南京北郊秋季气溶胶理化特征及潜在源区分布

利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)于2015年秋季对南京北郊大气颗粒物进行了连续观测,选取了4类主要颗粒:富元素碳颗粒(EC)、富有机碳颗粒(OC)、富钾颗粒(K-rich)和富金属颗粒(Metal),占总颗粒数的比例分别为29.39%,9.53%,26.55%,8.54%.分析了不同天气下4类颗粒的粒子数和粒径分布的变化,采用后向轨迹模型和浓度权重轨迹方法,得到了各类颗粒的潜在源区分布.结果表明,清洁、清洁降雨、污染、污染降雨,4类天气采集到的颗粒物平均数分别约为2900,1300,6450,5950h-1.污染天气下,EC和Metal颗粒对当地颗粒物污染的贡献增大,各类颗粒的粒子数均大幅上升,并且除了OC颗粒,其他类颗粒粒径普遍向大粒径段偏移.强降水对各类颗粒均有明显的清除作用,其中大粒径段颗粒数下降最显著,但在污染降雨天气下,降水清除作用不明显,且对各类颗粒的清除作用存在粒径差异.不同来源气团携带的细颗粒物数量与类别存在差异,总体上海洋气团比内陆气团更清洁,气团经过陆地时会显著受到当地排放源的影响.细颗粒物的高贡献源区主要在本地及西南侧的安徽马鞍山一带,各类颗粒物的强潜在源区分布也存在明显差异.     

成都春季气溶胶理化性质及不同时段污染特征

利用单颗粒气溶胶质谱（SPAMS）及多种在线设备于2017年春季对成都市大气污染进行了连续观测.结果表明,成都市春季PM_2.5和PM₁₀的平均浓度分别为（62±25）和（90±40）μg/m³.大气中单颗粒物可分为8类,由于排放源及老化过程的差异,各类颗粒质谱特征和粒径分布差异明显.对选取的细粒子污染、细粒子与粗粒子混合污染（混合污染）及清洁时段的污染特征对比分析发现：（1）钾与元素碳混合颗粒（KEC）的贡献在细粒子污染时段（42.8%~46.3%）明显高于其他时段（28.9%~33.7%）;与清洁时段相比,源于燃烧过程的碳质颗粒在混合污染时段贡献降低,但沙尘/扬尘颗粒（DUST）的贡献为各时段最高.（2）相比清洁时段,大多数颗粒与二次无机组分的混合程度在其他两种时段均增强.（3）不同时段成都市气团来向差异明显,西南方向气团在细粒子污染时段占据绝对主导,川南重污染区域对成都市污染贡献重大.     

宜昌城区冬季大气污染的气象成因对比分析研究

2016年冬季,宜昌城区空气质量比上年冬季明显改善,通过采用对比分析、相关分析及后向轨迹分析等方法,诊断可能的原因.结果表明,宜昌城区冬季空气污染主要是由于细颗粒物导致,2016年冬季PM2.5、PM10、SO2浓度较2015年冬季明显降低,主要原因包括含硫燃料燃烧明显减少、外源性污染物的输入明显减少、降水清除以及减排措施有力等.后向轨迹分析结果显示,两年冬季污染最严重时段的污染物路径来源不同,2015年冬季最严重的污染过程主要是由于上游北方远距离的外源性污染的快速输入、在本地下沉导致,2016年冬季最严重的污染过程则是由于来自偏南路径近距离的气团叠加本地污染源,在垂直方向累积造成.     

黄山秋季大气颗粒物理化特性

为了研究华东背景地区大气单颗粒的理化特性,利用单颗粒飞行时间质谱仪(SPAMS)于2012年9月5日至10月28日在黄山对大气颗粒物进行了观测,并结合Hysplit后向轨迹模式探究了不同气团对颗粒物性质的影响.结果表明,黄山地区颗粒物可分为老化碳(Aged-EC)、富钾(K)、元素碳-有机碳混合物(ECOC)、有机碳(OC)、钠-钾混合物(NaK)、元素碳(EC)、元素碳-重金属混合物(ECHM)、重金属(HM)、矿物质(Minerals)共9类,其中Aged-EC占比最高,K其次,且含碳颗粒物老化程度较为严重.含碳颗粒物Aged-EC、 ECOC和OC集中在积聚模态(0.2～1.4μm),HM、 NaK和Minerals则集中于粗粒子模态(>1.4μm).除K、 ECHM和ECOC外,较高风速下不利于颗粒物的累积;相对湿度越高,含碳颗粒物的占比越大,而K、 OC、 Minerals和NaK的占比越小.聚类分析结果表明,采样时段内黄山地区主要受西北气团、海洋气团和局地气团影响.周边地区的工业排放、燃煤等活动是Aged-EC的首要贡献源.     

秋冬季节华北背景地区PM1污染特征及来源

利用高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪(HR-ToF-AMS)在华北背景地区——上甸子区域大气本底站开展亚微米气溶胶(NR-PM_1)化学组分及粒径分布的连续观测实验,观测时段为2015年10月17日至2016年1月27日,涵盖了秋、冬两季.结果表明,整个观测期间NR-PM_1平均质量浓度为25.2μg·m~(-3),PM_1中有机物占绝对优势,硝酸盐占的比例高于硫酸盐.各化学组分平均粒径分布以积聚模态为主,其中,有机物峰形最宽,峰值粒径最小,硝酸盐峰值粒径最大,表明有机物在颗粒物形成、增长初期及老化阶段均有贡献,硝酸盐在气溶胶粒子老化过程中更易于增长为大粒子.有机物种元素特性分析结果显示,秋、冬季有机气溶胶平均氧碳比(O/C)和氢碳比(H/C)为0.58和1.58,OM/OC达1.91,有机气溶胶的氧化程度高于城市站点平均水平.在华北地区污染环境下,有机气溶胶演变途径Van Krevelen拟合曲线斜率为-0.21,其老化潜质和速率较珠三角地区和欧美地区城市要慢.对比污染时段和清洁时段化学组成特征发现,在污染时段,硝酸盐质量浓度及其对PM_1的贡献率超过硫酸盐,有机物氧化程度明显高于清洁时段.后径向轨迹气团分析结果显示,污染时段气团来向较为复杂,来自西部,南部以及东北部气团均有贡献,清洁时段,主要受来自西伯利亚洁净空气的影响,对站点污染物扩散作用明显.     

基于SPAMS的太原市典型生活区停暖前后PM2.5来源及组成

为分析太原市采暖期和非采暖期PM_2.5的特征,利用单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）分析太原市典型生活区采暖期（2016年3月11-18日）和非采暖期（2016年4月1-7日）PM_2.5的来源及组成.结果表明:① 采暖期（停暖前）颗粒物有机碳、硫酸盐和多环芳烃等信号强度大于非采暖期（停暖后）,而元素碳、硝酸盐、铵盐等反之.② 为了尽可能排除气象因素的影响,选取风向（东南风）、风级（二级）相同时段的颗粒物进行分析,停暖前后颗粒物主要化学组分为有机碳、混合碳和元素碳,采暖前有机碳占比（达51.9%）最高,非采暖期元素碳占比（32.6%）最高.采暖期有机碳、高分子有机物和左旋葡聚糖占比明显高于非采暖期,元素碳、矿物质和重金属反之.③ 停暖前后首要的两类污染源为燃煤和机动车尾气,二者贡献率之和分别高达70.1%和67.4%,可见本地主要受这两类源的影响.燃煤在采暖期为首要污染源,并且贡献比例高于非采暖期,而机动车尾气在非采暖期为首要污染源,且比例明显高于采暖期.研究显示,采暖和非采暖期虽然首要污染源有所差异,但在污染过程中,机动车尾气源的贡献比例均高于优良时段,说明无论是采暖期还是非采暖期,除燃煤排放的影响外,机动车尾气的影响也需得到重视,建议加强机动车燃油品质的升级,使用清洁煤,并在重污染时段采取相应的管控措施.      

云冈石窟大气细颗粒物化学成分的单颗粒分析

定量电子探针X射线微区分析技术具有采样时间短、测量所需的样品量少、既能观察颗粒物的大小、形貌,又能获得元素定量组成的优点,是进行大气气溶胶单颗粒分析的有力工具。该文在详细介绍该技术操作步骤的基础上,将其应用于云冈石窟景区大气细颗粒物化学成分的研究,通过对20110918-20110921不同粒径范围的颗粒物测定结果表明:粒径大于1μm的颗粒主要含铝硅酸盐、碳酸钙、石英等初级矿物尘,反应或老化的矿物尘很少,二次颗粒基本未检出;粒径小于1μm的颗粒以有机碳和元素碳为主,且元素碳的相对丰度大于有机碳。以上结果说明在采样时段内当地以土壤尘、沙尘、煤尘以及燃烧产生的颗粒为主,SO2、NO2、有机物质对当地空气质量影响较小。     

利用SPAMS研究天津市夏季环境空气中细颗粒物化学组成特征

天津市作为京津冀大气污染传输通道及环渤海经济带的重要城市,其环境空气中细颗粒物的化学组成特征及来源具有重大研究价值.本研究于2017年8月利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)采集了天津市津南区环境受体中细颗粒物的整月数据,旨在描述天津市夏季环境空气中细颗粒物的组分特征,定性判断主要污染源类.通过ART-2a聚类、合并后获得EC类颗粒,Fe-NO3颗粒,Na-K颗粒和金属类颗粒等12种颗粒类型,并对各类型颗粒在粒径分布和日变化上的特征进行了研究.EC颗粒随粒径增长数浓度占比降低,扬尘类颗粒和Fe-NO3颗粒相反;日变化结果显示光化学反应能够影响3类EC颗粒的日变化趋势,而Fe-NO3颗粒日间占比提升与白天工业生产活动排放有关.对观测时段内主要来向气团上颗粒物组成进行研究,监测点位夏季主要受西北和西南方向气团来向影响,当点位主要受西南方向上气团影响时,燃煤源的颗粒影响较大,而东南方向气团发生频率较高时,生物质燃烧源颗粒与海盐源颗粒贡献相对较高.     

北京夏季典型天气TSP组成和来源对比

于2005年7月选择分别受北方冷空气、海上高压和地方性山谷风影响的3个天气过程条件下,在北京市区和郊区采集了23个大气总悬浮颗粒物(TSP)样品,并采用扫描电镜-X射线能谱技术,根据单颗粒尺度、形貌、特征化学组成解析出各类源对颗粒数浓度的贡献.结果发现:有机/碳质颗粒(占总颗粒数的31.3%,下同)和矿物颗粒(占29.5%)为优势种类,二次源颗粒占10.6%,燃煤飞灰占7.2%,燃煤、机动车排放和建筑施工产生的3类颗粒占4.1%～6.5%.3种天气下颗粒组成特征鲜明,来源差别明显:①冷空气影响下空气质量最好,TSP样品中粒径小于1.0 μm和大于5.0 μm颗粒较多,一次源处于绝对主导地位(占90%);②海上高压控制天气下,粒径为1.0～2.5 μm的颗粒大幅度增加,有大量的次生粒子生成(占10%～20%);③地方性天气中颗粒质量浓度偏高,粒径小于1.0 μm和1.0～2.5 μm颗粒所占比例均较高,但有机/碳质颗粒比例减少, 其他次要种类颗粒增多.市区人为源颗粒的种类最多,对郊区影响明显.      

哈尔滨市周边秸秆焚烧对市区空气质量的影响分析研究

利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),结合哈尔滨市大气污染物排放源谱库对大气污染主要成分进行来源解析,结果表明,秸秆焚烧期间,哈尔滨市环境空气中细颗粒物质量浓度明显上升,生物质燃烧排放源仅低于燃煤和机动车尾气,位列第三大污染源,浓度占总颗粒物浓度的20％.同时,为了探讨秸秆焚烧对哈尔滨市空气质量造成影响的原因,结合气象观测资料,对污染期间气团后向轨迹分析,发现在高空无风不利于污染物扩散的情况下更易加剧哈尔滨环境空气质量污染的程度.     

北京城区2007~2012年细颗粒物数浓度时空演化

为反映近年来北京城区细颗粒物数浓度时空演化过程,利用MODEL 3886GEO-α手持式激光粒子计数仪连续采集了2007~2012年北京城区93个采样点 6月上旬~7月上旬(非采暖期)和12月上旬~次年的1月上旬(采暖期)细粒径颗粒物PM (0.3、0.3~0.5、0.5~1.0) 的粒子数浓度数据,然后在地统计和空间分析方法的基础上,探究了北京城区细颗粒物数浓度的时空演化特征.结果表明,PM0.3在采暖期的数值均高于其在非采暖期的浓度值,而PM0.3~0.5和PM0.5~1.0在两个不同的采样期浓度值有高有低;采暖期不同下垫面细颗粒浓度差异较明显,而非采暖期下垫面类型对细颗粒浓度的影响相对较弱;非采暖期,北京城区南部的丰台区和东部的朝阳区细颗粒物污染最严重,市中心次之,而北部的海淀区和西部的石景山区污染相对较轻;采暖期,北京城区细颗粒物污染主要集中在朝阳区的东部和东南部,以及市中心及其周边区域.     

邯郸市可吸入颗粒物上多环芳烃来源识别和解析

环境空气中多环芳烃的来源包括自然源和人为源,本文根据化学质量平衡（CMB）受体模型对邯郸市大气颗粒物中多环芳烃进行源解析,测定邯郸市非采暖季和采暖季可吸入颗粒物中多环芳烃的浓度,对其污染水平进行比较分析。根据污染源调查结果,确定市区多环芳烃的主要排放源类,并建立相应的源成分谱。应用化学质量平衡受体模型解析邯郸市可吸入颗粒物上多环芳烃主要来源的分担率,并根据分析结果针对性提出了多环芳烃污染防治对策。     

2016年冬季北京地区一次重污染天气过程边界层特征

利用中国气象局地面常规观测资料、微脉冲激光雷达（MINI-MPL）、风廓线雷达资料、生态环境部大气成分等资料,对2016年12月16~21日京津冀多地污染过程的生消特征、与气象条件的关系以及边界层的结构特点进行了分析.结果表明：大气处于静稳状态,低层大气盛行偏南气流,大气湿度持续增加,加之北京三面环山不利于污染物扩散的特殊地形是造成北京此次严重空气污染的重要因素.重污染期间,污染物主要聚集在800m高度以下,严重污染时,污染物高度甚至仅有400m左右.风廓线雷达反演风场显示：2次PM_2.5浓度快速上升阶段低层伴随持续偏南风或偏东风.污染过程期间,逆温结构明显,两次污染快速发展阶段恰好出现在两次逆温最强时段.此次污染天气过程,激光雷达退偏振比总体小于0.25,反映污染主要是人类活动产生气溶胶,前期以一次排放颗粒物为主,后期以二次转化颗粒物为主.退偏振比污染过程前期呈明显日变化特征,且白天退偏比比夜间高.     

Photochemical properties and source of pollutants during continuous pollution episodes in Beijing, October, 2011

Beijing sufered from serious air pollution in October, 2011 with the occurrence of three continuous episodes. Here we analyze the pollution status of particulate matter, the relationship between the gaseous pollutants, physical and chemical properties of single particles, and the profile of watersoluble ions in PM2.5during the three episodes. Regional and photochemically aged air masses, which were characterized as having high values of O3and SO2, were hypothesized to have played a dominant role in the first episode. After mixing local air masses with freshly-emitted primary pollutants, the concentration of NOx continued to increase and the size of SO4 2, NO3 and NH4 +in the particle population continued to become smaller. The amount of elemental carbon-rich and organic carbonrich particles in the scaled single particles(0.2–2 μm) and water-soluble K+in PM2.5also increased in the episodes. All the available information suggests that the biomass or fuel burning sources in or around Beijing may have had a huge impact on the last two episodes.     

兰州市大气主要污染物环境与健康风险评价

为了解兰州市大气污染现状,评价其环境质量和健康风险,选择兰州市污染较重的西固区和污染较轻的榆中县为研究区域,定位监测并分析颗粒物、SO₂和NO_x等大气主要污染物的分布特征,采用环境空气质量指数法评价兰州市大气污染现状,重点分析颗粒物的构成特征和健康风险. 结果表明:兰州市大气污染物分布呈明显的季节性、区域性特点;大气颗粒物MMD(质量中值直径)在3.2~7.9 μm之间,属细颗粒型;西固区环境空气质量指数及污染水平普遍高于榆中县,其中位于西固区的西固第二小学采样点污染较为严重,污染水平为五级,需要采取控制措施;兰州市15 m大气高度PM₁₀的健康风险高于30和1.5 m,兰州市PM_2.5和PM₁₀的健康风险属于可接受风险范围.      

Characteristics of air particulate matter and their sources inurban and rural area of Beijing, China

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｒｅｉｓａｇｒｏｗｉｎｇａｗａｒｅｎｅｓｓｔｏｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｍａｊｏｒｃｉｔｅｓ.Ａｎｕｍｂｅｒｏｆｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｃｅｒｔａｉｎｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｕｒｂａｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｅｎｅｌｅｖａｔｅｄｂｙ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ,ａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ,ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｔ…     

城市大气颗粒物背景值涵义及定值方法

城市大气颗粒物背景值的概念对防治城市大气颗粒物污染具有重要意义。城市大气颗粒物背景值不同于颗粒物本底值。本底值是指不受人类活动影响的自然条件下颗粒物的浓度值,而背景值是个相对值,其所在的环境条件有可能已经受到了环境污染。影响城市大气颗粒物背景值的因素主要包括两个方面:一是污染源,主要包括城市本地源排放和外来颗粒物,二是颗粒物扩散的天气和气象因素。将城市大气颗粒物的背景值定义为在一定时期内,由于城市本身的排放,城市大气环境中颗粒物的浓度水平。通过分析总结近年来人们对大气颗粒物垂直分布规律的研究,探讨了采用监测一定高度处大气颗粒物,结合气象因素确定城市环境空气中大气颗粒物背景值的方法。     

利用SPAMS研究南宁市四季细颗粒物的化学成分及污染来源

为研究南宁市四季大气颗粒物的化学成分及污染来源,利用单颗粒气溶胶质谱仪(single particle aerosol mass spectrometer,SPAMS)对南宁市2015年四季大气细颗粒物进行观测.SPAMS所测得4个观测阶段大气细颗粒物数浓度与细颗粒物质量浓度线性相关系数均在0.75以上,在一定程度上颗粒物数浓度可反映大气污染状况.南宁市四季大气细颗粒物平均质谱图体现出冬、春两季二次反应生成的污染物质较多.利用自适应共振神经网络分类方法对细颗粒物化学成分进行分类,南宁市细颗粒物各化学成分数浓度占比和污染来源在四季均有差异,且化学成分能体现污染来源.冬季元素碳最高,对应较高的燃煤源;秋季有机碳最高,对应较高的机动车尾气源;夏季富钾颗粒、左旋葡聚糖和矿物质较高,对应较高的生物质燃烧源和扬尘源;春季富钠颗粒和重金属略高.在污染升高过程,生物质燃烧源和燃煤源等贡献较大.