武汉市秋季灰霾PM_(1.0)水溶性离子特征的初步研究

为研究武汉市灰霾期间亚微米级细粒子(PM1.0)中水溶性离子特征,于2012年9月10日至10月30日期间,利用KS-303采样器,在武汉市郊区进行PM1.0常规/灰霾采样。使用离子色谱分析仪对采集的13个样品的10种水溶性离子(F–、Cl–、NO–3、NO–2、SO2–4、Na+、NH+4、K+、Mg2+和Ca2+)进行分析。结果显示,灰霾期PM1.0平均浓度101μg/m3,比非灰霾期高出81%左右;总水溶性离子(TWSI)平均浓度49.5μg/m3,比非灰霾期高出61%左右;SO2–4在灰霾期与非灰霾期浓度均最高,分别达到22.9μg/m3和14.8μg/m3,其次是NO–3和NH+4,灰霾期间K+和Cl–百分含量有较明显升高;秋季PM1.0呈酸性且酸性强弱与PM1.0浓度有很好的正相关性;PM1.0中水溶性离子主要来自人为源,建筑扬尘和风沙尘也对其有一定贡献。

武汉大气PM_(2.5)中稀土元素的组成特征和来源分析

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析了16种稀土元素的浓度水平,并通过球粒陨石标准化、富集因子模型等方法对其分布模式和污染来源进行了分析。研究表明,武汉PM2.5中各稀土元素浓度随时间的变化趋势大体一致,其分布符合奥多—哈尔金斯定律,并呈轻稀土富集型的分布模式,但PM2.5中轻稀土元素相对于重稀土元素的富集程度比土壤高,稀土元素在土壤中的比重要高于PM2.5。武汉PM2.5中的稀土元素部分源于土壤或扬尘,部分则来自人为源,其中Sc主要来源于人为污染源,而Pr、Nd、Sm、Dy、Ho、Er、Yb、Y等8种元素的主要来源为土壤或扬尘,La、Ce、Eu、Gd、Tb等5种元素则部分来源于土壤或扬尘,部分来源于人为源。

武汉秋季灰霾和非灰霾天气细颗粒物PM_(2.5)中水溶性离子的特征

分析了武汉地区武大和天虹2个采样点秋季灰霾和非灰霾天气细颗粒物PM2.5中的9种水溶性离子(F-、Cl-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)浓度。结果表明,NO3-、SO42-和NH4+是武汉秋季PM2.5中最重要的3种水溶性离子,且PM2.5中各水溶性离子之间组成比例相对稳定;灰霾期PM2.5中水溶性离子比例的增大是武汉秋季灰霾污染的重要特征,它们可能来源于生物质燃烧、土壤扬尘、化石燃料燃烧、汽车尾气排放等过程,其中天虹站点的大气二次污染比武大站点的严重,固定源对武汉2个站点秋季灰霾期大气中NOx与SO2相对贡献均比非灰霾期的大,移动源对天虹站点秋季大气中NOx与SO2的相对贡献则比武大站点的大。

冬季霾天气下武汉城区大气PM_(2.5)的化学特征

研究了冬季霾天气下武汉城区大气PM2.5的化学组成和污染特征。结果表明,武汉冬季霾天气和正常天气PM2.5的平均浓度分别为183.83μg/m3和66.46μg/m3,主要成分OM、NO3-、SO42-、NH4+的总量分别占PM2.5的80.88%和65.43%。霾天气期间OC和EC有着共同的主要来源。与正常天气相比,武汉冬季霾天气下PM2.5中各物质的质量浓度均有所增加,二次有机气溶胶对武汉PM2.5有更为显著的贡献,以煤燃烧为代表的固定源对PM2.5的贡献更大。与其他城市相比,以机动车尾气为代表的移动源对武汉冬季PM2.5的贡献相对较大。霾天气下PM2.5浓度的增加可能与市政建设、煤燃烧、生物质燃烧、汽车尾气等因素有关。

北京市夏季臭氧特征及臭氧污染日成因分析

为研究北京市夏季臭氧特征及污染成因,于2017年7月15日至2017年8月10日期间,在北京市城区进行气象要素、臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)的连续观测,并选取7d(2017年7月20日、30日和8月1日、4~7日)密集采集大气样品进行挥发性有机化合物(VOCs)和含氧挥发性有机化合物(OVOCs)的分析。结果表明,观测期间北京市夏季O3污染严重,臭氧污染日以东南风为主,一般伴随着高温、低湿、低压和高前体物(VOCs、CO和NOx)浓度,占总观测天数的51.8%。密集采样日中臭氧污染日的成因与副热带高压或均压场下的弱高压系统有关。此外,来自河北、内蒙古中部和蒙古国东部途经保定和张家口等地的气流为北京夏季臭氧污染日的形成提供了部分外源,日平均贡献量为16%~37%,最大贡献量为53%,显示区域传输对臭氧污染日形成有重要影响。敏感性试验发现O3的生成主要受VOCs控制,特别是人为源VOCs。以上结果表明,控制北京本地VOCs的人为排放和周边空气质量将有助于降低北京城区的O3浓度。

武汉市大气VOCs污染特征及其对臭氧生成的影响

于2014年1-12月在武汉市城区对大气中105种挥发性有机化合物(VOCs)进行在线监测,以便研究武汉市区VOCs的组成特征及变化规律。同时评估大气VOCs对武汉市臭氧(O_3)生成的影响,并探讨关键VOCs活性物种及来源。结果表明,武汉市2014年大气总挥发性有机化合物(TVOCs)年平均浓度为(92.88±1.06)μg/cm^3,乙烷、丙烷、乙烯、正丁烷、甲苯是浓度最大的5个物种。大气TVOCs的浓度在冬季最高夏季最低,昼夜变化表现为明显的早晚双高峰特征。在非甲烷碳氢化合物(NMHCs)中,烯炔烃的臭氧生成潜势最大,其次为芳香烃和烷烃。武汉市臭氧生成潜势最大的5个物种分别为乙烯、间/对-二甲苯、丙烯、甲苯和异丁烯。机动车排放是武汉市大气VOCs的重要来源,控制机动车VOCs排放有助于削减大气VOCs活性较大的组分,从而减少臭氧的生成。

减排管控期厦门市大气中挥发性有机物浓度变化特征及来源分析

为研究大气减排管控措施对厦门市大气中挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOCs)浓度及来源的影响,评估VOCs减排效果,于2017年8月28日至9月13日在厦门市中国科学院城市环境研究所(郊区站)使用VOCs在线监测仪器(AC-GCMS 1000)对金砖会议期间及前后厦门市大气挥发性有机物进行监测和分析。结果表明,金砖会议前、中、后时间段的总挥发性有机物(TVOCs)体积浓度分别为(19.09±9.65)×10^(-9)(V/V)、(9.39±3.35)×10^(-9)(V/V)和(14.88±9.68)×10^(-9)(V/V)。会议期间TVOCs较会议前分别下降51%和37%,其中含氧挥发性有机物(OVOCs)下降比例为90%,芳香烃与烯烃分别下降53%和38%,这3类VOCs均下降超过30%。会议前、中、后时间段总臭氧生成潜势(OFP)分别为162.06、77.14和121.45μg/m^3,二次有机气溶胶生成潜势(SOAP)分别为2.14、1.65和1.93 ng/m^3,会议期间OFP与SOAP较会议前分别下降52%和23%,芳香烃和烯烃为生成OFP的关键物种,芳香烃对SOA的生成起主导作用。PMF模型共解析出5个污染源,分别为机动车尾气源、植物排放源、溶剂使用源、油品挥发源和背景源,溶剂使用源为整个监测期间VOCs最大贡献源(32%),其质量浓度较会议前下降76%。本研究结果表明,控制溶剂使用源和机动车尾气排放源,会显著降低主要VOCs物种的浓度,对后续控制O_3生成及潜在SOA的产量有显著效果。本研究为厦门市及其它地区的VOCs污染控制提供了合理有效的参考。

中国大范围雾霾期间大气污染特征分析

为分析我国2013年1月份大范围雾霾成因及特点,在收集相关污染物与气象数据的基础上,运用主成分及相关性分析,对雾霾期间我国8个重点城市大气细颗粒物(PM2.5)浓度、粒径分布,时空变化规律,雾霾与气象因素的关系以及雾霾期间各城市大气污染指标的主成分及相关性进行了分析.结果显示雾霾期间8个城市PM2.5平均超标2.34倍,11～14号超标最为严重,PM2.5/PM10浓度比值平均为0.72,高湿、逆温、低压、静风等气象条件有利于雾霾的形成,PM2.5与SO2,NO2等表现出较好的相关性,主成分分析表明多数城市表现出明显的复合污染特征.此次雾霾是以特殊气象条件为主导的机动车尾气及煤烟型复合污染引起的大范围污染现象.