北京市29种园林植物滞留大气细颗粒物能力研究

为研究北京市常用园林植物滞留颗粒物的能力,选择北京市常用园林植物作为研究对象,通过对29种园林植物进行叶片直接采样、电镜分析、图像处理和统计分析,进而对园林植物滞留颗粒物尤其是细颗粒物PM2.5的能力进行了系统分析。结果表明,(1)29种园林植物叶片表面大部分为PM10,均在94%以上,PM2.5在85%以上,粗颗粒物(空气动力学当量直径DP10μm)的数量对总体数量的贡献非常小,均在6%以下;以体积进行统计时,得出PM10的体积在总体积中的比例平均为71.3%,对颗粒物总体积贡献最大,滞留的PM2.5体积占总体积4.22%~26.14%,粗颗粒物的体积占总体积平均为28.7%。(2)对乔灌木单位叶面积滞尘量进行比较,植物个体之间滞尘能力有很大的差异。雪松(Cedusdeodara)(3.405 g·m-2)是绦柳(Salix pendula)(0.079 g·m-2)的43倍,小叶黄杨(Buxusmicrophylla)(6.102 g·m-2)的滞尘量是紫荆(Cercischinensis)(0.213 g·m-2)的28倍。(2)对乔灌木单位叶面积滞尘量进行比较,植物个体之间滞尘能力有很大的差异。雪松是绦柳的43倍以上,小叶黄杨的滞尘量是紫荆的28倍以上。(3)29种园林植物单位叶面积滞留PM2.5能力大小比较:灌木中小叶黄杨(Buxusmicrophylla)滞留PM2.5的能力最强,为1.168 g·m-2,大叶黄杨(Euonymus japonicus)次之;乔木中银杏(Ginkgo biloba)滞留PM2.5的能力最强,达到0.225 g·m-2。(4)29种园林植物整株树滞留PM2.5能力大小比较:乔木中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有国槐(Sophora japonica)、银杏(Ginkgo biloba)、臭椿(Ailanthus altissima)、毛白杨(Populustomentosa)、旱柳(Salix matsudana)、圆柏(Sabina chinensis)和杜仲(Eucommiaulmoides),灌木和藤本中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有榆叶梅(Amygdalustriloba)、木槿(Hibiscus syriacus)、钻石海棠(Malus sparkler)、紫丁香(Syringaoblata)和小叶黄杨(Buxusmicrophylla)。(5)园林植物叶表面不论是通过细胞之间的排列形成的沟槽还是通过各种条状突起、波状突起和脊状突起形成的沟槽,只要沟槽越密集、深浅差别越大,越有利于滞留大气颗粒物,且叶表面有蜡质、腺毛等结构及叶片能分泌黏性的油脂和汁液也有利于大气颗粒物的滞留。     

不同绿地结构消减大气颗粒物的能力

随着城市化和工业化的发展,空气环境问题日益突出,大气颗粒物污染受到人们越来越多的关注.为了研究城市道路中不同绿地结构对大气不同粒径颗粒物的消减作用,本文选择青岛市城阳区主干道——长城路的4种不同绿地结构("乔-灌-草"、"乔-草"、"乔-灌"、"灌-草"),测定其对不同粒径颗粒物(PM_(10)、PM_(2.5)、PM1)的消减率.结果表明:(1)不同粒径颗粒物的浓度日变化曲线呈现出"早晚高,中午低"的变化趋势,其中8:00—10:00的颗粒物浓度最高;颗粒物浓度日变化与空气湿度变化相一致,与温度变化相反;(2)4种绿地结构对PM_(10)的消减率表现为"乔-灌-草""乔-灌""灌-草""乔-草",对PM_(2.5)和PM1的消减率表现为"乔-灌-草""乔-灌""乔-草""灌-草";且各绿地结构对PM_(2.5)的消减能力最强,其次为PM1和PM_(10);(3)同一种绿地结构,植物种类越丰富,其消减大气颗粒物的能力越强.     

植物叶片对不同粒径颗粒物的吸附效果研究

在中国北方雾霾天气日益严重的今天,植物通过吸附大气中的颗粒物进而减缓颗粒物污染情况。为研究植物叶片对不同粒径颗粒物的吸附能力,通过对同一区域内的城市道路和校园绿地上的大叶黄杨(Buxus megistophylla)、洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)和毛白杨(Populus tomentosa)进行研究,测定其叶表面和蜡质层对大气中粒径为10~100、2.5~10和0.2~2.5μm的颗粒物的单位叶面积吸附量。研究结果表明:不同植物叶片吸附颗粒物能力差异显著,3种植物中大叶黄杨吸附颗粒物的能力最强,毛白杨与洋白蜡吸附颗粒物的能力相近,洋白蜡叶表面易到达最大饱和滞尘量;道路上的植物叶片吸附颗粒物总量高于校园内的植物,两者滞尘量的差异主要体现在吸附10~100μm粒径的颗粒物上,局地环境会影响叶片滞尘量;不同植物叶片对10~100、2.5~10和0.2~2.5μm粒径的颗粒物吸附百分含量分别在75.4%、15.8%和8.9%左右,植物种类对叶片表面吸附不同颗粒物所占比例无影响;大叶黄杨在道路上吸附颗粒物总量最大,为139.86μg·cm~(-2),它的蜡质层和叶表面对不同粒径颗粒物吸附量均最高,能够有效降低城市中的大气颗粒物,是优良的城市绿化树种。     

贵阳市图云关森林公园主要树种叶面滞尘量与叶形态结构的相关性研究

研究城市森林主要造林及乡土树种单位叶面积颗粒物吸滞量及其动态变化过程,比较不同树种的颗粒物吸滞能力,定量分析叶形态结构特征因子对吸滞能力的影响程度,可为选择适宜的树种构建森林生态系统,降低空气颗粒物(PM)浓度提供科学依据。以柏木、马尾松、华山松、杉木、柳杉5个针叶树种和香樟、光皮桦、喜树、枫香、朴树、银杏和女贞7个阔叶树种为研究对象,于2017年春、夏、秋及冬季分别选择雨后3 d采集样树叶样,计算单位叶面积的颗粒物总量(PM)及大颗粒(PM_(10～100))、粗颗粒(PM_(2.5～10))、细颗粒(PM_(1～2.5))、超细颗粒(PM_(≤1))组分吸滞量,比较针叶树、阔叶树2种类型间及不同树种间的叶面PM吸滞能力差异。选择夏季雨后1、2、3、5、6、7 d采集样树叶样,测定分析叶面滞尘量与滞尘日数的关系,叶面滞尘过程表现为PM日吸滞量(M_d)随滞尘日数增加呈幂函数下降趋势。回归拟合曲线反映叶面初始日滞尘量(M_0)和下降速度存在种间差异。柏木、华山松、香樟M_0较高,下降速度较快;马尾松M_0较高,下降速度最慢;杉木及其余阔叶树种的M_0和下降速度均较低。针叶树和阔叶树2种类型间叶面颗粒物吸滞能力表明出显著差异,针叶树种颗粒物(TSP、PM_(10)、PM_(2.5)和PM_1)平均M_d显著高于阔叶树种。叶面颗粒物吸滞能力还表现出显著的种间差异,不同树种M_d表现为柏木马尾松杉木华山松光皮桦柳杉枫香喜树香樟朴树女贞银杏。不同树种的叶面吸滞颗粒物径级分布相似,所有种平均叶面大颗粒、粗颗粒、细颗粒、超细颗粒的质量分数分别为58.75%、38.98%、2.16%和0.11%。叶形态结构因子(MF)与单位叶面颗粒物日吸滞量(M_d)的通径分析结果表明,对叶面PM吸滞量解释和贡献最大的因子是叶周长面积比;影响大颗粒和粗颗粒吸滞能力的因子为叶表面细沟槽宽度(W_g);气孔开度(O_s)和气孔开口面积(A_(so))为解释细颗粒吸滞能力的主要因子;影响超细颗粒吸滞能力的主要因子为W_g和单位叶表面气孔开口面积(S_(so))。更小更复杂的叶片(表现为更大的叶周长面积比)、较大的沟槽宽度和更大的气孔开口尺寸等特征有利于植物叶面滞尘。城市森林生态系统构建树种选择和森林管理需综合考虑树种叶面滞尘能力及其时间动态变化。     

园林植物滞留不同粒径大气颗粒物的特征及规律

为研究常用园林植物滞留大气颗粒物的能力,本文以北京市常用园林植物为例,应用直接采样、电镜分析和统计分析的方法,对选定园林植物滞留不同粒径大气颗粒物的特征及规律进行了系统分析。结果表明：（1）园林植物滞留的颗粒物形状为不规则块体、球体和聚合体,通过对比分析得出,滞留大气颗粒物能力由高到低的微形态结构依次是蜡质结构〉绒毛〉沟槽〉条状突起,并且这些微形态结构越密集、深浅差别越大,越有利于滞留大气颗粒物。（2）以园林植物叶片滞留颗粒物的数量进行统计时,得出园林植物叶片表面大部分为PM10（Dp≤10μm）,均在98%以上,而PM2.5（Dp≤2.5μm）均在90%以上,粗颗粒物（Dp〉10μm）的数量对总体数量的贡献非常小,均在2%以下;以体积进行统计时,得出PM10的体积在总体积中的比例在50%以上,对颗粒物总体积贡献最大,滞留的PM2.5体积占总体积8.5%-17.6%,粗颗粒物（Dp〉10μm）体积占总体积20%以上。（3）对园林植物滞留颗粒物累积规律分析得出：在相同观测叶面积下,园林植物滞尘10 d的叶表面颗粒物数量较滞尘5 d的叶表面颗粒物数量均有所增加,增幅最大的是小叶黄杨（Buxus microphylla）,增幅最小的是月季（Rosa chinensis）,通过方差分析得出绦柳（Salix matsudana f.pendula）叶表面颗粒物数量显著低于除银杏（Ginkgo biloba）之外的其它7种树种,大叶黄杨（Euonymus japonicus）、小叶黄杨和国槐（ Sophora japonica）叶表面滞留颗粒物的数量较多,并且显著高于月季、银杏和绦柳叶表面滞留的颗粒物数量;滞尘10 d后园林植物叶表面滞留的颗粒物的总面积均未超过观测叶面积的25%,至于叶片持续滞留颗粒物多少天后达到饱和状态仍需进一步研究。     

北京路边9种植物叶片表面微结构及其滞尘潜力研究

以栾树(Koelreuteria paniculata)等9种常见于北京市区主干道旁的园林植物的叶片为研究对象,采用环境扫描电镜(Environmental Scanning Electron Microscope,ESEM)对这些植物叶片的气孔、表皮毛等微形态特征及其对颗粒物的滞留作用进行观察和描述,并对在叶片上滞留的颗粒物进行能谱分析。结果表明,植物叶片是滞留大气颗粒物的主要器官之一,叶片上下表皮的微结构差异影响其对颗粒物的滞留潜力。叶片上的细纹结构、细胞之间的间隔、气孔等部位镶嵌着不同粒径的颗粒物。叶片表皮的细纹结构越密集、细胞之间的间隔越小、气孔密度越大,对颗粒物的阻滞作用越明显。另外,叶片表皮毛能够对颗粒物起到一定的滞留作用。植物分泌的液态状物质能够粘滞颗粒物。除刺槐(Robinia pseudoacacia)外,其他8种植物叶片表面滞留的粒径介于0.1~0.5 mm之间的颗粒物最多,介于0.5~1 mm之间的次之,粒径1 mm以上的颗粒物数量最少。通过能谱分析发现,C和O在植物叶片滞留的颗粒物中广泛存在;Si、Fe、Mn等在大多数植物叶片上也有发现。以北京西三环这一市区主干道为例,根据不同元素在植物叶片上的积累,基本可以判断,植物借助叶表皮微形态学结构特征,在富集颗粒物的同时,对以燃油型、燃煤型和工业生产排放的颗粒为主的大气污染物具有净化作用。     

颗粒物再悬浮装置研制及稳定性测试

一次颗粒物的粒径分布及化学组分等对雾霾形成和健康具有显著影响.为了认识一次颗粒物的粒径分布,本文基于颗粒物相关理论计算,研制了一套颗粒物再悬浮分级采样装置,并对其运行稳定性进行了评价.结果表明,对TSP、PM_(10)、PM_(2.5)样本质量进行方差分析,所得F值分别为0.42、0.07和1.34,远远小于F_(0.95)(2,17)=3.59;对PM10占TSP比重、PM2.5占PM10比重进行方差分析,F值为0.53,远远小于F_(0.95)(9,19).说明颗粒物在再悬浮腔体中能够均匀分布,该颗粒物再悬浮采样装置可以满足一次颗粒物的分级采样.     

北京市5种典型植物滞尘特征及影响因素

采用室内实验法定量比较北京市5种典型植物(大叶黄杨、月季、榆叶梅、紫薇、五叶地锦)叶片滞留颗粒物以及吸附水溶性离子的能力差异,并从叶表面特征分析差异原因.结果表明,不同植物叶片滞留TSP的能力大小顺序为:五叶地锦紫薇榆叶梅月季大叶黄杨.滞留PM5—10的能力大小顺序为:月季榆叶梅紫薇大叶黄杨五叶地锦.滞留PM5的能力大小顺序为:大叶黄杨月季紫薇榆叶梅五叶地锦.利用离子色谱法等测定颗粒物的化学组分,其主要组分为:有机碳(34.24%)、无机碳(33.45%)、硅(15.43%)、硫酸盐(14.18%)、氯化物(11.75%)、硝酸盐(1.45%),表现出道路环境特征和二次污染特征.在扫描电镜下观察叶表微观结构,发现叶表面有沟槽的五叶地锦和紫薇的滞尘能力较强,叶表气孔密度大的大叶黄杨阻滞细颗粒物能力较强,这从一定程度解释了不同植物阻滞颗粒物能力差异的主要原因.在研究期间内,5种植物叶片上的颗粒物滞留量呈增加趋势.降雨对叶面TSP冲刷作用明显,对PM5—10和PM5的影响较小.     

林地和湿地大气颗粒物阻滞效果研究

为了研究林地和湿地以及气象因素等对于大气颗粒物浓度的影响,于2016年5—12月在北京市奥林匹克森林公园内林地、湿地内对PM10和PM_(2.5)质量浓度以及气象数据(温度和相对湿度)进行采集。使用定量分析的方法,运用阻滞-吸附效率公式对林地和湿地阻滞率进行了比较;分析了大气不同污染背景下林地和湿地对大气颗粒物阻滞率的差异以及气象因子对大气颗粒物质量浓度的影响。研究结果表明,林地内颗粒物日变化呈现先下降后上升的趋势,13:00左右为一天之中质量浓度最低(34.6μg?m~(-3))之时,而湿地周围颗粒物日变化则在采样期间呈现下降趋势,至18:00左右质量浓度为最低(35.8μg?m~(-3))。不同空气质量等级下,林地和湿地对颗粒物的阻滞率效果不同,林地在空气质量为优时对PM_(10)和PM_(2.5)的阻滞率均最高,分别为522.7%和289.7%;湿地在空气质量等级为良时对PM_(10)的阻滞率最高(56.56%),在空气质量为重度污染时对PM_(2.5)的阻滞率为最高(74.35%)。在相同空气质量等级下,林地与湿地之间的阻滞率也存在差异:除严重污染时没有显著差异外,其余空气质量等级下林地的阻滞率显著高于湿地对大气颗粒物的阻滞率(P0.05)。此外,大气颗粒物质量浓度与气象因子之间存在显著相关性,其质量浓度与温度呈负相关,与相对湿度呈正相关。然而,阻滞率与气象因子之间没有显著相关性。研究林地与湿地的阻滞率有利于更好地配置城市中林地和湿地比率,以更加有效地改善大气环境。     

植物叶面滞留颗粒物的数量和质量特征及方法比较

为定量认识并寻找可能方法来弥补或修正目前常用的水洗-滤膜法测定植物叶面滞尘能力的不足,更加直观和准确地反映叶面滞尘能力,选择北京市相对清洁的北京植物园和污染严重的国贸桥2个地点,利用环境扫描电镜测定了大叶黄杨(Euonymus japonicas)、国槐(Sophora japonica)、毛白杨(Populus tomentosa)、银杏(Ginkgo biloba)和紫叶李(Prunus cerasifera)5个树种的上、下叶表面滞留的颗粒物(PM)数量和粒径组成,计算出单位植物叶面积滞尘量,并与水洗-滤膜法进行比较。结果表明:植物叶面滞留的颗粒物数量以PM<10(粒径<10μm的颗粒物)为主,占总数的90%以上;污染严重的国贸桥叶表滞留的PM<2.5数量高于相对清洁的北京植物园;采用颗粒物计数法与水洗-滤膜法测定得到的叶面滞尘量之间存在显著线性关系,但两者数值相差很大。有必要进行严格的控制实验来确定导致差异的主要原因与机制,并藉此提出水洗-滤膜法的修正技术或发展多种方法的联合运用技术。     

攀援植物对大气颗粒物的吸附作用

植物通过叶片对颗粒物的吸附作用能够有效降低大气中颗粒物的浓度。用攀援植物进行绿化是城市绿化的重要手段,五叶地锦(Parthenocissus quinquefolia)作为中国北方地区常见的攀援绿化植物,研究其对大气颗粒物的吸附效果能够为降低大气中颗粒物浓度、改善环境质量、优化绿化方法提供一定依据。选取道路旁和校园内两处采样地点,距地表不同采样高度对五叶地锦叶片进行采样,使用扫描电镜和软件相结合的方式,对叶表面吸附的颗粒物进行计数,对颗粒物进行粒径分级,通过X射线能谱仪对叶表面吸附颗粒物的元素组成和颗粒物特征进行分析。结果表明:五叶地锦能够有效吸附不同粒径的大气颗粒物,对粒径在0.2~2.5μm的细颗粒物吸附数量占总吸附颗粒物数量的90%以上。颗粒物粒径越小,吸附在叶表面的数量越多。叶片上、下表面由于叶表面形态特征的不同,对吸附颗粒物数量有影响,五叶地锦叶片上表面对不同粒径范围的颗粒物吸附数量均明显高于下表面。道路旁2.5 m高度处叶表面上细颗粒物密度为8.4×106/cm2,校园内2.5m高度处叶表面上细颗粒物密度为5.2×106/cm2。环境对植物吸附颗粒物的数量有明显影响。叶表面吸附的颗粒物的组成元素受环境影响,道路叶片上吸附颗粒物元素组成中Si、Ca、Fe含量高。文章所采用的方法对植物叶片吸附颗粒物数量和元素组成的分析能够直观地反映出植物在减缓大气污染、减少PM2.5等颗粒物上所起到的作用。     

北京市西三环地区大气中多氯联苯的污染特征和气粒分配

以北京市西三环地区北京工商大学作为采样点,在2017年3—5月共采集气相、颗粒相(PM_(2.5)、PM_(10)、TSP)样品54个,对样品中28种PCBs单体进行定性定量分析,研究大气中多氯联苯(PCBs)的污染特征、在不同粒径颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10)、TSP)中的分布规律和气粒分配行为.结果表明,北京市西三环地区大气中PCBs总浓度为144—859 pg·m~(-3),在国内外处于中等水平.其中,气相样品中PCBs浓度为131—814 pg·m~(-3),平均浓度为495 pg·m~(-3),占大气中PCBs总浓度的94.95%;颗粒相样品中PCBs浓度为12.3—48.9 pg·m~(-3),平均浓度为26.3 pg·m~(-3),占大气中PCBs总浓度的5.05%.低氯代PCBs更多地分布在气相上,高氯代PCBs更多地分布在颗粒相上.对不同粒径颗粒物(≤2.5μm、2.5—10μm、10μm)中PCBs的分析表明,PCBs主要分布在≤2.5μm的颗粒物中.不同粒径颗粒物中所含PCBs同系物的组成比例接近,以三氯至七氯为主,占颗粒物中PCBs总含量的88%以上.用过冷饱和蒸气压P0L(Pa)和分配系数Kp来描述PCBs的气粒分配行为,lg Kp-lg P0L的斜率为-0.3653,说明北京西三环地区大气中PCBs的气粒分配未达到平衡状态,在气粒分配过程中以吸收机制为主.     

厦门市郊区PM_(2.5)和PM_(10)中重金属的形态特征及生物可利用性研究

开展气溶胶中重金属形态特征及其生物可利用性的研究有利于探析大气重金属污染物在环境中的迁移规律,进一步评估大气重金属的环境和健康毒理效应。基于此,该研究采用BCR连续提取法结合ICP-MS测定了厦门市集美区2014年4月至2015年3月为期1年的PM_(2.5)、PM_(2.5~10)(粒径大小在2.5~10μm之间的颗粒物)及其中不同形态金属Al、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的含量。结果发现集美区PM_(2.5)、PM_(10)年平均质量浓度分别为(50.52±20.48)和(82.48±22.42)μg·m-3,PM_(2.5)/PM_(10)比值稳定在40%~70%之间,二者的质量浓度和比值均呈现冬春季高、夏秋季低的季节变化趋势。重金属形态特征结果显示集美区PM_(2.5)、PM_(2.5~10)中的Al、Cr、As的存在形态以残渣态为主;金属Ni、Cu、Zn、Cd、Pb则大量存在于弱酸提取态中,其来源受人为影响显著。这些金属中Pb和Cd的富集系数(EF)和生物利用有效系数(K)最高,易迁移进入生物体内,毒性危害高。生物有效性和形态特征分析结果表明随着气溶胶粒径的减小,非残渣态的重金属含量增高,K值变大,可迁移转化能力增强,说明PM_(2.5)中的重金属对生物的毒性高于PM_(2.5~10)中的,该现象应引起重     

利用无人机测量纺织印染工业区烟囱细颗粒物排放

在工业园区的烟囱中,由于难以到达烟囱顶部,因此,很难直接测量烟囱排放的颗粒物(particulate matters,PM)。本研究在无人机(unmanned aerialvehicle,UAV)上部署了自主研发的PM检测器,直接测量纺织印染工业园区烟囱烟羽中PM的排放。与商用PM检测装置(LD-5R,SIBATA,日本京都)相比,自主研发的探测器在无人机上同时进行垂直PM测量时表现出相似的性能,并具有良好的相关性(R2为0.911~0.951)。在静电沉淀后,颜料印花中不同尺寸的颗粒物质量浓度和颗粒物数量浓度(particle numberconcentrations,PNC)显著高于染色工艺和数码印花2到3倍。活性炭吸附和静电沉淀是园区主要的PM控制技术。染色工艺的排放经活性炭吸附后,PM质量浓度和PNC含量最高,PM1、PM_(2.5)和PM10的浓度分别为1027μg/m^(3)、1637μg/m^(3)和2020μg/m^(3)。根据PM和PNC的检测结果发现,PM_(2.5)是PM排放的主要颗粒物,占比达到99%,这可能是由于热固机温度过高,有利于PM_(2.5)的产生。本研究显示,PM_(2.5)是纺织印染企业减少PM污染而需要减少的主要颗粒物。     

太原市大气颗粒物PM_(10)和PM_(2.5)多时间尺度变化规律研究

选取太原市城区10个监测点2014—2016年PM_(10)和PM_(2.5)日变化数据,分析和探讨了其时空变化特征,及其与人类经济活动的同步性规律;采用小波连续变换的功率谱方法识别颗粒物周期变化特征,采用可视化主成分分析法识别不同时间尺度下颗粒物变化的影响因素。结果表明,太原市大气颗粒污染物PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度的变化存在明显的时空差异,新兴经济发展区较传统老工业区污染严重,颗粒物污染程度在冬季较为严重。小波分析结果显示,PM_(10)和PM_(2.5)时间序列的变化周期均以4~8 d的短周期为主(P0.05),污染物的质量浓度变化与城市经济活动的周波动变化相一致;PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度最大值出现在周波动的中间时段,最小值出现在周末。可视化PCA结果揭示,大气颗粒物PM_(10)和PM_(2.5)季节性波动均受冬季影响较强;周波动周期内均受周三影响最大;一天之内PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度分别受夜晚和早晨影响最大,但白天颗粒物质量浓度变化是造成其日变化特征的主要因素。研究结果有利于从不同时间尺度辨析能源城市大气颗粒物污染的多变特征,有针对性地开展大气污染防控,也可为管理部门制定相关标准和规范提供科学依据。     

黄石市大气PM_10和PM_2.5中元素特征及重金属生态风险评价

运用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)对黄石市大气可吸入颗粒物(PM_10)和细颗粒物(PM_2.5)样品中16种元素进行测定,运用富集因子法揭示其来源,并对重金属的潜在生态风险进行评价.结果表明,Fe、Ca、K、Mg、Na为黄石市大气PM_10和PM_2.5中的主要元素;Cu、Zn、As、Cd、Pb等元素富集程度极大,主要来自人为源;黄石市理工站点大气PM_10和PM_2.5中重金属的潜在生态风险指数(RI)分别为6510.2和6570.5,下陆站点大气PM_10和PM_2.5中重金属的RI分别为10825.2和12553.4,两站点大气PM_10和PM_2.5中重金属均具有极强的潜在生态危害.     

郑州市道路网络结构特征对大气颗粒物污染的影响及尺度效应

交通排放是大气颗粒物(PM)污染主要来源之一,从道路网络空间结构探究大气颗粒物污染缓解途径,对治理城市空气污染具有重要意义。该研究数据来源于郑州市GF-2遥感影像及建成区8个空气质量监测点(AQMS)的日监测数据。以AQMS为中心建立1 km×1 km(Scale1)-6 km×6 km(Scale6)空间尺度的样方,运用主成分分析法和线性混合效应模型,探讨不同空间尺度下影响PM10、PM2.5质量浓度的关键性路网结构特征,为郑州市路网结构规划和空气污染治理提供科学依据。结果表明,(1)郑州市建成区各监测点的颗粒物质量浓度及变异性都有冬高夏低的特征。(2)郑州市路网结构对PM10质量浓度的影响程度高于PM2.5。(3)主干道面积占比与PM10在Scale1、Scale3-Scale5尺度正相关,与PM2.5仅在Scale5正相关;总道路及次干道面积占比与PM10在Scale2-Scale6均正相关,但与PM2.5仅在Scale5、Scale6尺度正相关。在Scale5的空间尺度下控制总道路及次干道面积占比、减少主干道面积占比,可以有效缓解PM10、PM2.5的污染。(4)路网连通复杂度在Scale2与PM10负相关,在Scale2尺度提升路网环通复杂度可以促进PM10污染的有效缓解。(5)节点与廊道数量水平在Scale1、Scale2与PM10负相关,在Scale1、Scale5与PM2.5负相关。通过在Scale1尺度提升节点与廊道数量水平可以同时有效缓解PM10、PM2.5污染。     

不同天气下景观生态林内外大气颗粒物质量浓度变化特征

为了探讨景观生态林对大气颗粒物的调控作用,以北京大兴区景观生态林为例(主要树种为旱柳Salix matsudana),研究不同季节、不同天气条件下景观生态林内大气颗粒物质量浓度差异以及林内和林外质量浓度对比。于2013年7月至2014年5月,分四季选择不同天气类型,采用水平同步监测法对林内和林外两个监测点3种粒径大气颗粒物(TSP、PM10和PM2.5)质量浓度和气象因子进行每日10 h的连续监测(8:00─18:00)。结果表明,(1)晴朗天气景观生态林内ρ(TSP)、ρ(PM10)和ρ(PM2.5)均处于较低水平,分别为(61.53±21.73)~(174.32±36.01)μg·m-3、(28.91±10.34)~(94.87±20.45)μg·m-3和(6.29±3.86)~(23.91±12.29)μg·m-3;多云、扬尘、雾霾和雾霭天气颗粒物质量浓度较高,污染明显加重,雾霾天气下ρ(PM2.5)的增加效果更为明显,而扬尘天气下ρ(TSP)显著增加。(2)雾滴对于PM2.5与PM10具有一定的湿清除作用,也可以与霾粒子共同作用形成相对稳定的雾霭天气,其颗粒物污染程度高于其他天气状况,此时以粒径为2.5~10μm的颗粒物污染为主。(3)夏、秋和春季晴朗微风天气(风速≤3 m·s-1)和扬尘天气林内ρ(TSP)和ρ(PM10)显著低于林外,多云、轻微至轻度雾霾天气,林内ρ(TSP)、ρ(PM10)和ρ(PM2.5)均显著低于林外,晴朗大风(风速5 m·s-1)和雾霭天气林内ρ(TSP)和ρ(PM10)不显著高于林外,雾霭天气林内ρ(PM2.5)显著高于林外;冬季不同天气下ρ(TSP)、ρ(PM10)和ρ(PM2.5)林内和林外对比没有明显规律。(4)空气相对湿度、风速和风向是观测时段内影响颗粒物质量浓度的主要因子。ρ(PM2.5)与相对湿度呈线性正相关,而与风速呈非线性负相关,偏南风对颗粒物主要起输送和积累作用,偏北风对颗粒物起到稀释和扩散作用。相对于TSP和PM10,PM2.5更易受近地面气象条件的影响而堆积或扩散。     

泰山春、夏两季大气颗粒物及其水溶性无机离子的粒径分布特征

为研究华北地区大气颗粒物的粒径分布特征以及二次气溶胶的形成,2007年春夏两季在泰山山顶(1534 m.a.s.l.,华北平原最高峰)利用多级撞击式颗粒物采样器(MOUDI)进行了为期各1个月的大气颗粒物的采集,并对颗粒物中的无机水溶性离子进行分析.结果显示春夏两季粗粒子(PM1.8-10)分别占PM10的60%和25...     

京津冀冬季与夏季PM_(2.5)/PM_(10)及其水溶性离子组分区域性污染特征分析

为研究京津冀地区冬、夏两季大气颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2月、7月对北京、天津、石家庄及4个国家大气背景点进行了PM2.5及PM10的采样,分析了质量浓度及9种水溶性离子,结果表明:(1)京津冀地区颗粒物污染冬季重于夏季,冬季污染水平石家庄天津北京,夏季污染天津、北京石家庄,区域内PM2.5与PM10之间有很好的相关性,相关系数r冬季为0.8796,夏季为0.8424,说明整个区域颗粒物污染有较为相近的来源,大气颗粒物污染表现出区域性特征;(2)京津冀地区PM2.5及PM10中的9种水溶性离子浓度规律为NO-3、SO2-4、NH+4Cl-、Ca2+K+、Na+F-、Mg2+.该地区水溶性离子污染冬季最重为石家庄,夏季则为北京;(3)在京津冀地区二次离子NO-3、SO2-4、NH+4是主要的污染离子,3种离子质量浓度总和在PM2.5、PM10中冬季分别占48.9%、27.8%,夏季分别占58.7%、48.5%.二次离子主要集中在PM2.5中,其对细离子浓度的升高起到直接作用,且二次离子的构成关系也在发生变化.整个区域向硝酸型污染转变,二次离子的季节分布也呈现区域特征,冬季NO-3离子质量浓度比重最大.夏季则为SO2-4;(4)粒径越小富集水溶性离子的能力越强,在PM1中分布了50%以上的水溶性离子,73.9%—94.8%的水溶性离子分布在PM2.5中.