阴霾天气PM_(10)的微观特征及生物活性研究

利用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)、图像分析技术(IA),对北京市2004年12月一次严重的阴霾天气条件下采集的PM10(指空气动力学直径小于10μm的颗粒物)的微观形貌、粒度分布、主要颗粒物类型进行了分析,并运用质粒DNA评价法对阴霾和非阴霾天气条件下的PM10样品的生物活性进行了对比研究。结果表明,阴霾天气时PM10样品中以粒度较小的烟尘及其集合体为主,且多呈湿状,含有较多的二次颗粒物,并发现了残余的有机液滴颗粒。质粒DNA实验的结果显示,阴霾天气PM10样品的水溶和全样样品的TD20值(造成20%DNA破坏时所需要的样品剂量)分别为93μg.ml-1和50μg.ml-1,而同一月份非阴霾天气条件下PM10样品的水溶和全样样品的TD20值分别为200μg.ml-1和160μg.ml-1,表明阴霾天气PM10样品比非阴霾天气样品具较强的生物活性,即对人体健康存在着潜在的危害。且无论是阴霾还是非阴霾天气条件下的PM10的全样样品均较水溶样品具更大的生物活性。     

郑州大气PM10的形貌特征及生物活性研究

采集郑州市区和郊区秋季大气PM10样品,利用场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术对PM10颗粒进行形貌特征和粒度分布进行分析,同时应用质粒DNA评价法研究了市区和郊区PM10样品的生物活性.结果显示,在市区采集的样品中燃煤飞灰占有相当大的数量,而在郊区采集的样品中矿物质占有较大的数量,粒径分析表明,市区PM10的数量-等效球直径分布较为集中,主要分布在0.1～0.4 ìm范围内,郊区则相对比较分散;PM10的体积-等效球直径主要分布在>1ìm范围内.结果表明,在郑州市秋季大气PM10中,数量上细粒子占优势,而在体积上(质量上)较粗颗粒占优势.质粒DNA评价结果表明,郑州市区和郊区PM10;颗粒对DNA的损伤程度不同,市区样品的生物活性大于郊区样品.     

内陆输送过程中沙尘单颗粒类型及其非均相反应

采用单颗粒分析方法对2004 年2~3 月发生在北京的3 次沙尘暴的样品中沙尘颗粒物的化学成分进行了测定.3 次沙尘暴的反向轨迹图显示,它们主要来自于中国北部、西北部和蒙古的戈壁沙漠地区,且这些沙尘颗粒主要通过高空长距离输送到下游区域.使用带能谱的扫描电镜对481 个沙尘颗粒进行分析,并根据成分特征,把这些沙尘颗粒划分为8 种类型,主要类型有“富Si”、“富Ca”、“富S”、“富Fe”.将北京样品分析结果与呼和浩特、塔克拉玛干和敦煌的结果进行对比,结果显示,长距离输送的沙尘颗粒表面发生了SO₂ 的非均相化学反应,导致部分颗粒局部的表面发生化学修改作用,且“富Ca”的碱性矿物为非均相化学反应提供了更有利的反应界面.     

大气细颗粒物的透射电子显微镜研究

利用透射电子显微镜(TEM)对北京市区和背景点的细颗粒物(PM2.5)的形貌特征和集聚状态进行分析,结合颗粒物能谱(EDX)和选区电子衍射(SAED)特征,将北京市大气细颗粒物分为烟尘集合体、飞灰、矿物颗粒、硫酸盐和有机颗粒等5种单颗粒类型,并讨论了它们的来源.TEM分析表明,北京市区和背景点大气细颗粒物中不同类型的单颗粒所占比例不同,表明市区和背景点细颗粒物的污染物源有所不同.研究还表明,不同类型的细颗粒之间常常发生聚集.     

公共场所室内可吸入颗粒物的污染特征

为了解学校室内可吸入颗粒物的污染特征及同时间段内与相应室外大气浓度的关系,对学校图书馆室内外PM2.5和PM10进行了质量浓度监测,并且分析和讨论了影响室内空气质量的因素.结果显示,室内PM2.5和PM10的浓度范围分别为16.7～403.5 μg/m3和33.3～537.0 μg/m3,室内可吸入颗粒物中细颗粒物占主要部分,并且PM2.5质量浓度与PM10质量浓度趋势基本一致.室外可吸入颗粒物质量浓度明显影响室内颗粒物的浓度值,而室内使用空气转换装置和及时的清洁有助于降低室内可吸入颗粒物的浓度.     

澳门夏季大气颗粒物单颗粒微观形貌分析

应用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术,研究了澳门地区夏季(2007年7月)大气可吸入颗粒物的形貌特征以及不同种类颗粒物的数量-粒度和等效体积-粒度分布.结果表明,澳门可吸入颗粒物中,烟尘集合体和矿物颗粒普遍存在;矿物颗粒为不规则状,烟尘集合体有链状、蓬松状等形态;烟尘集合体在数量上平均分别约占30%～40%,矿物颗粒在数量上平均分别约占20%,烟尘集合体颗粒较多说明澳门夏季受机动车尾气影响较重.澳门大气PM₁₀的等效粒径主要分布在0.2～0.4　μm范围内,主要为较细粒子.颗粒物种类有明显的地点差异,交通繁忙的高士德马路路口以烟尘集合体居多(平均47%),且其粒径在较宽范围内都有分布（0.1～0.8 μm）;隧道内亦以烟尘集合体的比例较大,可高达59%;货运码头采样点以矿物颗粒较多.     

北京、上海两地2004和2005年大气污染特征对比分析

为了解北京、上海两市大气污染的变化及其影响因素之间的关系,根据2004、2005年大气质量监测数据,分析了北京、上海两地大气污染特征和两地主要大气污染物的变化规律.结果表明,2004、2005年北京市的PM10最大值是最小值的63.7倍,北京市的变化幅度较上海市的变化幅度大;2004、2005年北京市的SO2最大值是最小值的46.7倍,上海市的SO2最大值是最小值的13.1倍,上海市的SO2污染的因素变化幅度较小;两市的NO2浓度都较高,且季节变化不太明显;两市NO2浓度年平均值满足国家空气质量二级标准,但质量浓度都较高,这与两市的机动车尾气污染有关;两市SO2浓度年平均值除上海市2005年外均满足国家空气质量二级标准,上海市SO2污染严重与上海市消耗大量煤炭有关,北京市SO2污染物浓度年度变化剧烈与冬季取暖烧煤有关;两市可吸入颗粒物污染比较严重,北京市PM10浓度年平均值超过国家空气质量二级标准,上海市PM10浓度年平均值达到国家空气质量二级标准.总体上上海市的大气质量要好于北京市.两地大气主要污染物随时间的变化规律与两地的污染物来源、地理、气候等条件有关.     

城市雾天单个矿物颗粒物理和化学特征

应用场发射扫描电镜(FESEM)和带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)对北京冬季雾天和正常天气下收集的4个样品进行研究.雾天中矿物颗粒的数量-粒度分布的峰值出现在0.1～0.3 μm和1～2.5 μm之间,并且发现雾天出现的二次矿物颗粒的数量百分含量(4.67%)高于正常天气条件(0.12%).单个矿物颗粒的EDX能谱显示,雾天和正常天气中单个矿物颗粒的主要化学成分有一定的差别,尤其是S元素.矿物颗粒分为9种不同类型:"富Si"、"富Ca"、"富S"、"富Fe""富Mg"、"富Al"、"富Ti"、"富K"和"富Cl",其中雾天"富Ca"中55%的颗粒含有Ca(50%±1.2%)和S(37%±1.6%),"富S"中72%的颗粒含有S(44%±1.5%)和Ca(33%±2%),说明了雾天中绝大部富集S的颗粒物中同时富集Ca,这在一定程度上说明了北京市大气中这些含Ca的碱性矿物对雾水酸性有一定的缓冲作用.雾天样品中S/Ca的平均比值为6.11,如果以冬季正常天气条件下S/Ca的均值0.73为背景值,雾天中S/Ca的比值是冬季正常天气的8倍,可见雾天中颗粒物表面的硫化现象相当严重,同时也显示出雾天SO2向硫酸盐的转化率比较高.     

壬基酚和短链壬基酚聚氧乙烯醚同时分析的方法建立

建立了能同时检测污水和污泥中的NP和短链NPEOn的高效液相色谱法(HPLC)和气相色谱-质谱(GC-MS)分析方法,在水样中NP、NPEO1和NPEO2用GC-MS分析方法的检测限分别为2、2和1.5μg/L,用HPLC分析方法的检测限分别为0.01、0.03和0.03mg/L;在泥样中NP、NPEO1和NPEO2用GC-MS分析方法的检测限分别为2、2和1.5ng/g,用HPLC分析方法的检测限分别为0.01、0.03和0.03μg/g。方法的建立为掌握污水和污泥样品中的NP和短链NPEOn提供了方法保障。     

北京2008奥运期间PM10的单颗粒形貌类型及生物活性研究

采集2008年北京奥运会期间大气PM_(10)和PM_(2.5)样品,计算质量浓度,得出奥运会期间大气污染水平.利用场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术对PM_(10)和PM_(2.5)的形貌特征和粒度分布进行分析.同时应用质粒DNA 评价法研究了奥运会期间PM_(10)样品的生物活性.结果表明,奥运会期间可吸入颗粒物质量浓度日均值均符合国家2级标准,PM_(2.5)和PM_(10)的比值为0.63,以细粒子PM_(2.5)为主.奥运期间PM_(10)和PM_(2.5)样品的微观形貌主要为球形颗粒、烟尘集合体、不规则矿物和未知细颗粒,其中球形颗粒和未知细颗粒占有相当大的数量比例.PM_(10)和PM_(2.5)数量-粒度呈单峰分布,主要分布在0.1～0.4 μm范围内.PM_(10)的体积-粒度呈双峰分布,主要分布在0.4～0.5 μm和1～2.5 μm范围内,PM_(2.5)主要分布在1～2.5 μm范围内.质粒DNA 评价结果表明,北京2008奥运期间可吸入颗粒物生物活性明显降低,要达到20%的损伤需要的颗粒物剂量浓度在180 μg·mL~(-1)以上,明显高于2004年的63 μg·mL~(-1),可见奥运期间大气颗粒物对人体危害比往年减小.