山西介休焦化区PM2.5重金属污染特征、关键毒性组分与来源

在对介休焦化区和方山对照区大气PM_2.5样品中11种重金属元素污染特征进行分析的基础上,结合正定矩阵因子(PMF)源解析,借助健康风险评价法和体外细胞毒性测试实验对可能会威胁人体健康的关键毒性组分及其来源进行了判识.结果表明,介休焦化区PM_2.5及其负载的重金属元素污染超标严重,且均是冬季>秋季>夏季>春季,所有元素的总非致癌和致癌风险分别是方山的2.80及2.10倍.介休焦化区除Cr的年均污染浓度低于方山对照区外,Pb、Cd、Zn、As、Mn、Sb的浓度分别是方山的15.9,9.80,9.00,7.40,7.00和4.20倍,其中Mn、As、Cd、Pb等元素具有较高的非致癌风险,Pb同时具有较高的致癌风险.介休焦化区重金属元素共有5大主要来源,燃煤及焦化源的贡献最大(37.7%),其次为其他工业源(29.6%)和钢铁冶炼源(20.4%).燃煤及焦化源对非致癌和致癌风险的贡献高达38.8%和44.9%,且是唯一1种与细胞氧化应激和炎性因子指标(ROS、TNF-α和IL-1β)均有显著正相关关系的污染源.方山对照区除As外所有...     

静电油烟净化器对餐饮油烟中醛酮类VOCs的去除

利用2,4-二硝基苯肼（DNPH）硅胶管采集了9家餐饮企业静电油烟净化装置处理前后的醛酮类VOCs样品,并采用高效液相色谱（HPLC）进行分析.结果表明,9家餐饮企业处理前后的油烟中醛酮类VOCs浓度范围分别为419.5~3372,415.8~2934μg/m³,经过基准风量折算后的浓度分别为783.4~3761和541.7~2997μg/m³,VOCs排放浓度与烹饪方式、实际使用灶头数和排风量有关.从排放的醛酮类VOCs的种类来看,C1~C3化合物的浓度占检测到的总羰基的66%以上,且甲醛占比最高,其次是乙醛;C4~C8化合物的含量相对较低.静电式油烟净化器对醛酮类VOCs的平均净化效率为31.82%,最高可达69.14%,其中对甲醛的净化效果最佳,平均为35.21%,最高达80.10%.复合式静电油烟净化器的净化效果要稍好于单一静电油烟净化器.     

浅谈PM2.5的危害及我国的控制历程与经验

随着我国社会的快速发展,以细颗粒物(PM2.5)污染为核心的大范围重污染问题集中爆发,严重影响环境质量和居民健康,因此成为我国近年来迫切需要解决的一个重大环境问题。为改善我国的空气污染状况,特别是减少北方地区供暖季节的重污染天气,我国政府和相关部门一直致力于大气污染的防治工作及空气质量的长期改善。本文对PM2.5的危害以及我国的政策发展进行了基本介绍,探讨了政府推出PM2.5治理和监管政策期间污染改善的进展和启示,并对我国下一步PM2.5的防治提出了相关建议。     

太原市大气PM2.5中碳质组成及变化特征

采用DRI Model 2001A热/光碳分析仪测定了2009年冬季和2010年春季太原市区大气细粒子(PM2.5)中有机碳(OC)和元素碳(EC)的昼夜变化特征,分析了含碳物质的变化特征,并探讨了其来源.结果表明,PM2.5、OC、EC平均浓度水平和OC/EC平均值均呈现出冬季[(289.2±104.8)μg·m-3、(65.2±22.1)μg·m-3、(23.5±8.2)μg·m-3和2.8±0.3]高于春季[(248.6±68.6)μg·m-3、(29.7±6.2)μg·m-3、(20.2±5.4)μg·m-3和1.5±0.3],冬季夜晚[(309.3±150.0)μg·m-3、(74.6±19.5)μg·m-3、(24.3±6.6)μg·m-3和3.1±0.3]高于白天[(234.9±122.1)μg·m-3、(54.9±28.2)μg·m-3、(22.6±10.8)μg·m-3和2.5±0.5],春季白天[(292.5±120.8)μg·m-3、(32.7±10.5)μg·m-3、(22.7±10.1)μg·m-3和1.6±0.5]高于夜晚[(212.3±36.7)μg·m-3、(29.6±6.6)μg·m-3、(20.7±6.4)μg·m-3和1.5±0.2]的污染特征.这是因为冬季处于采暖期,特别是夜晚,煤和生物质燃烧量增加导致碳质颗粒物排放量增加以及大气温度低且稳定不利于污染物扩散;高的OC/EC是OC排放量增加所致而非二次有机碳(SOC)的贡献,因为气温低且太阳辐射弱不利于SOC的生成.春季白天PM2.5、OC和EC浓度水平高于夜晚可能是白天风速比夜晚大且相对湿度比夜晚低而更有利于城市扬尘形成所致,OC/EC高可能是白天温度较高且太阳辐射较强有利于SOC的生成.与国内其他城市相比,太原PM2.5、OC和EC均处于较高的浓度水平,表明太原碳质气溶胶污染严重,可能对城市灰霾形成有重要贡献.     

太原市采暖期大气PM_(2.5)中多环芳烃的污染特征

本研究对太原市采暖期PM2.5中多环芳烃(PAHs)的污染水平、组成特征、健康风险以及来源进行了分析。结果表明,太原市采暖期PM2.5的日均浓度水平为70.7~274.2μg/m3,90%的样品超过了我国《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)中PM2.5的二级标准限值(75μg/m3)。PM2.5中16种PAHs的浓度水平为282.7~1 398.6ng/m3,平均值为915.7ng/m3。荧蒽(Fla)是浓度最高的单体,占PAHs总浓度的20.4%,其次是芘(Pry)和菲(Phe),分别占14.5%和13.2%。不同环数的PAHs质量浓度为4环5~6环2~3环。以苯并(a)芘(Bap)为参照对象的昼夜毒性当量浓度Bapeq分别为75.5和100.0ng/m3,高于我国和WHO对Bap的规定值(分别为2.5和1ng/m3),对人体健康存在潜在危害。根据PAHs环数分布及特征比值法判断PAHs的主要来源是煤燃烧,同时也存在一定的生物质燃烧和少部分石油燃烧。     

太原市公园土壤中多环芳烃污染特征

本研究于2016年采集太原市公园14个表层土壤样品,应用气相色谱质谱联用仪(GCMS)分析了样品中16种优先控制多环芳烃(PAHs)含量,并探讨了PAHs的来源和健康风险.结果表明,样品中∑16PAHs平均浓度为1301.99 ng·g~(-1)(范围为294.36—2540.64 ng·g-1),与国内其他城市相比属于较高污染水平.土壤中PAHs以4环为主,其次为5环、3环、6环、2环.PAHs空间分布受污染排放源和暴露时间的影响存在较大差异.源解析结果表明,土壤中PAHs主要来自煤和机动车排放、焦化、生物质燃烧,3种来源贡献率分别为64.58%、18.75%、16.67%.通过风险评价发现所有土壤中PAHs均超过相应的标准,存在相当高的潜在风险,对公众健康存在影响,应当引起高度重视.     

焦化污染区春季VOCs的污染特征及其控制策略

在对介休焦化区和方山对照区春季大气挥发性有机化合物(VOCs)污染特征进行分析的基础上,利用等效丙烯浓度(PEC)法和最大增量反应活性(MIR)法量化了VOCs的臭氧生成潜势(OFP),利用分数气溶胶生成系数(FAC)法和二次有机气溶胶(SOAP)法计算了VOCs的二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP),采用健康风险评价法对可能会威胁人体健康的VOCs组分进行了风险评估.在此基础上,结合熵值法和正定矩阵因子(PMF)源解析模型对VOCs的优先控制物种和优先控制污染源进行了判别.结果表明,介休焦化区VOCs污染严重,总VOCs(TVOCs)浓度是方山的2.7倍.介休焦化区VOCs组成具有明显的烷烃占比低而芳香烃和烯烃占比高的特点.介休的OFP、SOAFP与健康风险都远高于方山,分别是方山的3.0、8.9和8.8倍,对介休OFP、SOAFP和健康风险影响最大的物种分别为乙烯、甲苯和苯,削减烯烃和芳香烃的排放是控制介休二次生成与健康风险的有效途径.焦化源(32.4%)是介休VOCs的主要来源,其次为汽油型尾气源(29.0%)和溶剂使用源(16.9%),其中焦化源是介休一级控制污染物苯和乙烯的主...     

太原秋季大气PM2.5中糖类物质的组成及来源解析

糖类物质是一类重要的生物标志物,可用于大气颗粒物的来源识别.采用高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测法(HPAEC-PAD)于2018年秋季对山西太原PM_(2.5)中的糖类物质进行定量分析.结果表明,此次检测共检出8种糖类物质,包括4种糖醇(肌醇、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、甘露糖醇)、3种脱水糖(左旋葡聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖)和1种单糖(葡萄糖).3种脱水糖总浓度明显大于其他糖类,且与PM_(2.5)之间呈显著相关性(r=0.74、0.59、0.99),表明生物质燃烧对太原地区PM_(2.5)有明显贡献.应用正定矩阵因子分解模型(PMF5.0)进行源解析发现,太原秋季(9月)PM_(2.5)中的糖类物质主要来源于生物质燃烧、花粉和植物碎屑、真菌孢子和土壤灰尘4类.同时应用特征分子比值并结合太原地区农业生产情况识别出太原市的生物质燃烧源主要为硬木和作物残渣的混合贡献.     

太原市夏季降水中溶解态重金属特征及来源

为了解太原市大气降水中溶解态重金属污染特征及来源,采用干湿沉降自动采样器采集了太原市2013~2015年夏季61场降水样品,使用ICP-MS测定了其中12种溶解态重金属,并对其浓度水平、湿沉降通量及来源进行分析.结果表明,太原市2013~2015年夏季降水p H值范围为4.34~7.95,降水量加权平均值为5.37.溶解态重金属平均浓度为236.931μg·L-1(范围66.324~1 029.212μg·L-1),主要元素是Zn和Fe,占总浓度的53.39%.12种溶解态重金属的湿沉降总通量为1.735mg·(m2·d)-1.降水中Ba、Cu、Sr、Zn、As、Cd和Pb的富集因子大于100,受到严重的人为源影响.PMF模型分析表明太原市夏季降水中重金属的主要来源为钢铁冶金、燃煤源、机动车源和地面扬尘,贡献率分别为38.34%、23.06%、20.45%和18.15%.气团的后向轨迹分析表明西南气团和东南气团对太原市夏季降水贡献最大,分别达到38%和35%,运城-临汾-晋中和晋城-长治-晋中的南部工业源污染应该引起重视.     

太原市雨水中多环芳烃的污染特征

对太原市2012年3—10月雨水中16种溶解态多环芳烃(PAHs)的分布特征、沉降通量和来源进行了分析.结果表明,16种PAHs总的(∑16-PAHs)平均浓度为1081.2 ng·L-1(范围为316.8—6272.3 ng·L-1),以2—3环PAHs为主,占75.4%,4环和5—6环PAHs分别占18.2%和6.4%.∑16-PAHs浓度与温度(P<0.05)和电导率(P<0.01)呈显著正相关.同一场降雨不同阶段的∑16-PAHs浓度及其组成与降雨量有关.∑16-PAHs的全年平均沉降通量为481.5 ng·m-2·d-1,9月的沉降通量最高(2342.8 ng·m-2·d-1),其次是7月(1604.4 ng·m-2·d-1),10月的最低(83.3 ng·m-2·d-1),其中2—3环PAHs的沉降通量明显高于4环和5—6环PAHs,∑16-PAHs的月沉降通量与月平均降雨量(P<0.01)和降雨频次(P<0.05)呈显著正相关.利用特征比值法判断PAHs的主要来源是煤燃烧,同时也存在一定的石油燃烧源和少部分的石油源.