长株潭城市群秋季大气颗粒物及其重金属元素污染特征

为研究长株潭城市群大气颗粒物及典型元素污染特征,于2011年11月在长沙、株洲、湘潭三地采集TSP和PM₁₀样品,同期在北京进行采样,以分析颗粒物及其中重金属元素(Cr、Cd、Hg、Pb和As)质量浓度的分布特征. 结果表明:秋季长沙、株洲、湘潭三地的ρ(TSP)均低于北京,背景点(长沙沙坪站)最低,为(110±48)μg/m3. 株洲ρ(PM₁₀)与北京相近,略高于湘潭和长沙,但背景点ρ(PM₁₀)仍为最低. ρ(PM₁₀)/ρ(TSP)在70.26%~95.80%之间,平均值为85.90%. 长株潭城市群的ρ(Cr)、ρ(Hg)、ρ(As)、ρ(Cd)和ρ(Pb)在TSP中分别为37.7~60.7、0.2~1.5、22.7~92.0、4.2~36.8和142.9~508.3ng/m3,在PM₁₀中相应分别为20.4~33.5、0.1~1.0、20.6~74.2、3.8~31.9和126.1~432.4ng/m3. 长株潭城市群各采样点Cd在TSP和PM₁₀中的富集因子均最大,分别为475.8~4690.7和840.5~7489.8;其次为Hg、Pb和As;Cr的富集因子在TSP和PM₁₀中分别为7.8~33.3和9.1~33.6,均为最小.      

陕西西部某工业园区采暖期大气降尘重金属特征

为了解陕西省某工业园区采暖期大气降尘重金属元素特征,于2012年11月20日至2013年3月20日,通过被动采样的方式,采集该区域采暖期的大气降尘样品,利用火焰原子吸收分光光度法测定其中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr和Fe的含量,并分别计算各元素采暖期的日沉降通量和富集因子.结果表明:研究区采暖期大气降尘量普遍较高,并且受园区人为污染源和道路扬尘影响明显;大气降尘中重金属含量分布不均,位于园区内部点位的重金属含量明显大于上风向点位和对照点;各元素之间也有很大的差异,其中,Fe的含量远高于其他6种元素,Pb、Zn含量次之,Cu、Cd、Ni、Cr的含量较小;从采暖期日沉降通量来看,Fe、Zn、Pb的沉降通量较大,Cu、Cr、Ni、Cd的沉降通量较小.而根据富集因子分析结果可知,Zn、Pb、Cu、Cd主要来自人为源,Fe、Cr、Ni与当地的自然地质背景有关.     

2008年北京采暖开始前后大气颗粒物化学成分及来源研究

为了系统反映北京采暖开始前后大气颗粒物的特征,于2008年10月底到12月初在北京北三环内城区使用分级式撞击采样仪进行了大气颗粒物采样,并用质子激发X射线荧光分析(PIXE)方法对其中16种化学元素浓度进行了分析.结果表明,采暖开始后16种元素总浓度较采暖期前增长3%,As、Cu在采暖期间的浓度增幅在30%以上,采暖开始后细粒子中Pb浓度增长为27%.富集因子分析结果表明,Cu、As、Pb等元素细粒子的富集因子比1999年同期有明显减小,说明北京近年来实行的环保措施较为有效.     

应用化学提取法评价大气颗粒物中重金属的生物有效性

以广州市楼顶降尘为研究对象,在分析其粒度分布和重金属总量的基础上,采用单一化学提取法（DWLP、TCLP）和多级化学提取法（SEP）研究了大气颗粒物中4种重金属元素的生物有效性。结果表明：样品中96％以上颗粒小于100μm,其中10μm和2．5μm以下颗粒分别占33％和11％。大气颗粒物中重金属含量很高,Cu、Pb、Zn和Cd的平均含量分别为362．43、1033．81、830．32和5．80mg／kg,是广东省环境土壤背景值的17～64倍。单一提取法中,TCLP的提取效率明显高于DWLP,表明pH值是影响大气颗粒物中重金属释放的主要因素。SEP法结果显示,Zn和Cd的生物可利用态比例远高于Cu和Pb。经DWLP和TCLP法提取后,颗粒物中重金属的总含量有不同程度的降低,生物可利用态所占比例明显增加。通过综合分析,发现SEP此其他两种方法更适用于评价大气颗粒物中重金属的生物有效性。     

Trace metals in atmospheric fine particles in one industrial urban city: Spatial variations, sources, and health implications

Trace metals in PM2.5were measured at one industrial site and one urban site during September, 2010 in Ji'nan, eastern China. Individual aerosol particles and PM2.5samples were collected concurrently at both sites. Mass concentrations of eleven trace metals(i.e., Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Sr, Ba, and Pb) and one metalloid(i.e., As) were measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy(ICP-AES). The result shows that mass concentrations of PM2.5(130 μg/m3) and trace metals(4.03 μg/m3) at the industrial site were 1.3 times and 1.7 times higher than those at the urban site, respectively, indicating that industrial activities nearby the city can emit trace metals into the surrounding atmosphere. Fe concentrations were the highest among all the measured trace metals at both sites, with concentrations of 1.04 μg/m3at the urban site and 2.41 μg/m3at the industrial site, respectively. In addition, Pb showed the highest enrichment factors at both sites, suggesting the emissions from anthropogenic activities existed around the city. Correlation coefcient analysis and principal component analysis revealed that Cu, Fe, Mn, Pb, and Zn were originated from vehicular trafc and industrial emissions at both sites; As, Cr, and part of Pb from coal-fired power plant; Ba and Ti from natural soil. Based on the transmission electron microscopy analysis, we found that most of the trace metals were internally mixed with secondary sulfate/organic particles. These internally mixed trace metals in the urban air may have diferent toxic abilities compared with externally mixed trace metals.     

西安冬季重污染过程PM2.5理化特征及来源解析

基于单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）观测数据、颗粒物质量浓度数据和气象要素数据,研究了2017年11月西安市一次重污染过程中细颗粒物的化学组分特征及其成因,并使用正矩阵因子分析法（PMF）对细颗粒进行了来源解析.结果表明,西安市冬季重污染过程中细颗粒物主要类型为有机碳（OC）、元素碳（EC）、混合碳（ECOC）、富钾（K）、钠-钾（Na-K）、有机胺（amine）、矿尘（dust）和重金属（HM）,其主要来源为燃煤（24.9%）,二次（29.3%）,工业（19.3%）,交通（13.3%）,生物质燃烧（5.2%）和扬尘（1.9%）.通过对比分析不同污染过程细颗粒物的理化特征,发现高湿度,低风速的不利气象条件和供暖及工业生产导致的燃煤污染、二次污染,是此次重污染过程的主因.     

Pollution characteristics of atmospheric dustfall and heavy metals in a typical inland heavy industry city in China

Through field sampling of atmospheric dustfall in regions of Zhuzhou City, China for a period of one year, the deposition fluxes of atmospheric dustfall and five heavy metals contained inside, including Cr, As, Cd, Hg and Pb, were analyzed. Meanwhile the enrichment factor and index methods were used to analyze the pollution characteristics of heavy metals of atmospheric dustfall in Zhuzhou. The annual deposition flux of atmospheric dustfall in Zhuzhou was 50.79 g/(m~2·year), while the annual deposition fluxes of Cr, As, Cd, Hg and Pb were 9.80, 59.69, 140.09, 0.87 and 1074.91 mg/(m~2·year), respectively.The pollution level of atmospheric dustfall in Zhuzhou was relatively lower compared with most other cities in China, but the deposition fluxes of As, Cd, Hg and Pb in atmospheric dustfall in Zhuzhou were much higher than that in most cities and regions around the world. Cd is the typical heavy metal element in atmospheric dustfall in Zhuzhou, and both the enrichment factor and pollution index of Cd were the highest. Cd, Hg, Pb and As in atmospheric dustfall were mainly from human activities. According to the single-factor index, Nemerow index and pollution load index analyses, the atmospheric dustfall in Zhuzhou could easily cause severe heavy metal pollution to urban soil, and the most polluting element was Cd, followed by Pb, As and Hg. Only the pollution level of Cr lay in the safety region and mainly originated from natural sources.     

沿海城市秋季大气甲醛污染来源及其环境影响

基于大气综合观测站的气态污染物(HCHO、O₃、PAN、CO、NOx、异戊二烯)及气象要素(温度、湿度、风速、风向)等在线观测数据,研究沿海城市厦门秋季大气HCHO的时间变化特征及其关键影响因子,利用多元线性回归分析方法定量识别HCHO的主要来源,并估算HCHO对·OH生成的贡献.结果表明:HCHO平均浓度为(3.15±1.40)×10^-9,范围为(0.55～7.96)×10^-9,呈现明显“单峰”日变化特征,峰值出现在13:00左右.HCHO与O₃、PAN显著正相关;温度、湿度和UV是影响HCHO浓度的主要气象因素,强辐射、高温、低湿、低风速和西南风的条件促进了厦门大气HCHO的二次生成. HCHO小时光解量(PHCHO)范围为(0.01～3.02)×10^-9/h,平均PHCHO为0.61×10^-9/h,同时,大气HCHO光解成稳定分子H2和CO的速率是光解成自由基H·和HCO·速率的1.1～1.6倍.观测期间大气HCHO来源主要包括二次生成(39.2%)...     

我国PM2.5的污染状况和污染特征

对中国大气中PM2.5的污染状况和污染特征进行了综述和分析,其中包括我国PM2.5质量浓度的时间、空间污染特征、来源解析以及与PM10的关系.     

长沙市乔口镇土壤重金属地球化学基线值的厘定及应用

随着工业化和城市化等人类活动影响的加强,土壤表层重金属含量趋于上升.作为区分自然背景和人为影响的指标,土壤重金属地球化学基线为土壤的污染评价提供了重要的参考依据.本研究以湖南省长沙市乔口镇为研究区域,利用标准化方法和累积频率曲线法两种方法,计算了这一区域土壤重金属的地球化学基线值,并利用富集因子来评价当地的重金属污染状态.结果表明,除极少数样品外,这一区域绝大多数样品并未受到明显的人为污染.乔口镇地处湘江下游,其地球化学基线值可以为长沙-株洲-湘潭(简称长-株-潭)经济区的土壤重金属污染提供参考.     

安庆市降尘重金属的污染评价与健康风险评价

为探究安庆市降尘重金属污染程度及存在的健康风险,在市区设置48个采样点采集降尘,分析降尘重金属含量.结果表明:安庆市降尘中Cu, Zn, Pb, Ni, Cr, As, Cd含量平均值分别为134.1,640,128.9,55.4,128.7,63.9,2.98mg/kg.富集因子分析显示:Ni和Cr为轻微富集,Cu, Pb, As的富集因子较高,Zn和Cd为极强富集,其富集指数分别达到10.25和29.53.地积累指数评价平均生态危害表明:Cr和Ni属于轻度污染,Cu, Pb,As处于偏中度污染到中度污染之间,Zn属于中度污染,部分地区达到重度污染,Cd处于重污染到严重污染之间,其平均污染指数为5.07属于严重污染.手-口途径摄入是降尘重金属引起非致癌风险的最主要途径 ,总非致癌风险次序为As > Cr > Pb > Cu > Cd > Ni > Zn,其中手-口途径儿童As的暴露风险HQing已达到2.72明显超出限值1,易对儿童健康造成危害.其他金属风险均低于限值,不会对人们身体健康造成危害.降尘中的Ni, Cr, As, Cd通过呼吸途径不具有致癌风险.     

佛山市冬季PM2.5中重金属元素的污染特征

为了解珠江三角洲典型工业城市佛山冬季大气细颗粒物中重金属元素的污染特征,在佛山的城区(禅城)和城市清洁点(三水)同步采集24h PM2.5样品,分析了16种元素Fe、Ti、Zn、V、Mn、Cu、As、Rb、Sr、Cd、Cs、Ba、Hg、Tl、Pb和Bi的浓度.禅城的重金属处于较高的污染水平,三水重金属元素浓度普遍低于禅城,但Fe、Ti、Sr、Cd的浓度高于禅城.与国家大气颗粒物中重金属浓度标准相比,禅城的As、Cd超标严重,Pb略超标,三水的As、Cd超标严重.Zn、Cu、As、Pb的富集因子均高于10,表明其主要与人类活动导致的污染有关.重金属元素的浓度在灰霾期都有增高的趋势,但各重金属浓度日变化趋势和幅度在禅城较为一致,在三水则不太一致.气团后向轨迹分析表明,研究期间重金属元素的浓度分布受靠近或者始于福建的广东东北方向气团、广福沿岸气团、海洋方向气团和来自江西的气团影响,其中第1类气团主要使得重金属元素浓度提高,后面3类气团均使得重金属浓度下降.     

艾比湖流域大气降尘重金属的污染和健康风险

为了解新疆典型绿洲盆地经济发展背景下大气降尘中重金属的污染状况及潜在健康风险,通过采集样品,测试了其中重金属Zn、Cr、Hg、As、Pb、Cd和Cu含量,然后结合富集因子(EF)、地累积指数(Igeo)和健康风险评估方法进行研究.结果表明:艾比湖流域年降尘通量平均值为298.23g/m2,各月降尘平均值为24.85g/m2,从年内分配来看,艾比湖流域冬半年(2013年8月~2014年2月)大气降尘通量明显大于夏半年 (2014年3~7月),富集系数计算表明,艾比湖流域大气降尘中重金属Cu、Cr和As,主要来自于流域自然地质背景;降尘中重金属Pb、Cd和Hg主要受人为污染因素的影响.地积累指数评价表明艾比湖流域大气降尘中重金属As、Cr、Cu和Zn的无污染等级在全年各月所占比例最大;重金属Pb、Cd和Hg轻污染等级较大,中度污染也占有一定比率.健康风险评价表明艾比湖流域大气降尘中重金属的致癌和非致癌风险概率均较低,不会对流域人体健康造成危害.     

2013年10月长株潭城市群一次持续性空气污染过程特征分析

2013年10月21~31日长株潭城市群经历了一次持续性空气污染过程.利用地面空气质量监测资料、地面气象资料及探空资料综合分析了此次污染过程与大气环流、边界层气象条件之间的相互关系,并利用卫星遥感火点监测资料和HYSPLIT4模式,分析了此次过程大气污染物的来源及输送路径.结果表明,过程前期(21~26日),污染物缓慢积累,过程后期(27~31日),PM2.5、CO、NO2等焚烧特征污染物浓度急剧升高,秸秆焚烧污染物的长距离输送是后期空气污染加重的主要原因.火点监测和后向轨迹分析表明,过程前期气流主要流经长株潭城市群东北方向的安徽、湖北等地,流经地区火点分布较少,后期气流主要流经长株潭城市群东南方向的江西等地,流经地区火点分布较多.高压均压场背景环流导致的稳定大气层结、南北冷暖气流对峙造成的地面静小风,是长株潭城市群污染过程发展、维持和加强的重要条件,污染物长距离输送对长株潭城市群区域空气质量有重要影响.     

自贡市大气颗粒物污染特征及来源解析

利用自贡市大气监测数据、同期气象数据以及颗粒物源解析在线监测资料,对颗粒物污染的特征及成因进行研究.结果表明:颗粒物年均浓度受浮尘天气影响明显,季均浓度呈冬高夏低变化,月均浓度呈"U"字形变化,日均浓度呈双峰型变化;颗粒物与降水、温度、气压、风速存在相关性,与相对湿度无相关性,PM10、CO、NO2、SO2、O3浓度对PM2.5浓度变化影响显著;PM2.5主要成分为元素碳、有机碳、富钾颗粒等,主要来源为机动车尾气、燃煤、工业工艺源等.     

北京市大气细颗粒物污染与来源解析研究

采集北京市2014年冬、春、夏、秋4个季节代表月1、4、7、10月的大气细颗粒物PM_2.5样品,分析研究了PM_2.5质量浓度、化学特征、季节变化和污染成因.同时,采用正交矩阵因子分析法（PMF）对PM_2.5进行了来源解析.结果表明,北京市2014年PM_2.5年均浓度为87.74μg/m³,是国家环境空气质量标准年均浓度限值的2.5倍.轻、重污染期间,PM_2.5浓度较常日分别增加了1.5和3.9倍,其季节变化表现为冬季 >夏季 >秋季 >春季.地壳元素Mg、Al、Fe、Ca、Ti在轻度污染和重度污染期间较常日略有升高,分别是常日浓度的1.1~1.2倍和1.2~1.5倍.污染元素S、Pb、Zn、Cu浓度变化显著,轻度污染和重度污染期间分别是常日浓度的1.3~2.7倍和1.9~5.9倍.S元素是PM_2.5中受人为活动影响较为严重的组分,其相应的SO₄^2-年均浓度为13.43μg/m³,在轻度污染和重度污染期间分别是常日浓度的2.7和5.9倍.硫酸盐的形成主要受O₃浓度、温度、相对湿度等气象要素的协同影响,较高的O₃浓度、较高温度和相对湿度有利于硫酸盐的生成.PM_2.5主要来源于机动车排放、燃煤、地面扬尘和工业排放,其贡献率分别为37.6%、30.7%、16.6%和15.1%.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品,分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明,研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49,1.21,0.96,0.243mg/（m²·月）,以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值,但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%）,Pb的沉降通量最高,Cd最低,相较于国内其他工业城市,Cr、Cu的沉降通量偏高,Cd偏低.时间上,第三季度,5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr;第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上,As介于轻度和偏中度污染,Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险,降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品,分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明,研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49,1.21,0.96,0.243mg/（m²·月）,以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值,但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%）,Pb的沉降通量最高,Cd最低,相较于国内其他工业城市,Cr、Cu的沉降通量偏高,Cd偏低.时间上,第三季度,5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr;第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上,As介于轻度和偏中度污染,Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险,降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

大气细颗粒物的污染特征及对人体健康的影响

采集兰州市2005年1月1日至2007年12月31日的大气颗粒物(TSP、PM10、PM2.5、PM1.0),分析不同粒径颗粒物的污染特征及其与气象因素的相关关系,并采用时间序列半参数广义相加模型(GAM)分析了可吸入颗粒物与呼吸系统疾病和心脑血管疾病日入院人次的暴露-反应关系.结果显示,TSP和PM10的质量浓度在春季较高,PM2.5和PM1.0在冬季较高;气象因子与大气颗粒物有显著的相关关系;对于呼吸系统疾病来说,PM10、PM2.5和PM1.0每升高10μg·m-3或10粒子数·m-3,入院危险分别增加0.052%、0.604%和0.652%;对于心脑血管疾病来说,PM10、PM2.5和PM1.0每升高10μg·m-3或10粒子数·m-3入院危险分别增加0.046%、0.697%和0.935%.由此可见,兰州市不同粒径大气颗粒物均有不同程度的污染,PM10、PM2.5和PM1.0对呼吸系统疾病和心脑血管疾病入院人次均有一定影响,且PM10对呼吸系统疾病的影响较心脑血管疾病明显,而PM2.5和PM1.0则正好相反.     

北京冬季一次重污染过程的污染特征及成因分析

为了研究北京冬季重污染过程的污染特征及形成原因,选取2013年1月9~15日一次典型重污染过程,对污染期间气象要素、大气颗粒物组分特征和天气背景场进行综合研究.结果表明,此次大气重污染过程中PM₁₀和PM_2.5平均质量浓度分别为347.7μg/m³和222.4μg/m³,均超过环境空气质量标准(GB3095-2012)中规定的日均二级浓度限值.重污染时段PM_2.5中NH₄⁺、NO₃^-和SO₄^2-质量浓度之和占PM_2.5质量浓度的44.0%,OC/EC的平均比值为5.44,说明二次无机离子和有机物对此次污染过程中PM_2.5贡献较大.稳定的大气环流背景场、高湿度低风速的地面气象条件和低而厚的逆温层导致北京地区大气层结稳定,加上北京三面环山的特殊地形结构,是造成此次大气重污染过程的主要原因.