Improved source assessment of Si, Al and related mineral components to PM10 based on a daily sampling procedure

Samples obtained from an industrialized valley in the East Alpine region were collected daily for a half year and analyzed using X-ray fluorescence to examine the elements Si,Al,Fe,Ca,Mg,Na,K,Zn,P,S and Cl.Some factors affecting the changes of these elements were considered,including time,elemental correlations,weekday,weekend and seasonal changes.Diagnostic analysis provided an insight into a decoupling behavior that occursin siliceous and carbonates minerals.A decrease in Si and Al and an increase in carbonates,Na,K,Zn and P were observed during the cold season.However,a consistently high correlation of Si and Al was observed in all seasons.It was established that such high levels originated from street surface abrasion.The increase in variability and absolute levels of carbonates during the cold season was demonstrated by adding carbonates to the street surface as gritting material to increase the grip on snowy surfaces.A marked increase in Na and Cl was observed in winter which may have been caused by thaw salt that is widely used in winter in Austria.This was associated with a significant increase in K,Zn,and P in the cold season that was the result of domestic space heating with wood.PM10 levels in December were 12 μg/m3 and were higher than levels detected in July.It was established that such high levels originated from mineral oxides,wood smoke,and inorganic ionic material(s).     

TSP-PM10-PM2.5-2型中流量大气颗粒物采集系统的开发和应用

自行开发并研制了TSP-PM10-PM2.5-2型中流量TSP、PM10、PM2.5大气颗粒物采集系统,是目前中国唯一可以采集TSP、PM10、PM2.5样品并提供足够的样品量进行大气颗粒物化学成分分析的中流量大气颗粒物采集器.该系统精心设计和加工的限流孔可以保持完全固定的流量,保证切割粒径的稳定,减小采样的误差并方便操作.该系统已经成功地应用于20多个城市和地区大气颗粒物的监测和研究中,为研究大气颗粒物的污染状况和来源提供了有效的技术手段和支持.     

大气污染对城市能见度影响研究的理论与实践

首先从理论上探讨了颗粒物及气态污染物对能见度的影响．论述了城市大气光化学反应过程中的气粒转化过程。此外．选取4个气象参数：风速、气温、气压和相对湿度．及3个大气污染指标：SO2、NOx、PM10，与晴天水平能见度进行了相关分析．并建立回归方程。初步分析表明．城市能见度除受大气污染的影响外．还与湿度、风速．风向等气象条件及雾、降水、浮尘等天气有密切关系，它主要是大中小尺度天气和大气环境共同作用的结果．在一定条件下．它与PM10和SO2有较为明显的相关性。     

颗粒物浓度的影响因素及变化规律

分析可吸入颗粒物(PM10)的形成原因；结合莆田市实例探讨了气象条件和污染源分布对PM10浓度的影响；研究了PM10浓度的日变化规律和年变化规律。结果表明，气象条件和人类活动是决定PM10浓度时空变化的主要原因；PM10浓度的平均日变化规律呈现为典型的双峰双谷型，而年变化规律基本上与当地气候年变化规律相吻合。     

太原城区PM_(2.5)重金属元素季节变化及形态分析

为了研究太原城区PM_(2.5)重金属污染变化特征和存在形态,于2012年不同季节采用大流量PM_(2.5)采样器,对太原市坞城区PM_(2.5)进行采样。运用火焰/石墨炉原子吸收、Fernández连续提取等方法,在对PM_(2.5)中5种重金属含量水平进行分析测试的基础上,对不同重金属的富集因子进行了计算和分析,并研究了其中Cd和Pb的不同化学形态分布特征。研究结果表明,采样期间PM_(2.5)日均浓度高达216.71μg/m3,为PM_(2.5)国家二级标准日均限值的2.89倍。4个季节PM_(2.5)中5种重金属元素的浓度大小,均呈现出相同的变化规律:ZnPbCuCrCd,Pb、Cr、Cu冬季高于其他季节,Zn夏季最高,Cd无明显季节变化,燃煤和超重型工业结构特征是导致PM_(2.5)中Cr和Cu明显高于其它城市的主要原因。重金属的富集因子计算结果表明,Cd和Pb是太原市PM_(2.5)中的典型污染元素。冬季PM_(2.5)中Cd和Pb形态分析结果表明,Cd和Pb 3种形态F1、F2和F3占比之和分别为81%和68%,Cd的活性和潜在活性均大于Pb,因此,太原城区PM_(2.5)中Cd和Pb对人体健康的影响应引起高度重视。     

湖北省主要固定燃烧源大气颗粒物及VOCs排放特征研究

于2014年1月至12月对湖北省9个城市21家典型企业的固定燃烧源进行了典型大气颗粒物及挥发性有机物(VOCs)的监测工作,研究了固定燃烧源大气颗粒物及VOCs的排放特征及其物质组成。结果表明:大气颗粒物年排放总量与装机容量呈正相关关系,颗粒物粒径越细占总颗粒物的质量百分比越低;不同燃料的锅炉废气中的PM10和PM2.5质量浓度表现为:石油焦煤生活垃圾,燃气锅炉废气中只检出PM1.0;焦化厂和炼铁厂锅炉废气中的VOCs以烯(炔)烃为主,各占79.21%和81.09%,乙烯占总VOCs的百分比最高,分别为69.13%和68.88%;燃油锅炉废气中的VOCs以烯(炔)烃(91.74%)为主,燃气锅炉废气中的VOCs以烯(炔)烃(37.96%)和醛脂(38.79%)为主;锅炉废气中VOCs的组分和浓度受锅炉使用类型和燃料类型差异的影响,排放废气中的VOCs浓度水平表现为:焦化厂锅炉炼铁厂锅炉,燃油锅炉燃气锅炉,且组分更复杂。     

高频交流电场中细颗粒物凝并的实验研究

针对北京地区空气中粒径分别为0.3μm、0.5μm以及1.0μm的细颗粒物进行了高频交流电凝并的实验研究。分别研究了荷电电压、空气的污染程度、交流电电压、交流电频率以及平均气流速度对细颗粒物电凝并的影响。研究表明:采用空气中的细颗粒物作为颗粒源进行的高频交流电凝并实验研究效果明显,对0.3μm、0.5μm以及1.0μm粒径的细颗粒物,最高凝并效率分别可达65%、62%、55%;荷电电压的增加,可以使细颗粒物的电凝并效率增加,并且当荷电电压U115 k V时,荷电量达到饱和,电凝并效率趋于平缓;在相同荷电电压的情况下,细颗粒物浓度较高(空气污染程度为严重污染)时的凝并效率低于低浓度(空气优)时;交流电的电压对凝并的效率影响不大;交流电频率的增加,凝并效率增加;实验通道内的平均气流速度越大,电凝并效率越低。     

燃煤污染源排放颗粒物采样方法实验室比对研究

为研究适用于我国燃煤污染源排放颗粒物的分级采样标准测试方法,采用民用小煤炉排放装置结合烟气采集系统,对比研究了直接采样法(双级虚拟撞击PM₁₀/PM_2.5采样器、旋风采样器、总烟尘采样器)和稀释采样法(低压荷电撞击器ELPI配备稀释系统)对烟气中不同粒径颗粒物测试结果的稳定性、相关性、仪器可操作性等特点,并分析了煤质对颗粒物分级测试结果的影响. 结果表明:①从决定系数和残差平方和角度分析,稀释采样法测试结果自身拟合性相对直接采样法差,实测数据点相对分散,95%置信带较宽. 直接采样法中,基于本文确定的清洗和收集方式,旋风采样器测试得到的PM₁₀和PM_2.5浓度拟合度高达0.999;双级虚拟撞击PM₁₀/PM_2.5采样器测试结果稳定性也较高,其测试得到的PM₁₀和PM_2.5浓度拟合度也为0.999. ②不同颗粒物采样器对烟气中PM_2.5、PM₁₀、TSP的浓度测试结果均表明,稀释采样法与直接采样法测试结果相关性较低;而各直接采样法之间呈高度相关,Pearson相关系数在0.993~0.999之间. ③稀释采样法分级测试结果显示,当颗粒物排放浓度较低时,各级滤膜称量误差叠加可导致PM₁₀、PM_2.5浓度测试结果误差较大. 因此,针对常温且颗粒物浓度较低的烟气,建议采用直接采样法;针对高温烟气,稀释采样法可捕集稀释降温过程中形成的可凝结颗粒物. ④各采样方法测试结果表明,相对于燃用无烟煤(如蜂窝煤),燃用烟煤产生的烟气中颗粒物浓度相对较高,且PM_2.5占比较高. 研究显示:稀释采样法能模拟燃煤污染源高温烟气排入大气环境中可凝结颗粒物的形成过程,测试结果更接近真实排放情况;对于常温颗粒物浓度较低的烟气,更适宜采用直接采样法.      

大气单颗粒物的成分、形态分析方法

显微分析方法是研究单颗粒物的形态结构的主要方法，激光微控针质谱、二次离子质谱、Raman微探针以及红外光谱是研究单颗粒物的化学组成的重要方法。