燃放烟花爆竹对北京城区气溶胶细粒子的影响

为了研究燃放烟花爆竹对空气中气溶胶细粒子污染的影响,采用TEOM于2003年1月31日-2月25日对PM2.5和PM10质量浓度和化学成分进行了研究,分析了春节期间北京城区气溶胶细粒子的污染特征.结果显示: 燃放烟花爆竹会导致空气中PM2.5在短时间内上升到很高的水平,最大小时平均质量浓度达549 μg/m3,平均每小时质量浓度增加100 μg/m3左右.并且随着PM2.5质量浓度的上升,PM2.5在PM10中的比例也明显上升,两者质量浓度小时平均值的比值最大可达0.9.稳定天气条件下,燃放高峰期过后随着粒径在2.5～10 μm之间的较粗粒子的沉降(约需3～4 h),PM10的质量浓度下降,但PM2.5/PM10的比值仍持续偏高.燃放烟花爆竹导致PM2.5中以燃烧为代表的元素(S、P、As)、部分金属元素(Al、Fe、Ti、Se、K)、可溶性离子成分以及OC的升高.这些成分与烟花爆竹的金属粉末、无机盐类,以及复杂的S、P化合物等主要成分吻合.     

2种铀矿井下常用口罩对气溶胶粒子的过滤特性研究

为探究铀矿井下常用的2种口罩对气溶胶粒子的过滤特性,在我国南方某铀矿山,利用APS3321型空气动力学粒径谱仪对井下工作人员常用纱布口罩和KN95型口罩的过滤特性进行了研究.井下气溶胶监测数据显示,该铀矿井下典型作业场所PM10的质量浓度介于0.069～ 9.800 mg/m3,个数浓度介于173.918 ～2 561.600个/cm3;PM2.5的质量浓度介于0.039～0.479 mg/m3之间,个数浓度介于173.100～2 556.382个/cm3之间.口罩过滤特性试验结果表明:1)KN95型口罩和纱布口罩对PM10的平均过滤效率分别为95％和76％,对PM2.5的平均过滤效率分别为93％和61％,可见KN95型口罩过滤效率明显高于纱布口罩;2)在0.5～3.5 μm粒径范围内,2种口罩对颗粒物的过滤效率均随粒径增大而增大,在3.5～ 10μm粒径范围内,2种口罩对不同粒径颗粒物的过滤效率均接近100％;3)无论从质量浓度还是个数浓度来看,经口罩过滤后的气溶胶粒子大多数分布在2.5μm粒径范围内,表明PM2.5是主要的气溶胶污染物.     

湿电除尘器PM2.5现场实测与特征变化研究

基于稀释通道原理自设固定源PM2.5稀释采集系统,应用该系统对陕西省关中地区某燃煤电厂湿式电除尘器(WESP)进出口烟气中的PM2.5、PM10和颗粒物开展了现场实测,并在实验室对采集样品进行了化学源组分分析。结果表明:WESP对PM2.5、PM10和颗粒物的脱除效率分别为67.85%、43.57%、40.88%;WESP前后质量浓度峰值均出现在积聚模态,但由双峰(1.764μm、0.649μm)变成单峰(1.764μm),峰值移至大粒径段,数浓度峰值出现在爱根核模态和积聚模态,但由多峰(0.017μm、0.129μm、0.384μm、1.764μm)变成双峰(0.017μm、0.073μm),峰值移至小粒径段;经WESP,PM2.5积聚模态大多粒径段颗粒物的质量浓度与数浓度均在下降,爱根核模态大多粒径段颗粒物的质量浓度与数浓度均在上升,无论是WESP前或后,PM2.5的主要质量浓度均集中在大粒径段、主要数浓度均集中在小粒径段;WESP对PM2.5中大粒径段颗粒物的去除效果要优于小粒径段颗粒物;WESP对PM2.5中全部已检出离子和大部分主要无机元素均具有去除作用,占离子总质量比重最高的SO42-和占元素总质量比重第5位的Mg去除率均最高(64.75%,接近100%);经WESP处理后,各检出离子的质量浓度大小排序未受任何影响(由大到小为SO4^2-、Na^+、Ca^2+、Cl^-、NO3^-、F^-、Mg^2+、NO2^-、NH4^+、K^+)。     

北京典型污染过程PM2.5的特性和来源

通过采集北京2010年12月—2011年3月冬春季节大气细颗粒物PM2.5样品,分析了冬春季典型污染时段灰霾和沙尘期间大气细颗粒物PM2.5的质量浓度和其中元素、水溶性离子、有机组分OC和EC特性,及其季节变化和来源.结果表明,北京灰霾和沙尘期间PM2.5日均质量浓度分别高达301.8 μg/m3和284.8 μg/m3,是美国EPA PM2.5日均质量浓度限值(35 μg/m3)的8.62倍和8.14倍.灰霾时段,人为污染元素(S、Cu、Zn、As、Se、Cd、Sb、Pb)、二次无机离子(NH4+、NO3-、SO42-)和二次有机碳(SOC)的质量浓度均高于沙尘天气和非污染天气.沙尘天气时地壳元素(Na、Mg、Al、Ca、Fe等)的质量浓度高于灰霾天气和非污染天气.北京冬春季节PM2.5主要来源于燃煤和工业过程、二次转化、地面扬尘、机动车尾气和生物质燃烧.灰霾污染时段二次转化贡献率较高,沙尘污染时段地面扬尘贡献率较高.     

基于后向轨迹模型的成都市典型灰霾期间PM2.5演化的自组织分析

研究了成都市2013年11月29日—12月8日一次重度灰霾期间,草堂寺、金泉两河、梁家巷、十里店4个监测站点PM2.5小时平均质量浓度序列的时间演化规律。首先应用后向轨迹模型对抵达成都市的大气气团进行模拟,结果表明,灰霾期间本地气团(100 km)对成都市PM2.5污染物的贡献率远超过中远距离的外来气团(100km)。进一步应用频度统计分析方法和消除趋势波动分析法对灰霾期间PM2.5的质量浓度序列进行了统计分析,发现PM2.5的质量浓度波动在时空上具有标度不变的幂律统计分布和长期持续性特征。最后基于自组织临界理论,探讨了成都市大气在本地气团控制下PM2.5演化的内在动力机制。结果表明,成都市大气PM2.5演化系统的自组织临界性是此次灰霾期间PM2.5浓度演化的内在动力机制。     

我国南方某铀矿井下典型工作场所气溶胶浓度分布特征调查

为了解我国铀矿井下典型工作场所内气溶胶粒子浓度及粒径分布特征,采用APS3321对我国南方某生产地下铀矿井典型场所内气溶胶粒子个数浓度和质量浓度进行了监测,得到了各监测点的PM2.5及PM10质量浓度,并分析了不同监测场所的气溶胶粒子个数浓度和质量浓度分布规律.结果表明:1)在机械通风条件下,风机房的气溶胶粒子个数浓度谱为双峰谱,南风机房与北风机房气溶胶个数浓度谱主峰在0.626μm左右出现(位于积聚模态区),次峰在4.698 μm左右出现(位于粗粒子模态区);其他监测场所的气溶胶粒子个数浓度谱为单峰谱,峰值在0.626 μm左右出现(位于积聚模态区);2)不同监测场所的气溶胶粒子个数浓度中位直径和质量浓度中位直径不同,其中气溶胶粒子个数浓度中位直径的均值主要分布在积聚模态区,质量浓度中位直径的均值分布在粗粒子模态区;3)部分监测场所的PM2.5与PM10质量浓度较大,超过了国家对大气环境的质量浓度限值.PM2.5与PM10的质量浓度比值代表了PM2.5占PM10的比例,在所监测的场所中,采场、风机房、物探站和坑口的PM2.5与PM10的质量浓度均值比小于50％,其中风机房的比值最小,约为4.8％;中段运输巷道、独头巷道和中段信号房的PM2.5与PM10的质量浓度均值比大于50％,其中独头巷道的比值最大,高达78.2％.     

北京夏季典型PM2.5与O3相继重污染事件分析

根据北京市环境保护监测中心发布的PM2.5和O3小时质量浓度及气象、卫星遥感数据,分析了2013年7月2日至10日北京典型PM2.5及O3重污染过程的质量浓度特征及在大气边界层过程各个阶段的质量浓度演变.结果表明,北京夏季O3质量浓度先于PM2.5达到峰值,而天气型演变是导致这一现象的主要原因.具体过程为:1)重污染初始阶段,高压天气型利于前体物积累,PM2.5及O3质量浓度升高;2)在反气旋中部,由于各种污染物质量浓度较低,对大气紫外波段辐射的吸收较弱,导致该阶段紫外辐射强,因而加快了O3生成的光化学反应,O3质量浓度最先达到峰值;3)在反气旋后部,随PM2.5质量浓度增加,辐射变弱,因此O3质量浓度增加速度下降,而受高压后部影响,区域内PM2.5经东南风输送通道进入北京,导致北京PM2.5质量浓度相继达到峰值;4)在重污染清除阶段,在北方反气旋前部的冷锋清除作用下,PM2.5及O3质量浓度同时降低至谷值.     

春节期间燃放烟花爆竹对西安市大气主要污染物质量浓度的影响

使用2002-2007年西安市环境监测站监测的5个功能区PM10、SO2和NO2污染物日平均质量浓度和2006年、2007年时平均质量浓度资料,分析了春节期间西安城区及郊区主要污染物近地面质量浓度的时空变化特征.结果显示: 6年的PM10、SO2和NO2的春节期全市日平均质量浓度的平均值分别为0.217 2 mg/m3、0.067 8 mg/m3和0.041 7 mg/m3,比春节前偏高54.3%、35.8%和14.5%,比春节后偏高73.6%、21.6%和37.8%; 城区小寨PM10和SO2日平均质量浓度最大值分别达0.375 mg/m3和0.303 mg/m3; PM10时平均质量浓度最大值出现在郊区的草滩,高达0.759 mg/m3,SO2时平均质量浓度最大值出现在城区人口稠密的聚居区小寨,高达0.343 mg/m3.表明烟花爆竹燃放可导致近地面空气中PM10、SO2和NO2质量浓度上升,郊区的PM10上升最为显著,而城区PM10和SO2质量浓度上升均较为明显; 且烟花爆竹燃放对近地面污染物质量浓度的短时贡献可大大超出现有污染源的贡献,造成严重的大气污染.因此,春节期间有必要限制西安市烟花爆竹的燃放.     

北京市城市街区PM10浓度日变化特征及其影响因子

为了解北京城市街区PM10浓度日变化特征及其影响因素,利用2003年10月BECAPEX(Beijing City Air Pollution Experiment)街道、街区及周边小区4个测点PM10浓度的对比观测试验资料和同期街道机动车流量、采样点附近自动气象站风速及探空资料进行了综合对比分析.通过天气诊断和统计学分析相结合,初步分析了北京市城区街道大气污染物PM10浓度日变化特征及机动车排放污染、气象条件对PM10浓度日变化的影响.结果表明,试验期间北京市城区街道PM10浓度日变化特征存在明显差异,交通源污染物PM10浓度日变化具有单峰与双峰型差异的特殊性.工作日PM10浓度日变化出现双峰,周末PM10浓度日变化仅有单峰出现; 交通污染源和气象条件对城市街区PM10浓度日变化特征的影响程度存在空间差异.离交通污染源较近的街区PM10浓度日变化受机动车排放污染的影响程度较大,而离交通源较远的小区PM10浓度受机动车排放污染的影响相对较小; 不稳定天气条件下交通污染源影响范围较小,在特定天气条件下,气象条件的影响强度可显著超过交通污染源的影响.     

春节期间燃放烟花爆竹对西安市大气主要污染物质量浓度的影响

使用2002-2007年西安市环境监测站监测的5个功能区PM90、SO2和NO2污染物日平均质量浓度和2006年、2007年时平均质量浓度资料,分析了春节期间西安城区及郊区主要污染物近地面质量浓度的时空变化特征。结果显示：6年的PM10、SO2和NO2的春节期全市日平均质量浓度的平均值分别为0．2172mg/m^3、00678mg／m^3和0．0417mg/m^3,比春节前偏高54．3％、35.8％和14．5％,比春节后偏高73．6％、21．6％和37.8％;城区小寨PM10和SO2日平均质量浓度最大值分别达0．375mg/m^3和0．303mg/m^3;PM10时平均质量浓度最大值出现在郊区的草滩,高达0．759mg／m^3,SO2时平均质量浓度最大值出现在城区人口稠密的聚居区小寨,高达0．343mg／m^3。表明烟花爆竹燃放可导致近地面空气中PM10、SO2和NO2质量浓度上升,郊区的PM10上升最为显著,而城区PM10和SO2质量浓度上升均较为明碌;且烟花爆竹燃放对近地面污染物质量浓度的短时贡献可大大超出现有污染源的贡献,造成严重的大气污染。因此,春节期间有必要限制西安市烟花爆竹的燃放。     

保定市城区典型家庭室内PM_(2.5)中BDE-47的污染特征研究

以保定市为研究区域,采集城区家庭室内一年四季的PM_(2.5)样品,对家庭室内PM_(2.5)的质量浓度水平和其中BDE-47污染特征、季节变化、灰霾天气的影响以及呼吸暴露水平等进行研究。结果表明,家庭室内PM_(2.5)的质量浓度范围为42.0～180μg/m3,室内外空气中PM_(2.5)质量浓度具有良好相关性。家庭室内PM_(2.5)中BDE-47的质量浓度为0.28～12.1 pg/m3,平均质量浓度为(3.24±3.08) pg/m3,与文献报道水平相近。家庭室内PM_(2.5)中BDE-47的质量浓度具有明显的季节性,冬季室内PM_(2.5)中BDE-47的水平显著高于其他季节(p 0.05),春季和秋季的质量浓度水平相近但显著高于夏季(p 0.05)。灰霾天家庭室内PM_(2.5)中BDE-47的质量浓度略高于非灰霾天,但差异并不显著(p 0.05)。呼吸暴露风险评估结果表明,儿童和成人对家庭室内PM_(2.5)中BDE-47的呼吸摄入量分别为2.81～6.05 pg/(kg·d)和1.55～3.33 pg/(kg·d); BDE-47对儿童和成人的致癌风险分别为4.21×10~(-4)～9.08×10~(-4)和2.32×10~(-4)～5.00×10~(-4),均超过世界卫生组织规定的可接受的癌症风险1.0×10~(-4),表明居民暴露室内PM_(2.5)中BDE-47具有潜在致癌风险。     

北京森林大气PM_(2.5)中水溶性无机离子垂直分布特征

研究了城市森林生态系统PM2.5及其组分的垂直分布,在北京市奥林匹克森林公园内的监测塔上,分别于冬季(树木无叶期)和春季(幼叶期)开展观测,观测了Na+、NH+4、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO-3和SO2-4的质量浓度。结果表明,SO2-4和NO-3为PM2.5水溶性无机离子的主要成分,其质量浓度之和占总PM2.5水溶性无机离子质量浓度的50%以上。冬季ρ(NO-3)/ρ(SO2-4)为0.525,春季为0.611,表明移动源的影响明显小于固定源。水溶性无机离子质量浓度在一天内出现两个高峰值,分别在6:00—10:00和18:00—22:00,总的趋势是白天质量浓度高于夜晚,这与周围生活环境和气象等因素有密切关系。无叶期时,8种离子质量浓度随高度增加没有明显变化特征;幼叶期时,PM2.5水溶性离子质量浓度随垂直高度增加而增加,在不同垂直高度上有明显的质量浓度梯度变化。     

2009年夏沈阳一次大气灰霾污染过程及气象成因

利用2009年8月10-20日灰霾期间沈阳大气成分站大气能见度、相对湿度及可吸入颗粒物等资料,分析此次灰霾的分布特征:11d中有10 d共142 h次出现,灰霾期间能见度在1 312～9 869 m;霾的级别从轻微级别到重度级别,其中轻微到轻度级别出现的次数最多,占全部灰霾次数的92.8%;细粒子PM25质量浓度都超标,最大超标倍数2.88倍.反应性气体SO2和NO2的质量浓度不超标,空气质量在优至轻微污染之间变化;当全天都出现霾时,可吸入颗粒物PM10超标,最大超标0.22倍,空气质量为轻微污染;受均压场的控制,沈阳地区风速比较小,有时发生风场的辐合,且下沉气流强于上升气流;每天02时有一逆温存在,灰霾严重时,到早上08时还存在逆温.     

空调列车车厢PM_(2.5)质量浓度及变化规律

对空调列车车厢PM_(2.5)的质量浓度进行了监测,并对其浓度及变化规律进行了分析。结果显示:空调列车车厢PM_(2.5)浓度存在一定程度的超标,其超标率25型车大于高铁列车。车厢PM_(2.5)质量浓度具有明显的季节性和区域性。车厢可吸入颗粒物组分中,以粒径小于等于2.5μm的细粒子为主。     

唐山市PM2.5理化特征及来源解析

为了研究唐山市PM2.5理化特征及来源,分别于2012年7月和2013年1月对唐山市夏、冬季PM2.5样品进行了采集,应用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、离子色谱仪(IC)和DRI碳质分析仪对PM2.5样品中化学组分元素、水溶性离子及有机碳和元素碳(OC/EC)进行了分析。应用CAMx-PSAT数值模型对采样时段PM2.5进行模拟,分析了夏、冬季PM2.5的主要来源。结果表明,唐山市PM2.5污染严重,夏、冬季质量浓度分别为国家环境II级标准的1.08倍和2.49倍。夏季PM2.5中二次组分质量浓度较高,占PM2.5总质量浓度的53.56%。SO2-4、NO-3和NH+4是PM2.5中重要的二次组分,占PM2.5质量浓度的31.49%~43.79%。一次组分中,矿物尘和POA占PM2.5质量浓度比例最高。唐山夏冬季节PM2.5未知组分比例分别为14.4%和24.86%。工业源是唐山市PM2.5污染的主要来源,夏、冬季节贡献率分别为74.1%和43.8%。由于居民燃煤采暖,冬季居民源对唐山市PM2.5贡献率增大。冬季唐山市主导风向为西北,外来源对PM2.5贡献率为31.2%;夏季主导风向为东南,外来源贡献率为15.0%。气象因素是导致外来源贡献季节变化的重要原因。     

郑州市灰霾天气过程PM_(2.5)水溶性无机离子污染分析

利用离子色谱技术对郑州市2014年10月一次严重灰霾天气过程的PM_(2.5)中的水溶性无机离子(F-、Cl~-、Br-、NO_3~-、SO_4~(2-)、Li~+、Na~+、K~+、NH_4~~+、Mg~(2+)及Ca~(2+))进行了分析测定,并结合大气质量监测数据及气团轨迹分析讨论了水溶性无机离子的质量浓度变化、来源及影响因素。结果表明,样品中Li~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Br-均低于检测限,水溶性离子平均质量浓度从大到小依次为NH_4~+(36.33μg/m~3)、NO_3~-(30.4μg/m~3)、SO_4~(2-)(26.91μg/m~3)、Cl~-(12.43μg/m~3)、K~+(5.275μg/m~3)、Na~+(1.198μg/m~3)、F~-(0.626 4μg/m~3),水溶性离子质量分数为PM_(2.5)的47.2%~88.2%,平均为66.1%。随着灰霾天气的延续,水溶性离子在细颗粒物中所占比例逐渐增大,这表明来源于人为活动排放的二次污染物是PM_(2.5)主要贡献成分,采样时间段采样点PM_(2.5)污染受到了交通的严重影响,同时郑州市大气细颗粒物污染受周边农村农业生产影响严重,尤其是秸秆燃烧影响非常大。     

北京城6区大气颗粒物质量浓度变化规律研究

为较好地了解当前北京城6区大气颗粒物PM2.5和PM10质量浓度的污染水平及变化规律,根据2013年3月11日至2014年2月28日城6区12个空气质量实时监测点连续、实时的监测结果,构建多点位、完整时间序列的颗粒物质量浓度数据资料.应用数理统计分析手段,对当前北京城6区大气颗粒物质量浓度的频数分布、相关性和逐时变化特征进行分析,并结合全年实际气象特征,对引起大气颗粒物质量浓度变化的因素进行了初步探讨.结果表明,2013年3月至2014年2月北京城6区大气颗粒物污染较为严重,且PM2.5和PM10质量浓度具有特别显著的线性相关关系,全年相关系数达0.9,10年间无显著变化;二者年均值达91.7 μg/m3和116.9 μg/m3,分别超标162％和67％;二者质量浓度比达78.4％,10年间同比增长约20％.颗粒物质量浓度逐时变化受季节变化影响明显,总体呈现夜间最高、白天最低的趋势,变化周期为7～9h.研究表明,影响颗粒物质量浓度变化的因素包括春季的大风和生物粒子、夏季的湿热和降雨、秋季和冬季的逆温现象和降雪等气象因素及规律性的人为源因素.     

基于MRMR-RPK-ELM模型的PM2.5质量浓度预测

为了提高PM2.5质量浓度预测精度,提出一种用最大相关最小冗余算法(MRMR)筛选最优特征值,高斯多项核函数(RPK)优化极限学习机(ELM)的PM2.5质量浓度预测模型.以赣州市为例,选择PM10、O3、SO2、CO、NO2、降水、气压、气温、相对湿度、风速等10个影响因子,PM2.5为目标因子,通过降维处理和核函数特征映射代替随机映射解决PM2.5的高度复杂性.结果表明,MRMR算法选出的影响因子PM10、O3、CO、NO2和相对湿度,不仅考虑目标因子与影响因子的相关性,还考虑影响因子之间的相关性,进而降低了数据维度.MRMR-RPK-ELM模型的平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差和确定系数分别为6.35、9.618、19.89％和0.942,相较于原始的ELM模型,PM2.5质量浓度预测精度有明显提升,拟合程度较高,且具有更好的泛化能力,能准确捕捉PM2.5质量浓度的突变节点.     

PM_(2.5)监测方法的讨论

正本文主要对目前我国细颗粒物PM2.5监测的重量法、微量振荡天平法及β射线法等三种标准方法,以及非标准的光散射方法原理进行了简要的介绍。1现状分析近年来,我国部分地区"雾霾"、"灰霾"天气日益显著,如2014年初北京地区出现了持续将近一周的严重"雾霾"天气。环境监测结果表明,当出现"雾霾"及"灰霾"天气时,空气中颗粒物浓度显著增高,因此,空气中颗粒物浓度是造成"雾霾"及"灰霾"天气的重要原因。各种研究结果表明:细颗     

长株潭城市环境空气中PM2.5和O3质量浓度的相关性研究

PM2.5与O3均为导致城市环境空气质量恶化的主要污染物,采用自动设备监测湖南省长沙、株洲、湘潭3市商业区和郊区空气中的PM2.5和O3质量浓度,并对数据进行相关性分析.结果表明:PM2.5和O3质量浓度的季节性变化大,其中O3质量浓度夏、秋2季高,春、冬2季低;PM2.5则秋、冬2季高,春、夏2季低;O3质量浓度峰值一般出现在当天午后,PM2.5质量浓度峰值一般出现在上午;空间分布上,O3质量浓度在郊区站点相对较高,而PM2.5质量浓度在商业区站点较高.PM2.5与O3质量浓度变化以负相关为主,即PM2.5质量浓度高时,O3质量浓度则低,反之亦然,二者一般不产生叠加污染.总体上,夏、秋季节应主要防O3污染,春、冬季节则主要防PM25污染.