Using the “turbidity fluctuation” technique as an example, it is shown how the apparent size of hydroxide flocs depends mainly on the included impurity particles, rather than the hydroxide precipitate itself. Results using clay suspensions with hydrolyzing coagulants and polymeric flocculants under di erent string conditions are discussed.     

鹤山灰霾期间大气单颗粒气溶胶特征的初步研究

2012年6月9-17日,使用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了鹤山大气中单颗粒的特征,共采集到同时含有正负离子谱图的颗粒763350个,其粒径主要集中在0.2～2.0 μm之间,期间发生灰霾的天数为3d.研究结果表明,该地区的大气颗粒物类型主要可分为7种:元素碳(EC)、有机碳(OC)、元素-有机碳混合(ECOC)、大分子有机碳(HMOC)、海盐(Na-K)、富钾颗粒(K-rich)和富铅颗粒(Pb-rich).灰霾天气下,颗粒中的二次成分含量更高,粒径显著增大.各颗粒类型数量浓度均有一定程度的提高,其中,以EC、ECOC和K-rich的增加最为明显.分析结果表明,水稻秸秆的集中焚烧及EC、ECOC和K-rich的老化是形成本次灰霾的重要原因.     

北京市能见度下降与颗粒物污染的关系

为了解北京市能见度下降的主要原因,在1999—2000年对各种污染物的消光系数和不同粒径太小颗粒物的质量浓度进行了观测．发现颗粒物的散射消光作用在北京市能见度下降中占有主要地位,其中与细粒子的关系更为密切．在不同季节运用不同的回归方程,利用细粒子质量浓度可以方便快捷地估算出大气能见度的近似值。     

Spindle dynamics identification using particle swarm optimization

Optimal parameters to eliminate machining chatter may be identified using analytical stability models which require the dynamics of the tool-holder-spindle-machine assembly. Receptance coupling substructure analysis (RCSA) provides a useful analytical tool to couple measured spindle-machine dynamics with tool-holder models to predict the tool point frequency response function for the assembly. Previous research has demonstrated a procedure to determine all required spindle receptances from a single measurement, where each mode within the measurement bandwidth was modeled as a fixed-free Euler–Bernoulli beam and fit using a manual, iterative procedure. Here, a particle swarm optimization technique is described for fitting the spindle-machine measurement using a fixed-free Euler–Bernoulli beam model for each mode. The performance of the optimization process and RCSA in predicting the tool tip frequency response is evaluated and the results are presented.     

风蚀性粒子降尘浓度的动力学预报模式

为探求开放源露天煤尘在自然风力作用下的扩散情况,本研究采用空气动力学的数值计算方法,以离散相拉格朗日随机轨道为计算模型,预测了原煤、大矿、水洗和精煤4类煤种料堆的降尘浓度分布,并采用风洞试验对结果进行了对比验证.结果表明:动力学模式对风蚀粒子的预报误差在±25%,其中原煤种的预报度最高,误差10%.动力学模式与高斯沉降模式相比,高斯模式对尘源处的降尘浓度预报误差过大,动力学预报模式是基于颗粒群的运动轨迹的行为预报,能准确地描述粗大颗粒的跃移运动状态,对于满足Rosin-Rammler粒径分布的固体粒子降尘浓度的预报良好.     

高温烟气静电除尘中试试验研究

为了研究在宽间距静电除尘器内部流动的大流量高温烟气中颗粒物的静电捕集特性,基于CFB锅炉中试试验平台设计并搭建了高温静电除尘中试装置.试验了板间距300mm、最高温度达到1020K的实际烟气中颗粒物的静电捕集特性,获得了放电电压、温度和烟气流速等关键因素对颗粒物的静电捕集的影响规律.实验结果表明,高温静电除尘器中烟气流速为0.3m/s,温度为1020K下达到了82.2%的除尘效率,证实了针对实际高温烟气,静电除尘器有较好的颗粒捕集效果.通过对比563K到1020K下的热态试验以及常温下的冷态试验,发现颗粒捕集效率随温度的上升迅速降低,这与高温下流速的上升、放电电压的降低以及气体黏性的增加有关.