不同时刻污染减排对北京市PM2.5浓度的影响

利用空气质量模式Model-3/CMAQ及京津冀地区高分辨率排放源清单,针对有代表性的污染时段(2012年2月7~16日),设置了5种不同时刻的减排方案(在污染峰值提前4d、提前3d、提前2d、提前1d及当天减排),对比在同样的减排比例下,不同时刻开始减排的效果差异.研究发现,提前采取减排控制措施比污染峰值当天开始减排对降低PM2.5浓度的影响更为明显,而且提前采取应急减排的时间越早,PM2.5浓度下降越明显.提前1d、2d、3d减排海淀站和城六区峰值浓度下降率分别为23%和22%、31%和30%、39%和38%,均明显高于当天减排的峰值浓度下降率10%和9%.但随着提前天数的增加,PM2.5峰值浓度进一步下降的幅度越来越小,减排效益较之前显著降低.提前4d减排海淀站和城六区峰值浓度下降率分别为40%和39%,提前4d减排和提前3d减排对降低污染峰值日PM2.5浓度的效果已没有太大差别.同时针对另一个污染时段(2012年1月11~20日)进行了相似的敏感性试验,得出了类似的结论.因此,针对某些污染事件的应急减排,综合考虑减排成本和减排效果,根据气象条件的预报,在可能引起重污染事件的不利气象条件来临时提前2~3d采取减排措施效果最好,既能有效降低PM2.5浓度,也可以避免因盲目长时间减排造成的成本过大.     

北京地区灰霾污染特征

灰霾天气能见度较低,除影响人们日常生产活动和交通运输外,空气中携带的有毒有害细粒子严重危害人们的生命健康。近几年,北京市加大治霾力度,虽取得一定成绩,但灰霾天气仍然频发。为进一步更好地治理北京灰霾,为制定政策提供依据,须了解北京地区灰霾污染特征,因此,对北京市2013年6月到2014年5月的气象观测数据和PM2.5质量浓度进行了统计分析。文章统计了不同强度灰霾的分布,分析了PM2.5质量浓度与能见度的相关关系,在此基础上,研究了PM2.5质量浓度影响能见度变化程度的分界点。研究结果表明：研究期间,北京地区出现灰霾时总计4572 h,发生频率为56.2%,灰霾日总计233 d,频率为64.4%,呈冬季〉春季〉夏季〉秋季;湿霾最易发生在夏季,干霾最易发生在冬季,分别占当季灰霾时的17.6%和59.0%;全年不同强度霾发生小时数呈现轻微霾〉重度霾〉轻度霾〉中度霾,其中,轻微霾时数1625 h,重度霾1163 h,轻度霾1101 h,中度霾683 h;研究期间PM2.5质量浓度呈夏季低冬季高的显著变化趋势,PM2.5日均质量浓度达一级空气质量标准59 d,达二级标准159 d,达标率分别为17.7%和47.74%;PM2.5小时质量浓度与能见度呈负相关性较高的幂函数关系（置信度取99%,P〈0.01）,无高湿条件影响下,空气中细颗粒物对能见度的影响更为直接;北京地区在改善能见度的过程中,通过降低1μg·m-3的PM2.5,使能见度改善大于或远大于1 km的概率仅为18.9%,而在50.4%的时段内仅能使能见度的改善小于或远小于0.1 km。     

北京市不同天气条件下单颗粒形貌及元素组成特征

使用透射电镜(TEM)对采自北京市2011年3~4月间不同天气条件下的气溶胶样品进行观察,并对比2010年3月沙尘天气和2010年11月18日雾天样品,对可吸入颗粒物PM10的基本形貌、矿物元素组成和硫化特征等做比较分析.结果表明,采样期间PM10主要包括烟尘集合体、飞灰、矿物颗粒、二次反应颗粒等,不同天气条件下颗粒类型并无明显差别.采样期间矿物颗粒以“富Si”颗粒(占总量46%)为主,“富Ca”(总量17%)、“富S”颗粒(总量13%)为次要,“富Fe”(总量7%)及较少“富Na” 颗粒(总量6%)和其他颗粒.沙尘天气中沙尘暴输入大量沙尘颗粒使占颗粒83% 的“富Si”颗粒含量明显高于阴天的36%和雾天的32%.仅在阴天和雾天发现大量“富S”颗粒,其中雾天26%,阴天10.7%,说明这2种天气二次反应强烈,易于生成富S二次颗粒,对颗粒物元素组成产生影响.对所有含S颗粒分析表明,不同天气含S矿物含量差异较大,阴天16%,雾天36%,晴天和沙尘天气则含量很低,说明一定的SO2浓度下,大气湿度越大,硫化现象越明显.雾天颗粒物表面的硫化现象相当严重,在含硫量较高的颗粒中,绝大部分同时含有Ca、Na、Si、Fe等元素,说明大气中含Ca、Na、Si、Fe的碱性矿物对雾水酸性有一定的缓冲作用.     

闽南重点城市春季PM2.5中水溶性无机离子特征研究

对闽南地区重点城市春季 PM2.5中水溶性离子的污染状况进行剖析,分析和探讨了闽南地区同城化进程中重点城市PM2.5中水溶性离子污染的共同点和差异点,以期在当前空气污染日益严重的趋势下为闽南地区的大气污染控制提供依据.于2011年春季3月7—16日在福建省闽南地区重点城市厦门城区与郊区、漳州和泉州城区同步用聚丙烯纤维滤膜采集大气PM2.5样品,滤膜经超声萃取后用离子色谱仪分析样品中F-、Cl-、NO3-、SO42-、Na+、K+、NH4+、Ca2+和Mg2+等9种离子组分的质量浓度.结果表明,(1)闽南地区重点城市春季PM2.5的质量浓度变化具有较好的一致性,PM2.5的平均质量浓度为94.14μg·m-3,二次离子SO42-、NO3-和NH4+的质量浓度变化范围为14.66~66.68μg·m-3,平均质量浓度为32.43μg·m-3,占总水溶性离子的83.30%,主要以(NH4)2SO4和NH4NO3形式存在;与国内其他主要城市相比,闽南地区PM2.5中二次离子浓度水平偏高,二次污染严重.(2)NO3-/SO42-和SOR、NOR值均表明闽南地区固定源污染对水溶性离子的贡献大于流动源,但厦门流动源的贡献占了更高的比重;与国内其它地区相比,闽南地区由于春季潮湿多雨,硝酸盐化速率较高,也是导致二次离子污染水平较高的原因之一.(3)作为滨海地区,闽南地区 PM2.5中水溶性离子的主要贡献者主要来自人为源,而非海盐离子.     

国Ⅳ柴油机颗粒物与颗粒态多环芳烃排放特征

针对一台轻型柴油机,采用国Ⅳ柴油,在不使用和使用后处理装置的条件下,进行ESC循环工况(分别记为ESC-0、ESC-DP)和ETC循环工况(分别记为ETC-0、ETC-DP)下的发动机台架测试.每次测试用一对滤膜采集颗粒物,采样前后分别称重以确定颗粒物质量,进而计算排放因子.用气相色谱-质谱联机(GC-MS)分别分析每张滤膜上颗粒物的多环芳烃(PAHs)组分.ESC-0、ESC-DP、ETC-0、ETC-DP的颗粒物排放因子分别为0.12,0.05,0.48,0.16 g/(kW·h);相应的PAHs排放因子分别为69,35,174,76 μg/(kW·h).后处理分别使颗粒物和PAHs减排56%~68%和49%~56%.总PAHs中,三环PAHs占比重最大(64%±9%).PHE在总PAHs中占比重最大(54%±9%).PAHs的分布与其物理化学特性、柴油中的芳烃含量有关.PAHs特征比值FA/(FA+PY)为0.37~0.51.     

城市大气颗粒物毒性效应及机制的研究进展

大气颗粒物（PM）严重影响人体的健康,其与人类多种疾病的发生存在着明显的暴露-效应关系.本文简述了大气颗粒物的组分和来源,从大气颗粒物的呼吸系统毒性、心血管毒性、免疫毒性、神经毒性、遗传毒性等方面,系统地阐述了其对人体健康的危害,并对大气颗粒物的毒性机制进行了总结和讨论,指出了目前相关研究中存在的问题,展望了该领域的研究趋势,为后续研究和控制大气颗粒物的健康危害提供相应的科学参考依据.     

青岛市李沧区PM10与PM2.5污染变化特征分析研究

利用2014年1月-12月青岛市李沧区大气自动监测点实时发布的监测数据,对PM10和PM2.5的达标情况、变化趋势及其两者之间相关性进行分析.结果表明:青岛市李沧区PM10和PM2.5年均值分别为0.126mg/m3和0.062 mg/m3,均超过二级标准,全年达标天数比例分别为71.8％和72.1％;PM10和PM2.5有明显的季节变化特征,其中春季污染最重,污染日分别占全年的40.8％和44.1％.PM2.5占PM10比例较高,达到48.4％.PM2.5与PM10回归线性较好,y=0.571 2x-0.011 8,R2 =0.901 2;PM2.5和PM10的Pearson相关系数为0.912;PM2.5和PM10日均值呈显著线性相关.     

太原市PM_(2.5)中溴代阻燃剂的污染特征及人体暴露水平

2013年10月至2014年7月,在太原城区,分4个月采集大气细颗粒物,每个月选取4个样品,分析了颗粒物上8种多溴联苯醚(PBDEs)和6种新型溴代阻燃剂(NBFRs)的浓度与组成。结果表明,大气PM2.5样品中PBDEs和NBFRs总浓度算术平均值分别为(10.9±10.3)pg·m-3和(22.3±24.7)pg·m-3,其中BDE-209、HBB和DBDPE是溴代阻燃剂中的主要污染物。季节变化来看,秋季样品中总PBDEs和总NBFRs的浓度要高于其他季节,夏季最低;化合物组成上,秋季样品中BDE-209含量较低,而NBFRs中HBB含量较高。相关分析显示,溴代阻燃剂的变化与颗粒物浓度和有机质的相关性不大,与大气温度与无显著性相关,而主要与气团来源有关。城市儿童的吸入暴露量约为成人的2~3倍,反映出PM2.5中溴代阻燃剂对城镇居民尤其是儿童的潜在健康危害仍不容忽视。     

Source apportionment of PM2.5 in Tangshan,China—Hybrid approaches for primary and secondary species apportionment

The new hybrid approaches for the source apportionment of PM_2.5 were proposed. The hybrid approach can be used for source apportionment of secondary species. The metallurgy industry was the biggest contribution source to PM_2.5 of Tangshan. In winter, the contribution from the coal-fired boilers was the largest one. The objective of this paper is to propose a hybrid approach for the source apportionment of primary and secondary species of PM_2.5 in the city of Tangshan. The receptor-based PMF (Positive Matrix Factorization) is integrated with the emission inventory (EI) to form the first hybrid method for the source apportionment of the primary species. The hybrid CAMx-PSAT-CP (Comprehensive Air Quality Model with Extensions – Particulate Source Apportionment Technology – Chemical Profile) approach is then proposed and used for the source apportionment of the secondary species. The PM_2.5 sources identified for Tangshan included the soil dust, the metallurgical industry, power plants, coal-fired boilers, vehicles, cement production, and other sources. It is indicated that the PM_2.5 pollution is a regional issue. Among all the identified sources, the metallurgy industry was the biggest contribution source to PM_2.5, followed by coal-fired boilers, vehicles and soil dust. The other-source category plays a crucial role for PM_2.5, particularly for the formation of secondary species and aerosols, and these other sources include non-specified sources such as agricultural activities, biomass combustion, residential emissions, etc. The source apportionment results could help the local authorities make sound policies and regulations to better protect the citizens from the local and regional PM_2.5 pollution. The study also highlights the strength of utilizing the proposed hybrid approaches in the identification of PM_2.5 sources. The techniques used in this study show considerable promise for further application to other regions as well as to identify other source categories of PM_2.5.     

中国部分城市空气环境铅含量及分布研究

为描述我国城市空气环境铅含量的水平和分布特征.通过计算机在CNKI、万方、维普、Science Direct、Google Scholar和PubMed等数据库检索和搜集2000~2012年间发表的关于空气颗粒物中重金属含量的文献,剔除重复后,按照拟定的标准进行筛选,共有69篇文献纳入分析研究,涉及30个省/市共42个城市,有效样本数大于5489个.空气环境铅含量均以PM10的监测结果计(以下同,包括我国环境空气质量标准限值),其加权平均值为(256.5±192.0)ng/m3,其中,18个城市(占42.96%)空气中的铅含量超过我国环境空气质量标准(GB3095-2012)的年均限值(272.5ng/m3),其平均值为(551.0±350.3)ng/m3;湖南长沙、广东韶关、辽宁沈阳、江西永修、陕西西安和辽宁葫芦岛6个城市(占14.3%)的空气环境铅含量超过季均限值(545.0ng/m3),其铅含量分别为554.4,637.0,638.8,764.1,1018.6,1721.2ng/m3.我国经济较发达的京津唐、环渤海圈以及珠江三角洲地区的空气环境铅含量较高;我国北方城市空气环境铅含量在冬春季相对较高,是夏秋季节的1.2~1.9倍,东南沿海城市空气环境铅含量的季节性变化不明显;广州、上海、北京和成都的数据分析显示自2003年以来,空气中的铅含量呈明显的下降趋势.上述分析结果表明,我国空气环境铅含量较高,总体呈现下降趋势.