民用燃料燃烧碳质组分及VOCs排放特征

选取北京市地区典型生物质燃料（玉米芯、玉米秆、黄豆秆、草梗、松木、栗树枝、桃树枝）以及民用煤（烟煤、蜂窝煤）在实验室内进行了模拟燃烧实验,对燃烧产生的颗粒物及气体样品进行采集,采用Model 2001A热/光碳分析仪对不同粒径段颗粒物中的有机碳、元素碳进行测定,采用AgilentGC-MS 5977/7890B气质联用仪对燃烧烟气中的挥发性有机物进行分析.研究表明：除蜂窝煤OC、EC的排放因子在2.5~10μm粒径范围内达到最大,其他8种固体燃料燃烧产生的OC、EC的排放因子最大值均在0~2.5μm粒径范围内.薪柴（栗树枝、桃树枝、松木）、秸秆（玉米芯、玉米秆、黄豆秆、草梗）和民用煤（蜂窝煤、烟煤）3类物质燃烧排放VOCs的物种分类差异较大.薪柴和民用煤燃烧排放的卤代烃以及含氧有机物的质量分数明显高于秸秆的质量分数;在同一类别中VOCs物质分布趋势一致.3种薪柴平均总VOCs的排放系数为2.02g/kg,4种秸秆平均总VOCs的排放系数为6.89g/kg,2种民用煤平均总VOCs的排放系数为2.03g/kg,秸秆类的排放因子最大.玉米芯、玉米秆、黄豆秆和草梗的臭氧生成潜势较高,而栗树枝、桃树枝、松木、烟煤以及蜂窝煤的臭氧生成潜势较低,且分布类似.烯烃类、烷烃类、芳香烃类是固体燃料燃烧臭氧生成潜势贡献较大的VOCs物质.     

广州市夏季室内外PM2.5中有机碳、元素碳的分布特征

2004年7～8月在广州市9个采样点的室内、室室外同步采集了PM2 5样品,采用热光反射碳分析仪分析得到OC、EC的质量浓度,对OC、EC污染水平、空间分布、室内室外质量浓度关系、0C/EC质量浓度关系及二次有机碳等特征进行了深入细致的分析研究.结果表明,OC室内、外平均质量浓度为17.3和19.9μg·m-3,EC室内、室外平均质量浓度为6.5和6.6μg·m-3,总碳气溶胶占PM25质量的50%以上;在不同类型采样点0C、EC质量浓度存在区别;室内环境中OC、EC质量浓度相关性显著,室外环境中0C、EC质量浓度相关性不显著;0C、EC质量浓度比ρ(OC)/ρ(EC)超过2;室内、室外PM2 5中二次有机碳质量浓度是7.6和10.0μg·m-3,占总有机碳的比率为43.8%、45.5%.     

含碳气溶胶研究进展：有机碳和元素碳

含碳气溶胶是我国大气区域性复合型污染的重要物种,对全球气候变化、辐射强迫、能见度、环境质量、人类健康等会产生重要影响.主要从含碳气溶胶来源及成因、环境影响、样品采集及测试等方面对国内外相关研究进行了评述,讨论了有机碳和元素碳研究中存在的关键和难点问题,并对其发展前景进行了展望.     

西安市夏末秋初PM_(2.5)中碳组分分析

2012年9月1日至30日利用大气气溶胶OC/EC在线分析仪在线分析了西安PM2.5中的OC、EC,并结合O3和紫外辐射数据(UV)进行了分析。结果表明:PM2.5、OC、EC、及O3的日均值分别为85.22,19.50,7.18,56.69μg/m3。PM2.5及其中OC、EC的日变化规律呈现"双峰"分布,OC、EC的日波动范围较PM2.5小,且OC的波动范围较EC大,OC、EC的相关性较高(R2=0.73)。PM2.5中TCA的平均比重为47.85%,是PM2.5的主要成分之一,TCA以OM为主,OM中SOC的平均比重高达54.76%,PM2.5中SOC的平均比重为21.25%,SOC和O3的相关性较高,表明研究期间西安市有机物光化学反应较重。1 d中10:00至19:00是PM2.5中SOC比重最高的时段且呈上升趋势,而PM2.5中TCA的变化规律则呈"W"型双峰分布。     

万州城区夏季、冬季PM_(2.5)中有机碳和元素碳的浓度特征

在位于三峡库区腹心的山地城市万州城区采集夏季和冬季PM2.5样品,采用热光反射法(Thermal Optical Reflection,TOR)测定了PM2.5中有机碳(OC)和元素碳(EC)的浓度,探讨了其污染特征及来源.结果发现,OC和EC在夏季的平均浓度分别为(7.09±1.86)μg·m-3和(3.49±0.64)μg·m-3;冬季分别为(16.82±6.87)μg·m-3和(6.21±2.06)μg·m-3,高于夏季,这可能与冬季当地居民生物质燃烧的贡献显著增加有关.冬季OC和EC显著线性相关(r=0.89),表明冬季两者的一次污染来源相近.冬季PM2.5中总碳(TC)和水溶性K+含量的相关性(r=0.88)高于夏季(r=0.69),表明冬季生物质燃烧对碳污染贡献显著.利用OC/EC比值法对二次有机碳(SOC)进行估算,SOC的浓度均值在夏季为(2.17±1.46)μg·m-3,占OC比例为28.18%±13.85%;冬季为(4.46±3.69)μg·m-3,占OC的23.13%±12.30%.通过计算PM2.5中8个碳组分丰度,初步判断机动车尾气排放和生物质燃烧是万州城区碳组分的主要来源.     

Linking empirical estimates of body burden of environmental chemicals and wellness using NHANES data

Biomonitoring of industrial chemicals in human tissues and fluids has shown that all people carry a “body burden” of synthetic chemicals. Although measurement of an environmental chemical in a person's tissues/fluids is an indication of exposure, it does not necessarily mean the exposure concentration is sufficient to cause an adverse effect. Since humans are exposed to multiple chemicals, there may be a combination effect (e.g., additive, synergistic) associated with low-level exposures to multiple classes of contaminants, which may impact a variety of organ systems. The objective of this research is to link measures of body burden of environmental chemicals and a “holistic” measure of wellness. The approach is demonstrated using biomonitoring data from the National Health and Nutrition Examination Surveys (NHANES). Forty-two chemicals were selected for analysis based on their detection levels. Six biological pathway-specific indices were evaluated using groups of chemicals associated with each pathway. Five of the six pathways were negatively associated with wellness. Three non-zero interaction terms were detected which may provide empirical evidence of crosstalk across pathways. The approach identified five of the 42 chemicals from a variety of classes (metals, pesticides, furans, polycyclic aromatic hydrocarbons) as accounting for 71% of the weight linking body burden to wellness. Significant interactions were detected indicating the effect of smoking is exacerbated by body burden of environmental chemicals. Use of a holistic index on both sides of the exposure-health equation is a novel and promising empirical “systems biology” approach to risk evaluation of complex environmental exposures.     

济南市环境空气中PM_(2.5)的碳组成与特征分析

对济南市环境空气中PM2.5中碳组分污染特征的研究结果表明,济南市环境空气细颗粒物中碳主要以有机碳(OC)和元素碳(EC)的形式存在,二者浓度以冬季最高,且变化趋势相同;OC占总碳比例较高;冬季二次有机气溶胶(SOC)浓度最高,与污染源排放及气象条件有关。     

石家庄市采暖季PM2.5碳组分昼夜污染特征及来源分析

为探究2017年石家庄市采暖季昼夜PM_2.5中碳组分的污染及来源特征,选取2017年11月30日-2018年1月22日时间段分别采集石家庄白天（8：00-20：00）、夜晚（20：00-翌日8：00）的PM_2.5样品,分析PM_2.5组分中OC和EC昼夜间的浓度变化特征、来源特性,SOC的估算及影响因素,并对石家庄市碳质气溶胶进行源解析和区域传输分析.结果表明,①采样期间白天PM_2.5、OC和EC的平均质量浓度分别为（110.6±71.6）、（39.9±20.4）和（9.3±3.6）μg·m^-3,夜间平均质量浓度分别为（128.5±75.3）、（64.7±36.5）和（13.6±6.0）μg·m^-3,PM_2.5、OC和EC质量浓度均呈现出夜间质量浓度高于白天的特征.②燃煤和机动车尾气排放在增加了一次有机碳（POC）和元素碳（EC）的本底质量浓度的同时,产生的CO、NO₂、SO₂等气体污染物又促进了光化学反应,两者协同作用下促进了SOC质量浓度的生成和积累.根据估算,SOC、SOC/OC值在夜间高于白天,白天较强的太阳辐射和光化学活性是SOC转化的主导因素,夜间气态有机前体物浓度是SOC转化的主导因素.③采样期间昼夜间OC、EC的相关性较好,其来源具有较好的同源性.大气PM_2.5碳质气溶胶主要来自燃煤、汽油车和柴油车尾气排放混合源,夜间柴油车污染源对碳质气溶胶的贡献率较白天更为明显.④后向轨迹结果表明,石家庄市严重污染期间颗粒污染物浓度变化主要受到低空东北方向气团的影响,PM_2.5以及OC、EC质量浓度的变化和周边地区的污染物输送有关.     

天津市典型城区大气碳质颗粒物的粒径分布特征和来源

为分析天津市典型城区大气碳质颗粒物的粒径分布及其来源,于2009年12月—2010年11月采用9级惯性撞击式分级采样器对大气颗粒物进行采样,采用热光碳分析仪分析了颗粒物中的EC(元素碳)和OC(有机碳)的质量浓度. 结果表明:天津市典型城区大气颗粒物中EC和OC主要存在于细颗粒物中,在≤2.1μm的4个细粒径段中,ρ(EC)的加和年均值为(2.6±0.9)μg/m3,占PM₉(空气动力学直径≤9.0μm)ρ(TEC)的72%;ρ(OC)为(21.5±7.7)μg/m3,占PM₉中ρ(TOC)的60%. ρ(EC)和ρ(OC)季节变化显著,在≤2.1μm粒径段中,春、夏、秋、冬季的ρ(EC)分别为(1.7±0.3)、(2.1±0.4)、(3.1±0.5)和(3.7±0.5)μg/m3;ρ(OC)分别为(17.6±0.4)、(14.4±1.1)、(21.9±1.8)和(32.1±2.5)μg/m3. ρ(EC)峰值分别出现在≤0.43、>0.65~1.1和>4.7~5.8μm 3个粒径段,其中最高值出现在≤0.43μm粒径段;ρ(OC)峰值分别出现在>0.65~1.1和>4.7~5.8μm 2个粒径段,最高值出现在>0.65~1.1μm粒径段. 天津市典型城区细颗粒物中的OC、EC主要来自燃煤、机动车和烹饪排放,粗颗粒物中的OC、EC则更多来自于路面和建筑扬尘.      

不同粒径大气颗粒物中有机碳(OC)和元素碳(EC)的分布

使用Andersen六段分级大流量采样器(粒径:7.2～10,3.0～7.2,1.5～3.0,0.95～1.5,0.49～0.95,＜0.49μm)采集了广州市荔湾区冬季的大气颗粒物样品,并用美国Sunset碳分析仪分析了其中的有机碳(OC)和元素碳(EC)组分.研究表明:OC和EC主要存在于细粒子中,与OC相比,EC则相对更集中于＜0.49 μm粒径上;PM10中二次有机碳占总有机碳(ρ(OCsec)/ρ(OC.))比例的平均值为卵%,OC,EC的对数模型图都为双峰型.对ρ(OCtot),ρ(OCpri)(一次有机碳质量浓度)与ρ(EC)进行相关性分析,结果表明,只用ρ(OC)/ρ(EC)值来评价二次污染是不充分的.