大气颗粒物PM_(2.5)监测技术研究进展及展望

大气颗粒物已经成为中国的首要大气污染物,其中PM2.5污染越来越受到政府和相关部门关注,本文综述了国内外对大气颗粒物PM2.5的几种监测方法的研究进展,重点比较了各种监测方法的优缺点,并通过实例对比说明了β-射线法的可靠性及用膜片反演方法提高精确度的可行性,同时就加强国内PM2.5监测技术研究提出相关建议及展望。     

浅析PM_(2.5)的监测

PM2.5的污染对生态环境和人的生存条件具有重要影响,针对PM2.5的监测显得非常迫切。近年来,在国际社会上针对PM2.5的监测分析越来越多,我国在部分地区也进行了PM2.5的分析和采集工作,这表明,针对PM2.5的监测具有普遍性和重要性。为了进一步分析我省关于PM2.5监测工作的进展情况,本文根据云南省不同环境中PM2.5的监测结果,对我省v的监测现状做了深入总结。以目前对我省大气污染情况的分析和预测,指出v监测的发展前景和v污染的主要原因,并提出相应的治理措施。     

固定污染源排气中PM2.5采样方法综述

我国新的环境空气质量标准已于2012年颁布并将自2016年起全面实施.为使新标准规定的细颗粒物(PM2.5)达标,各地需对固定污染源排气中PM2.5进行监测和控制,但目前国内尚无固定源PM2.5采样标准方法.本文系统地介绍了国内外固定源PM2.5采样方法及相应的国际标准,包括直接采样法和稀释采样法,并分析了这些方法的优缺点及用于我国固定源PM2.5测量的可行性.为了便于环境管理和监测,建议确立基于虚拟惯性撞击原理的烟道内直接采样方法为标准方法,用于测定固定源排气中的可捕集PM2.5;为了评估固定源PM2.5排放对大气环境质量和健康的影响,建议同时确立以烟道外稀释采样为基础的标准方法,用于测定固定源排气中包括可捕集和可凝结的PM2.5.     

BP网络框架下MODIS气溶胶光学厚度产品估算中国东部PM2.5

近年来随着中国经济的快速发展,中国区域的大气污染情况日趋严重,大气污染监测与治理已刻不容缓.由于卫星遥感具有较广的空间覆盖、成本低等优点,卫星遥感反演气溶胶光学厚度(AOD)产品被普遍认为是地面PM2.5浓度的重要指标,且已被广泛地应用于地面PM2.5遥感监测.利用2007～2008年的MODIS/Terra气溶胶光学厚度产品,考虑中国东部地区5个大气成分站点风速、风向、温度、湿度和边界层高度等气象数据,构建后向(BP)神经网络,提出了基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型.利用5个大气成分站点PM2.5观测数据对模型进行散点拟合和时间序列拟合验证,结果表明:①从PM2.5观测值与估算值的散点回归分析来看,PM2.5估算值与观测值相关系数最好的为庐山站(R=0.6),其它4个站次之,但其相关系数均在0.4(中强相关)以上;②从PM2.5观测值与估算值的时间序列比对分析来看,PM2.5估算值和观测值差值随时间变化而变化,且存在明显的日际振荡现象,但经相邻5 d滑动平均处理,5个站点的PM2.5估算值与观测值相关系数得到普遍提升,滑动后的相关系数RMA均在0.7以上(除郑州外),庐山RMA达到0.83.结果表明在BP网络框架下,基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型能较好地应用于PM2.5监测.     

环境空气中PM2.5自动监测方法比较及应用

2012年05月24日环保部公布了《空气质量新标准第一阶段监测实施方案》,要求全国74个城市在10月底前完成PM2.5"国控点"监测的试运行。为贯彻环境保护部的工作部署,中国环境监测总站以春、夏、秋、冬四个季节组织开展PM2.5自动检测技术和方法的运用。通过分析典型的PM2.5测定的方法和原理,发现PM2.5的自动检测过程比较复杂,测量结果也受很多种因素的影响。同时本文将如何应用PM2.5的自动监测方法进行分析和探讨。     

大气PM2.5对巨噬细胞的毒性作用研究

以上海市工业区，交通区、郊区3个功能区的大气PM2.5粒子，对腹腔巨噬细胞进行染毒培养，台酚蓝染色测定细胞存活率，酵母菌吞噬实验测定其吞噬功能，流式细胞仪检测凋亡情况，结果显示，随大气PM2.5粒子浓度增加，巨噬细胞存活率和吞噬功能下降，巨噬细胞出现凋亡，其中交通区大气PM2.5染毒组的观察指标改变较明显，提示了大气PM2.5粒子对巨噬细胞具有细胞毒性，而交通区大气PM2.5粒子的毒性较大。     

廉江某地区大气TSP、PM10、PM2.5污染水平及相关性研究

为研究廉江市大气颗粒物污染特征,于2014年11月～12月采集TSP、PM10、PM2.5样品,用重量法分析质量浓度,并对相关性进行分析.结果表明,用环境空气质量标准(GB 3095-2012)来衡量,廉江市冬季大气颗粒物TSP、PM10、PM2.5的日均浓度均符合标准,环境空气状况良好;三个代表性采样点在监测周期内TSP、PM10、PM2.5的浓度变化趋势大体一致,监测结果能客观反映该区域颗粒物的污染状况;PM2.5与PM10,PM10与TSP之间均存在着显著相关性,回归方程相关性较好.     

哈尔滨市燃煤期PM10和PM2.5比对测试研究

哈尔滨市的地域性决定了气候非常具有代表性。以冬季特为明显,气温早晚温差大,气温低。再加上正是采暖期间,空气质量受供暖期等影响较大,空气质量不稳定。2013年冬季选择哈尔滨市燃煤期PM10和PM2.5比对测试研究分析,对市区内3个监测点位进行的颗粒物（PM10和PM2.5）手工采样与自动仪器的比对监测,以手工监测方法为基准,分析自动监测与手工监测的一致性,并对PM10和PM2.5浓度的比值关系进行了分析,结果表明：监测3个点位的PM10和PM2.5的浓度趋势具有很高的一致性,且以手工和自动数据进行线性回归的各项参数均符合技术规范（HJ 653-2013）的要求。     

大气可吸入颗粒物PM2.5的研究发展状况

详细的阐述大气可吸入颗粒物PM2.5的概念、分类、基本特征、来源和危害影响以及PM2.5的空间分布特征和时间变化特征,综述了PM2.5的形成机理和源解析技术、采样方法和各种成分分析方法.同时也指出了关于PM2.5的国内外研究概况和进展,为今后大气颗粒物研究等相关领域提供可靠的借鉴和基础.     

城市空气污染:灰与蓝的博弈

目前,我国以大气细颗粒物(PM2.5)污染为典型代表的区域大气复合污染已成为社会各界高度关注和亟待解决的重大环境问题。然而,现在中国城市对PM2.5的监测普遍不足,与我国日益崛起的国际地位明显不符。控制PM2.5污染,需要环保部门在政策、标准、基础研究等领域进行一系列的储备,以控制空气污染、改善生活环境、促进人体健康。     

佳木斯市区环境空气质量评价与分析研究

佳木斯市位于黑龙江省东北部,是黑龙江省东北部地区政治、经济、科技、文化教育、医疗、商贸和交通的中心.根据2016年佳木斯市区四个空气质量监测点位的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、可吸入颗粒物、细颗粒物六项指标的监测数据,分析各监测点位空气质量的功能区类别及各参数变化情况;采用二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三参数评价了各监测点位的空气质量等级,并根据评价结果分析了空气污染的主要原因.     

牡丹江市大气中PM10、PM2.5的污染特征及相关性研究

牡丹江市位于黑龙江省的东南部,是整个东北地区重要的区域中心城市和黑龙江省的重要开放门户.近年来,随着社会经济的发展所带来的污染及公众对环境问题的日益关注,大气环境治理工作已经迫在眉睫.通过采用颗粒物自动监测仪对2016年牡丹江市代表性的环境空气监测点位监测数据分析,研究牡丹江市区全年和各个季度PM10和PM2.5浓度的趋势变化等,得出牡丹江市区大气中PM10、PM2.5的浓度水平、季节变化特征和相关性关系以及大气污染治理方向的建议,从而为有效的空气污染控制和治理提供可靠的科学依据和技术支持.     

characteristics of PM2.5 in rural areas of southern Jiangsu Province, China

Introduction Anumberofstudiesabroadhavedemonstratedthat atmosphericfineparticulatematter(PM2.5,dp<2.5μm)is notonlyassociatedwithatmosphericvisibilityreductionbut alsohasaclearcorrelationwiththenumberofdailydeathsandhospitalizationsasaconsequenceofpulmonarydisease(Chan,1997;Christoforous,2000;Schwartz,1996;Wilson,1997).On18July,1997,theU.S.EnvironmentalProtectionAgency(USEPA)promulgatednewandsevere standardsforfineparticulates(PM2.5)withthesizebelow2.5μm(15μg m3asannualaverage,65μg m…     

福州市PM2.5污染过程中大气边界层和区域传输研究

以福建省会福州市2013年1月空气质量变化为对象,分析大气边界层变化和周边区域污染物传输对福州市大气颗粒物PM2.5的影响.利用福州市2013年1月逐日地面和探空观测资料以及NCEP提供的2013年1月FNL分析资料,通过大气边界层要素与PM2.5浓度之间的相关性,对PM2.5污染过程的大气边界层特征进行分析;同时采用HYSPLIT后向轨迹模拟及区域风场相关矢分析对影响福州雾霾的污染物区域传输路径进行探讨.结果表明:地面气温与PM2.5浓度呈正相关,地面风速与PM2.5浓度呈负相关,近地面边界层条件有利于霾颗粒物的形成和累积.但不同于我国东部主要污染源区霾污染过程中存在大气边界层逆温,福州PM2.5污染过程中并未出现大气边界层逆温结构,这一边界层结构的垂直混合可有利于区域传输的污染物从上层大气到达近地面从而加重福州霾污染,福州是华东地区一个PM2.5污染物的主要接受区,PM2.5污染物主要以外源输送为主.2013年1月份福州市清洁日近地面风向为海洋吹向大陆的东南风,霾污染日则为大陆吹向海洋的偏北风,PM2.5污染物主要从长三角地区、苏北以及安徽河南一带通过东北和西北方向的传输路径影响福州的空气质量.     

贵阳市城区近地面PM10/PM2.5及重金属污染水平研究

2009年在贵阳市地区内设点采样.共采集了145个大气样品,对近地面大气颗粒物PM10/PM2.5的污染状况及其所含重金属进行调查.结果表明,贵阳PM10/PM2.5的污染严重,对人体健康危害很大;重金属元素分析中Pb和Zn的含量比较高,这些重金属元素更易于富集在细颗粒上,给环境带来了极大的潜在危险.最后文章提出了贵阳...     

Local PM10 and PM2.5 emission inventories from agricultural tillage and harvest in northeastern China

Mineral particles or particulate matters(PMs) emitted during agricultural activities are major recurring sources of atmospheric aerosol loading.However,precise PM inventory from agricultural tillage and harvest in agricultural regions is challenged by infrequent local emission factor(EF) measurements.To understand PM emissions from these practices in northeastern China,we measured EFs of PM_(10) and PM_(2.5) from three field operations(i.e.,tilling,planting and harvesting) in major crop production(i.e.,corn and soybean),using portable real-time PM analyzers and weather station data.County-level PM_(10) and PM_(2.5) emissions from agricultural tillage and harvest were estimated,based on local EFs,crop areas and crop calendars.The EFs averaged(107 ± 27),(17 ± 5) and 26 mg/m~2 for field tilling,planting and harvesting under relatively dry conditions(i.e.,soil moisture 15%),respectively.The EFs of PM from field tillage and planting operations were negatively affected by topsoil moisture.The magnitude of PM_(10) and PM_(2.5) emissions from these three activities were estimated to be 35.1 and 9.8 kilotons/yr in northeastern China,respectively,of which Heilongjiang Province accounted for approximately45%.Spatiotemporal distribution showed that most PM_(10) emission occurred in April,May and October and were concentrated in the central regions of the northeastern plain,which is dominated by dryland crops.Further work is needed to estimate the contribution of agricultural dust emissions to regional air quality in northeastern China.     

黑龙江海伦农业区冬春PM2.5和气态污染物污染特征

2011~2012年冬春期间(11月到翌年4月),通过设置在海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的在线监测仪器获取了PM2.5和气态污染物(NOx、O3和SO2)质量浓度的时间变化,同时结合地面气象资料和HYSPLIT后向气团轨迹模型分析了该地大气污染物的污染水平、可能来源及传输过程.结果表明:观测期间PM2.5、NOx和SO2的24h均值(范围)分别为(54.7±45.7)(8.0~217.8),(23.0±11.5)(4.5~59.6), (10.0±10.3)(0.3~56.0)μg/m3, O3的日最大8h平均值(范围)为(62.4±18.7)(24.1~173.5)μg/m3,其中除O3在4月份超过国家一级标准8d外,其它气态污染物均未超过国家一级标准;PM2.5超过国家二级标准的天数为40d,占整个观测期间的22.5%.PM2.5和SO2各月质量浓度变化较大,最高值出现在12月份,是冬季采暖的高峰期.NOx、PM2.5和SO2日变化呈双峰型,峰值出现在07:00和17:00左右;O3为单峰型,峰值出现13:00~15:00.通过对海伦地区72h内HYSPLIT后向气团轨迹模拟结果和该站点的气象数据进行分析,表明该农业区大气污染受本地源和区域输送共同影响,偏南气流易造成污染物积累,而偏北气流有利于污染物扩散.     

太原市冬季灰霾期间大气细颗粒物化学成分特征

研究了太原市灰霾发生期间大气PM2.5质量浓度和化学成分变化规律.采样时间为2011年12月27日16:00~2012年1月3日04:00,使用TH-150C中流量大气PM2.5采样器(采样膜为直径90mm的石英纤维滤膜)在山西大学环境科学研究所5层楼顶每隔4h采样一次,得到灰霾样品34个,非灰霾样品5个.采样期间对大气PM2.5质量浓度进行实时监测.结果表明:灰霾期间(初起、进展、鼎盛、减弱4个阶段)大气PM2.5平均浓度达(692±272)μg/m3,是非灰霾期间(即灰霾消失阶段) (54±12)μg/m3的12.8倍;在灰霾发生期间,大气PM2.5中Hg、Pb、As等重金属污染物、OC以及水溶性无机离子SO42-、NO3－、NH4+、K+、Cl－、F－浓度呈现相似的变化趋势,即在灰霾初起、进展阶段不断增加,在灰霾鼎盛期达到最大值,随后随着灰霾的减弱和消失而不断下降,最终降到一个较低的水平;而与燃煤关系不大的Zn元素、Ca2+、Mg2+等在灰霾各个时期浓度变化较小.以上结果说明冬季灰霾天气使太原市大气PM2.5浓度显著上升,并增加PM2.5中重金属、有机物和二次气溶胶含量,使其化学成分发生改变,同时也反映了冬季燃煤和生物质燃烧对太原市大气PM2.5的化学组成影响大于交通源和土壤扬尘.     

济南市秋末冬初大气颗粒物和气体污染物污染水平及来源

2009年11月23日─12月7日在济南市区对PM2.5、BC(黑碳)和污染物(SO2、NOx、NO、NO2和CO)进行实时监测与分析.观测期间ρ(PM2.5)、φ(SO2)和φ(NOx)分别为171μg/m3、54.3×10-9和107×10-9.其中,φ(SO2)与GB 3095─1996《环境空气质量标准》日标准值相当,φ(NOx)是标准的2.2倍,ρ(PM2.5)是美国环境空气质量标准(35μg/m3)的4.89倍.污染事件期间ρ(PM2.5)、φ(SO2)和φ(NOx)分别达到222μg/m3、74.4×10-9和158×10-9,是非污染期间的1.78、1.67和1.77倍.观测期间SO2主要来源于燃煤排放.在11月25─26日的污染事件中,NOx、BC和PM2.5主要来源于机动车尾气排放,除局地源外,东北风经过济南东北部工业区时也将污染物传输到采样点;而在12月1─2日的污染事件中,以静风为主,污染物积聚,NOx和BC主要来源于机动车尾气排放,PM2.5除了一次污染物,很可能包含一定比例的二次污染物.在非污染事件中,NOx和BC主要来源于机动车尾气排放,部分NOx很可能来源于燃煤排放,而PM2.5主要来源于一次源排放.     

东北地区农业源一次颗粒物排放清单研究

采用自下而上的清单编制方法,搜集各农业环节(秸秆燃烧、整地、收割、谷物处理、化肥施用、农机排放、风蚀)排放因子、作物面积和耕作方式等信息,编制了2010年东北地区县级尺度的农业一次颗粒物(PM₁₀和PM_2.5)排放清单,并分析了农业源颗粒物排放的时空分布特征.结果表明:1)2010年东北地区农业源一次颗粒物PM₁₀总排放量54.6万t,PM_2.5总排放量35.6万t;2)东北地区农业源一次颗粒物PM₁₀排放量最大的农业活动环节是秸秆燃烧,占农业源总排放量的比例为60%,秸秆燃烧排放PM_2.5占PM_2.5农业源排放量的87%,整地环节是一次颗粒物排放的第2大农业排放源,对农业源排放PM₁₀和PM_2.5总量的贡献率分别是27%和6%; 3)PM₁₀和PM_2.5的排放强度空间分布表明,东北地区农业源颗粒物排放区域集中在黑龙江省东北部和中部地区,吉林省中部和辽宁省中部地区; 4)PM₁₀和PM_2.5排放的时间变化特征显示,PM₁₀农业源排放年变化曲线中,5月份和9、10月份是农业源排放一次颗粒物PM₁₀较多的月份,PM_2.5排放集中在9、10月份;5)本研究估算的污染物排放清单的不确定性为184.3%.未来的工作将侧重于典型农业区本土排放因子测定,从而有效减小排放清单的不确定性.