长春秋季生物质燃烧对PM2.5中WSOC吸光性的影响

为探究长春秋季生物质燃烧对PM_(2.5)中水溶性有机碳(water-soluble organic carbon,WSOC)吸光性的影响,于2017年10～11月进行PM_(2.5)样品采集,对PM_(2.5)中碳质组分、糖类化合物和WSOC的光吸收特征参数进行分析.研究表明:长春秋季PM_(2.5)中WSOC、有机碳(organic carbon,OC)、元素碳(elemental carbon,EC)的平均浓度分别为(10.12±3.47)、(17.07±5.64)和(1.34±0.75)μg·m~(-3),二次有机碳(secondary organic carbon,SOC)对OC的平均贡献率为38.93%.长春秋季总糖浓度为(1 049.39±958.85)ng·m~(-3),其中作为生物质燃烧示踪剂的脱水糖含量(左旋葡聚糖、半乳聚糖和甘露聚糖)在总糖中占比为91.69%,糖类相关性分析结果显示生物质燃烧源为长春秋季大气中糖类物质的主要贡献源.糖类物质的相关性分析及3种脱水糖的特征比值研究显示,作为长春秋季大气主要污染源的生物质燃烧的类型是硬木和作物残渣的燃烧.长春秋季WSOC的光吸收波长指数(AAE)为5.75±1.06,单位质量吸收效率(MAE)为(1.23±0.28)m~2·g~(-1),表明生物质燃烧对WSOC吸光性具有重要影响.利用生物质燃烧特征源参数量化计算生物质燃烧对WSOC浓度的贡献达58.82%,对总WSOC光吸收的贡献达40.92%.     

长春秋季细颗粒物中有机气溶胶组成特征及来源

利用大流量采样器采集了长春城郊2016年10月至2016年11月大气细颗粒物(PM_(2.5))样品共40套,分析了颗粒物中的有机碳(OC)、元素碳(EC)以及非极性有机化合物(主要包括正构烷烃、多环芳烃以及藿烷类化合物)和生物质燃烧标志物左旋葡聚糖的质量浓度,并用分子标记物、特征比值及主成分分析-多元线性回归(PCA-MLR)模型等方法探讨了有机气溶胶的主要来源.结果表明,观测期间PM_(2.5)的平均质量浓度为(79. 0±55. 7)μg·m~(-3),OC和EC的平均质量浓度分别为(20. 7±15. 6)μg·m~(-3)和(2. 2±1. 1)μg·m~(-3),分别占PM_(2.5)的26. 2%和2. 8%.所测非极性有机化合物的总平均浓度为(186. 3±104. 5) ng·m~(-3),浓度高低顺序为正构烷烃[(101. 3±67. 0) ng·m~(-3)]多环芳烃[(81. 4±46. 0) ng·m~(-3)]藿烷类化合物[(3. 8±1. 9) ng·m~(-3),其主要来源包括煤燃烧源、生物质燃烧源以及交通源.主成分分析-多元线性回归模型得出该地区有机气溶胶主要排放源的相对贡献依次是煤燃烧源(47. 0%)、生物质燃烧源(42. 6%)和交通源(10. 4%).本研究结果可为我国东北地区有机气溶胶污染防控提供科学依据.     

中国典型城市冬季大气细颗粒物水溶性离子特征及来源分析

细颗粒物是大气污染防治的重点内容。分析大气细颗粒物中的水溶性离子组分及其变化,对评价城市空气污染状况和污染物的来源具有重要意义。选取中国东部典型城市长春、北京、上海、杭州和南京作为研究对象,基于2016年11月11日-12月6日大气颗粒物样品采集及其水溶性离子分析,探讨PM_(2.5)中水溶性无机离子浓度变化特征,并利用主成分分析结果分析各类污染源排放对细颗粒物中水溶性离子质量浓度的贡献,以期为区域大气环境质量的改善提供参考依据。结果表明,长春、北京、上海、杭州和南京总水溶性无机离子质量浓度平均值分别为(18.8±9.0)、(34.9±23.3)、(21.8±13.3)、(42.2±21.4)和(62.1±25.9)μg·m~(-3),占PM_(2.5)质量浓度的33.6%-62.1%。二次离子(SIA,包括NO_3~-、SO_4~(2-)和NH_4~+)在总水溶性离子中占比均超过75.0%,说明SIA是水溶性离子的主要组分。SIA占总水溶性离子浓度的百分比随污染程度增强而增加。硝酸盐为5个城市在污染大气下主要的贡献物种。5个城市站点ρ(NO_3~-)/ρ(SO_4~(2-))随着大气污染程度的增加均有不同程度的增加且大于1,说明含氮污染物逐渐成为大气颗粒物中最重要的污染物。除长春硫氧化率(SOR)均值小于0.1外,其他4个城市SOR和氮氧化率(NOR)均大于0.1,说明北京、上海、杭州和南京站点大气中存在较高程度的SO_2和NO_2的二次氧化。北京站点NO_3~-、SO_4~(2-)和NH_4~+以NH_4NO_3和(NH_4)_2SO_4的形式存在,在其他4个城市站点以NH_4NO_3和NH_4HSO_4的形式存在。5个城市水溶性离子主要来源为二次转化、扬尘、生物质和煤燃烧。     

2017年秋季长春市PM2.5中多环芳烃的污染来源及健康风险评价

本研究采集了长春市2017年秋季大气中的PM_2.5样品共30个,采用气相色谱质谱仪（GC-MS）分析了样品中17种多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的浓度和组成特征,运用比值法和主成分分析法确定PAHs的污染来源,并通过计算苯并（a）芘等效致癌浓度和终身致癌超额危险度进行健康风险评估.结果表明,长春市秋季PM_2.5平均质量浓度为（50.84±12.23）μg·m^-3,有机碳（OC）和元素碳（EC）含量分别为（17.07±5.64）μg·m^-3和（1.33±0.75）μg·m^-3,占PM_2.5总量的37%;PAHs总浓度为（15.69±5.93）ng·m^-3,以中高环数的PAHs为主,占总PAHs的84.26%;长春市秋季大气中PAHs主要来源于机动车尾气排放（44.48%） > 煤燃烧（29.16%） > 生物质燃烧（26.36%）,本地交通（汽油车）排放是主要污染源;苯并（a）芘等效致癌平均浓度在1.55~5.38 ng·m^-3之间,总致癌等效平均浓度为（6.44±1.53）ng·m^-3,总体处于轻微污染水平;通过呼吸摄入PAHs对成年女性健康危害最大,其次是成年男性和儿童,但所有人群的终身致癌风险值均未超过1×10^-6,其健康风险处于可接受水平.     

东北三江平原地区生物质燃烧对PM_(2.5)中WSOC吸光能力的影响

生物质燃烧排放大量具有光吸收能力的水溶性有机碳(Water-Soluble Organic Carbon,WSOC),对空气质量、气候变化和人体健康均有重要影响。为了研究东北地区生物质燃烧对气溶胶光吸收特性的作用,于2013年5月-2014年1月采集三江平原的PM_(2.5)样品,分析了样品中生物质燃烧指示剂(左旋葡聚糖)、有机碳(OrganicCarbon,OC)和WSOC的质量浓度,以及WSOC的光吸收强度(A_(365a))。根据左旋葡聚糖的质量浓度水平,将采样期间划分为生物质燃烧(BB)期和非生物质燃烧(NBB)期。对BB和NBB期间WSOC的光吸收强度与PM_(2.5)、OC、WSOC和左旋葡聚糖之间的相关性分别进行了分析,并计算了生物质燃烧产生的WSOC对总WSOC的质量浓度和吸光能力的贡献。结果表明,在BB期间,PM_(2.5)、WSOC和左旋葡聚糖的质量浓度是NBB期间的10倍以上,WSOC的光吸收强度也相应增高了13倍。BB与NBB期间,PM_(2.5)与A365a的相关指数(R~2)分别为0.98和0.34。BB期间左旋葡聚糖和A365a的相关指数(0.91)高于NBB期间(0.09),表明BB期间生物质燃烧对PM_(2.5)有显著贡献,且排放了大量的吸光性棕色碳。在BB期间,生物质燃烧对WSOC的贡献高达74.6%,对WSOC的光吸收强度贡献高达46.2%;而在NBB期间,生物质燃烧对WSOC的贡献为26.8%,对WSOC的的光吸收强度贡献为22.6%。因此,BB期间生物质燃烧对三江平原WSOC的质量浓度和光吸收强度都具有重要影响。