深圳大气VOCs浓度的变化特征与化学反应活性

对深圳2010年4个季节大气中VOCs进行了监测,研究了VOCs组分、季节变化和日变化特征.结果表明,烷烃是大气中含量最丰富的VOCs物种,占总VOCs的50%以上,其他依次是芳香烃和烯烃.总VOCs浓度季节变化表现为冬季最高和夏季最低,日变化特征则表现为夜晚浓度高、白天浓度低,峰值出现在早晨7:00左右,最低值则出现在下午14:00.通过VOCs物种间的比值特征分析了部分物种的来源,结果显示,反式-2-丁烯和顺式-2-丁烯主要来源于机动车尾气,甲苯和正己烷则受到了溶剂挥发的影响.利用最大增量反应活性(MIR)计算了各类VOCs的臭氧生成潜势(OFP),大气各类VOCs的OFP芳香烃最高、其次为烯烃,烷烃最低,甲苯、间,对-二甲苯和乙烯对臭氧生成的贡献在VOCs物种中排名前3.

北京冬、夏季颗粒物及其离子成分质量浓度谱分布

为认识北京大气颗粒物的重要特性之一的粒径谱分布,利用多级撞击式颗粒物采样器MOUDI对北京城区夏季和冬季大气颗粒物进行了4次为期1周的采样,采样时间分别是2001-07、2002-03、2002-07和2003-01.通过分析获得了颗粒物及其离子成分的质量浓度谱分布;发现北京城区颗粒物中细粒子占PM10的40%~60%,已经成为PM10的主要组成部分;但是细粒子和粗粒子的质量浓度与PM10都有很强的相关性(R2>80%),仍然可以通过控制粗粒子的浓度来降低PM10的浓度;在细粒子浓度高于70μg·m-3时,硫酸盐、硝酸盐和铵盐在细粒子中所占比例之和大于70%,是颗粒物浓度升高的主要因素;并且观测到颗粒物的质量粒径谱分布在积聚模态存在2个亚模态以及积聚模态出现在1·0~1·8μm的粒径段的谱分布;对于积聚模态峰值出现在1·0~1·8μm粒径段的原因,进行了初步分析.

北京大气气溶胶PM_(2.5)中的有机示踪化合物

有机示踪化合物是大气污染源排放的特征化合物,是各类污染源排放的指示物种,在污染源识别和利用受体模型进行源解析中起着关键作用.本文研究采用衍生化预处理和GC MS分析技术,对北京2002～2003年夏、秋、冬3个季节大气PM2 5样品中几类有机示踪化合物进行了定量检测,其中包括生物质燃烧源示踪物———左旋葡聚糖和β 谷甾醇,肉类烹饪等餐饮源示踪物———胆甾醇、化石燃料燃烧源示踪物———17α(H),21β(H) 藿烷类化合物,它们在北京各季大气中平均浓度分别为33 9ng·m-3～116 7ng·m-3,1 8ng·m-3～10 7ng·m-3,0 17ng·m-3～2 9ng·m-3,5 0ng·m-3～13 8ng·m-3.它们的季节变化规律还表明,生物质燃烧源和燃煤源分别在秋季和冬季对北京大气PM2 5污染有突出贡献.同时,还定性地检测到其它一些可能作为源示踪物的有机化合物,如甾烷类化合物,脱氢松香酸和邻苯二甲酸,值得今后深入研究.

生物质露天焚烧及家庭燃用的多环芳烃排放特征研究

农村地区生物质燃烧排放是大气多环芳烃（PAHs）的重要来源之一.本研究利用建立的烟尘罩稀释通道采样系统,对我国典型的生物质燃烧方式—水稻、玉米、花生、大豆秸秆的家庭炉灶燃烧,并对水稻、玉米、花生秸秆以及荔枝树、大叶榕、小叶榕等落叶的露天焚烧进行实验室模拟,实测了秸秆野外焚烧、落叶野外焚烧、秸秆炉灶燃烧等3种典型生物质燃烧类型排放的气相及颗粒相PAHs的排放因子.结果表明,本研究生物质露天焚烧PAHs排放因子高于大部分已有实验结果,秸秆炉灶燃烧PAHs排放因子亦高于大部分排放清单采用值.3类燃料燃烧排放PAHs的谱分布相近,均以中低环PAHs为主,中高环（4~6环）PAHs比例为22.2%~28.8%.采用某单一数值作为某类源PAHs特征比的取值,并将其运用于大气PAHs的来源解析可能会造成偏差.

基于日变化特征的珠江三角洲大气污染空间分布研究

在传统的大气监测网络子站污染物浓度比较的基础上,结合其24h日变化的趋势分析,对珠江三角洲9个城市59个监测点位2013~2015年期间的CO、SO_2、NO_2、O_3、PM_(10)、PM_(2.5)数据进行了分析,以期更深入地揭示珠江三角洲大气污染的空间分布格局和来源特征.结果表明:CO、SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)主要污染区域集中在珠江三角洲西北部和中部地区,主要以广州和佛山两个城市为污染中心,受到本地源排放贡献较大;O_3污染分布较为复杂,四周污染浓度高,中部浓度低,但广州和东莞两地日变化差异显著,受到本地源影响大.分析显示,珠江三角洲大气污染具有显著的区域性特征,推荐广州天湖和珠海唐家分别作为珠江三角洲北部和东南部的区域污染监测点,能够较好地代表来自珠江三角洲北部的污染传输影响和珠江三角洲东南部的平均污染水平.

深圳大气降水的化学组成特征

为了了解近年来深圳降水的化学特征与大气污染状况,连续2 a采集了深圳降水样品,分析其化学组分.结果表明,与北京等中国北方内陆城市相比,深圳降水中离子浓度比较低,但降水的酸化程度和酸化频率非常高,雨量加权pH值在2004年和2005年分别为4.48和4.68,酸化频率分别为88%和91%,降水酸化严重;相对中国内陆酸雨城市,深圳降水中SO42-对雨水酸性贡献相对较低,而NO3-和Cl-对雨水阴离子总量及降水酸性的贡献相对较大;Cl-和Na+对雨水阴阳离子的贡献较高,深圳降水受海洋的影响显著;SO42-、NO3-、NH4+等二次组分在雨水中占有很高比例,三者之和超过离子总量的40%,表明深圳大气环境中二次污染突出;降水中不同组分的来源差别较大,Cl-、K+、Na+主要来自海洋源,而SO42-、NO3-、Ca2+、Mg2+主要来自非海洋源;甲酸、乙酸和乙二酸是深圳降水中主要的有机酸,三者之和在2004年和2005年分别占检测到的有机酸总量的94%和99%.

北京市大气气溶胶PM_(2.5)中极性有机化合物的测定

提出了用GC MS分析大气细粒子中极性有机化合物的测定方法 ,给出了 2类衍生化反应的最佳条件 .标准物质工作曲线相关系数在 0 995～ 1 0 0 0之间 ,仪器精密度为 1 %～ 1 0 % ,标准物质的标准偏差为 3%～ 2 0 % ,实际样品的标准偏差为 3%～ 1 7% ,仪器定量限为 0 1～ 4 0ng·μL-1 .实测了北京市夏、秋、冬 3季大气细粒子样品 ,定量极性有机化合物 4 2种 ,其中一元羧酸 30种、二元羧酸 5种、无水单糖 3种、甾醇类 3种和苯甲酸 。

深圳市大气细粒子(PM2.5)中汞的污染特征

于2008年8月─2009年1月系统地采集了深圳市学院区和工业区的大气PM2.5样品,应用冷原子荧光法分析颗粒态总汞的含量〔以(ρ(汞)计〕.结果表明:深圳市大气PM2.5中ρ(汞)为1.93~249.27 pg/m3,平均值为72.11 pg/m3,与国内外同类研究的结果相比,其处于中等污染水平.PM2.5中ρ(汞)存在较大的季节和功能区差异,且季节差异更为显著,冬季污染最重,夏季次之,秋季最轻.夏季PM2.5中汞污染水平较高的原因:①受局地燃煤电厂排放量增加的影响;②由于台风外围下沉气流导致污染物在局地累积.从功能区差异来看,受局地燃煤电厂排放的影响,工业区PM2.5中汞的污染水平显著高于学院区.但在秋季,由于受集中的生物质燃烧排放的影响,学院区PM2.5中ρ(汞)约为工业区的1.51倍.此外,利用TEOM同步测定了学院区PM2.5中的w(汞),范围为0.19~3.43μg/g,平均值为1.11μg/g,冬季明显高于夏、秋季.PM2.5中w(汞)和温度呈显著负相关,说明温度是影响颗粒态汞的重要因素.

船舶大气污染排放的研究进展

船舶是大气污染的重要来源,其排放的NOx占化石燃料源的15%左右,SO2占人为源的4%~9%。国内外从3个方向开展对船舶大气污染的研究：（1）对大气气候影响;（2）源清单计算;（3）排放因子测量。船舶排放的多种污染物可改变空气质量;对大气辐射收支产生直接和间接影响;对海洋大气的成云效应产生影响。船舶源清单主要有2种计算方法：基于燃料消耗的方法,适用于长时间大尺度计算;基于船舶活动情况的方法,适用于高空间分辨率计算。排放因子测量有台架试验和空中烟羽测量2种方法：前者测量结果准确,条件设定自由;后者可行性高,并能提供颗粒物增长转化信息。国内研究尚处于起步阶段,需要建立完整的船舶排放清单,开展排放因子的测试和修正工作。

北京市大气细颗粒物的遗传和非遗传毒性研究

用胞质阻断微核试验与单细胞凝胶电泳法检测北京市大气PM2.5无机提取物与有机提取物对Balb/c 3T3细胞微核形成与DNA链断裂的影响;通过划痕染料示踪技术(SL/DT)观察PM2.5无机提取物与有机提取物对Balb/c3T3细胞间通讯的影响.发现PM2.5有机提取物可引起双核微核细胞率显著增加(P<0.01)及导致慧星细胞率和DNA迁移长度显著增加(P<0.01);PM2.5有机提取物引起细胞间通讯的抑制; PM2.5无机提取物未见明显毒作用.结果表明,PM2.5可引起染色体损伤和原发性DNA损伤,抑制细胞间通讯,其毒作用主要由其有机成分引起.

深圳市大气能见度与细粒子浓度统计模型

利用深圳市2007年全年逐时能见度、PM2.5质量浓度和相对湿度观测数据,在分析大气消光机理及其影响因素的基础上确立了能见度与PM2.5之间的基本模型关系,着重讨论分析了相对湿度对颗粒物消光影响的常见修正方式,并通过线性和非线性回归分析筛选相对湿度影响修正因子fRH的表达形式和确定模型参数,最终建立起适合于深圳本地情况的能见度与PM2.5之间的最优统计模型(R2=0.43,n=8024)。进一步利用能见度与PM2.5的日平均值进行了多元回归分析,模型拟合值与实测值之间的相关系数(R2)高达0.73(n=350),而且预测偏差范围小,较好地反映了深圳市大气能见度与PM2.5之间的定量相关关系。

北京市大气气溶胶PM_(2.5)中水溶性有机酸的测定

采用毛细管电泳的方法对北京大气PM2 5中低分子量二元羧酸、醛酸、酮酸和甲磺酸等 1 0种水溶性有机酸进行了测定 .方法的定量检测限为 1 1 0～ 2 80 μg/L(提取液 ) ,峰面积的相对标准偏差为 1 7%～ 6 0 % ,标准工作曲线的线性相关系数为0 995～ 0 999.北京夏、秋、冬 3季 1 0种有机酸的总量平均分别为 72 1ng/m3 、36 2ng/m3 、32 5ng/m3 ,浓度水平总体上与国外大城市相当 .其中乙二酸的含量最为丰富 .通过各种有机酸浓度的季节变化规律 。

不同碳质气溶胶在线监测技术的实测比较研究

2009年10月31日—11月8日,用国际上应用较多的4种气溶胶在线监测仪同步监测了深圳大气细粒子中元素碳(EC)和有机物(OM)的浓度。比对结果显示:黑碳仪与单颗粒黑碳光度计测定EC有很高的相关度,R2=0.97,斜率为1.00;在线EC/OC分析仪的EC监测结果与前两者的相关度R2均大于0.95,但是其浓度水平总体偏低30%～40%;在线EC/OC分析仪测定的OC与气溶胶质谱仪测得的OM也比较吻合,相关度R2=0.83,但是在OM高浓度时在线EC/OC分析仪的测量结果相对偏低。对造成不同在线仪器观测数据差异的因素进行了初步探讨,为研究者掌握这些在线仪器获得的高时间分辨率观测数据的准确性和差异性提供支撑信息。

深圳降水中低分子量有机酸对降雨酸性的贡献

有机酸可能对降水酸性具有重要贡献,尤其是深圳处于亚热带地区太阳辐射强烈、光化学过程活跃,有利于有机酸的生成.对深圳市2004─2005年降雨中有机酸进行研究,结果表明:含量最高的有机酸依次为甲酸、乙二酸和乙酸,三者之和超过总有机酸浓度的98%;有机酸对阴离子总浓度的贡献约7%,对降水总自由酸度(TFA)的贡献约5%,上述各值均高于北京,深圳有机酸对降水的酸度有一定的贡献;深圳有机酸的湿沉降主要集中在夏季,此时酸性物质沉降量大,因此有必要减少夏季深圳有机酸的排放.

2008北京残奥会期间大气黑碳气溶胶污染特征

利用单颗粒黑碳光度计(SP2)对2008年残奥会期间北京市黑碳(BC)气溶胶的质量浓度、粒径分布及单颗粒混合态进行连续在线观测.结果表明:观测期间BC浓度均值为1.65μg/m3,低于往年同期水平;质量粒径分布呈单峰型,峰值位于207nm;内混态BC比例平均为56.1%,高于其他国内外城市,说明本地源排放贡献相对较小.随大气边界层高度及本地源排放变化,BC浓度在上午8:00和午夜0:00出现2个峰值,内混态BC比例日变化趋势与之相反.风向风速分析表明,残奥会期间来自五环外未限行区域的机动车排放对市区BC浓度有明显影响.

深圳市机动车PM_(2.5)排放因子隧道测试研究

为深入了解深圳市机动车排放PM2.5化学特性，选取深圳具有代表性的城市隧道进行机动车排放因子测试。通过连续8d的监测，获得隧道内PM2.5质量、EC、OC的浓度、交通参数、气象参数等实测数据。利用单程隧道活塞效应计算出隧道内机动车排放PM2.5质量、EC、OC的平均排放因子，分别为64．0，9．68，20．2mg／（km·辆）。隧道内OC／EC的值在0．32～0．74之间，平均为0．52，表明深圳市机动车对PM2.5的排放，柴油车起主要作用。对塘朗山隧道与国内外其他隧道实验的测定结果进行比较，结果显示PM2.5质量的平均排放因子高低与机动车组中重型车所占比例大小规律一致，说明机动车组中重型车比例是城市控制机动车PM2.5排放的主要因素。利用线性回归分别计算重型车、轻型车对PM2.5质量、EC、OC的排放因子，经分析重型车为深圳市机动车尾气排放控制的重点，尤其是重型柴油车。

宁波市冬季PM_(2.5)污染特征与来源解析

为了了解宁波市大气中PM2.5污染特征及来源,于2012年冬季在宁波5个环境受体点采集PM2.5样品,分析它们的质量浓度及多种无机元素、水溶性离子、金属元素和碳等组分的含量,并使用PMF模型对宁波市PM2.5来源进行了解析。结果表明：宁波冬季PM2.5浓度较高,5个点位PM2.5中主要化学组分均为有机物、SO42-、NO3-、NH4＋和元素碳,约占PM2.5总质量浓度78.2%~92.4%。对宁波市PM2.5有重要贡献的源类分别为钢铁冶炼源、混合扬尘源、生物质燃烧源、二次硝酸盐、高氯源、机动车排放源、重油燃烧源和二次硫酸盐,其分担率分别为5.6%、3.3%、3.2%、28.8%、6.8%、22.2%、0.7%和29.4%。

无锡市大气PM(2.5)中黑碳的粒径分布与混合态特征

针对长江三角洲地区PM2.5中的重要组分黑碳（BC）气溶胶,2010～2011年利用单颗粒黑碳光度计（SP2）,对江苏省无锡市夏冬两季BC气溶胶的质量浓度、粒径分布及单颗粒混合态进行了连续在线观测.结果表明,无锡市冬季BC质量浓度（6.1μg/m3）是夏季（2.5μg/m3）的2.4倍,内混态BC比例（NIB）冬季（64.8%）也显著高于夏季（44.6%）,说明冬季BC污染与来外来污染传输有关.反向轨迹分析表明,来自华北平原的污染气团输入是冬季高浓度BC污染的首要原因.NIB的日变化趋势与BC质量浓度的完全相反.午后BC质量浓度最低时NIB最高,反映了二次光化学产物包覆在BC颗粒外层的老化过程.此外,夏冬两季BC粒径分布保持稳定,其质量浓度峰值对应粒径在225nm左右,数浓度峰值对应粒径在120nm左右。

生物质燃烧源排放烟尘罩稀释采样系统设计与应用

为研究生物质燃烧源颗粒物与气态污染物的排放特征,设计了可用于生物质燃烧排放实验室模拟研究的烟尘罩稀释采样系统.该系统可模拟生物质燃烧释放的高温高浓烟气排放到大气中的冷却、稀释、生长等理化过程,捕集燃烧排放的细颗粒物和多种痕量气态污染物.通过更换不同内径采样嘴等方法,系统稀释倍数可在10～70倍之间调节.详细介绍了系统的设计原理及结构,并对系统可靠性进行了检验.整个采样系统通过了气密性测试,分级采样系统平行性良好,细颗粒物损失在可接受范围,对燃烧状态扰动低,燃烧状态可实时评估.应用该系统测定了我国南方地区典型生物质燃烧源含碳污染物种的排放特征,结果表明其适于模拟各种类型的生物质燃烧.

北京市大气细颗粒物对Balb/c3T3细胞周期的影响

研究了北京市大气细颗粒物有机提取物 (EOC)对Balb c 3T3细胞周期及调节因子的影响 .实验发现 116 μg mL细颗粒物EOC即有明显的细胞毒性 ,抑制细胞生长 ,并存在剂量 反应关系 ,IC50 为 4 0 2 2 μg mL ;流式细胞仪分析显示 136 6 μg mLPM2 5EOC可造成细胞周期改变 ,G0 G1期、G2 M期细胞分布增加 ,分别为 16 2 4 % (P <0 0 1)与 3 17% (P <0 0 5 ) ,S期细胞分布减少 2 0 4 % (P <0 0 1) ,并伴有P5 3含量的增加 ;4 0 9 8、4 78 1μg mL的PM2 5EOC可诱导Balb c3T3细胞凋亡 .提示PM2 5有机提取物可能通过P5 3途径引起Balb c 3T3细胞周期阻滞 ,并诱导细胞凋亡 .