太原市大气降尘化学组分及来源的粒径分布

2019年11月～2020年12月,从太原市8个监测站点采集的大气降尘样品,进行化学组分和粒径分析,研究了降尘化学组分及降尘来源的粒径分布特征.研究结果表明:首先,太原市降尘的粒径大小受地理位置影响显著,呈现南部粒径大,北部粒径小的特点,且呈现秋冬季粒径偏大的季节特点,这与太原市降尘污染源的时空分布有关.此外,不同粒径大小降尘的化学组分存在明显的时空差异,尤其是OC、SO₄^2-和无机元素Ca、Si和Fe等组分.源解析结果表明城市扬尘源对太原市各粒径大小降尘样品的贡献均较高(33.7%～37.5%).同时,建筑尘源(21.8%～31.6%)和钢铁工业源(5.1%～18.1%)对中粒径和粗粒径降尘具有显著贡献,燃煤源对细粒径降尘的影响也不可忽视(14.1%～22.6%).     

天津市夏季灰霾与非灰霾天气下颗粒物污染特征与来源解析

2011年6-8月在天津市区进行的连续灰霾观测发现,灰霾发生的天数占观测时段的1/3.灰霾日与非灰霾日颗粒物质量浓度存在显著差异,灰霾日ρ(PM2.5)与ρ(PM10)的平均值分别是非灰霾日的1.64和1.55倍.灰霾日S含量高于非灰霾日近50％;灰霾日ρ(SO42-)和ρ(NO3-)明显高于非灰霾日,其中灰霾日ρ(NO3-)增幅最高可达251.02％;灰霾日PM2.5和PM10中的ρ(OC)、ρ(EC)均是非灰霾日的1.25倍以上.灰霾日与非灰霾日的气象条件相近,表明此次观测期间天津市区夏季灰霾天气发生与气象条件的关系不大.使用CMB模型(化学质量平衡模型)对PM25来源进行的解析表明,二次硝酸盐和二次硫酸盐对灰霾日ρ(PM2.5)的贡献率分别是非灰霾日的2.17和1.34倍,而其他源类在灰霾日和非灰霾日的贡献差异不明显,说明二次离子可能是造成天津市区夏季灰霾最主要的颗粒物源类.     

SO2 允许排放量分配技术方法的研究

 将SO₂ 排放源分成电厂、工业、供热及民用4 类燃煤源,分别选择不同的指标,综合分析各污染源的SO₂ 排放绩效水平,结合当地的环境质量状况、发展规划、国家和地方的有关产业政策和环境保护政策以及不同行业类型排放源的生产特点和排污水平,设定各类燃煤源应达到的排放绩效标准,利用ISC3 环境空气质量模型,基于基准排放因子及环境综合调节系数,确定各污染源的最终允许排放量.以天津市为例,电厂燃煤源、供热污染源、工业燃煤源的SO₂ 年允许排放量分别为1.25×10⁵,1.24×10⁴,4.12×10⁴t,削减率分别为14.4%,25.8%,27.9%.     

青岛环境空气PM10和PM2.5污染特征与来源比较

2011—2012年分别在青岛设6个和2个采样点采集PM10和PM2.5样品,分析二者质量浓度及颗粒物中多种无机元素、水溶性离子和碳等组分的质量浓度,以研究PM10及PM2.5的污染特征.采用CMB-iteration模型估算法,确定一次源类及二次源类对PM10和PM2.5的贡献,利用统计学方法比较PM10和PM2.5的污染源.结果表明:青岛大气颗粒物质量浓度季节变化显著,表现为春、冬季高,夏、秋季低;Na、Mg、Al、Si、Ca和Fe元素主要富集在PM10中,SO42-、NO3-、EC和OC主要富集在PM2.5中;城市扬尘、煤烟尘、建筑水泥尘及海盐粒子等粗粒子在PM10中的分担率较PM2.5中的高,分担率分别为28.7%、17.2%、7.16%及4.47%;二次硫酸盐、二次硝酸盐、机动车尾气尘及SOC(二次有机碳)等在PM2.5中的分担率较PM10中的高,分担率分别为19.3%、8.97%、13.7%及6.07%;由PM10与PM2.5化学组分的分歧系数可见,春、秋季PM10和PM2.5化学构成存在一定差异,而冬、夏季二者的化学构成相似.     

成都市PM10中多环芳烃来源识别及毒性评估

对成都市2009年冬夏两季可吸入颗粒物(PM10)中16种多环芳烃(PAHs)含量进行了研究,并进一步分析其空间分布、组成特征及来源.结果表明,16种PAHs中15种被普遍检出(Nap未检出),冬季和夏季的ΣPAHs浓度范围分别为40.25~150.68ng/m3和44.51~71.16ng/m3,平均浓度分别为88.36ng/m3和64.21ng/m3.空间分析表明,PAHs浓度在工业区较高,背景点较低.从PAHs组分分析结果显示,低环含量较低,4~6环所占比例较大,其比例范围为86.7%~96.1%.各组分含量季节差异不明显.利用特征化合物比值法、等级聚类法、PCA解析法分析了污染源类型,结果表明成都市PM10中PAHs的主要来源是机动车尾气排放源,以及煤与木材燃烧源.通过BaP当量(BaPE)进行了毒性评估,结果显示成都市冬夏两季的BaPE均值分别为13.41ng/m3和9.54ng/m3.     

成都市冬季大气颗粒物组成特征及来源变化趋势

2010—2012年冬季分别在成都市8个环境受体采样点采集PM10、PM2.5样品,同时采集颗粒物源类样品,分析上述样品质量浓度及多种无机元素、水溶性离子和碳组分的含量,以对这3 a冬季大气颗粒物浓度、特征组分、来源及变化趋势进行分析.使用CMB-iteration模型对成都市中心城区的PM10、PM2.5进行来源解析.结果表明:成都市冬季ρ(PM10)在工业区最高,PM2.5污染呈现区域性特征;冬季PM10的主要来源有扬尘、二次硫酸盐、煤烟尘、二次硝酸盐和机动车尾气尘,上述5类源在2010─2012年的分担率分别为24%~29%、17%~22%、13%~16%、6%~12%、6%~11%;对PM2.5有重要贡献的源类有二次硫酸盐、扬尘、煤烟尘、二次硝酸盐和机动车尾气尘,这5类源在2010─2012年的分担率范围分别为25%~27%、19%~22%、12%~15%、11%~13%、8%~11%.二次粒子、扬尘等是成都市大气颗粒物的主要污染源,其中扬尘、建筑水泥尘等以粗粒子为主的源类浓度贡献呈逐年下降趋势,而二次粒子等以细粒子为主的源类浓度贡献则逐年上升,成都市冬季大气细颗粒物污染加重.     

杭州市灰霾与非灰霾日不同粒径大气颗粒物来源解析

在2011年典型灰霾和非灰霾天气下,采集了杭州市不同粒径的大气颗粒物样品,测定并分析各粒径段颗粒物的质量浓度及其化学成分;同时采集并分析了主要污染源排放的颗粒物样品,通过CMB(化学质量平衡)模型进行源解析.结果表明:灰霾天气下,二次粒子是杭州市各粒径段颗粒物的首要贡献源,其对≤1.1、1.1~3.3、3.3~5.8和5.8~10μm粒径段的颗粒物贡献率分别为60.4%、62.2%、54.8%和46.5%.在一次排放源中,机动车尾气是≤1.1和1.1~3.3μm粒径段颗粒物的重要来源,贡献率分别为13.8%和12.2%;城市扬尘是3.3~5.8μm粒径段颗粒物的重要来源,贡献率达到16.0%;而建筑施工尘是5.8~10μm粒径段颗粒物的重要来源,贡献率为14.2%.非灰霾天气下,随着颗粒物粒径的增加,二次粒子的贡献率显著下降,对≤1.1μm粒径段颗粒物的贡献率为42.7%,而对5.8~10μm粒径段颗粒物的贡献率仅为15.5%;机动车是各粒径段颗粒物的重要贡献源,贡献率均在20%以上;煤烟尘是≤3.3μm细粒径段颗粒物的重要贡献源类,贡献率为22.0%;城市扬尘是3.3~5.8μm粒径段颗粒物的重要来源,贡献率为18.3%;建筑施工尘依然是5.8~10μm粒径段颗粒物的重要来源,贡献率为21.4%.     

天津市夏季PM10浓度及组成元素垂直分布特征

通过天津市气象局大气边界层观测站高255 m的气象铁塔,获得了10m、40m、120m和220 m 4个高度共80个PM10样品,分析了PM10的日均质量浓度及其元素的垂直分布特征.结果表明,4个高度处PM10质量浓度时序变化基本一致;PM10质量浓度及其组成元素总量随高度增加递减;10 m、40m和120m3个高度处的PM10质量浓度时间序列分布的相关性较好,组分分歧系数较小,而220 m处的PM10质量浓度时间序列分布与其他3个高度处的相关性较差,组分分歧系数较大.样品中元素质量浓度由高到低依次是Si、Al、Ca、Fe、Na、Mg、K、Zn、Ti、Cu、Mn、Pb、Cr、Ni、Co、V、As、Cd和Hg.其中,Si、Al、Na、K质量分数随高度变化不大;Ca、Fe、Mg质量分数随高度增加递减明显;Zn、Cu、Mn、Pb、Cr在10m、40m和120 m3个高度处质量分数接近,而在220m处明显降低;Ti元素在4个高度处的质量浓度接近,质量分数总体上随高度增加递增;Ni、Co、V、As、Cd、Hg质量分数随高度的变化不同,其中与燃煤有密切关系的Hg在120 m处质量分数明显高于其他高度处,而在220m处最低.Al、Fe、Na、K等元素相对富集因子小于或接近1,其质量浓度与PM10质量浓度时序分布的相关性较好,其中Al、Na相关系数随高度增加显著递减;Zn,Cu、Pb、Cr、As、Ni的相对富集因子显著大于1,其质量浓度与PM10质量浓度时序分布的相关性较差,相关系数随高度增加变化不大.     

天津市冬季颗粒物化学组成及其消光特征

于2013年冬季在天津大气边界层观测站利用Andersen撞击式采样器采集了26 d的颗粒物样品,并进行化学组分分析,同步观测颗粒物吸收系数、数浓度、能见度及其他气象要素.对比分析了污染日和清洁日颗粒物质量浓度及其化学组成的粒径分布特征,在此基础上,利用Mie模型计算外混、内混、"核-壳"3种混合态假设下颗粒物的消光系数、散射系数和吸收系数.与实测吸收系数的比较可知,颗粒物的混合态可能更加接近"核-壳"态."核-壳"态假设下颗粒物平均消光系数模拟值为(517.44±308.42)Mm-1,其中污染日平均值为(668.39±307.30)Mm-1,清洁日为(275.91±37.90)Mm-1,相对湿度对颗粒物的消光系数有显著影响.污染日颗粒物中OM(有机质)、(NH4)2SO4、NH4NO3、EC和其他物质对消光系数的贡献率分别为30.4%、25.5%、17.7%、8.1%和18.3%,清洁日分别为49.8%、11.0%、7.2%、10.6%和21.4%.PM0.4~1.1、PM1.1~2.1、PM2.1~10的消光系数贡献率分别为69.6%±6.7%、13.9%±3.3%和16.5%±6.4%.污染日高浓度的细粒子是导致能见度下降的主要原因,其中亚微米颗粒物对消光占据主导地位,(NH4)2SO4、NH4NO3、OM是主要的消光化学组分.