正矩阵因子分解法评价北京市PM10和SO2监测网络

为辨识北京市大气污染物变化规律相同的区域,筛选监测网络中表征冗余信息的监测点,使用正矩阵因子分解法分别对北京市PM10和SO2监测网络进行分析与评价.分析获得北京市PM10和SO2明显的季节变化特征:PM10浓度春季最高,夏季较低;SO2浓度冬季最高,夏季较低.采用正矩阵分解法对PM10监测网络解析出3个因子,对应北京市PM10污染变化特征相同的3个区域,分别为区域1代表监测点为车公庄与石景山古城,区域2代表监测点为位于城东的前门、天坛、农展馆与奥体中心,区域3代表监测点定陵.结果表明区域2监测点密度较大,存在表征冗余信息的监测点,可以考虑撤销或迁移部分监测点.对SO2监测网络解析出6个因子,分别对应北京市SO2污染变化特征相同的6个区域,代表监测点位分别为定陵、古城、东四、奥体中心、农展馆与天坛和前门与车公庄.评价结果表明北京市PM10和SO2监测网络都存在冗余信息的监测点,可以根据分区结果考虑撤销或者迁移部分监测点,优化监测网络.

2021年济南市大气PM_(2.5)中PAHs污染特征及其来源解析

目的分析济南市2021年细颗粒物(fine particulate matter,PM_(2.5))中PAHs污染特征及来源分析,为济南市大气环境综合治理提供相关数据支持。方法根据济南市区域分布特点选取2个有代表性监测点,每月的10—16日进行连续监测,使用超高效液相色谱仪对16种PAHs进行检测,分析济南市PM_(2.5)中PAHs变化趋势及特征,使用特征比值和PMF模型对PM_(2.5)中PAHs进行源解析。结果PAHs以4环和6环为主,具有显著的季节性变化趋势,即冬季>秋季>春季>夏季,1月份污染情况尤为突出;秋季和冬季中7种高致癌风险PAHs所占比例高于其他季节,历城区各季节PAHs质量浓度均高于市中区;结合特征比值和PMF对PAHs来源分析,冬季主要污染源是工业和石油产品挥发源、交通源;秋季主要为燃煤燃烧源、工业和石油产品挥发源和交通源。结论济南市PM_(2.5)中PAHs存在一定的污染,需加大清洁能源的使用,同时进一步加强秋、冬季,尤其是采暖季燃煤燃烧、工业和石油产品挥发和交通等污染源的控制。

郑州市两次典型大气重污染过程成因分析

于2017年11月21~29日利用在线金属分析仪及气象仪器在郑州大学站点进行连续观测,识别郑州市秋冬季节典型灰霾重污染爆发的成因.结果表明:观测期间采样点大气PM_(2.5)中As,Mn,Fe,Cu和Zn等元素浓度相比其他城市较高;基于气象数据统计分析可知,来自郑州市东北方向污染气团的传输,以及低风速、高湿度的静稳天气造成的本地排放污染物积聚是这两次重污染形成的主要气象因素;同时,利用正矩阵因子分解法(PMF)定量解析出观测期间主要贡献源:扬尘源(36.8%),机动车源(27.6%),工业源(21.0%)和燃烧源(14.6%).其中,扬尘源在清洁天的贡献占比较高,而重污染期间机动车源和燃烧源的贡献显著增大.

宝鸡市春季PM_(2.5)中金属元素的污染特征及来源

利用大气重金属分析仪(Amms-100)获取宝鸡市高新区2020年3月1日-4月24日PM_(2.5)中金属元素的逐时数据,结合气象因素分析PM_(2.5)及其金属元素的日变化特征,并运用富集因子和正矩阵因子分解法探讨金属元素的来源。结果表明,高新区春季PM_(2.5)质量浓度为(51.5±25.2)μg/m^(3);金属元素的平均质量浓度为4.6μg/m^(3),约占PM_(2.5)的8.9%。日变化中,K、Al、Fe、Ca和Ba呈"双峰"分布;Zn、Pb和Co呈"单峰"变化。富集因子分析显示,Zn和Pb的EF值>40,主要来自人为源;Ca、Fe和V的EF值<1,主要来自于地壳;Cr、Cu、Mn和Ba的EF在2~5之间分布,受自然和人为两大来源共同作用。源解析结果表明,春季金属元素主要来源于扬尘源(44.3%)、交通源(26.5%)、工业源(20.9%)和燃烧源(8.3%)。

耦合PMF、CMB模型对大气颗粒物源解析的研究

化学质量平衡法是目前应用最为广泛的大气颗粒物源解析受体模型之一。针对利用化学质量平衡法进行源解析时,需建立大量的污染源成分谱,耗财耗力,同时选择不同的污染源及特征元素拟合时易导致源解析结果不确定性的问题,结合正矩阵因子分解法模型,提出了化学质量平衡法与正矩阵因子分解法的耦合模型,利用正矩阵因子分解法模型解析出各污染源及其特征元素,确定化学质量平衡法模型拟合参数及污染源清单。对比各污染源的理论贡献量与模拟贡献量,结果表明,耦合模型拟合结果与理论值差异不大,验证了耦合模型的可行性。耦合模型缩减了化学质量平衡法模型建立污染源成分谱的工作量,提高了化学质量平衡法模型进行源解析工作的高效性、准确性。

宝鸡市冬季碳质气溶胶污染特征及来源解析

通过2018-11-15至2019-01-31在宝鸡市陈仓环保局、文理学院、监测站的3个采样点进行PM_(2.5)样品采集,使用热光反射法(TOR)对其有机碳(OC)和元素碳(EC)含量进行检测,分析OC和EC浓度及相关性特点,并利用比值法和正矩阵因子分解法(PMF)研究冬季碳组分来源特征.结果表明,采样期间OC平均质量浓度为陈仓环保局((24.8±10.7)μg·m^(-3))>文理学院(20.9±10.2)μg·m^(-3))>监测站((14.5±6.7)μg·m^(-3));EC平均质量浓度为陈仓环保局((6.4±3.5)μg·m^(-3))>文理学院((4.8±3.0)μg·m^(-3))>监测站((4.3±2.4)μg·m^(-3)).OC、EC相关性在陈仓环保局(0.67)低于文理学院(0.93)和监测站(0.91),表明陈仓环保局碳质来源较为复杂,文理学院和监测站碳质来源较为一致.估算SOC平均质量浓度结果显示陈仓环保局((17.1±8.3)μg·m^(-3))>文理学院((15.4±7.6)μg·m^(-3))>监测站((10.6±4.9)μg·m^(-3)),占OC浓度的69.2%、73.5%和73.2%.随着污染加重OC、EC和SOC对PM_(2.5)的贡献率逐渐降低.基于比值法和PMF模型分析结果表明宝鸡市碳组分中OC主要来源于生物质燃烧(41.8%)、燃煤(30%)、汽油车(19.8%)和柴油车(8.4%);EC主要受汽油车(52.1%)、柴油车(26.3%)和生物质燃烧(21%)等一次排放影响.

和田市城区PM2.5化学组成特征及来源分析

为了解中国极干旱区域和田市城区大气PM_(2.5)的组成特征及污染水平,于2014年1—12月采集和田市城区大气PM_(2.5)样品,并用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、离子色谱仪(IC)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)及元素分析仪分析其中PAHs(多环芳烃)、金属元素、水溶性无机离子、OC(有机碳)和EC(元素碳)等化学组分.结果表明,采样期间和田市城区大气PM_(2.5)质量浓度年均值为(770.11±568.01)μg/m^3,呈夏季最高、冬季最低趋势;金属元素、水溶性无机离子、OC、EC、∑_(16)PAHs(总多环芳烃)分别占PM_(2.5)质量浓度的15.292%、9.789%、4.246%、0.331%、0.015%.利用PMF(正交矩阵因子分解法)分别对PM_(2.5)中PAHs和金属元素、水溶性无机离子、OC、EC进行来源解析表明,PAHs主要来源为煤和汽油燃烧排放(13.91%)、生物质燃烧(33.98%)、天然气燃烧(52.11%);金属元素、水溶性无机离子、OC、EC的主要来源为土壤尘(56.49%)、油类燃烧(25.49%)、机动车排放(10.09%)、燃煤及生物质燃烧(7.93%).研究显示,采样期间沙尘对和田市城区大气PM_(2.5)组成影响较大,是该地区大气污染来源的主要因素.

河北香河亚微米气溶胶组分特性、来源及其演变规律分析

霾的形成发展与细颗粒物化学组分变化紧密相关.本文利用颗粒物化学组分监测仪(ACSM)、黑碳仪等对河北香河夏季亚微米气溶胶(PM1)化学组分、来源及其演变规律进行详细分析.结果表明,PM1平均占到PM2.5的约71%,PM1主要分布在20~80μg·m-3间;观测期间有显著的秸秆燃烧事件,秸秆燃烧时段PM1质量浓度显著升高,其中有机物质量分数迅速升高,平均约占到47%;秸秆燃烧使得大气气溶胶由弱碱性转变为弱酸性;整个观测期间,正交矩阵因子分解法(PMF)共识别出4类有机气溶胶,分别为两种一次有机气溶胶(类烃类有机气溶胶和生物质燃烧有机气溶胶)和两种二次有机气溶胶(低挥发、高氧化性的有机气溶胶和低氧化、半挥发性的有机气溶胶),有机气溶胶氧化程度较高.其中二次有机气溶胶的贡献远大于一次有机气溶胶,平均占到有机物的~69%,而去除秸秆燃烧时段后PMF结果中未解析出生物质燃烧有机气溶胶.