系留气球垂直观测平台的构建与应用

利用1 600 m~3车载系留气球,构建大气复合型污染垂直观测平台。利用该平台对近地大气边界层的多种气象要素、多种污染物浓度水平及其物理化学特性进行高分辨的垂直测量,用以研究大气边界层的形成和演变及大气污染物垂直分布和变化特征、大气光化学过程的垂直变化以及污染物的区域输送。该平台以0.5 m/s的速度进行升降,于2013年12月在上海成功应用于大气污染垂直观测,观测中共获取大气污染物有效廓线50余组。利用观测数据,初步探索上海近地层复合型大气污染的生消机制及大气污染物垂直分布特征,为上海市空气污染预警和防控对策机制的制定提供技术支撑。     

基于重庆本地碳成分谱的PM2.5碳组分来源分析

为了解重庆主城PM2.5中碳组分特征和来源,2012-05-02~2012-05-10日在商业区、工业区和居民区进行了PM2.5采样.利用TOR方法分析了8种碳组分,对3个不同功能区大气环境PM2.5以及燃煤尘、尾气尘(机动车尾气、船舶尾气、施工机械尾气)、生物质燃烧尘、餐饮油烟尘这6类源PM2.5中的8种碳组分进行了特征分析.在源的碳成分谱基础上,利用化学质量平衡(CMB)模型得到重庆本地PM2.5的碳来源指示组分,利用因子分析法解析出各类源对不同功能区内PM2.5碳组分的贡献率.结果表明,重庆地区燃煤尘、机动车尾气尘、船舶尾气尘、施工机械尾气尘、生物质燃烧尘、餐饮油烟尘的OC/EC值分别为6.3、3.0、1.9、1.4、12.7和31.3.EC2、EC3的高载荷指示柴油车尾气排放,OC2、OC3、OC4、OPC的高载荷指示燃煤排放,OC1、OC2、OC3、OC4、EC1指示汽油车尾气排放,OC3指示餐饮业排放,OPC指示生物质燃烧排放.商业区OC/PM2.5为17.4%,EC/PM2.5为6.9%,估算得到,二次有机碳(SOC)/OC为40.0%;工业区OC/PM2.5为15.5%,EC/PM2.5为6.6%,SOC/OC为37.4%;居民区OC/PM2.5为14.6%,EC/PM2.5为5.6%,SOC/OC为42.8%.工业区PM2.5中碳组分的主要来源为燃煤和汽油车尾气、柴油车尾气;商业区PM2.5中碳组分的主要来源为汽油车尾气、柴油车尾气和餐饮业油烟;居住区PM2.5中碳组分的主要来源为汽油车尾气、餐饮业油烟、柴油车尾气.     

气溶胶中水溶性无机离子连续监测研究进展

监测气溶胶中水溶性无机离子有助于深入理解颗粒物无机离子形成的大气化学过程,半挥发性无机组分的气固分配机制等。总结了文献中连续监测方法与传统膜采样方法的比对结果,综述了该方法在无机离子日变化及其来源分析、酸度、二次离子形成机制等方面的研究进展,并对存在的问题及应用前景进行了评述。     

天津市某小学儿童个体PM_(2.5)暴露特征及来源解析

为探讨儿童个体PM2.5暴露水平及来源,分别于2010年5月17日—6月24日(夏季)和11月8日—12月3日(冬季)对36名9~12岁小学生进行个体PM2.5暴露样品的采集和分析.结果表明:天津市某小学儿童夏、冬两季个体PM2.5暴露浓度(以质量浓度计)分别为(74.7±29.5)和(122.4±42.3)μg/m3,冬季暴露水平高于夏季,可能与冬季取暖有关.两季PM2.5载带的Al和Si,Zn、Pb和Mn的质量浓度分别呈显著相关;夏、冬两季SO42-和NO3-质量浓度之和分别占个体PM2.5暴露浓度的43.3%和39.5%.夏、冬两季NO3-和SO42-质量浓度平均值之比分别为2.3和0.6,说明夏季机动车排放为主导源,冬季则为固定源(如工业源和燃煤源).冬季OC(有机碳)和EC(无机碳)质量浓度分别高于夏季,与PM2.5质量浓度的季节变化趋势一致.源解析结果表明,天津市儿童夏季PM2.5暴露的来源为二次源、机动车排放、土壤尘、工业源和机动车添加剂,贡献率分别为30.4%、28.9%、12.8%、20.8%和7.1%;冬季则为二次源、机动车排放、土壤尘、工业源、燃煤源和道路尘,贡献率分别为26.5%、24.5%、13.7%、10.3%、19.9%和5.1%.     

基于GA-ANN改进的空气质量预测模型

基于人工神经网络的空气质量预测模型优于传统的逐步回归模型,但由于性能差异不明显而较少在空气质量预报中应用. 设计了将遗传算法和神经网络算法相结合的基于GA_-ANN的空气质量预测模型,并利用天津市2003—2007年气象和污染物监测资料对该模型进行验证. 对2007年全年的ρ(SO₂),ρ(NO₂)和ρ(PM₁₀₎进行预测,预测值与实测值的相关系数分别为0.899 6,0.828 3和0.600 0. 与一般的人工神经网络预测模型相比较,GA_-ANN模型将空气质量等级预报的准确率从77.57%提高到79.67%. GA_-ANN模型可结合其他方法进行日常空气质量预报.      

天津市老年人PM2.5暴露研究

为了解老年人PM2.5暴露特征并为流行病学研究提供数据支持,本研究选取天津市某社区101名老年人(平均年龄为67岁),在2011年夏季(6月13日~7月2日)和冬季(11月30日~12月12日)分别对其PM2.5暴露水平进行了监测,并对其时间活动模式进行了记录.结果显示,老年人平均85%以上的时间是在居室内度过的.夏季和冬季老年人PM2.5个体暴露浓度分别为 (124.2±75.2)μg/m3和(170.8±126.6)μg/m3.使用时间加权模型对老年人个体暴露浓度进行预测,夏季和冬季个体暴露实测浓度与预测浓度差值分别为0.6~220.9 μg/m3和0.6~416.8 μg/m3.吸烟活动会导致老年人个体暴露浓度升高.相关性分析表明PM2.5个体暴露浓度与环境浓度的相关性强于其与室内浓度的相关性,这为使用环境浓度替代或预测个体暴露浓度提供了支持.     

我国环境空气颗粒物质量基准研究框架及研究体系的构建

空气颗粒物来源广泛、组成复杂,我国目前尚未有一套基于完整科学理论和足量实测数据支持的颗粒物基准体系,导致其来源、暴露水平、健康和环境风险信息量不足,相关标准制、修订的依据不足. 解析了美国环境空气质量管理的模式,并追踪了美国基准文件的发布历程和世界卫生组织导则值的发布和修订历程. 辨析了环境空气颗粒物质量基准与标准的内涵,分析了空气颗粒物质量基准研究对环境空气质量标准制/修订的支撑作用. 综合国外环境基准体系框架构成和已有研究成果,结合国内空气颗粒物质量基准研究现状和存在的问题,基于“污染源—环境空气浓度—暴露水平与剂量—健康/环境效应与风险”的各环节研究方法与目标,提出了“2-4-4”基准研究框架体系,即颗粒物质量基准研究包括空气颗粒物人体健康基准和空气颗粒物环境效应基准两部分,其中人体健康基准包括颗粒物污染特征与来源解析、个体暴露、剂量-效应关系及人体健康效应四部分,空气颗粒物环境效应基准包括颗粒物对生态系统、能见度、建筑物和材料、气候的影响四部分. 建议我国应开展大气污染健康影响前瞻性队列研究和对生态环境影响研究,采用多种方法,包括近期发展的暴露组学方法,系统研究空气颗粒物特别是PM_2.5载带的有毒有害组分对公众健康的危害和风险;基于我国人群或区域调查结果,建立我国空气颗粒物特别是PM_2.5环境质量基准体系,定期发布质量基准文件.      

石家庄市室内空气中甲醛、苯系物和TVOC的污染特征

在石家庄市内选取部分新装修装饰的民用住宅进行室内空气采样,对甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC分别采用酚试剂分光光度法和气相色谱法进行分析。测定结果表明:新装修装饰后的室内空气中甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC存在不同程度的超标现象,其中,甲苯污染相当严重,最大超标倍数为17.7;卧室中甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC等污染物的超标率普遍高于客厅,其中卧室甲醛超标率约为客厅的2倍;室内空气中甲醛浓度随着密闭时间的增加持续增加。最后提出一系列相应的防治措施与建议。     

鞍山市大气PM10中多环芳烃(PAHs)的污染特征及其来源

2005年3月和8月在辽宁省鞍山市8个采样点采集PM₁₀样品,用液相色谱-质谱法分析了PM₁₀上负载的11种多环芳烃(PAHs),并探讨了其分布特征和来源.结果表明:鞍山市PM₁₀中ρ(PAHs)时空变化特征显著,冬季高于夏季,且工业区PAHs污染最严重;在PAHs中4环以上的组分占主导,冬季ρ(4环PAHs)较高,而在夏季ρ(5～6环PAHs)较高.运用比值法和主成分分析法对PAHs来源进行分析,发现冬季的主要污染源为燃煤排放、机动车尾气排放和炼钢工业排放;夏季主要污染源为燃煤排放、机动车尾气排放、生物质燃烧排放和炼钢工业排放等,来源较冬季复杂.机动车尾气排放对PAHs的贡献在2个季节都较为明显,冬季燃煤排放的贡献比重明显增加.      

淄博市道路尘细粒子载带金属元素的来源与健康风险评价

为研究淄博市道路尘细粒子中金属元素的污染特征及其来源和生态及健康风险,于2016年10月至2017年5月在淄博市8区县共采集97个道路尘样品,使用再悬浮系统将道路尘中粒径小于2.5 μm的颗粒物悬浮并采集到滤膜上,通过ICP-MS和ICP-OES分析测定其中的18种金属元素.结果表明,Ca的质量分数ω（Ca）最高,均值达到120307.7 mg·kg^-1,是山东省土壤背景值的7.2倍,ω（Zn）、ω（Cu）、ω（Sb）和ω（Cd）的均值分别为背景值的13.9、11.7、13.3和29.6倍.地累积指数（I_geo）表明,道路尘细粒子中Cd、Zn、Cu和Sb这4种元素受污染程度较高,冬季都受到了重度以上的污染.富集因子值（EF）同样表明,道路扬尘中的Cd、Zn、Sb和Cu这4种元素富集比较严重,受人为影响明显.主成分分析（PCA）表明,生物质燃烧、燃煤、机动车排放、钢铁冶炼和土壤扬尘为淄博市道路尘中金属元素的5个主要来源.潜在生态风险评价显示,Cd的潜在风险和总的潜在风险在3个季节都达到了极强且在冬季最高.健康风险评价显示As和Pb对儿童存在非致癌风险,Cr存在致癌风险.总之,淄博市道路尘细粒子载带金属元素受人为源影响,在冬季污染较强,存在潜在生态风险,对儿童具有一定的非致癌风险和致癌风险,对于道路尘的源头控制需要引起重视.