宁波市PM10、PM2.5中水溶性无机阴离子浓度水平及分布特征

研究了宁波市PM10、PM2.5中无机阴离子浓度水平及分布特征。结果表明,PM10中Cl-为1.00μg/m3,具有较明显的海洋特征,SO24-、NO3-离子浓度为9.90、3.70μg/m3;Cl-主要存在于粒径为2.5-10μm的颗粒物中,而NO3-、SO42-主要存在于PM2.5中,成为PM2.5的重要组成部分。PM10中水溶性无机阴离子季节变化明显,呈冬天高,夏天低的趋势。     

大气细粒子中水溶性有机碳(WSOC)的在线监测

基于一种新型的大气颗粒物在线水萃取采样装置(PILS),通过该装置与快速有机碳分析仪的连接,建立了大气细粒子水溶性有机碳(WSOC)的在线监测系统(PILS-WSOC)。实际运行结果表明,该系统能够快速稳定地获得大气细粒子中WSOC的实时变化数据。与滤膜法的平行实验结果相比,PILS装置对大气颗粒物中WSOC的采样效率远高于滤膜法。     

聊城市冬季PM2.5及水溶性离子污染特征及来源分析

为研究聊城市冬季PM_2.5污染特征,于2016年1月7-29日在聊城市区对PM_2.5样品进行了采集,并对其水溶性离子（包括F-、Cl-、NO₃-、SO₄2-、NH₄+、Ca2+、Na+、Mg2+、K+）进行了分析.结果显示:观测期间聊城市ρ（PM_2.5）平均值为（192.4±88.9）μg/m3,超过GB 3095-2012《环境空气质量标准》日均二级标准限值的1.6倍.水溶性离子质量浓度为（77.4±46.9）μg/m3,占ρ（PM_2.5）的40.2%,其中SNA（NO₃-、SO₄2-和NH₄+）为主要离子,占水溶性离子比例达82.5%.轻度、中度、重度及严重污染时PM_2.5中水溶性离子质量浓度分别为（32.49±3.67）（46.26±17.66）（77.11±11.64）和（139.21±51.71）μg/m3,SNA分别占ρ（PM_2.5）的24.4%、26.7%、30.4%和39.0%,随着污染程度加重,SNA比例升高.观测期间SOR（硫转化率）与NOR（氮转化率）的平均值分别为0.18和0.20,随着ρ（PM_2.5）升高,SOR及NOR明显上升,表明冬季PM_2.5污染越严重时SO₂与NO₂的转化速率越强,二次无机污染严重.主成分分析结果表明,二次转化、扬尘源及工业生产为水溶性离子的主要来源.后向气流轨迹结果显示,观测期间污染气团主要来源于西北方向,受内蒙古及河北城市影响较大,但当污染气团来源于周边城市且天气静稳时,颗粒物浓度最高.研究显示,聊城市冬季PM_2.5污染较为严重.      

典型“组群式”城市夏季大气颗粒物中水溶性离子化学特征及来源

为探究典型“组群式”城市——淄博市夏季大气颗粒物中水溶性离子化学特征及来源,于2016年8月对淄博市6个城市点（桓台、张店、临淄、淄川、博山、周村）、2个郊区点（沂源、高青）及1个清洁对照点（鲁山）同步进行PM_2.5和PM₁₀采样,分析了大气颗粒物质量浓度及9种水溶性离子的空间分布特征,并利用主成分分析方法探讨了PM_2.5和PM₁₀中水溶性离子的主要来源.结果表明:①淄博夏季各点位（清洁对照点除外）PM_2.5和PM₁₀质量浓度日均值范围分别为57.2~112和77.4~163 μg/m3,空间分布特征表现为城市点>郊区点>清洁对照点;各点位PM_2.5/PM₁₀（质量浓度之比）在0.61~0.80之间,表明淄博夏季大气颗粒物污染以PM_2.5为主.②水溶性离子在PM_2.5和PM₁₀中占比分别为53.3%和48.5%,其中二次无机离子分别占总离子浓度的91.4%和83.7%,表明大气颗粒物主要以二次离子为主,并且主要富集在PM_2.5中;PM_2.5中∑阴离子/∑阳离子（摩尔浓度之比）为1.07,PM₁₀中该比值为0.87,说明PM_2.5接近中性,而PM₁₀呈弱碱性.③淄博夏季各点位离子来源具有一定的空间差异性,城市点、郊区点与清洁对照点间的CD（分歧系数）均高于0.2,而城市点间CD值低于0.2,说明城市点位间的水溶性离子的化学性质较为相似.④主成分分析表明,淄博夏季大气PM_2.5中的水溶性离子可能主要来源于工业源、生物质锅炉、燃煤、二次源、道路尘及建筑尘,而PM₁₀中的离子主要来源于道路尘、建筑尘、海盐及二次源.研究显示,淄博市颗粒物污染严重,具有明显的空间分布特征,水溶性离子来源复杂,应采取分区、多源控制的污染防治对策.      

冬季黄海西部海域气溶胶中主要水溶性离子的化学组成与特性研究

基于2012年初冬采集的黄海西部海域大气总悬浮颗粒物样品（TSP）,分析其中主要水溶性离子（Cl-、NO₃-、SO₄2-、Na+、K+、NH₄+、Mg2+、Ca2+）及甲基磺酸盐（CH₃SO₃-,MSA）的浓度水平及化学特性,并探讨人为活动对近海大气气溶胶组成的影响。分析结果显示,气溶胶中二次离子（非海盐硫酸盐nss-SO₄2-、NO₃-和NH₄+）浓度最高,占到总测定离子浓度的69.4%。同时发现Cl-由于受人为活动的影响表现出一定程度的富集,富集因子平均值为34.6%。气溶胶样品中的MSA浓度水平较低,平均值仅为0.014±0.012 μg/m3。来源分析结果表明,海盐硫酸盐（ss-SO₄2-）对总SO₄2-的贡献率仅为7.3%,生源硫酸盐对nss-SO₄2-的贡献率为5.0%,说明人为活动输入是中国黄海大气气溶胶中SO₄2-的主要来源。另外,气溶胶中NO₃-占无机氮的比例为62.56%～83.03%。     

胶网藻对水体中恩诺沙星的毒性响应及去除作用

恩诺沙星是医药及水产养殖业广泛使用的喹诺酮类抗生素,是我国地表水中残留量较多的抗生素种类之一;然而有关该抗生素对水体中浮游植物毒理作用以及后者对其去除作用的研究还鲜见报道.本研究以绿藻门的胶网藻(Dictyosphaerium sp.)为对象,通过12 d室内培养实验,分析在不同浓度(0、 5、 25、 50和100 mg·L~(-1))恩诺沙星暴露的条件下,胶网藻的生长、光合作用活力和胞外多糖的响应变化及其对不同浓度恩诺沙星的去除效率.结果表明,各处理组中胶网藻的生物量和光合色素含量均随培养时间的增加而升高,但与对照组相比,恩诺沙星对胶网藻的生长和光合色素积累均产生显著抑制作用(P0.01).通过拟合分析,计算出恩诺沙星对胶网藻96 h半数致死浓度(LC_(50))为(241.29±7.33) mg·L~(-1),表明胶网藻能够适应高浓度的恩诺沙星胁迫.同时发现,当恩诺沙星浓度5 mg·L~(-1)时,能够促进胶网藻的最大光合速率(F_v/F_m),但浓度5 mg·L~(-1)时则对胶网藻具有抑制作用(P0.01);实际光合速率(Yeild)和最大电子传递速率(ETR_(max))在12 d内呈现先降后升的变化趋势,胶网藻在6 d后可逐渐适应胁迫环境而恢复一定的光合活力.此外,恩诺沙星可刺激胶网藻释放胞外多糖,水溶性多糖(RPS)和胞外胶鞘多糖(CPS)含量均随恩诺沙星浓度升高而增加.实验结束时, 4个无藻对照组(5、 25、 50和100 mg·L~(-1))中恩诺沙星的去除率分别为7.27%、 5.56%、 5.30%和4.88%,而添加胶网藻的处理组其去除率分别为对照组的3.21、 3.01、 2.69和2.83倍,表明胶网藻对于恩诺沙星的去除具有显著的促进作用(P0.01).本研究结果为理解喹诺酮类抗生素对水体初级生产者的生态毒性提供了新资料,同时也为水体抗生素残留的生态去除和淡水微藻的生物资源化利用提供了新的思路.     

南京北郊水溶性离子污染特征及其光学特性

为了分析南京北郊水溶性离子污染特征及其消光贡献,于2017年3月15日~4月15日、7月和10月开展了PM_2.5观测实验,分析了南京春夏秋3个季节的PM_2.5及其组分浓度特征、水溶性离子及其前体物转化特征以及水溶性离子的光学特性.结果表明,采样期间PM_2.5的质量浓度为（93.8±40.3）μg/m³,其中54.2%为水溶性离子,其总质量浓度为（50.9±25.6）μg/m³,而二次水溶性离子（SNA）占水溶性离子的76.8%.各水溶性离子组分分布为：NO₃^- > SO₄^2- > NH₄⁺ > Ca²⁺ > Cl^- > NO₂^- > K⁺ > F^- > Mg²⁺ > Na⁺.在季节变化上,PM_2.5和主要水溶性离子均为春季高,夏季低,但夏季NO₃^-4^2-.硫转化率（SOR）和氮转化率（NOR）在采样期的均值分别为0.38、0.22,这说明南京有较强的二次转化过程.采样期间,平均[NO₃^-]/[SO₄^2-]的值为1,这说明水溶性离子主要来源于移动源的排放.通过IMPROVE公式计算的大气消光系数低于实际值,但能够较为准确的反映出南京消光系数的趋势.各组分消光贡献从大到小分别为（NH₄）₂SO₄（38.9%）、NH₄NO₃（36.7%）、POM（13.6%）、EC（9.3%）、NO₂（1.5%）.其中SNA的消光贡献占70%以上,春季的SNA消光贡献最大,而夏季的最小.     

基于高分辨率MARGA分析成都市PM2.5中水溶性离子污染特征

利用高分辨率MARGA对2019年成都市PM_(2.5)中水溶性离子展开连续监测,结合气象参数分析水溶性离子污染特征.结果表明,MARGA监测的8种水溶性离子质量浓度与PM_(2.5)变化趋势一致,水溶性离子年均浓度为(23.1±13.6)μg·m~(-3),在PM_(2.5)中占比为48.6%,表明水溶性离子为PM_(2.5)重要组分.各离子质量浓度大小顺序依次为:NO~-_3、 SO_4~(2-)、 NH~+_4、 Cl~-、 Ca~(2+)、 K~+、 Mg~(2+)和Na~+,其中二次离子(NO~-_3、 SO_4~(2-)和NH~+_4)年均质量浓度为(20.2±2.7)μg·m~(-3),在水溶性离子占比为87.2%.水溶性离子质量浓度季节变化趋势为:冬季春季≈秋季夏季,逐月变化呈"U"型, 1月和12月浓度最高, 6～8月浓度最低.无论有无降雨,能见度均随水溶性离子浓度的增加呈幂指数递减规律,且SNA为首要影响因素.降小雨(日累计降雨量10 mm)对水溶性离子无清除作用,中雨及以上时清除作用显著.SNA在0.01水平上显著相关(两两之间相关系数均大于0.7),表明二次离子生成机制及在大气中演变过程具有较高的相似性.硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)年均值分别为0.42和0.12,与温度和O_3均呈负相关性,与湿度均呈正相关性,表明SO_4~(2-)来源主要为液相非均相氧化反应,NO~-_3来源主要为夜间非均相氧化反应.阳离子和阴离子电荷比(CE/AE)年均值为1.2,二次离子中和率(NR)年均值为1.1,表明气溶胶整体呈弱碱性.成都市大气环境处于富氨状态,二次离子存在形式主要为(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3.     

菏泽市秋冬季PM2.5水溶性离子化学特征分析

为深入研究菏泽市秋冬季PM_2.5中水溶性离子污染特征,于2017年10月15日-2018年1月31日对菏泽市3个监测点同步进行PM_2.5的采集和分析,分析探讨了不同污染程度下ρ（PM_2.5）及水溶性离子化学特征.结果表明:①菏泽市秋冬季PM_2.5呈区域污染特征.②整个观测期间,ρ（PM_2.5）范围为26.72~284.10 μg/m3,平均值为103.27 μg/m3,其中水溶性离子对ρ（PM_2.5）贡献率较大,为44.65%~49.87%;SNA（NO₃-、NH₄+、SO₄2-的统称）的占比较高,SNA占总水溶性离子质量浓度的86.88%,说明二次气溶胶为菏泽市大气PM_2.5中的重要组成部分.③SNA三角图解和水溶性离子相关性结果表明,采样期间大气中NO₃-、SO₄2-可能以NH₄NO₃、（NH₄）₂SO₄形式存在;ρ（Cl-）与ρ（K+）相关性较高（清洁天和污染天的相关系数分别为0.79和0.81）,由此推测Cl-与K+具有同源性,二者主要源于生物质燃烧.④重度及以上污染天的SOR（硫氧化率）和NOR（氮氧化率）分别为0.54和0.37,分别是清洁天的2.08和2.06倍;轻/中污染天的SOR和NOR分别为0.37和0.29,分别是清洁天的1.42和1.61倍.随着污染程度的加重,SO₂和NO₂向SO₄2-和NO₃-的二次转化增强.重污染日SOR、NOR和相对湿度均大于清洁天和轻/中度污染天,而温度则未表现出相似的变化趋势,说明非均相反应是菏泽市秋冬季SO₄2-和NO₃-形成的重要原因.研究显示,菏泽市污染呈区域性污染特征,二次气溶胶是菏泽市大气PM_2.5的重要组成部分,污染天ρ（NO₃-）、ρ（SO₄2-）、ρ（NH₄+）均与相对湿度呈显著正相关（P < 0.05）,均与温度呈负相关,表明在污染天高湿低温对SO₂、NO₂转化为SO₄2-、NO₃-有推动作用.      

北京市冬季重污染期间PM2.5及其组分演变特征

通过实时在线监测了2018年11月27日~2019年1月15日北京市城区PM_2.5、水溶性无机离子（Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、F^-、Cl^-、NO₂^-、NO₃^-、SO₄^2-、PO₄^3-）、碳质组分（有机碳OC、元素碳EC）的质量浓度以及气态污染物浓度和气象要素,收集整理了近20年北京市冬季PM_2.5、主要离子组分以及碳质组分浓度,分析研究了1999~2018年北京市冬季PM_2.5、离子、碳质组分的变化特征,重点探讨了监测期间清洁日与两个典型重污染事件PM_2.5及其组分的演变特征.结果表明：研究期间PM_2.5浓度为53.5μg/m³,达到近20年北京市冬季较低值,且大气主要污染源由煤烟型污染源转变为燃煤型与机动车尾气复合型污染源.监测期间,湿度高、微弱的西南风导致重污染产生,清洁日、污染事件I与污染事件II PM_2.5平均浓度分别为32.5,138.9,146.8μg/m³且不同时段PM_2.5日变化趋势存在差异.各离子浓度变化为：NO₃^- > NH₄⁺ > SO₄^2- > Cl^- > K⁺ > Ca²⁺ > Na⁺ > PO₄^3- > F^- > NO₂^-~Mg²⁺,总水溶性离子浓度为24.6μg/m³占PM_2.5总浓度的46.0%,其中SNA浓度占总离子浓度的83.7%,是离子中最主要的组分.碳质组分浓度达到近二十年北京市冬季最低值,变化为：一次有机碳POC > EC > 二次有机碳SOC,OC与EC相关系数达到0.99,一次燃烧源对污染过程有较大贡献.NH₄⁺在清洁日与污染II中富集,主要以（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃和NH₄Cl形式存在,在污染I中较少,仅以（NH₄）₂SO₄和NH₄NO₃存在.在污染I和II期间,SO₄^2-的形成昼夜均受相对湿度与NH₃影响;NO₃^-的形成白天受O₃与NH₃的影响,夜间受相对湿度和NH₃的影响.