拉萨市挥发性有机物的组成特征、季节变化和来源解析

目前在世界范围内,由于高原城市海拔高、紫外线照射强烈,造成大气中挥发性有机物的源汇归趋呈现较独特的特点.本研究对2019年拉萨市2个城市站点和1个背景站进行大气挥发性有机物(VOCs)的离线罐采样及实验室组分分析,探究了拉萨地区VOCs体积分数水平、组成特征和来源贡献.拉萨市平均φ(VOCs)为49.83×10-9,其...     

上海大气PM2.5来源解析对比:基于在线数据运用3种受体模型

于2014年12月2～24日在上海市城区对大气中细粒子及其化学组分进行了在线连续观测,基于在线数据运用正定矩阵因子分析法(PMF)、化学质量平衡法(CMB)和多元线性模型(ME2)这3种受体模型开展颗粒物源解析并进行相互验证.结果显示,基于在线数据共获得了8类污染源,包括二次硝酸盐、二次硫酸盐、二次有机碳、重油燃烧源、工业源、移动源、扬尘源和燃煤源.其中二次硝酸盐、二次硫酸盐、二次有机碳等二次污染源(44.9%～64.8%)对PM_2.5的贡献最大,移动源(16.8%～24.8%)和燃煤源(5.6%～14.9%)的贡献次之,其他源类的贡献相对较小. 3种模型获得的污染源特征组分和来源结果对比表明, 3种模型获得的二次硫酸盐、二次硝酸盐、二次有机碳、移动源的源解析结果较接近,说明模型对这4类源的模拟较好.ME2和PMF模型对燃煤源、扬尘源的拟合结果要好于CMB;工业源则是CMB的结果更好.     

华中地区黄冈市一次重度污染期间PM2.5中12种微量元素特征及来源解析

为了给华中地区大气污染防制提供数据和理论支持,于2018年1月13～24日的一次重度污染期间,利用颗粒物中流量采样器采集黄冈市大气PM_2.5样品48个,运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中Li、 Be、 V、 Se、 Sr、 Mo、 Ag、 Ba、 Tl、 Th、 Bi和U这12种元素进行分析,基于正定矩阵因子分析法(PMF)对此次污染来源进行分析,并结合后向轨迹模式中的聚类分析法、潜在源分析法(PSCF)和浓度权重分析法(CWT)分析了黄冈市此次PM_2.5外来输送通道及潜在源分布情况.结果表明,此次污染内因是静稳高湿气象条件的出现,外因是污染的输入,总共有5种污染源,分别为燃料燃烧源(10.59%)、地壳源(24.22%)、工业源(3.16%)、燃煤源(47.57%)和交通源(14.45%).主要的气流轨迹类型有两种,短距离传输占比62.50%,长距离传输占37.50%.本次污染贡献较大的区域有湖北的中东部、湖南的东北部、安徽的西南部以及河南的南部等地,华中地区存在南北方向的传输通道.除了本地污染之外,区域传输的影响不容忽视,...     

利用ME-2模型提升PM2.5源解析效果

为探讨ME-2模型控制旋转对传统PMF模型源解析效果的提升作用,于2017年9月10日~2018年8月29日在深圳北部某工业区开展PM_2.5采样,共获得153套样品.对PM_2.5中31种化学组分进行了分析,筛选出17个物种输入模型运算.2018年深圳北部工业区大气PM_2.5年均浓度为32.3 μg/m³,利用PMF模型初步识别出9个因子,分别为二次硫酸盐、二次硝酸盐、老化海盐、土壤扬尘、工业排放、燃煤、生物质燃烧、船舶排放和机动车,PMF输出结果中\"混合因子\"问题显著.基于PMF解析结果及获得的先验信息,在ME-2模型中建立4个限制源谱进一步解析,结果表明,与PMF模型相比,ME-2结果的示踪物在源中分配更集中,对示踪物浓度与相应源贡献的时间序列也提供了更好的拟合效果.二次硝酸盐、老化海盐、工业排放源在PMF模型中被高估了9%~51%,而二次硫酸盐、燃煤和生物质燃烧源被低估了19%~40%.本研究中ME-2解析结果比PMF更具有环境和统计学意义,为污染防治提供了更精确的控制指向.     

郑州市冬春季PM2.5中金属元素污染特征、来源及健康风险评估

于2021年1月和4月利用在线金属分析仪对郑州市大气PM2.5中的18种金属元素进行连续测定,分析了元素浓度变化特征;采用富集因子、正定矩阵因子分解法（PMF）和特征雷达图对金属元素进行溯源;采用美国EPA健康风险评价模型评估其健康风险,并通过后向轨迹法和浓度权重轨迹法（CWT）分析了健康风险的潜在源区.结果表明,春季元素浓度较高,Fe、Ca、Si和Al浓度之和分别占冬季和春季总元素浓度的89.8%和87.5%. Cd属于重度富集,受人为污染影响严重.冬季Pb、Se、Zn、Ni、Sb和K以及春季Cr、Ni、Fe、Mn、V、Ba、Ca、K、Si和Al浓度随污染等级的提高而增加. PMF源解析和特征雷达图结果表明,冬春两季金属元素主要来源为工业源、地壳源、机动车源和混合燃烧源,冬季多发生工业源和混合燃烧源污染,春季多发生地壳源污染.冬春两季均存在明显的非致癌风险,冬季健康风险更严重,Mn造成明显的非致癌风险.冬季健康风险主要受郑州及周边城市传输影响和西北方向远距离输送影响,春季健康风险主要受郑州及周边城市影响.     

基于PMF模型和地理探测器的金陵河下游土壤重金属源风险评价

为了解金陵河下游土壤重金属的污染特征和污染来源,采集金陵河下游表层土壤41份,使用高精度X射线荧光光谱仪（HDXRF）测定8种重金属（Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb）含量.运用相关性分析、正定矩阵因子分解模型（PMF）分析土壤重金属的来源,利用基于源的潜在生态风险评价模型分析不同污染源下的生态风险,并借助地理探测器分析各污染源生态风险的影响因素.结果表明：(1)8种土壤重金属元素平均值均低于土壤污染风险筛选值,但都高于陕西省土壤背景值,其中Zn、Cd和Pb空间变异性大,主要受人类活动影响.(2)研究区土壤重金属主要来源于工业源、交通源、自然源和农业-工业混合源,各污染源贡献率分别为16.51%、23.68%、51.08%和8.73%,基于源的潜在生态风险评价表明,工业源、交通源、自然源和农业-工业混合源的潜在生态风险指数（RI）均值分别为34.11、85.03、16.76和21.19,Cd是优先控制元素,交通源为优先控制源.(3)不同污染源RI的主要影响因素存在显著差异,距重点企业距离、距公路距离、砂土含量和土地利用类型分别是工业源、交通源、自然源和农业-工业混合源的主要影响因子.研究结果可为流域土壤重金属环境管理和污染控制提供科学依据.     

北京市PM10自动监测网络优化研究

以北京市26个PM10监测站点2007-07-01～2008-06-30的监测数据为基础,应用正矩阵因子分析法将这些监测站点划分区域,使得每个区域具有独特的季节变化特征,并依据各类区域的去除偏差识别冗余信息站点,优化监测网络.结果表明,北京市PM10监测网络包括10个具有独特季节变化特征的区域.通州、延庆、密云水库、房山良乡和平谷世纪广场为5个独立区域;丰台花园、丰台云岗、门头沟滨湖广场、海淀北部新区和石景山古城5个西部站点为一个区域;东城东四、东城天坛、西城官园、西城万寿西宫、朝阳奥体中心、朝阳农展馆和顺义站点构成一个区域;南部站点大兴亦庄开发区、大兴黄村和大兴榆垡为一个区域;密云奥林匹克广场和怀柔站点为一个区域;西北部站点海淀香山、昌平定陵、海淀万柳和昌平镇站归为一个区域.每个区域PM10在2007～2008年具有独特的季节变化特征,PM10浓度由北向南逐渐升高.根据去除标准,设置2种PM10监测网络优化方案.方案1以监测网络不确定度为去除标准,12～18个站点即可完全代表26个站点的监测信息;方案2以2倍不确定度为去除标准,各典型月份需要保留的站点数目为10～13个.     

黄河流域农田土壤重金属污染特征及其优先控制源分析

农田土壤环境质量评价与污染溯源解析是保障国家粮食安全和农业可持续发展的基础,也是扎实推进国家净土保卫战的重要前提.基于2000～2023年黄河流域农田土壤重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)含量数据,采用地累积指数法对重金属污染特征进行评价,利用正定矩阵因子分解(PMF)模型定量解析重金属的来源贡献,并通过运用蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟和人体健康风险评价模型相耦合的方法评价重金属污染的潜在健康风险,实现优先污染源和污染元素的确定.结果表明:①研究区农田土壤所有重金属的含量均值均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)(pH＞7.5)的筛选值,但分别有21.69％、5.56％和1.23％的样点Cd、As和Zn含量超出其筛选值,Cd超标率最高.②Hg和Cd为偏中度污染,Cu和Pb为轻度污染,其余元素均为无污染.③农田土壤重金属主要来源为交通-工业源、自然-农业源、工业-自然源和农业-工业源,贡献率分别为37.04％、26.69％、21.72％和14.55％.④农田土壤重金属对成人与儿童存在致癌健康风险,但不具有非致癌风险;As和Cd为人体健康风险优先控制元素,工业-自然源和农业-工业源为研究区优先控制源.     

COVID-19管控期间苏州市PM2.5中金属元素浓度变化及来源解析

为了解COVID-19管控期间苏州市PM_2.5中金属元素浓度变化和来源,利用多金属在线监测仪于2019年12月1日～2020年3月31日测定了14种金属元素小时浓度,分析停产前、停产期和复工期金属元素浓度变化,并采用PMF模型分析其污染来源.结果表明,停产期Cr、 Mn、 Zn和Fe浓度降幅最大,较停产前分别降低了87.6%、 85.6%、 78.3%和72.2%;复工期Mn、 Cr、 Zn和Fe浓度升幅最大,较停产期分别增加了227.0%、 215.4%、 147.4%和113.4%.K在3个阶段日变化均不相同;Zn在3个阶段日变化均呈单峰形,但峰宽和峰值出现时间有所不同;Fe、 Mn、 Pb、 Se和Hg日变化无明显变化,仅仅是浓度发生了变化;Ca、 Ba、 Cu、 As、 Cr和Ni停产期和复工期日变化较停产前变化较大. PMF模型来源解析结果表明,金属元素主要来源于扬尘、机动车、燃煤、工业冶炼和混合燃烧源,其中工业冶炼源浓度变化最大,停产期浓度下降了89.0%,复工期浓度较停产期上升了358.0%.     

青岛大气总悬浮颗粒物中微量元素的含量特征及其来源解析

利用2012年12月在青岛连续采集的31个总悬浮颗粒物样品(TSP),分析了其中13种微量元素的浓度,讨论了微量元素的浓度特征,并运用正矩阵因子分析法(PMF)定量解析了气溶胶中元素的来源.结果表明,青岛气溶胶中微量元素的总浓度为(7.37±4.19)μg · m-3,以Al和Fe的浓度最高,对总浓度的贡献约为92%,其次为Zn和Pb,分别贡献了3.7%和1.6%,Mn、Ba、Cu、Sr、As、V、Cd、Co和Cs的浓度依次降低,其贡献均低于1%.依据富集因子这些微量元素可以分为3类,Al、Fe、Mn、Co、V、Sr和Ba主要来自地壳源的贡献,Cs和Cu受地壳源和人为源的共同影响,Zn、As、Pb和Cd则主要受人为源的影响.雾霾天时主要来自人为源的元素相比地壳源的元素更多的在大气中累积,雨雪天时降雨/雪对地壳元素的湿清除作用明显高于人为源的元素.12月青岛气溶胶中Fe和Mn主要来自土壤源的贡献,其次为生物质燃烧和机动车一次排放源;Co主要来自土壤源、生物质燃烧和燃煤源的贡献;Zn主要来自机动车一次排放源、土壤源和生物质燃烧源的贡献;Cu则主要来自冶金工业源的贡献;As主要来自燃煤源的贡献;Pb和Cd主要来自机动车一次排放源和冶金工业源的贡献.