北京春季城区与远郊区不同大气粒径颗粒物中水溶性离子的分布特征

为比较北京城区与远郊区大气颗粒物中水溶性无机离子的组成特征,2012年4月,利用Andersen分级撞击式采样器同时在2个采样点进行大气颗粒物分级采样,样品采用离子色谱分析.结果表明,城区和上甸子大气颗粒物中水溶性无机离子总浓度分别为(83.7±48.9)μg·m-3和(75.5±52.9)μg·m-3,NO-3、SO2-4和NH+4是最主要的水溶性无机离子,分别占总离子浓度的81.2%和84.2%.粒径分布显示,Mg2+和Ca2+在5.8～9.0μm的粒径范围出现峰值,Na+、NH+4、Cl-在0.43～1.1μm和4.7～9.0μm的粒径范围出现双峰,K+、NO-3和SO2-4在0.65～2.1μm的粒径范围出现峰值.后向轨迹簇分析表明,气团来自南方时,城区和上甸子二次离子浓度分别为(92.4±40.0)μg·m-3和(95.0±35.4)μg·m-3,来自其他方向时,分别为(24.0±10.8)μg·m-3和(13.3±10.6)μg·m-3.     

北京市大气气溶胶中金属元素的粒径分布和垂直分布

于2004年9月分别在北京325m气象塔的8m,80m和240m处利用Andersen分级采样器同步进行了大气气溶胶采样.样品中金属元素用电感耦合等离子体/质谱仪(ICP/MS)进行了分析.结果表明,Ca,Fe,Al,Mg,Ba,Sr和Zr在3.3-5.8μm的粒径范围出现峰值,K,Pb,As和Cd在0.65-1.1μm的粒径范围出现峰值,Zn,Sn,Cu和Ni在0.65-1.1μm和3.3-5.8μm的粒径范围出现双峰; Na,Mn,V在各粒径分布比较均匀.Al,Ca,Fe和Mg等地壳元素的浓度在80m处达到最大值,K,Pb和As等污染源排放的元素的浓度垂直分布比较均匀.     

上海市郊春节期间大气颗粒物及其组分的粒径分布

利用电称低压冲击仪(ELPI)在线监测上海市嘉定区2009年春节前后不同粒径(50%切割粒径分别为:0.03、0.06、0.11、0.17、0.26、0.40、0.65、1.00、1.60、2.50、4.40、6.80μm)大气颗粒物的粒子数浓度变化.对比春节与非节日期间该地区大气颗粒物(<0.49、0.49—0.95、0.95—1.50、1.50—3.00、3.00—7.20、>7.20μm)中Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Pb 17种元素,F-、Cl-、NO 2-、SO24-、NO 3-、Na+、NH 4+、K+、Mg2+、Ca2+10种离子与有机碳(OC)、元素碳(EC)质量浓度的粒径分布.结果表明,春节对于大气颗粒物粒子数浓度的影响主要集中在0.11—1.60μm.如果以3.00μm为界将大气颗粒物划分成细(≤3.00μm)和粗(>3.00μm)颗粒物时,春节影响体现在细颗粒的元素为:Na、As、Pb,且主要集中于<0.49μm颗粒中;春节影响集中于大颗粒(>7.20μm)的元素为:Ni、Co;没有受到显著影响的为:Ca、V、Mn、Fe、Z...     

临安本底站大气气溶胶水溶性离子浓度变化特征

为研究我国长江三角洲地区气溶胶污染的区域特征,2008年4月、7月、10月和2009年1月,在临安区域本底站利用安德森(Andersen)分级采样器进行了大气气溶胶采样,样品用离子色谱(IC)进行了分析.结果表明,临安区域本底站SO24-、NH4+、K+的浓度在粒径0.43—1.1μm出现峰值;Ca2+、Mg2+的浓度在粒径3.3—5.8μm出现峰值;NO3-、Cl-、Na+的浓度在粒径0.43—1.1μm和3.3—5.8μm出现峰值.气溶胶各个粒径段上的阳、阴离子电荷比均小于2.在降水过程个例分析中,降水之后临安区域本底站的总离子浓度增加了10.9μg·m-3;粒径分布除SO24-和K+有明显变化以外,其它离子没有明显变化.通过霾日和非霾日的浓度变化分析发现,细粒子中SO24-、NH4+的浓度的增加是造成霾天气的主要原因.     

西藏日喀则地区夏、冬季大气颗粒物水溶性离子粒径分布特征

为研究日喀则不同粒径大气颗粒物中水溶性无机离子的组成特征,利用Andersen分级撞击式采样器在夏、冬季进行大气颗粒物分级采样,采用离子色谱测定NH+4、Ca2+、K+、Mg2+、Na+、SO2-4、NO-3和Cl-等8种离子浓度.结果表明,夏、冬季总离子浓度分别为9648±3030、4925±1138 ng·m-3.夏季离子浓度高低顺序为Cl-﹥Ca2+﹥NH+4﹥Na+﹥SO2-4﹥NO-3﹥K+﹥Mg2+,Cl-、Ca2+、NH+4和Na+占总离子浓度的比重为74.9%;冬季水溶性无机离子浓度高低顺序为Cl-﹥SO2-4﹥NH+4﹥NO-3﹥Ca2+﹥Na+﹥K+﹥Mg2+,Cl-、SO2-4、NH+4和NO-3占总离子浓度的比重为88.0%.夏、冬季大气颗粒物中所有水溶性无机离子的粒径分布均成双峰型.夏季,大气颗粒物中SO2-4与Mg2+(r=0.951)、Ca2+(r=0.947),NO-3与Mg2+(r=0.904)、Ca2+(r=0.843),在0.01水平(双侧)上均显著相关;冬季,细粒子中K+与Cl-(r=0.740)、SO2-4(r=0.929)及NO-3(r=0.920),在0.01水平(双侧)上显著相关.     

我国四个大气背景点颗粒物浓度及其元素分布特征

选择全国由南至北的4个大气背景站(广东南岭、湖北神农架、山西庞泉沟和吉林长白山),于2013年分4个季度同步采集环境空气颗粒物PM10和PM2.5样品,采用微波消解电感耦合等离子体质谱法测定滤膜样品中60余种元素.结果表明,4个背景点PM2.5日均质量浓度平均值为17μg·m-3,PM10为29μg·m-3,低于《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)规定的一级浓度限值.第一季度的PM10和PM2.5最高,除长白山第三季度高于第四季度之外,其他3个点位均呈现第二季度第四季度第三季度的趋势.PM2.5和PM10二者呈线性正相关,4个季度的PM2.5/PM10比值均小于0.5,第二、第三季度较高,而第一、第四季度较低.PM10和PM2.5中元素随季节变化不大,PM2.5含量在同一水平上低于PM10.Na、Mg、Al、S、K、Ca、Fe、Zn质量浓度在0.1—10μg·m-3之间,P、Ti、Mn、Ni、Cu、Ba、Pb质量浓度在10—100 ng·m-3之间,Cd、Co、Ge、Ga、Zr、Sr、V等质量浓度在0.01—10 ng·m-3之间.K、Al、Ca含量大于10%,S、Mg、Na、Fe、Zn、Pb、Mn含量大于1%,Cu、P、Ba、Ti量介于0.5%—1%,其他痕量元素含量所占比例小于0.5%.     

Variation pattern of water-soluble ions in atmospheric at Lin＇an regional background station

为研究我国长江三角洲地区气溶胶污染的区域特征,2008年4月、7月、10月和2009年1月,在临安区域本底站利用安德森（Andersen）分级采样器进行了大气气溶胶采样,样品用离子色谱（IC）进行了分析.结果表明,临安区域本底站SO2/4-、NH4＋、K＋的浓度在粒径0.43—1.1μm出现峰值;Ca2＋、Mg2＋的浓度在粒径3.3—5.8μm出现峰值;NO3-、Cl-、Na＋的浓度在粒径0.43—1.1μm和3.3—5.8μm出现峰值.气溶胶各个粒径段上的阳、阴离子电荷比均小于2.在降水过程个例分析中,降水之后临安区域本底站的总离子浓度增加了10.9μg·m-3;粒径分布除SO2/4-和K＋有明显变化以外,其它离子没有明显变化.通过霾日和非霾日的浓度变化分析发现,细粒子中SO2/4-、NH4＋的浓度的增加是造成霾天气的主要原因.     

北京市不同区域采暖期大气颗粒物中多环芳烃的分布特征

利用分级采样器分别采集北京市不同区域采暖期的大气颗粒物,分析多环芳烃的组成及含量.结果表明北京市大气总悬浮颗粒物中总多环芳烃的含量城乡结合带为7486—43687ng·m-3,郊区为11993—39786ng·m-3.在城乡结合带,80%以上的多环芳烃存在于粒径<20μm的颗粒物中;在郊区,77%以上的多环芳烃存在于粒径<20μm的颗粒物中.比较不同环数的多环芳烃在不同粒径范围内大气颗粒物中的分配比例,发现随环数的减少其分配比例呈现归一化.不同粒径范围的颗粒物中苯并(a)芘均与总多环芳烃含量显著相关(p<0001).     

汞在不同粒径大气颗粒物中的分布

采用DFG 1型五段分级采样装置及冷蒸汽原子荧光法 ,对北京市冬、春、夏和秋季不同粒径大气颗粒物 (分别为≤ 1 1μm ,1 1— 2 0 μm ,2 0— 3 3μm ,3 3— 7 0 μm和≥ 7 0 μm )中的汞进行分析 .结果表明 :北京大气颗粒物中汞的浓度在 0 6 0— 3 95ng·m-3 之间 ,冬季平均浓度为 2 85ng·m-3 ,远大于其它季节 ;大气颗粒物中的汞呈双峰分布 ,在≤ 1 1μm的细颗粒和粗粒径处各有一峰值 ;北京大气颗粒物中的汞主要分布在≤ 1 1μm的细颗粒中 ,不同粒径颗粒物中汞的分布随季节变化而变化 ,冬季各粒径颗粒物中汞的浓度比其它季节高 ;大气颗粒物中汞的质量中值粒径 (MMD )冬季为 0 71μm ,其它季节均大于1 0 μm ;北京大气颗粒物中的汞至少有 5 0 %可进入人体呼吸系统 ,且冬季最为严重     

西安市大气颗粒物中水溶性无机离子的季节变化特征

用离子色谱法对11种无机水溶性离子(Na+,NH4+,K+,Mg2+,Ca2+,F-,Cl-,Br-,NO-2,NO-3和SO2-4)进行分析,探讨大气颗粒物中水溶性无机组分的季节变化与典型污染(灰霾、浮尘、燃烧秸秆和燃放烟花)的理化特性.结果表明,西安市大气中PM2.5和TSP的日均质量浓度分别为167.1和382.0μg·m-3,PM2.5占TSP总质量浓度的44%.PM2.5和TSP中无机水溶性离子组分的年均值分别为75.2μg·m-3和101.7μg·m-3.PM2.5中水溶性离子组分占PM2.5总质量浓度的45%左右,TSP中水溶性离子组分占TSP总质量浓度的30%左右.各种水溶性离子的来源和形成机理不同,其季节变化趋势和粒径分布也不同.典型污染事件期间,颗粒物污染特征与平时相比有很大差异:雾霾时PM2.5和TSP的质量浓度都显著增加,主要污染组分为二次污染离子NH+4,NO-3和SO2-4;浮尘发生时,大气颗粒物中人为污染组分会大大减少,而来自沙尘传输和地面扬尘等的地壳物质显著增加;燃烧秸秆对大气颗粒物中K+和Cl-的影响最大;燃放烟花时K+,Mg2+和Ca2+的质量浓度显著增加.     

北京初冬季PM_(2.5)中无机元素与二次水溶性离子浓度特征

为研究北京城区初冬季大气颗粒物中水溶性二次无机离子及元素的组成特征,2016年11月,利用青岛明华MH-16型PM_(2.5)采样器在北京城区采样点进行大气颗粒物采样,样品采用离子色谱和电感耦合等离子体质谱分析.结果表明,NO_3~-、SO_4~(2-)和NH_4~+在观测期间平均浓度分别为20.5±11.4μg·m~(-3),13.4±12.1μg·m~(-3)和10.7±8.8μg·m~(-3),SNA(sulfate、nitrate、ammonium)总浓度为44.6±45.2μg·m~(-3).采样期间颗粒物中K、Fe、Na、Zn、Ca、Al、Mg及Pb元素的质量浓度比较高,占所分析元素总浓度的94.5%.采样期间Cr、Ni、Pb、Mn等元素的富集因子10,Zn、Cu、As、Mo等元素的EF值超过100.     

我国4个大气背景点环境空气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中水溶性离子分布特征

为研究国家大气背景点颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2月、7月、9月、12月分别对4个国家大气背景点进行了PM2.5及PM10的采样,通过超声萃取-IC法测定了样品中的9种水溶性离子(F-、Cl-、NO-3、SO2-4、Na+、NH+4、K+、Mg2+、Ca2+)质量浓度,结果表明:(1)可吸入颗粒物浓度水平一、二季度重于三、四季度,PM2.5、PM10年均值分别为17μg·m-3、32μg·m-3,与其他主要国家和地区背景区域浓度相当,背景点大气状况良好;(2)PM2.5中水溶性离子比重全年波动不大,为35.5%—42.2%,浓度排序为SO2-4、NH+4、NO-3Ca2+、Cl-、K+、Na+F-、Mg2+,第一季度PM10中Ca2+浓度显著升高,控制风沙尘将有效降低PM10的浓度;PM2.5及PM10中的9种水溶性离子在不同季节的浓度分布规律与颗粒物浓度类似,一季度较高,三、四季度较低;(3)二次离子是背景点区域的主要水溶性离子,浓度值与其他主要国家和地区相当.NO-3、SO2-4的物质的量浓度与NH+4存在显著相关性,相关系数r为0.7539,斜率小于1,水溶性离子中酸性离子的量比铵根离子略占优势,对气溶胶酸度产生重要贡献.     

贵州喀斯特山区植物营养元素含量特征

贵州喀斯特山区是我国乃至世界喀斯特分布面积最大的片区之一,由于其生态系统的脆弱性,加之人类活动的干扰,使得该区的植被退化较为严重。文章选择该区的12种主要植物作为研究对象,对其营养元素进行了研究。结果表明:>1000μg·g-1的元素有N、P、K、Ca、Mg、S,100～1000μg·g-1的元素有Fe、Mn、Al,10～100μg·g-1的元素有Zn、Sr,<10μg·g-1的元素为Cu、Mo,其中Mo含量最低,仅为0.17μg·g-1。这些元素中,Ca、P、K元素高于所报道的陆生植物的含量范围。元素含量特点是Ca>K>Mg型。N、P、K、Mg元素的频数分布为正态分布,Ca、Al、Fe、Mn、Cu、Zn、Sr、S元素为对数正态分布。变异系数大于100%的元素有Al、Fe、Mn、Sr,变异系数小于60%的元素有N、P、K、Ca、Mg、S、Cu,其中Ca的变异系数最小,仅为11.8%。不同生境下相同植物的营养元素含量有较大的差异,石灰土上植物的N、P、K、Ca、Mg、Al、Cu、Mo元素含量要高于黄壤上植物的。元素间的相关分析表明:P和K、P和Cu、Al和Fe、Al和Zn、Fe和Zn元素具有显著相关关系;N和P、P和Mg、K和Al、K和Cu、Ca和Sr、S和Mo元素具有一般相关关系。     

雾霾天气下室内外颗粒物粒径分布特征

采用Andersen八级采样器于2016年10月—2017年1月对保定市某居民小区室内外颗粒物进行分级采样测定,利用扫描电子显微镜(SEM)与能谱分析仪(EDS)对颗粒物的形貌与元素相对含量进行了研究.结果表明,PM_(1.1-4.7)是室内外可吸入颗粒物的主要组成部分.室外PM_(4.7—10)与PM_(1.1)占比受大气污染水平影响较小,粒径小于2.1μm颗粒物(PM_(2.1))主要由1.1μm以下颗粒物(PM_(1.1))构成.在相同污染条件下室内可吸入颗粒物的总浓度仅为室外的44%.室外C元素占比高于室内,颗粒物主要为烟尘集合体,有小部分球形飞灰;室内Al、Ca、Fe元素所占比例高于室外,颗粒物呈现烟尘集合体、飞灰、矿物共存现象.     

北京大气颗粒物碳质组分粒径分布的季节变化特征

为了解有机碳(OC)和元素碳(EC)在北京大气颗粒物中的季节变化、粒径分布和来源,于2010年3月—2011年2月采用惯性撞击分级采样器采集大气颗粒物样品,热光碳分析仪测定其中有机碳和元素碳质量浓度.结果表明,OC在粗细粒子中含量相当,EC主要存在于细粒子中,在<2.1μm颗粒物中分别占(52±11)%和(70±22)%.OC存在明显的季节变化,冬、夏季高于春、秋季,而EC则表现为冬、秋季大于春、夏季.OC和EC粒径分布呈"双峰型",细粒子段峰值分别位于0.43—1.1μm和0.43—0.65μm,粗粒子段峰值均位于4.7—5.8μm.四季峰值对应的粒径段、峰宽和峰高存在差异.OC与EC粒径分布和相关性的季节变化表明,冬季OC与EC的主要来源为燃煤排放,夏季EC的主要来源为机动车尾气.     

太湖水华蓝藻中元素的组成及其环境意义

利用电感耦合等离子质谱仪对2008年7、9和10月采自太湖南泉水域的水华蓝藻样本中19种元素(Na、Mg、K、Ca、Zn、Mn、Fe、Al、Cu、Cr、Co、Ni、As、Se、Mo、Ag、Tl、Cd和Pb)的质量含量(w)及组成变化进行研究。结果表明,在藻华中w较高(1 000μg.g-1,以干质量计)的常量元素或有益元素为Ca、K、Na、Mg、Al、Fe。其中,w(Ca)和w(K)较高(4 000μg.g-1),w(Ca)随月份变化不大,而w(K)、w(Mg)、w(Na)则逐月升高。w(Al)、w(Fe)变化较大,7月最高(1 000μg.g-1),之后迅速降低(400μg.g-1);藻华中w在10~100μg.g-1之间变化的元素为Mn、Zn、Ni、Cu,其中,7月这4种元素w均最高,9~10月则降低。藻华中还检出痕量元素Co、Mo和Se,Tl未检出。藻华中积累的有毒元素中w(As)较高(5~15μg.g-1),而w(Cr)、w(Cd)、w(Pb)、w(Ag)均较低(5μg.g-1)。有毒元素w最高值均出现在7月。基于上述结果,推算出2007—2009年采取物理方法除藻从太湖中移除的元素量约为:K595.89 t、Ca 544.03 t、Mg 181.18 t、Al 83.06 t、Na 63.97 t、Fe 55.45 t、Mn 2.99t、Zn 2.26 t、Ni 1.67 t、Cu 1.11 t、As 0.76 t、Cr 94.5 kg、Cd 82.70 kg、Se 45.01 kg、Pb 37.64 kg、Co 32.27 kg、Mo5.41 kg和Ag 2.46 kg。该研究不仅可为进一步寻找关键元素在蓝藻水华爆发过程中的限制作用及其机制提供基础数据,同时也可为评价利用物理除藻方法去除太湖中有毒元素和降低有可能促进藻华发展的营养元素的负荷量的有效性,从而保护和修复渔业环境提供理论依据。     

成都市灰霾与正常天气下大气PM2.5的化学元素特征

为研究成都市灰霾期间PM2.5中元素的特征,于2009年4月和5月采集环境大气中PM2.5样品,用X-射线荧光光谱法测定元素含量.研究结果表明,成都市非灰霾与灰霾期间PM2.5的质量浓度分别为124.9 μg·m-3 和152.8 μg·m-3;Na、Mg、Al、Si和Ca的质量浓度在非灰霾期间略高于灰霾期间,其它元素则基本上是灰霾大于非灰霾期间.富集因子分析表明,Na、Mg、Al、Si和Ca在不同天气下主要是地壳来源,而Cu、Zn、Mo、Pb、Br、S、Cd、As和Cl在灰霾期间更容易富集,与人类活动密切相关.因子分析显示,灰霾期间重金属元素主要来源于机动车排放、地面扬尘、冶金化工.     

宝鸡城郊灰霾与非灰霾天大气颗粒物中水溶性无机离子的粒径分布特征及区域传输

本文采用安德森大气颗粒物分级采样器分别采集了宝鸡城郊灰霾天和非灰霾天的大气颗粒物,利用离子色谱仪进行水溶性无机离子组分的分析,探讨了宝鸡城郊大气颗粒物中离子组分的粒径分布特征;结合风向及气团后向轨迹,分析了大气污染物的区域传输对宝鸡大气颗粒物的影响.结果显示,灰霾天城区昼夜的颗粒物污染程度重于郊区,非灰霾天相反.宝鸡城郊灰霾天细粒子(PM_(2.1))污染严重,城区高于郊区;总水溶性离子(TWSIs)对灰霾天颗粒物质量浓度的贡献率高于非灰霾天;城郊灰霾天昼夜二次离子(SNA)浓度均高于非灰霾天;灰霾天城区夜间是二次离子的重污染时段,二次离子中NO~-_3的浓度最高.城郊灰霾天昼夜Ca~(2+)的浓度均低于非灰霾天.二次离子均呈双峰分布,主峰值均在细粒子中(0.43—1.1μm粒径段),属于液滴模态.K~+呈双峰分布,峰值分别在0.65—1.1μm和2.1—10.0μm粒径段,K~+的粗细粒径分布在城郊昼夜存在着一定关联的转化.灰霾天和非灰霾天Ca~(2+)的粒径分布均呈单峰分布,峰值在4.7—5.8μm粒径段.灰霾天宝鸡东部地区污染物自东向西的区域传输是宝鸡重污染发生的重要条件.     

拉萨市大气中碳颗粒物的浓度变化及特征

利用STAPLEX大流量分级采样器于2014年8—12月采集拉萨市城区大气颗粒物84个样品,测定不同粒径上有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度,定性分析二次有机碳(SOC),基于碳质组分和~(14)C值得到其来源.结果表明,不同粒径的OC质量浓度呈双峰分布,较高峰出现在0.49μm粒径段,次高峰出现在1.5—3.0μm粒径段(8—9月)和3.0—7.2μm粒径段(11—12月);EC主要分布在0.49μm粒径段.OC/EC比值为4.15—33.80,表明拉萨大气颗粒物存在二次有机碳.研究表明,拉萨市碳质颗粒物的主要污染源是燃煤、机动车尾气、生物质燃烧和地面扬尘、生物质燃烧和地面扬尘是OC的主要来源,燃煤和机动车尾气则是EC的主要来源.     

基于聚类方法下的柴油车排放颗粒物无机元素谱分析

近年来在大气污染的防治工作中,柴油车污染防治的重要性日渐凸显.本文通过测试和文献检索等方法收集了97组与柴油车排放颗粒物无机元素排放有关的数据,采用k-means均值聚类分析的方法对数据进行分类并对分类结果进行分析,得出柴油车无机元素排放占颗粒物比例的大致区间为:Si(0—4.62%)、Al(0—1.53%)、Ca(0—4.09%)、Na(0—2.61%)、Mg(0—2.68%)、K(0—0.85%)、Fe(0—3.4%)、Zn(0—0.54%)、Cu(0—1.49%)、Ni(0—0.06%),且所得无机元素的排放区间的置信水平均大于94%.同时得到的柴油车排放颗粒物无机元素分析结果,可以为后续柴油车排放颗粒物无机元素数据分析以及相关污染治理提供参考,进而促进我国大气环境质量的改善、更好地保障人们身体健康.