济南市降尘通量时空分布特征研究

为研究济南市大气降尘的变化规律,探讨降尘的气象影响因素,于2017年12月-2018年12月期间,在济南市区及县区共21个采样点采集了降尘样品,研究了济南市降尘通量的时空分布特征,分析了降尘通量与环境空气中PM10和PM2.5的相关性,并通过构造降尘通量和各气象要素(气温、相对湿度和风速)的标准化回归方程,计算了各气象因子对大气降尘变化的相对贡献率。结果表明:2018年济南市降尘通量表现为先升高再降低的变化趋势,春季高秋季低,降尘通量在4月到达全年峰值(11.97 t·km~(-2)·30 d~(-1)),超过生态环境部2018年首次颁布的大气降尘国家考核目标标准(9 t·km~(-2)·30 d~(-1))的33%,且市区的降尘通量稍高于县区的降尘通量;21个采样点中,只有紧邻工业园区的蓝翔技校和受道路施工影响的建筑大学两个采样点降尘通量超标,分别为9.56 t·km~(-2)·30 d~(-1)和10.18 t·km~(-2)·30 d~(-1),其他采样点均不超标,跑马岭的降尘通量最小,为4.71 t·km~(-2)·30 d~(-1),济南市区各行政区降尘通量变化较大,县区差异较小;降尘通量与环境空气中PM10、PM2.5的质量浓度相关性均不高,说明降尘对环境空气的直接影响不大,泉城广场点位和清洁对照点位的降尘对环境空气影响高于其他点位,应加大措施控制降尘;3种气象因素中风速对降尘通量的相对贡献率达到50%以上,济南市大气降尘通量主要受风速的影响,风速较大时,降尘通量增加,县区采样点的降尘通量还与湿度有一定负相关,气温对降尘通量的影响很小。     

济南地表水浅层沉积物中重金属污染风险评价

本文对2002~2008年济南市地表水体表层沉积物样品进行了重金属元素分析,采用Hakanson潜在生态风险指数法进行了风险评价。结果表明:砷、镉和总铬含量随时间呈增加趋势;铜和铅呈趋于稳定的趋势;富集系数大小顺序为CdCrAsPbCu,就平均污染程度而言,所有被测重金属元素富集系数均超过背景值。重金属平均污染程度为中等生态危害。R I顺序为:小清河徒骇河卧虎山水库大明湖黄河锦绣川水库。说明流域内工业和生活污染源的输入是重金属污染的重要来源。对强生态危害的小清河Cd污染应引起高度重视,避免污染进一步加剧。     

在线加湿条件下开放源类微粒子排放数学模型的建立

利用实验室微粒子控制模拟试验装置,采用粉体物料自由下落溢出随机粉尘的试验方法,研究了在线加湿条件下开放源类粉体物料自由下落过程中微粒子排放特性;在一定动力因素条件下,探讨了微粒子含量、质量流量、含水率、样品种类、空气相对湿度、加湿流量和加湿压力等因素对开放源物料中微粒子排放率的影响;通过数学归纳和模型化处理,建立了在线加湿条件下开放源类粉体物料自由下落过程中大气微粒子排放率的数学模型;并对所建立的数学模型进行了优化.结果表明,模型计算值与试验值基本一致.     

德州市大气细粒子中碳组分的污染特征研究

2012年2-9月间在德州市城区及郊区布置6个采样点位,分别采集了采暖季(2012年2月28日-3月4日)、风沙季(2012年5月3日-8日)、非采暖季(2012年9月20日-9月25日)共216个PM2.5样品膜,采用美国Sunset Laboratory Inc热光反射法碳谱分析仪测定了PM2.5样品中OC、EC的浓度值,应用OC/EC比值法对SOC进行了估算。结果表明,德州市PM2.5污染较严重,年平均浓度为159.68μg/m3,各点位浓度的空间分布无明显差异,季节变化趋势为:采暖季>风沙季>非采暖季。PM2.5中OC和EC的平均浓度分别为16.80μg/m3、3.65μg/m3;OC和EC的日均浓度分别占PM2.5的9.61%和2.10%,OC是PM2.5的重要组成部分;OC、EC浓度的季节变化趋势与PM2.5浓度特征相同。年平均浓度为3.91μg/m3;SOC在OC和PM2.5中所占的比例分别为22.30%和2.54%,SOC对OC具有较大的贡献;SOC在OC中所占的比值季节变化趋势为风沙季>非采暖季>采暖季。     

钢铁企业单元生产工序中PCBs排放特征及对周边空气质量影响评价

采用智能便携式采样器,对钢铁企业生产工艺中的烧结、焦化、炼铁和炼钢4种单元生产工序外排的烟尘进行采样,同步在企业厂区及相邻2个周边村庄采集了3种不同粒径颗粒物(TSP、PM_(10)、PM_(2.5)),运用气相色谱-质谱(GCMS)联用技术分析了7种指示性PCBs和12种类二噁英类PCBs(记作DL-PCBs)质量浓度。分析结果发现:不同生产工序,PCBs的排放特征不同,焦化工序排放的Σ_7PCBs和Σ_(12)DL-PCBs质量浓度最高,分别为647. 85,1422. 62 ng/m~3,其次为烧结工序,Σ_7PCBs质量浓度最低的是炼铁工序,Σ_(12)DL-PCBs质量浓度最低的是炼钢工序。检出的PCBs单体中,质量浓度最高的单体出现在不同的生产工序,烧结工序是PCB81,焦化工序是PCB123,炼铁工序是PCB167,炼钢工序是PCB52。钢铁企业厂址及周边的2个采样点不同粒径颗粒物载带的PCBs与4个工序外排烟尘中检出的单体数目和浓度高低顺序基本一致,说明该地区周边环境空气中PCBs的来源在一定程度上受到钢铁企业外排烟气的影响。颗粒物粒径越细,其所载带的Σ_7PCBs和Σ_(12)DL-PCBs质量浓度越高。由主成分分析可知:钢铁企业周围环境空气颗粒物中PCBs主要来自焦化和烧结工序。钢铁企业内以及周边环境空气颗粒物中的Σ_(12)PCBs的毒性当量值略高于已有报道,存在潜在风险。     

省会城市不同功能区大气PM2.5化学组分季节变化及来源分析

为探究城市不同功能区大气PM_2.5污染水平、成分季节差异特征以及来源,采集了省会城市济南市2019年不同季节（春、秋、冬）3类典型功能区（城市市区、工业区、城乡结合区）和环境背景点植物园区的PM_2.5样品,对其浓度[ρ(PM_2.5)]、化学组分（水溶性离子、碳质组分、元素）和来源进行分析.结果表明采样期间3类功能区ρ(PM_2.5)在空间上呈现：工业区[（89.88±49.25）μg·m^-3]>城乡结合区[（86.73±57.24）μg·m^-3]>城市市区[（70.70±44.89）μg·m^-3],远大于植物园区[（44.36±21.54）μg·m^-3].各功能区ρ(PM_2.5)秋冬季明显高于春季,冬季最高值出现在城乡结合区,春季和秋季均为工业区最高.工业区各季PM_2.5中的水溶性离子浓度较高,主要的水溶性离子NO^-₃     

济南市PM2.5中二次组分的时空变化特征及其影响因素

为分析济南市PM_2.5中二次组分的时空变化和影响因素,对济南市春季(2019年5月16—25日)、秋季(2019年10月15—24日)和冬季(2019年12月17—2020年1月16日)4个典型点位的PM_2.5样品进行连续采样,并测定了PM_2.5中水溶性离子、有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量。结果表明:物流交通区的二次组分质量浓度最高(56.13μg·m^?3),钢铁工业区的二次组分浓度比城市市区高,但是二次组分占比较城市市区低,清洁对照点的浓度和占比最低;济南市4个功能区SO₄^2?和NO₃^?转化率均高于0.1,除清洁对照点外,城市市区、钢铁工业区和物流交通区的SO₄^2?转化率明显高于NO₃^?转化率;济南市春季、秋季和冬季的ρ(NO₃^?)/ρ(SO₄^2?)分别为0.67、2.57和1.98,春季PM_2.5浓度以固定源贡献为主,秋季和冬季以移动源贡献为主;运用ISORROPIA热力学模型分析了含水量和pH对二次组分生成的影响,含水量会随着污染增大而增大,酸度和含水量对二次无机组分的转化机理产生影响,酸度会抑制二次无机组分的生成,而含水量会促进二次组分的生成;后向轨迹聚类分析结果表明,占比最高的轨迹(29.2%)来自东北方向的滨州和东营,基于潜在源贡献因子(WPSCF)和浓度权重轨迹(WCWT)分析PM_2.5中二次组分质量浓度的潜在污染源区域,SO₄^2?的主要贡献源区在济南市区北部的济阳区和东北方向的滨州、东营等,NO₃^?和NH₄⁺的主要贡献源区在济南市区北方向的济阳区、东北方向的章丘区和南方向的莱芜区等。该研究结果可为中国北方城市细颗粒物进一步的治理和防控提供数据支撑和理论依据。     

β射线法固定污染源废气颗粒物快速测定方法研究

通过实验室模拟及现场检测,对烟道外过滤的β射线法测定固定污染源废气中颗粒物浓度的检出限、精密度、准确度、可靠性等进行分析研究。结果表明：β射线法监测颗粒物方法检出限为0.1 mg/m3;低、中、高3个不同质量浓度水平的颗粒物标准样品6次监测结果的RSD分别为4.6%、2.7%、1.6%,相对误差分别为（2.9±9.5）%、（0.8±5.5）%、（1.5±3.2）%,标准样品测定的颗粒物质量浓度越高,精密度和准确度越好。将该方法与重量法监测结果对比,发现两种方法测量数值变化趋势一致,且颗粒物浓度越高,两种方法相对偏差越小,一致性越高。     

德州市采暖季环境空气含氮/硫物质的污染及气-粒分配特征

为探究德州市采暖季环境空气中含氮/硫物质的污染特征、气-粒分配规律及影响因素,对2017年11月10日—2018年3月15日德州市市区环境空气监测站在线离子色谱分析仪监测的水溶性离子及气态前体物质量浓度的小时数据进行了分析.结果表明:①德州市环境空气监测站ρ（NO₃-）、ρ（SO₄2-）和ρ（NH₄+）平均值分别为（18.36±18.55）（12.74±10.92）（9.60±8.75）μg/m3,在2018年1月三者均达到最高值;对比PM_2.5及气态含氮/硫物质的质量浓度发现,ρ（PM_2.5）和ρ（SO₂）在2017年12月、2018年1月和2018年2月的月均值均较高,而ρ（SO₂）与ρ（SO₄2-）、ρ（NH₃）与ρ（NH₄+）均在日间（08:00—17:00）出现波峰.②对颗粒态和气态含氮/硫物质质量浓度日均值进行双变量相关分析发现,ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）、ρ（NH₄+）两两之间的相关系数均高于0.75,表明二次离子的形成机制相似;而ρ（NH₃）、ρ（NO₂）、ρ（NO）、ρ（SO₂）两两之间均不存在显著相关,说明这些气态前体物来自不同的局部排放源.③过剩NH₃指数（F_N）平均值为0.49±0.16,说明采样时段大气处于富氨环境,过剩的NH₃会与气态HNO₃生成NH₄NO₃,因此NO₃-气溶胶的形成主要受HNO₃的影响或限制.④相对湿度是影响ρ（PM_2.5）最重要的气象因素,高湿环境会促进二次离子的转化.研究显示,冬季采暖排放会增加环境空气中含氮/硫物质的质量浓度,气象因素（尤其是相对湿度）对含氮/硫物质的气-粒分配也有一定影响.      

可吸入颗粒物产生机理的研究

本文指出可吸入颗粒物产生机理的研究与源解析技术之间既有区别又有联系,对国内外在可吸入颗粒物产生机理方面的研究成果进行了综述,国外对可吸入颗粒物产生机理的研究集中在排放特性的研究、模型的建立、内聚力/分离力的研究和物理-化学特性研究上,国内主要进行了有关可吸入颗粒物基本特性的研究.