西安市夏季大气中生物二次有机气溶胶的分子组成与粒径分布

2011年夏季8月,在西安交通大学主楼顶（距离地面约100 m）运用MOUDI采样器采集了5套不同粒径大气气溶胶样品,经TMS硅烷化后运用GC/MS定量分析了生物二次有机气溶胶（BSOA）异戊二烯氧化产物（2-甲基丁四醇, C₅-烯三醇和2-甲基甘油酸）、单蒎烯类氧化产物（顺蒎酸,蒎酮酸,3-羟基戊二酸和3-甲基-1,2,3-丁三酸）以及倍半萜烯氧化产物（倍半萜烯酸）浓度。结果显示：西安城区大气BSOA中主要以异戊二烯类为主,其次是单萜烯和倍半萜烯类BSOA,其氧化所产生的生物二次有机碳（BSOC）浓度分别为0.39 μgC·m^-3,0.13 μgC·m^-3和0.10 μgC·m^-3。粒径分布研究表明：BSOA主要富集在细颗粒物上。MBTCA/CPA特征比值表明：采样期间西安城区BSOA主要来自本地源,老化程度较低。     

武汉市洪山区夏季PM2.5浓度、水溶性离子与PAHs成分特征及来源分析

2014年6月12日~7月22日,在武汉市洪山区进行PM2.5采样,分析了夏季PM2.5及其水溶性离子的浓度,并利用气相色谱/质谱(GC/MS)对PM2.5中多环芳烃(PAHs)浓度进行测定,探讨其污染来源及形成机制.结果表明,PM2.5质量浓度为36.41~220.02μg·m-3,平均值为97.38μg·m-3,超标率为59.26%,气象因素中风速对其影响较大,随着风速的增加,浓度呈降低趋势;SO2-4、NO-3、NH+4和K+是PM2.5的主要组成成分,占PM2.5质量浓度的40.67%,气溶胶偏酸性;对SO2-4、NO-3的形成过程分析发现其所受的影响因素不同,PM2.5中NH+4主要以NH4HSO4和(NH4)2SO4的形式存在.PM2.5中PAHs日均质量浓度为11.30 ng·m-3,主要是以4、5、6环为主.对PM2.5来源进行分析表明工业废气及汽车尾气的排放为主要污染源,其中燃煤及汽车尾气占83.90%,石油源占10.17%,炼焦排放占5.08%.PAHs总毒性当量浓度(TEQBa P)值为0.22~11.19ng·m-3,平均值为1.74 ng·m-3,日均超标率7.41%.     

2007年春节期间北京大气颗粒物中多环芳烃的污染特征

利用大流量颗粒物采样器分昼夜采集了2007年春节前后大气气溶胶中PM10和PM2.5样品,并采用气相色谱-质谱技术对PM2 5样品中的多环芳烃进行了检测.春节期间大气颗粒物中PM10和PM2 5夜间平均质量浓度为232 ug·m-3和132 ug·m-3,分别高于白天的PM10(194ug·m-3)和PM2.5(107ug·m-3);除夕后颗粒物日平均质量浓度为252.3 ug·m-3(PM10)和123.8ug·m-3 (PM2.5),分别高于除夕前的166.7 ug·m-3(PM10)和106.8 ug·m-3(PM2.5);同时夜间PM2.5中多17种多环芳烃(PAHs)的总浓度都高于相应白天的总浓度,且除夕前多环芳烃日均总浓度为95.9 ng·m-3,高于除夕后的58.9 ng·m-3.结果表明,除了受一定的气象条件的影响外,大量燃放烟花爆竹会对大气颗粒物浓度有影响.但对大气中的多环芳烃影响不大,而春节期间工业及交通污染排放的减少削减了排放到大气中的PAHs.根据荧蒽/芘等比值指标判别北京PAHs主要以燃煤为主、交通为次的混合局地源污染.     

南京北郊雾天PM10中多环芳烃粒径分布特征

为研究雾天PM10中多环芳烃粒径分布特征,2007-11-15~2007-12-30在南京北郊进行了PM10分8级粒径多环芳烃(PAHs)成分连续样品采集,由同步气象观测资料选出雾天与晴天样本作为对比,用GC-MS分析其中16种PAHs含量.雾天夜间PM2.1和PM9.0平均质量浓度为120.34μg.m-3和215.92μg.m-3,接近白天PM2.1(126.76μg.m-3)和PM9.0(213.41μg.m-3),昼、夜基本没有变化;晴天夜间PM2.1和PM9.0平均质量浓度为71.45μg.m-3和114.33μg.m-3,高于白天PM2.1(41.02μg.m-3)和PM9.0(74.38μg.m-3),昼、夜变化很明显;雾天PM2.1∑16PAHs为49.97 ng.m-3,是晴天(33.30 ng.m-3)1.50倍,PM9.0∑16PAHs为59.45 ng.m-3,是晴天(40.80 ng.m-3)1.46倍;PM2.1和PM9.0中PAHs单体平均浓度均为荧蒽最高,且雾天(PM2.1为7.98 ng.m-3,PM9.0为9.99 ng.m-3)高于晴天(PM2.1为5.23 ng.m-3,PM9.0为6.77 ng.m-3);雾天PM2.1和PM9.0中苯并[a]芘的浓度为1.77ng.m-3和1.99 ng.m-3,高于晴天(PM2.1为1.46 ng.m-3,PM9.0为1.84 ng.m-3).结果表明,雾过程加重了近地面大气PM2.5和PM10的污染;雾天与晴天PM10∑16PAHs粒径分布的昼夜特征与PM10在2种天气系统下粒径分布的昼夜特征基本一致,均为双峰型分布,分别位于积聚模态和粗模态粒子.白天雾过程对PM10及PM10∑16PAHs的粒径分布影响比较大,夜间雾过程则对其没有太大影响.     

2016年1月京津冀地区大气污染特征与多尺度传输量化评估

基于大气环境监测数据和WRF-CAMx模式,分析了 2016年1月京津冀城市的大气污染特征,开展了 PM2.5跨界传输量化评估研究.结果表明,2016年1月京津冀地区PM2.5、PM10、SO2、NO2和CO的平均浓度分别为89.5μg·m-3、135.61μg·m-3、57.55 μg·m-3、60.79 μg·m-...     

济南市春季大气颗粒物污染研究

对济南市2005年春季大气颗粒物中PM10、PM2.5和细颗粒物中的黑碳气溶胶的浓度水平、时间分布和日变化进行了观测,并结合气象资料对变化特征进行综合分析,探讨了PM10,PM2.5和黑碳的相对含量以及对能见度的影响等.研究结果表明,PM10和PM2.5平均浓度分别为242.5μg·m-3和109.4μg·m-3.与我国空气质量二级标准PM10日均值150μg·m-3和美国国家空气质量PM2.5日均标准65μg·m-3相比,超标率分别达到80.77%和84.61%,污染较严重;监测期间PM2.5/PM10的平均值为0.456.在PM2.5中,黑碳气溶胶平均质量浓度为5.39μg·m-3,占PM2.5的5.06%,日浓度变化呈双峰型.在监测时间内,污染物浓度与温度无明显的相关性;与相对湿度呈弱正相关;与风速呈明显的负相关关系.降水对PM10、PM2.5和黑碳的清除作用较为显著.PM10、PM2.5和黑碳浓度与能见度均呈负相关,相关系数(r)分别为-0.633、-0.695和-0.704,细颗粒物是影响能见度的主要因素.     

东海大气气溶胶中二元羧酸的分布特征及来源

大气气溶胶中的二元羧酸因其在全球气候变化中的潜在作用而受到广泛关注.利用2011年5月12日-6月6日在东海采集的气溶胶样品,分析其中水溶性二元羧酸及常量离子浓度,探讨东海气溶胶中二元羧酸的时空分布特征及来源.结果显示东海大气气溶胶中乙二酸、丙二酸和丁二酸的浓度分别为26.0～1475.5 ng·m-3、0.1 ～61.4 ng·m-3和0.1～132.4 ng·m-3,乙二酸在这3种二元羧酸中的贡献最大,为88.3％.东海气溶胶中二元羧酸浓度的昼夜变化不显著.空间分布整体呈现近海高、远海低的趋势.气团的来源和迁移路径以及气象因素影响气溶胶中二元羧酸的分布,气团来自污染较重的陆源时气溶胶中二元羧酸的浓度较高,气团来自清洁的海洋源时,二元羧酸的浓度则较低;阴雾天气时气溶胶中二元羧酸浓度相对较高,降雨发生时二元羧酸的浓度较低.二元羧酸与常量离子的相关性分析表明,自然源和人为源释放的挥发性有机物质在液相中氧化生成二元羧酸是东海大气气溶胶中二元羧酸的主要源,而汽车尾气和生物质燃烧的一次排放、海洋源以及碱性粗颗粒吸收气体二元羧酸不是主要源.液相中乙醛酸氧化形成的乙二酸和长链二元羧酸氧化形成的乙二酸对东海气溶胶中乙二酸的贡献分别为41％和59％.     

3-甲基-3-丁烯基-1-醇与硫酸/过氧化氢混合溶液的吸收反应研究

应用配置有湿式流动反应管的真空紫外激光单光子电离飞行时间质谱研究了3-甲基-3-丁烯基-1-醇气体在硫酸/过氧化氢混合溶液表面的吸收反应,实验中首次测得了反应的摄取系数,并根据气相产物信息推测了其反应机制.3-甲基-3-丁烯基-1-醇与硫酸/过氧化氢混合溶液的吸收反应速率很快,在ω（H2SO4）为40%～60%范围,摄取系数为2.52×10-4～1.05×10-2.在反应过程的气相收集物中检测出3种气相产物：乙醛、丙酮和3-甲基-3,4-环氧-1-丁醇,由此推测了3-甲基-3-丁烯基-1-醇与H2 SO4/H2 O2混合溶液的非均相反应机制.3-甲基-3,4-环氧-1-丁醇可以经过多步转化形成多羟基化合物,同时生成的醛酮化合物在酸性溶液中可进一步反应,这些对大气二次有机气溶胶的形成起着重要作用.因此,3-甲基-3-丁烯基-1-醇的非均相催化氧化过程可能对二次有机气溶胶的形成有重要贡献.     

上海市浦东城区二次气溶胶生成的估算

利用2010年5～10月不同日最高O3小时浓度(O3,max)下PM10浓度变化评估不同O3浓度水平下二次气溶胶生成量.CO作为一次颗粒物的标志物,O3作为光化学反应水平的指示物种.结果表明不同光化学水平条件下,PM10中一次与二次气溶胶浓度及比例存在较大差异.随着光化学水平的增加,PM10中一次气溶胶排放浓度增长不大(0.036～0.044 mg.m-3),二次气溶胶的生成量却呈数倍增长(0.018～0.055 mg.m-3);二次与一次气溶胶浓度的比例也从49.8%增加到124.5%.O3,max出现的时间也随着光化学水平的增强由13:00推迟到14:00,二次气溶胶生成的主要时段也从11:00～20:00增加到09:00～20:00;此外,PM2.5中主要组分SO24-、NO3-、OC等比例随着光化学水平(即O3,max浓度)的不同而存在一定差异,当O3,max<0.10 mg.m-3时,PM2.5主要由12.0%有机碳(OC)、18.7%硫酸盐、13.1%硝酸盐和4.5%元素碳(EC)组成,而O3,max>0.20mg.m-3时,PM2.5主要由20.0%有机碳(OC)、22.9%硫酸盐、23.1%硝酸盐和4.7%元素碳(EC)组成.说明SO24-、NO3-、OC受光化学水平影响较大.     

北京市大气气溶胶中糖类化合物的组成及来源

采用高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测(HPAEC-PAD)分析方法,对北京城区PM2.5和PM10中糖类化合物进行定量分析.在北京大气气溶胶中共检出14种糖类化合物,分为脱水糖、糖和糖醇共3大类.脱水糖包括左旋葡聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖;糖包括葡萄糖、果糖和海藻糖;糖醇包括阿拉伯糖醇、甘露糖醇、丙三醇、苏糖醇、2-甲基丁四醇(2-甲基苏糖醇和2-甲基赤藓糖醇)、木糖醇和肌醇.脱水糖来源于生物质燃烧,秋冬季节的浓度水平明显高于春夏;而来源于生物源排放的糖和糖醇,冬季浓度水平明显低于其它季节.PMF源解析结果表明,北京大气气溶胶中糖类化合物的来源主要可以分为6类,包括生物质燃烧、异戊二烯SOA、土壤悬浮、真菌孢子、花粉及丙三醇富集源.     

泰山夏季PM2.5中生物源SOA的分子组成及影响因素

为探究泰山夏季PM_2.5中生物源二次有机气溶胶(BSOA)的分子组成、昼夜变化特征、及影响因素,于2016年7-8月在泰山山顶进行PM_2.5样品采集,并对碳质组分、无机离子和BSOA示踪物进行分析.结果表明,元素碳(EC)和左旋葡聚糖质量浓度处于较低水平且昼夜差异较小(t检验,P<0.05),表明采样期间泰山山顶气溶胶受人为污染排放的影响较小.BSOA示踪物的总质量浓度呈昼高夜低的变化特征,表明白天较强的温度和太阳辐射使得气溶胶的氧化程度比夜间强.其中,异戊二烯类SOA示踪物的质量浓度最高达(77.64±51.79)ng/m³,其次为单萜烯类和倍半萜烯类SOA示踪物,分别为(33.68±21.29)和(6 97±3 28)ng/m³.基于示踪物-产率法估算得出SOC_异戊二烯对有机碳(OC)的贡献率(15.3%)最高.由BSOA示踪物与RH(R≤-0.45)和pHi_s(R≤-0.53)的负相关性可知,高湿条件可以降低气溶胶的酸度进而抑制BSOA通过酸催...     

Size distribution and chemical composition of secondary organic aerosol formed from Cl-initiated oxidation of toluene

Secondary organic aerosol (SOA) formed from Cl-initiated oxidation of toluene was investigated in a home-made smog chamber. The size distribution and chemical composition of SOA particles were measured using aerodynamic particle sizer spectrometer and the aerosol laser time-of-flight mass spectrometer (ALTOFMS), respectively. According to a large number of single aerosol diameter and mass spectra, the size distribution and chemical composition of SOA were obtained statistically. Experimental results showed that SOA particles created by Cl-initiated oxidation of toluene is predominantly in the form of fine particles, which have diameters less than 2.5 m (i.e., PM2.5), and glyoxal, benzaldehyde, benzyl alcohol, benzoquinone, benzoic acid, benzyl hydroperoxide and benzyl methyl nitrate are the major products components in the SOA. The possible reaction mechanisms leading to these products are also proposed.     

Role of secondary aerosols in haze formation in summer in the Megacity Beijing

A field experiment from 18 August to 8 September 2006 in Beijing, China, was carried out. A hazy day was defined as visibility < l0 km and RH (relative humidity) < 90%. Four haze episodes, which accounted for ~ 60% of the time during the whole campaign, were characterized by increases of SNA (sulfate, nitrate, and ammonium) and SOA (secondary organic aerosol) concentrations. The average values with standard deviation of SO₄^2 −, NO₃⁻, NH₄⁺ and SOA were 49.8 (± 31.6), 31.4 (± 22.3), 25.8 (± 16.6) and 8.9 (± 4.1) μg/m³, respectively, during the haze episodes, which were 4.3, 3.4, 4.1, and 1.7 times those in the non-haze days. The SO₄^2 −, NO₃⁻, NH₄⁺, and SOA accounted for 15.8%, 8.8%, 7.3%, and 6.0% of the total mass concentration of PM₁₀ during the non-haze days. The respective contributions of SNA species to PM₁₀ rose to about 27.2%, 15.9%, and 13.9% during the haze days, while the contributions of SOA maintained the same level with a slight decrease to about 4.9%. The observed mass concentrations of SNA and SOA increased with the increase of PM₁₀ mass concentration, however, the rate of increase of SNA was much faster than that of the SOA. The SOR (sulfur oxidation ratio) and NOR (nitrogen oxidation ratio) increased from non-haze days to hazy days, and increased with the increase of RH. High concentrations of aerosols and water vapor favored the conversion of SO₂ to SO₄^2 − and NO₂ to NO₃⁻, which accelerated the accumulation of the aerosols and resulted in the formation of haze in Beijing.     

加入SOA示踪的深圳大气PM2.5受体模型源解析

为厘清包括二次有机气溶胶（SOA）在内的深圳市区PM_2.5各种一次和二次来源贡献,本文于2017年9月2日~2018年8月29日在深圳市大学城点位开展PM_2.5样品采集,并进行化学组分和水溶性有机物（WSOM）质谱测量,共获得162组有效数据.观测期间深圳市大气PM_2.5平均质量浓度为26μg/m³,在传统PMF源解析的基础上加入羧基离子碎片（CO₂⁺）作为SOA的示踪物,加入水溶性有机氧（WSOO）用于计算各因子O/C,验证有机物解析效果.结果表明,SOA可以被独立解析出,其O/C明显高于其他一次污染源中有机物;机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA为最主要的4个源,对PM_2.5质量浓度的贡献分别为25%、23%、17%和10%,船舶、地面扬尘、老化海盐、建筑尘、生物质燃烧、燃煤和工业贡献均在5%以内.各个源的变化特征表明,机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA等源贡献呈现冬高夏低的季节特征,与冬季季风条件下源自内陆的污染传输密切相关.污染天气时,二次硝酸盐和SOA的贡献增加相对最显著,因此NOx和挥发性有机物是减排的关键.     

Homogeneous and heterogeneous reactions of anthracene with selected atmospheric oxidants

The reactions of gas-phase anthracene and suspended anthracene particles with O3 and O3-NO were conducted in a 200-L reaction chamber, respectively. The secondary organic aerosol (SOA) formations from gas-phase reactions of anthracene with O3 and O3-NO were observed. Meanwhile, the size distributions and mass concentrations of SOA were monitored with a scanning mobility particle sizer (SMPS) during the formation processes. The rapid exponential growths of SOA reveal that the atmospheric lifetimes of gas-phase anthracene towards O3 and O3-NO are less than 20.5 and 4.34 hr, respectively. The particulate oxidation products from homogeneous and heterogeneous reactions were analyzed with a vacuum ultraviolet photoionization aerosol time-of-flight mass spectrometer (VUV-ATOFMS). Gas chromatograph/mass spectrometer (GC/MS) analyses of oxidation products of anthracene were carried out for assigning the time-of-flight (TOF) mass spectra of products from homogeneous and heterogeneous reactions. Anthrone, anthraquinone, 9,10- dihydroxyanthracene, and 1,9,10-trihydroxyanthracene were the ozonation products of anthracene, while anthrone, anthraquinone, 9-nitroanthracene, and 1,8-dihydroxyanthraquinone were the main products of anthracene with O3-NO.     

在TiO2催化剂上苯酚光催化氧化反应研究1．降解产物分布及反应途径

选择ＴｉＯ２粉末催化剂，考察了在中压汞灯作用下，苯酚光催化氧化途径及产物分布。对反应过程中的羟基物、羧酸及二氧化碳３个反应阶段的产物进行了详细的全组份分析。对其中８种主要产物追踪其浓度的变化。尤其对目前人们尚地确定的中间极性物，进行很好的分离测定。     

加入SOA示踪的深圳大气PM2.5受体模型源解析

为厘清包括二次有机气溶胶（SOA）在内的深圳市区PM_2.5各种一次和二次来源贡献,本文于2017年9月2日~2018年8月29日在深圳市大学城点位开展PM_2.5样品采集,并进行化学组分和水溶性有机物（WSOM）质谱测量,共获得162组有效数据.观测期间深圳市大气PM_2.5平均质量浓度为26μg/m³,在传统PMF源解析的基础上加入羧基离子碎片（CO₂⁺）作为SOA的示踪物,加入水溶性有机氧（WSOO）用于计算各因子O/C,验证有机物解析效果.结果表明,SOA可以被独立解析出,其O/C明显高于其他一次污染源中有机物;机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA为最主要的4个源,对PM_2.5质量浓度的贡献分别为25%、23%、17%和10%,船舶、地面扬尘、老化海盐、建筑尘、生物质燃烧、燃煤和工业贡献均在5%以内.各个源的变化特征表明,机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA等源贡献呈现冬高夏低的季节特征,与冬季季风条件下源自内陆的污染传输密切相关.污染天气时,二次硝酸盐和SOA的贡献增加相对最显著,因此NOx和挥发性有机物是减排的关键.     

Identification and characterization of Fe3O4/peroxodisulfate advanced oxidation products from sulfameter

Sulfonamides (SAs) are one of the most widely used antibiotics and their residuals in the environment could cause some negative environmental issues. Advanced oxidation such as Fenton-like reaction has been widely applied in the treatment of SAs polluted water. Degradation rates of 95%-99.7% were achieved in this work for the tested 8 SAs, including sulfisomidine, sulfameter (SME), phthalylsulfathiazole, sulfamethoxypyridazine, sulfamonomethoxine, sulfisoxazole, sulfachloropyridazine, and sulfadimethoxine, in the Fe₃O₄/peroxodisulfate (PDS) oxidation system after the optimization of PDS concentration and pH. Meanwhile, it was found that a lot of unknown oxidation products were formed, which brought up the uncertainty of health risks to the environment, and the identification of these unknown products was critical. Therefore, SME was selected as the model compound, from which the oxidation products were never elucidated, to identify these intermediates/products. With liquid chromatography-high resolution tandem mass spectrometry (LC-HRMS/MS), 10 new products were identified, in which 2-amino-5-methoxypyrimidine (AMP) was confirmed by its standard. The investigation of the oxidation process of SME indicated that most of the products were not stable and the degradation pathways were very complicated as multiple reactions, such as oxidation of the amino group, SO₂ extrusion, and potential cross-reaction occurred simultaneously. Though most of the products were not verified due to the lack of standards, our results could be helpful in the evaluation of the treatment performance of SAs containing wastewater.     

Ti-Ce系列催化剂上乙酸的催化湿式氧化反应

采用Ti-Ce系列湿式氧化催化剂,研究模型反应物乙酸在催化湿式氧化反应中的动力学影响因素以及反应过程产物.结果表明,乙酸的催化湿式氧化受到催化剂用量、反应温度、反应体系酸度以及氧分压的影响较大.当反应温度230℃,氧分压2～2.5MPa,催化剂量5g/L,反应液初始pH3.0时,反应1h后即可使乙酸浓度(以COD计)去除率在90%以上.通过离子色谱,检测了反应过程中的甲酸中间体,结果表明,催化剂的存在不仅加速了湿式氧化反应速率,而且也改变了反应历程.