青海湖区域背景点夏季大气NO_2,SO_2和O_3浓度变化规律

利用ECOTECH公司系列气体监测仪,对青海湖区域背景点夏季的大气污染物的变化规律及其和气象因素之间的关系进行了分析。结果表明,夏季三种气体中NO_2浓度较低,平均值为2.30×10^(-9),其日内变化呈现单峰形式,目较差非常小;SO_2浓度较高,平均值达到20.82×10^(-9),波幅变化较大,其日内变化表现的较不规则;O_3浓度夏季平均值高达57.63×10^(-9),日变化呈现单谷形态,早晨7:00—8:00达到最低值;三种污染物均在凌晨或午夜达到高值。和气象因子的相关分析表明,NO_2静风情况下浓度较低,主要污染源为西北及东北方向的公路及铁路机动车排放;SO_2主要来源于当地生物质燃烧排放,同时东南风向时其浓度增高;静风时O_3浓度最高,其受风向影响较小。

西安夏季碳气溶胶细粒子时间变化特征分析

为了探讨西安高分辨率的大气碳气溶胶细粒子的变化特征,在2008年夏季8月4日—7日太阳辐射强烈、高温晴朗天气进行每2小时的连续PM_(2.5)样品采集,通过热光碳分析仪和TOC分析仪分析获得OC、EC、WSOC浓度变化序列,其日序列显示出机动车尾气排放为主导的昼夜变化特征。观测期OC/EC比值平均水平为6.41,应用EC示踪法估算出SOC每2小时平均浓度为11.64μg·m^(-3),占OC浓度的63.37%,与WSOC占OC浓度的60.22%相当,两者比值为1.01,说明西安夏季高温和强烈的太阳辐射利于光化学反应的发生形成二次有机气溶胶,而且两者大部分为同一碳组分。分析SOC与O_3以及OC/EC比值序列变化,发现以O_3浓度和OC/EC比值来判断西安大气二次有机气溶胶的存在优于单纯应用OC/EC比值。

科教、产教融合理念下大气污染控制工程课程建设探索

大气污染控制工程是高等院校环境工程专业的专业必修课,内容上兼具理科和工科的特点,该课程学习上具有一定的难度及广度。文章以大气污染控制工程课程为例,综合分析了该课程在当前教学中的不足,在“科教融合”“产教融合”理念下重新定义教学改革目标,从教学内容、教学方式、课程考核和评价等三方面出发,提出相应的教学改革举措,旨在为专业课程教学改革提供新思路,为培养兼具环境工程实践思维和科研特性的环境专业人才提供保障。

厦门PM_(2.5)污染类型及其成因分析

PM_(2.5)污染已成为目前我国空气污染领域关注的焦点问题。为研究厦门地区PM_(2.5)污染的不同类型,于2013年1月、4月、7月和10月选择厦门市五个代表性环境监测站进行了同步的PM_(2.5)离线滤膜和在线数据采集,并收集了同期的AQI、SO_2、NO_2、CO、O_3及气象数据。对滤膜中的水溶性无机离子、元素和碳组分进行了实验分析。基于实验分析数据,利用IMPROVE方程定量计算了厦门空气污染期间PM_(2.5)中不同组分的颗粒物消光系数。根据不同组分消光系数的大小,将厦门市的PM_(2.5)污染分为三种类型:硫酸盐主导污染类型、有机物主导污染类型以及各区域不同污染物主导污染类型。对不同污染类型的成因进行了深入分析,发现其主要与本地污染物排放、外来污染物输送以及气象要素有关。

西安市夏、冬季大气能见度变化特征及影响因素

利用2009年7月和12月的气象资料（风速、温度和相对湿度）、空气污染物（PM2.5、SO2、NOx和O3）和能见度的监测数据，探讨了西安市夏冬两个季节大气能见度变化特征及其影响因素。结果表明，西安夏季能见度平均值为11．12±5．78km变化范围在2．99～26．99km；冬季能见度明显低于夏季，其平均值为8．31±4．85km，变化范围2．56～18．08km。夏季早晨08时能见度最低为6．74km，下午18时最高为10．47km，而冬季下午14时能见度最高为8．10km：凌晨02时最低为5．13km。能见度与气象要素及空气污染物的相关分析结果表明，夏季温度、风速和相对湿度对能见度的影响不大，而冬季风速和相对湿度对能见度影响较大（相关系数分别为0．77和0．73）。夏、冬季能见度与PM2.5、NOx和SO3均呈现较强的负相关，而O3对能见度的影响相对较小。

常州市冬季PM_(2.5)中金属元素污染特征及健康风险评价

为了解常州冬季PM_(2.5)中重金属元素的污染特征及其对健康的影响,于2019年冬季采集PM_(2.5)样品61个,测定了不同元素的含量,评价了不同重金属元素的健康风险。采样期间,PM_(2.5)的平均质量浓度为64.51μg·m^(-3),31.2%的天数超过GB3095-2012中规定的二级浓度限值,说明常州存在一定的大气污染问题;痕量元素仅占所测元素的8.3%,其中,Mn、Zn、Pb和Cu对于成年男性、女性和儿童的非致癌风险均小于1,非致癌风险较低;Ni对于成年男性、女性和儿童不存在致癌风险;而Cr对于三者的致癌风险处于10^(-6)~10^(-4)之间,具有潜在致癌风险。

低载荷大气PM_(2.5)样品中类腐殖质的萃取探索

大气颗粒物中的类腐殖质(HULIS)由于其化学特性及环境效应而备受关注,目前HULIS萃取方法主要使用的为固相萃取法,但不同研究小组在进行固相萃取的过程中操作上具有一定差异性,由此导致了低载荷大气PM_(2.5)样品中类腐殖质的萃取不完全和不准确等问题。为了探究不同的操作步骤与细节对结果带来的影响,本研究对常用的固相萃取法进行了比较和分析:通过对比标准样品回收率确定不同种类萃取柱以及前处理步骤的萃取效率,排除影响因素;通过对比加标回收率优化萃取步骤、探索样品膜用量,最终建立了一种可靠的HULIS萃取方案。

生物质燃烧排放PM_(2.5)颗粒萃取的水溶性有机碳液相光化学氧化

为探究生物质燃烧排放的PM_(2.5)中水溶性有机碳(WSOC)的液相氧化特征,探索了两种生物质(小麦秸秆和水稻秸秆)燃烧排放的WSOC在紫外光(UV)和紫外光+H_(2)O_(2)体系(UV+OH)液相氧化产物的吸光特性、荧光特性及氧化特性.总有机碳分析仪的分析结果表明两个体系中WSOC去除率相当,增加H_(2)O_(2)并未明显改善去除率,推测直接光解是WSOC降解的主要途径;两种生物质燃烧PM_(2.5)中WSOC降解速率均较快,光照17h后WSOC去除率均在70%左右.两种生物质WSOC液相光化学氧化产物变化规律没有显著差别.随着光解进行,WSOC的降解导致吸光度不断下降,三维荧光(EEM)光谱图中的荧光峰Ex/Em=255~260nm/330~340nm强度也不断下降,但Ex/Em=230/400~500nm出现了新的荧光峰,说明可能生成了类腐殖质(HULIS).高分辨气溶胶质谱仪(HR-AMS)分析的aqSOA生成潜势及其氧化特性,结果表明,随反应进行,尽管两种体系中aqSOA不断降低,但由于产物中含氧官能比例增加,aqSOA比反应前更具氧化性.产物的氧化潜势变化规律与HULIS变化规律相似,在UV+OH体系中先升高后下降,归因于反应初期含氧官能团物质的生成及随后的降解.结合以上研究结果,推测燃烧排放WSOC液相氧化经历了官能团化生成高一代产物后,碎片化和开环反应形成二代、三代氧化性更强的小分子产物,从而可能间接影响气候变化和空气质量.本文揭示生物质燃烧排放WSOC老化行为对于理解液相氧化反应对吸光性、SOA形成及健康影响等方面具有重要意义.

“互联网+”模式应用于环境监测课程教学优势分析

"互联网+"是近几年兴起的理念,将互联网信息技术与专业课程教学深度融合,充分发挥互联网在课堂教学中的正面作用,成为了任课教师教学改革的探索热点。环境监测课程因其内容繁杂、实践性和综合性强,使得"教好"这门课存在一定难度;本文以"互联网+"应用于环境监测课程的必要性为切入点,讨论了"互联网+"融入环境监测课堂教学的优势。尽管目前仍存在一些问题待解决,但互联网在线优质开放的教学资源、先进的教学平台仍激励了高校教师积极转变教学理念和完善教学体系,为进一步提升环境监测教学质量奠定基础。

工程教育认证下《环境监测》教学模式探索

为满足新时势背景下对环境专业人才的要求,基于工程教育认证背景下的环境监测课程教学改革是更好地适应环境类专业应用技术人才的培养有效途径。本文总结了高校环境监测课程教学过程中存在的共性问题,从专业认证的核心理念出发,探讨了课程目标定位、课程培养目标的确定,探索了环境监测课程教学体系、教学方法、考核方式以及教学反馈等方面教学改革思路,以期提升教学质量,为相关课程教学改革提供思路与借鉴。

基于OBE理念的“大气污染控制工程”课程混合式教学改革与设计

“大气污染控制工程”课程是高等学校环境工程专业的一门核心课。基于工程教育专业认证的OBE理念和课程思政理念,探讨了“大气污染控制工程”课程线上线下混合式教学改革的做法,包括优选教学资源和平台、精心进行教学设计、创新教学方法、改革考核方式等方面,从而达到激发学生的学习兴趣、提高教学质量的目的,最终促进教学目标的达成。

“大气污染控制工程”课程思政探索

以“大气污染控制工程”一流课程建设为契机,全面梳理了课程的知识点,探讨了通过巧妙设计教学内容、创新教学方法、利用信息化教学手段、实践环节加强思政、改革课程考核等五方面进行思政元素的融入,深入挖掘专业课程的德育功能,为环境类专业课的课程思政建设提供思路,从而通过思政教育与专业教育的自然融合实现“立德树人”。

基于机器学习的汾渭平原PM_(2.5)和O_(3)变化特征及影响因素

本文以2017—2021年汾渭平原典型城市西安大气PM_(2.5)和O_(3)浓度数据为基础,运用机器学习方法分析了PM_(2.5)和O_(3)的变化特征和趋势,讨论了污染气体(NO_(2)、SO_(2)、CO和HCHO)与气象因素(温度、相对湿度、风速、大气压力、边界层高度和太阳辐射)对PM_(2.5)和O_(3)浓度变化的交互影响.Theil-Sen趋势分析发现2017—2021年西安市PM_(2.5)和O_(3)分别以每年6.03%和2.06%的速度下降.单因素广义加性模型(GAM)中,NO_(2)、SO_(2)和CO对PM_(2.5)浓度变化影响的模型解释率较高,温度、太阳辐射和大气压对O_(3)浓度变化影响的模型解释率较高.多因素GAM模型中,PM_(2.5)和O_(3)均呈现非线性变化,模型的解释方差分别为84.9%和75.0%,拟合程度较高.通过等高线图分析了多个气象因素和多种污染气体两两交互作用分别对PM_(2.5)和O_(3)浓度的影响,其中温度和污染气体(NO_(2)、SO_(2)、CO和O_(3))对PM_(2.5)浓度的影响更大;温度和太阳辐射对O_(3)的影响更大.NO_(2)和CO分别与气象条件两两相互作用时,PM_(2.5)浓度随NO_(2)和CO的增高而增高,O_(3)浓度则与NO_(2)和CO的变化趋势相反.结合本地污染物源清单,建议加强控制工业源和移动源排放,有助于降低PM_(2.5)和O_(3)的浓度.

四乙基愈创木酚液相·OH氧化SOA产率及特征分析:初始浓度的影响

液相化学过程作为二次有机气溶胶(SOA)形成的一种必不可少的途径,引起了学界对大气化学的广泛关注.由于其反应复杂性,反应机制、产物特性及对SOA质量的贡献还没有完全理解.本文选择四乙基愈创木酚(4-ethylguaiacol,EG)为前体物,系统地研究了初始浓度(0.03、0.3和3 mmol·L-1)的EG液相·OH氧化形成的液相二次有机气溶胶(aqSOA)特性的影响.用黑炭-气溶胶质谱(SP-AMS)测定aqSOA产率和氧化特性,气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)、离子色谱(IC)测定产物和低分子有机酸.紫外分光光度计(UV-vis)和高效液相色谱测定了类腐殖质(HULIS)等表征光吸光产物的形成.结果表明,不同初始浓度(mmol·L-1)下aqSOA的O/C都表现为随着反应时间延长而升高,分别在0.42~0.61(0.03 mmol·L-1)、0.49~0.84(0.3 mmol·L-1)和0.49~0.63(3 mmol·L-1)之间变化.SP-AMS测定aqSOA组分发现高初始浓度时二聚体(C16H18O2+,m/z302)量明显高,说明高浓度下更容易发生聚合反应.UV-vis分析表明,随光氧化反应的进行,250 nm处吸光明显增强,可能是由于250 nm处新的吸光性产物生成所致.反应过程中生成的HULIS浓度不断升高,与UV-vis测定的300~400 nm区域内吸光度增强结论一致,说明水相反应形成了棕色碳.IC检测到产物中含有小分子有机酸:甲酸、乙醇酸和草酸其中甲酸浓度最高.GC/MS检测到aqSOA中含酮、单聚体和二聚体等,说明发生了官能团化和聚合化过程.

常州市冬季PM_(2.5)中类腐殖质昼夜特征分析

为探讨常州冬季大气气溶胶中类腐殖质(HULIS)的昼夜变化特征,在常州市城郊于2017年1月1日～2月28日采集了64个细颗粒物(PM_(2.5))样品,分析获取了类腐殖碳(HULIS-C)的浓度和光学变化特征.冬季PM_(2.5)昼夜平均质量浓度分别为122. 60μg·m^(-3)和111. 72μg·m^(-3),HULIS-C的昼夜平均质量浓度分别为4. 18μg·m^(-3)和3. 74μg·m^(-3),白天均高于夜晚.紫外光谱分析结果表明,HULIS/WSOA(水溶性有机质)于250 nm处的吸光度比值(昼:77%,夜:75%)明显大于HULIS-C/WSOC(水溶性碳)的浓度比值(昼:51%,夜:50%),表明较多的高紫外吸收物质和多聚共轭芳香结构存在于HULIS中;昼夜HULIS在250 nm和365 nm光下的吸光度比值(E250/E365)和特征紫外吸光度(SUVA280)的差异小,说明HULIS在芳香度和分子量上昼夜差异小,且昼夜HULIS化学性质及组成相近;进一步分析了HULIS的光吸收效率(MAE365)和光吸收指数(AAE300-400),发现昼夜没有明显差异.此外,通过HULIS-C和PM_(2.5)中其他化学组分的相关性分析,定性了解常州市冬季HULIS的主要影响因素,HULIS-C来源上受到了生物质燃烧、化石燃料燃烧、工厂排放以及二次生成的共同影响;而昼夜之间对比表明,昼间HULIS主要受到二次生成的影响,而夜间HULIS来源上除受到白天二次生成影响外,也受到了一次燃烧排放的影响.

黑炭气溶胶质谱仪(SP-AMS)分析春季PM2.5中水溶性有机气溶胶

为探讨常州春季大气细颗粒物(PM2.5)的化学组成及污染特征,于2017年3月1日~5月30日采集了84个有效样品,对其水溶性离子(WSIIs)、碳质组分(OC和EC)等常规组分进行了测定和分析,并采用黑炭-气溶胶质谱仪(SP-AMS)对水溶性有机气溶胶(WSOA)进行了分析.结果表明,采样期间PM2.5的日均质量浓度为101.97μg·m^-3,超标(环境空气质量标准二级标准)率达73.8%,以轻度、中度和重度污染为主,分别占总天数的39.3%、21.4%和13.1%.WSIIs约占PM2.5的39.86%,其中二次离子(SO4^2-、NH4^+和NO3^-)占WSIIs的81.85%,阴阳离子电荷平衡的线性拟合直线的斜率(AE/CE)大于1(1.09),表明PM2.5偏弱酸性.OC/EC比值为2.53,说明受二次转化的影响.SP-AMS分析WSOA组分包含CxHy^+(32.1%)、CxHyO^+(30.4%)、CxHyO2^+(25.4%)和HyO^+(4.7%),其平均氧碳比(O/C)、氢碳比(H/C)、氮碳比(N/C)和有机质-有机碳比(OM/OC)分别为0.72、1.53、0.04和2.15,高的O/C表明春季光化学反应导致的二次转化贡献较大.正定矩阵因子分析模型(PMF)对WSOA的质谱进行解析得到:类烃OA(HOA)、半挥发氧化性-生物质燃烧排放OA(SVOOA-BBOA)和低挥发性氧化性OA(LVOOA)3种有机气溶胶,分别占WSOA总量的18.4%、34.1%和47.4%.