元宵节期间北京PM_(2.5)单颗粒的物理化学特征

采集2014年元宵节期间北京PM2.5样品,使用场发射扫锚电镜-能谱仪观察北京PM2.5单颗粒的显微形貌和元素组成,并利用图像分析系统对PM2.5的粒径进行分析.结果表明:PM2.5的单颗粒类型以烟尘集合体、矿物颗粒和飞灰为主;烟花爆竹燃放产生的PM2.5是造成元宵节期间北京PM2.5浓度升高的主要原因;PM2.5中总颗粒物个数呈现先升高后降低的趋势;元宵节期间北京PM2.5中大部分颗粒物的粒径小于0.7μm;然而,重污染天气PM2.5中粒径大于0.7μm颗粒物的数量明显高于轻污染天气.     

混煤燃烧过程中温度对颗粒物生成特性影响的研究

利用沉降炉研究了混煤燃烧过程中温度对飞灰颗粒尤其是PM10及PM2.5生成特性的影响.试验煤种为不同灰熔点的平朔煤、大优煤及其混煤,燃烧温度分别为1100℃、1200℃、1300℃.采用Malvern MS2000粒度分析仪对收集的飞灰颗粒尺寸分布进行测定.试验结果表明,高灰熔点煤中掺入低灰熔点的煤能增大飞灰颗粒的粒径,减少PM10及PM2.5的排放;对同一煤样,随着温度的升高,飞灰颗粒中PM10及PM2.5所占比例相应减小.     

利用SPAMS研究南宁市冬季单颗粒气溶胶化学成分

利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)对南宁市2015年冬季2月15~24日期间大气PM2.5进行观测.SPAMS所测得大气PM2.5数浓度与PM2.5质量浓度线性相关系数为0.76,在一定程度上颗粒物数浓度可反映大气污染状况.利用自适应共振神经网络分类方法(Art-2a)对PM2.5化学成分进行分类,确定PM2.5化学成分主要为元素碳、有机元素碳混合颗粒、有机碳、富钾颗粒、矿物质、富钠颗粒、二次无机颗粒、左旋葡聚糖以及其它重金属共9类.成分占比最高的是元素碳,其次是有机碳和富钾颗粒.监测到80%以上的PM2.5粒径主要集中在0.2~1.0μm之间,峰值出现在0.62μm处,各化学成分的粒径分布特征与总颗粒数粒径分布特征相似.各化学成分数浓度与PM2.5质量浓度随时间变化趋势较一致,化学成分数浓度占比变化在一定程度上可反映瞬时的污染来源.     

哈尔滨春季大气PM_(2.5)物理化学特征及来源解析

应用场发射扫描电镜(FESEM)和带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)对哈尔滨市春季市区大气PM2.5的物理和化学特征进行研究。微观图像表明PM2.5颗粒类型主要为矿物、烟尘集合体、飞灰和超细颗粒物;从各种颗粒的数量-粒度、体积-粒度分布及矿物元素分析表明,哈尔滨市大气PM2.5颗粒中,矿物、烟尘集合体、飞灰是颗粒的主要成分,分别来源于扬尘、燃煤燃烧和机动车尾气排放。     

流化床O2/CO2气氛下添加SiO2对燃煤PM2.5的控制

采用小型流化床研究了在O2/CO2气氛下添加SiO2对PM2.5(空气动力学直径小于2.5 μm的颗粒物)的控制,试验在1123 K、O2/CO2气氛下进行,并采用荷电低压撞击器(ELPI)采集和分析燃烧后的PM2.5.结果表明,添加SiO2是燃烧过程中影响PM2.5生成的重要因素.添加SiO2后,生成PM1的质量浓度均降低,而PM1-2.5的质量浓度均略有增加;PM2.5质量粒径分布均呈双峰分布,峰值分别出现在0.2 μm和2.0μm左右.随着SiO2添加量的增加,PM2.5中的S、K、Na、Cu和Pb元素的含量呈减少的趋势;随着颗粒粒径减小,S、K、Na、Cu和Pb元素的含量有增高的趋势.     

红外光谱对土壤类PM2.5颗粒的研究

利用红外光谱和扫描电镜对93#和97#汽油燃烧产物、不同地段的土壤颗粒做了详细的表征。结果表明,97#汽油的燃烧产物含有的有害物质要明显少于93#汽油的燃烧产物;客运站表层土壤颗粒粒径明显小于新鲜土壤;汽油燃烧产物和新鲜土壤混合产物的成分与客运站表层土壤成分接近,说明土壤与汽油的燃烧产物发生了某种相互作用。在离客运站2 km以外测定的浮土成分与客运站表层的土壤成分相同,说明土壤类PM2.5颗粒可以随空气流动。     

民用燃料燃烧排放PM2.5和PM10中碳组分排放因子对比

在实验室中模拟民用燃料在家庭炉灶中的燃烧,应用稀释通道系统采集颗粒物,获得玉米秸秆、薪柴、蜂窝煤和块煤四种常用民用燃料燃烧排放PM10,PM2.5及载带碳组分的排放因子.结果表明,民用燃料燃烧排放的颗粒物以细颗粒为主, PM2.5占PM10的70%~90%.颗粒物排放因子最大的为块煤,其PM2.5和PM10的排放因子分别为9.837和11.929g/kg,分别是蜂窝煤的12.6和13.7倍;玉米秸秆和薪柴PM2.5和PM10的排放因子稍低于块煤,为7.359~10.444g/kg.4种燃料燃烧OC排放因子块煤最高,其在PM2.5和PM10中分别为5.29和5.19g/kg.薪柴燃烧EC的排放因子最高,其在PM2.5和PM10 中的排放因子分别为1.065和1.126g/kg.块煤两种粒径上EC的排放因子略低于薪柴.蜂窝煤EC的排放因子最低,比薪柴低300倍左右,玉米秸秆EC的排放因子也要比薪柴低10倍左右.碳组分是块煤,秸秆,薪柴排放颗粒物的主要成分,其含量在40%~60%之间,该值比蜂窝煤高3倍.四种燃料对应的OC/EC比值差异很大,薪柴和块煤燃烧排放颗粒该值为3~6,秸秆和蜂窝煤燃烧排放颗粒其值高达30~50.     

中小燃煤锅炉PM2.5排放特征实测研究

中小燃煤锅炉是我国工业和民用部门最主要的供热方式,掌握其一次颗粒物的排放特征对于研究大气PM2.5的来源和控制途径具有重要意义.本研究通过实测中小燃煤锅炉烟气,获得了中小燃煤锅炉PM2.5及以下粒径段的排放因子和分布,并分析了各粒径段的颗粒密度及除尘装置的去除效率.研究发现,PM2.5质量排放因子平均为(0.123±0.061)kg·t-1,PM2.5粒子数的排放因子平均为(3.17±1.65)×105t-1,烟气中70~120 nm粒径段的积聚模态颗粒在质量和数量上都高于其他粒径段.锅炉燃烧负荷是影响锅炉PM2.5排放的重要因素,锅炉的燃烧负荷越低,PM2.5排放将随之降低.实测锅炉的PM2.5排放因子显著低于物料衡算结果,说明采用物料衡算方法可能极大地高估了现有排放清单中工业燃煤锅炉的一次PM2.5排放量.     

济南春季颗粒态汞污染特征及健康评估研究

近年来,大气颗粒态汞对人体健康的危害逐渐凸显。济南是山东省的省会城市,能源消耗量大,工业园区集中。文章以济南市不同功能区域的大气颗粒物为研究对象,对其中的汞含量进行测定。结果表明,监测期间所有供试点中TSP、PM10、PM2.5超标率分别为(GB 3095-2012二级标准):27.8%、38.9%、55.6%,PM2.5超标比率较高,细颗粒物在大气总悬浮颗粒物中占比较高,工业区对颗粒物排放贡献较大。不同颗径颗粒态汞含量不同,TSP汞含量为0.353±0.081ng/m3,PM10汞含量为0.279±0.071 ng/m3,PM2.5汞含量为0.223±0.053 ng/m3。颗粒物中汞的含量比值,PM10占TSP的比值为0.79±0.14,PM2.5占PM10的比为0.81±0.10,颗粒态汞主要存在于细颗粒物中。同时研究还表明,颗粒态汞的质量浓度与颗粒物的质量浓度呈正相关关系,大气颗粒态汞(可吸入颗粒物PM10)的危险系数HQ均小于1。     

滨海城市气溶胶中颗粒态汞的分布特征

与气溶胶颗粒相结合的汞,即颗粒态汞,不仅对人体健康及生态环境产生一定的危害,而且在汞的生物地球化学过程扮演重要角色.以我国东南滨海城市厦门市为研究对象,采集郊区、居民区、旅游区、工业区和背景区四季(2008年10月～2009年8月)的PM2.5、PM10和TSP样品,基于塞曼原子吸收法的俄罗斯LumexRA-915+汞分析仪对大气不同粒径颗粒物中颗粒态汞进行了测试.结果表明,厦门市大气不同粒径颗粒物中汞的含量均表现为冬、春两季的浓度明显高于夏、秋两季;春、夏、秋、冬四季细颗粒物(PM2.5)中的含量分别为(51.46±19.28)、(42.41±12.74)、(38.38±6.08)和(127.23±33.70)pg/m3.不同粒径颗粒物中汞主要分布在PM2.5中,占到颗粒物态汞的42.48%～67.87%,表明细粒子富集汞的能力较强.不同功能区颗粒态汞的浓度分布趋势为背景区居民区旅游区工业区郊区,说明颗粒态汞浓度的空间分布特征与采样点的环境功能密切相关.总体而言,滨海城市大气颗粒态汞含量较低;PM2.5对颗粒态汞的富集明显高于PM10和TSP,表明对颗粒态汞的控制应集中在细颗粒物污染上.     

沙尘粒子的成分和形态分析

采用试剂薄膜法和X射线能谱,分析了1995年春季发生在北京5次沙尘过程中采集的单个沙尘粒子的特征,粒子按粒径分为粗粒子(d＞1μm)和细粒子(1μm≥d＞0.1μm),除了沙尘粒子呈不规则形状,主要集中在粗粒子段外,得到的其它主要结果如下:几乎没有沙尘粒子含有可溶性硫酸盐,含硫粒子的能谱中硫的峰也不明显,并且含有硝酸盐的沙尘粒子仅占总沙尘粒子数的11%,远远低于无沙尘时硝酸盐粒子所占的比例.这些结果说明,发生于中国北部和西北地区的沙尘在中国大陆内传输过程中,其本身成分变化不大,仍以其源区的组成成分为主.另外在个别沙尘过程中的采样分析表明,北京市内的建筑粉尘有时也是局地的尘源,它们在粗细粒子中都有,外形呈规则的立方体结晶状,所含的地壳元素以Ca为主.     

北京地区大气飘尘的化学特性

选择北京地区7—9个采样点(五个功能区),用大容量采样器按季定期采集飘尘样品(103个)。用x射线荧光、x射线衍射、原子吸收、等离子体发射光谱等方法分析了飘尘中21种元素,并鉴定了α-SiO_2(α-石英)和CaCO_3(方解石)的物相。用元素相对浓度(x/Fe或x/Si)和富集因子(EF地壳以Fe为参比元素)进行了数据处理与分析,阐明了北京大气飘尘的化学特性以及不同地区、不同季节的差异与变化。根据分析结果认为,北京地区飘尘中的主要化学组分大都来源于自然界风砂或土壤;在飘尘中富集最高的元素S、Zn、Pb等可能主要来自人为污染源。估算了飘尘中风砂所占比例约为33%、硫酸根约为6%。     

聚电解质溶液中粘土颗粒的ζ电位

分别测定了 5种不同分子量和 5种不同分子链电荷密度的阴离子聚电解质高分子在钠蒙脱石粘土颗粒表面吸附前后粘粒的ζ电位 ;讨论分析了分子结构和体系环境对粘粒 ζ电位的影响以及聚电解质对粘土 -水分散体系的稳定作用。     

烟道中同极性荷电粉尘的凝并研究

针对目前电除尘器对微小颗粒粉尘捕集效率低、本体体积庞大的问题,突破传统预荷电装置的应用模式,将预荷电装置安装于电除尘器模拟烟道中,进行了高压电场荷电凝并研究,考察了凝并电场频率、电场强度以及电场类型对粉尘凝并效果的影响。实验结果表明:可以大幅度降低粒径在0.3~0.5μm的粉尘百分比;有效增加粒径>1μm的粉尘百分比;可以有效提高模拟电除尘器对细小颗粒粉尘的捕集效率,有望减少电除尘器的本体体积。     

浊度与悬浮颗粒携带污染物之间的规律研究

以4种不同工艺系统为例,分别在反硝化产生浮泥(甲)及厌氧发酵产生浮泥(乙)两种条件下,研究了出水浊度与悬浮固体浓度(SS)以及浊度与悬浮颗粒携带污染物COD、TN及TP之间的相关性规律。结果表明:浊度与SS、COD、TN及TP之间存在显著的线性关系,在反硝化产生浮泥条件下,SS、COD、TN及TP随单位浊度(1 NTU)的增加分别增加2.737,3.134,0.265,0.063 mg/L,厌氧发酵产生浮泥条件下,各指标则分别增加2.656,3.130,0.187,0.057 mg/L。SS和COD增加量与泥龄呈相关。TN和TP增加量因不同工艺系统特性而异。在浊度大于3.71 NTU,且液相各指标与排放标准相差不大时,出水综合水质指标的提高可通过物理强化降低浊度实现。     

双极荷电粉尘颗粒凝聚的初步研究

采取将含尘气体并行分别通过正负放电电场 ,然后再合二为一 ,空间大尺度范围依靠湍流输运 ,近距离依靠库仑力及范德瓦力的双极荷电凝聚方式 ,以滑石粉和锅炉飞灰为实验粉尘 ,初步研究了气流速度、含尘浓度、正负放电强度配合等因素对凝聚效率的影响 ,得到了双极荷电可使沉降收集效率提高约 10 %的静电凝聚效果。     

济南市冬季大气颗粒物粒径谱分布特征

2015年2月,采用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)和空气动力学粒径谱仪(APS)对济南市冬季大气中粒径为14. 6 nm～10μm的颗粒物粒径谱的分布进行连续监测和分析研究。结果表明:济南市冬季大气颗粒物数浓度较高,平均为47472个/cm~3。各模态对颗粒物数浓度、表面积浓度和体积浓度的贡献表明,济南市冬季大气颗粒物偏细,积聚模态粒子是可吸入颗粒物(PM_(10))的主要组成部分。数浓度谱日变化特征表明,济南市冬季大气颗粒物污染主要受道路交通源排放和新粒子生成转化的影响。春节期间,烟花爆竹的燃放会导致大气颗粒物数浓度和质量浓度明显升高,烟花爆竹燃放对颗粒物数浓度的影响主要由爱根核模态和积聚模态共同作用形成。     

聚丙烯酰胺复配物提高微细粉尘湿润效果的试验

为了提高微细粉尘的除尘效果,将聚丙烯酰胺（PAM）与琥珀酸二辛酯磺酸钠（AOT）等进行复配,并分别测定了粉尘的沉降时间、溶液表面张力及其紫外吸收光谱。结果表明,AOT与PAM复配后,形成了新的物质,可降低溶液表面张力和粉尘沉降时间,从而提高微尘湿润效果。     

天然水颗粒电动电位的化学模型

结合表面络合化学和双电层物理理论建立天然水颗粒电动电位(即ζ电位)与颐粒表面固有的化学性质及天然水化学条件之间的定量关系。在不同化学条件下,对均匀胶体颗粒(包括聚苯乙烯Latex颗粒和α-Fe_2O_3颗粒)进行电泳测定来验证该模型。结果表明,颗粒表面ζ电位与颗粒表面离子化官能团(—COOH或—OH)的化学性质、天然水pH值和专属吸附的阴阳离子(Ca~(2+)和PO_4~(3-))有密切关系。     

低层大气中固体粒子运动及其物理模拟

对于大气边界层中的固体粒子的风致运动－较大粒子的蠕动跃动和较小粒子悬浮－的主要特征作了介绍，着重介绍了在悬浮粒子运动的物理模拟研究方面的一些成果；复杂地形物低层大气湍流会显地提高起尘速率并改变降尘量的分布；有一定我向厚度的风障除了屏蔽效应－－即背风侧平均风速的减小－－外，还滕了终进入空气的灰尘数量的“宏观吸附效应”；总结了模拟悬浮粒子运动的风洞实验所应遵循的相似性准则，并提出了模拟防尘风障的中的