北京城区夏季PM2.5中碳组分和二次水溶性无机离子浓度特征

为探索北京城区大气细颗粒物浓度水平及其碳组分和二次水溶性无机离子的浓度特征,于2014年6月1日至7月15日在车公庄地区使用微量振荡天平(TEOM+FDMS)、EC/OC在线分析仪以及水溶性离子在线分析仪对PM_(2.5)质量浓度及其主要化学组分(OC、EC、SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+)进行了实时监测.研究结果表明,北京市城区夏季PM_(2.5)质量浓度平均值为69.0±47.9μg·m-3,PM_(2.5)中OC、EC、SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+所占的比例分别为15.8%、2.4%、23.0%、15.7%和19.2%,SNA(SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+)合计达到了PM_(2.5)质量浓度的57.9%.研究各组分的日变化特征发现,OC和SO_4^(2-)白天浓度变化较小,夜晚浓度稍高;NO_3^-和NH_4^+则随着光照和温度的增加而逐渐降低;EC呈现出夜晚浓度高白天浓度低的特点.研究各组分的相关性及比值发现,OC和EC的相关系数为0.62,OC/EC大于2.0,说明北京城区夏季存在着较为严重的二次污染;此外,NO_3^-/SO_4^(2-)平均比值为0.68,SOR和NOR的变化趋势基本一致,两者的平均值分别为0.55和0.14.通过分析北京市城区夏季不同浓度级别各组分的变化发现,随着PM_(2.5)质量浓度的增加,OC和EC所占的比例不断降低,而SNA比例则不断升高,其中NO_3^-浓度水平的增加最为显著.

遵义PM_(2.5)中二次水溶性无机离子分布特征与来源

2014年3-12月,对遵义丁字口(市区点)和凤凰山(背景点)按季节进行了PM_(2.5)的样品采集,对其中二次水溶性无机离子(NH_4^+、NO_3^-、SO_4^(2-))分布特征及存在形态进行研究。结果表明,NH_4^+、NO_3^-和SO_4^(2-)是遵义市PM_(2.5)的主要离子,其季节变化规律明显:NO_3^-、SO_4^(2-)的质量浓度表现为秋>冬>春>夏;NH_4^+则表现冬>秋>春>夏。丁字口PM_(2.5)中NH_4^+、NO_3^-和SO_4^(2-)的质量浓度均高于凤凰山。相关性分析表明,遵义PM_(2.5)中NH_4^+、NO_3^-、SO_4^(2-)在春、冬季主要以(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3的形式存在;夏季主要以NH_4HSO_4和NH_4NO_3的形式存在;秋季主要以NH_4HSO_4的形式存在。PM_(2.5)的酸碱度分析显示遵义PM_(2.5)主要呈酸性。SOR(硫表观氧化率)和NOR(氮表观氧化率)均值大于0.1,且丁字口SOR、NOR值略高于凤凰山;丁字口、凤凰山NO_3^-/SO_4^(2-)年均值分别为0.46±0.08和0.43±0.10,说明遵义市大气中的硫和氮主要来自于固定源。

气团来源对沿海城市PM_(2.5)中二次水溶性无机离子形成特征的影响研究

大气细颗粒物(PM_(2.5))与雾霾天气密切相关,PM_(2.5)吸附的有毒有害物质,可能给人体健康带来危害。二次水溶性无机离子(SNA,包括SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+)是PM_(2.5)的重要组分,研究PM_(2.5)中SNA污染特征及形成和演化的影响因素,对认识雾霾污染的生消机制,提升人们的生活质量具有重要意义。利用在线气体及气溶胶成分监测系统(MARGA)观测了宁波市滨海地区春季、夏季和秋季大气PM_(2.5)中的SNA和气态污染物的变化趋势,并利用后向轨迹分析研究了不同气团影响下污染物的日变化规律。结果表明,观测期间,SNA在PM_(2.5)中的平均占比约为70.7%,NO_3^-是导致PM_(2.5)污染加重的主导离子。NO_3^-和SO_4^(2-)受气团传输影响较大,来自陆地气团的质量浓度普遍高于海洋气团,来自西北内陆方向的污染物输送是导致宁波空气质量下降的主要原因。宁波大气中的硫氧化率(SOR)较高,SO_4^(2-)主要由SO_2发生二次氧化反应生成;SO_4^(2-)的形成与相对湿度(RH)密切相关,SOR随着RH的增加而显著增大,当RH>85%时,大气中的硫氧化物绝大部分以SO_4^(2-)形式存在,SOR接近1;而温度变化对SOR无明显影响;来自西南与东部受海洋显著影响的气团SOR高于来自陆地气团的相应值。夏季RH普遍较高,西南方向气团影响下高浓度的气态污染物(NO_2、O_3、NH_3)可明显促进SO_4^(2-)的生成,一定程度上控制人为气态污染物的排放能有效减少SO_4^(2-)生成。与SOR比较而言,氮氧化率(NOR)和NO_3^-与温度、RH、气态污染物浓度等环境因素的关系比较复杂,暗示多种反应机理共同作用影响氮氧化物的转化。

武安市PM_(2.5)及其二次水溶性无机离子污染特征和区域来源解析

武安市是以钢铁立市的典型重工业城市.为研究武安市PM2.5的污染特征和区域来源解析,对武安非采暖期(2018年10月)和采暖期(2019年1月)进行大气PM2.5样品的采集和组分测试,并利用CAMx-PSAT模型模拟结果分析区域源排放对武安PM2.5及其二次水溶性无机离子(SO42-、NO-3、NH+4)的质量浓度贡献.测试结果表明,武安PM2.5污染严重,平均质量浓度为113.5μg/m3,采暖期PM2.5污染水平高于非采暖期;SO42-、NO-3和NH+4的平均质量浓度占PM2.5总质量浓度的41.1%,是PM2.5重要组成部分;SO42-、NO-3和NH+4质量浓度表现为采暖期高于非采暖期;NO-3与SO42-质量浓度比值在采暖期和非采暖期均小于1,表明燃煤烟尘等固定源贡献相对较大;随着PM2.5污染等级的升高,SO42-、NO-3和NH+4质量浓度明显增大,达到重污染天时,SO42-、NO-3和NH+4质量浓度增至最高.模拟结果显示,武安城区PM2.5污染是由本地污染源排放和外来污染物区域传输共同作用的结果,本地污染源排放占主导地位;冶金源排放对PM2.5、NO-3和SO42-质量浓度贡献影响最大;农业源排放是NH+4质量浓度的主要污染来源;采暖期的居民源排放对PM2.5和SO42-、NO-3、NH+4质量浓度贡献率相比于非采暖期出现大幅度增加.外来工业源和机动车源对武安PM2.5质量浓度贡献较为突出.

湘潭市PM2.5中二次水溶性无机离子及其气态前体物的污染特征

2013年12月3日至2014年1月14日,在湘潭市2个功能区(交通、商业、居民区和工业区)采样点对大气PM2.5进行了采集,并同步采集了SO2、NO2;进而利用离子色谱法对PM2.5中二次水溶性无机离子(SO42-、NO3-和NH4+)的浓度进行测试分析。通过分析不同空气质量级别下硫、氮氧化速率(SOR和NOR),探讨了PM2.5中硫酸盐和硝酸盐的来源、形成机制和影响因素等。结果表明,采样期间湘潭市PM2.5及其二次水溶性无机离子(SO42-、NO3-和NH4+)的质量浓度分别为148.34、56.19μg/m3,其中SO42-、NO3-和NH4+分别占PM2.5浓度的15.26%、14.06%和8.57%,三者累计值占PM2.5质量浓度的37.88%。随着PM2.5浓度增加,二次水溶性无机离子及其气态前体物SO2、NO2的浓度也逐渐增加,且"重度"污染时SO42-、NO3-和NH4+浓度较"良"时分别上升了1.93、2.41、2.03倍。不同空气质量级别下PM2.5中的SO42-、NO3-主要以NH4NO3和(NH4)2SO4的形式存在,但在"轻度"和"中度"污染时可能存在其它的硫酸盐和硝酸盐。采样期间SOR和NOR的平均值分别为0.18和0.17,不同污染级别下二者均在0.15以上(大于0.1),表明湘潭市PM2.5中的硫酸盐和硝酸盐主要是经转化形成的二次污染物。大气PM2.5中NO3-/SO42-为0.89,不同空气质量级别下二者比值分别为0.78、0.99、0.82、0.97(均小于1),表明湘潭市冬季PM2.5污染以燃煤源排放为主。

成都市城区PM_(2.5)中二次水溶性无机离子污染特征

2009年4月~2010年1月在成都市城区采集131个PM2.5样品,应用离子色谱法对PM2.5中二次水溶性无机离子(NH+4、NO-3和SO2-4)含量进行分析,并探讨其污染特征.结果表明,PM2.5中NH+4、NO-3和SO2-4的平均浓度值分别为(10.4±8.6)、(19.7±14.6)和(32.8±21.8)μg·m-3,分别占PM2.5质量的(5.5±2.8)%、(11.1±3.5)%和(19.3±6.4)%,三者总和占PM2.5质量浓度的(35.9±12.7)%.PM2.5中NH+4、NO-3和SO2-4的季节变化特征明显,夏、冬两季NH+4、NO-3和SO2-4的浓度均为SO2-4>NO-3>NH+4,其总和占PM2.5质量浓度的百分比为冬(44.3%)>夏(39.4%).相关分析结果显示,NH+4、NO-3和SO2-4在成都主要以NH4HSO4、(NH4)2SO4和NH4NO3形式存在;NO-3/SO2-4比值表明,成都市大气中硫和氮的主要来源以固定源为主;硫氧化速率和氮氧化速率的年均值分别为:0.33±0.12和0.19±0.09,表明成都市PM2.5中SO2-4和NO-3主要经二次转化形成.

北京市PM_(2.5)二次水溶性无机离子变化特征

利用在线高分辨率仪器对2013年和2014年北京市SO2-4、NO-3和NH+4(SNA)浓度进行连续观测。结果表明:NO-3浓度在夜间较高,下午较低;SO2-4浓度在后半夜至早晨较低,从上午至前半夜整体呈上升趋势;NH+4浓度日变化曲线相对平缓,在整个白天时段较低,夜间时段较高。硫氧化率(SOR)夏季最高,冬季最低;氮氧化率(NOR)季节变化相对较小。2014年整体ρ(NO-3)/ρ(SO2-4)比值明显高于2013年,表明北京市的排放源中以机动车为代表的移动源的贡献明显增大。

京津冀区域PM2.5及二次无机组分污染特征研究

选取北京、石家庄和唐山作为京津冀区域典型城市,基于实地样品采集和组分分析结果,探讨PM_(2.5)组分中二次无机水溶性离子(SNA)浓度变化特征,并利用空气质量模型模拟结果分析重污染前后京津冀地区各类污染源大气污染物排放对PM_(2.5)和SNA质量浓度的贡献.结果显示:3个城市PM_(2.5)质量浓度整体呈现逐年下降的趋势,多数情况下SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+浓度极大值同时出现在冬季,PM_(2.5)化学组分较为稳定.相对于常规时段,重污染期间SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+质量浓度明显增加,重污染前一天SNA浓度占PM_(2.5)比值达到最高.重污染的形成是本地源排放和外来区域传输共同作用的结果,外来源对NO_3^-的贡献整体高于SO_4^(2-)和NH_4^+.交通源、居民源和工业源对PM_(2.5)、SO_4^(2-)和NO_3^-浓度贡献最高,NH_4^+主要来自居民源的排放.

2011年冬季天津PM_(2.5)及其二次组分的污染特征分析

2011年11月—12月于天津城区和武清采集PM2.5样品,分析其中的二次水溶性无机离子(NH4+、NO3-和SO24-)、有机碳(OC)和元素碳(EC),估算二次成分浓度,并分析采样期间气象因素对一次持续重污染过程的影响.结果表明,天津地区冬季PM2.5污染严重、城区和武清PM2.5质量浓度平均值分别为166.9μg.m-3和180.0μg.m-3;城区样品中SO24-、NO3-和OC在PM2.5的比例依次为19.4%、16.7%和15.4%,武清样品中则为19.2%、15.5%和20.4%;二次组分占PM2.5质量浓度的47%(城区)和46%(武清),雾霾日二次组分含量明显高于非雾霾日;高湿和静小风等不利气象条件是造成PM2.5质量浓度持续增加以及二次组分浓度迅速升高的重要原因.

硫酸铵和硝酸铵对大鼠生精功能的影响

[背景]近年空气细颗粒物(PM2.5)的污染日益加剧,其成分复杂,具有多种细胞毒性作用,其中就包括生殖毒性。二次无机水溶性离子(SNA)如SO4^2-、NO3^-和NH4^+,是PM2.5的重要水溶性组分,研究SNA的生殖毒性意义重大。[目的]探讨硫酸铵及硝酸铵对于大鼠生精功能的损害作用及诱导大鼠生精障碍的染毒剂量。[方法]将96只3月龄健康雄性SD大鼠随机分为空白对照组和低、中、高剂量染毒组,每组24只。用硫酸铵、硝酸铵进行联合染毒,硫酸铵的低、中、高染毒剂量为147.5、295.0、442.5 mg·kg^-1(以体重计),硝酸铵的低、中、高染毒剂量为178.5、357.5、536.5 mg·kg^-1(以体重计)。以气管插管方式滴注染毒,空白对照组滴注相应体积的无菌生理盐水,染毒时间共6周。分别于实验第2周、4周、6周每组随机选取8只大鼠,观察其一般状况,取双侧睾丸、附睾,称重并计算脏器系数;观察睾丸病理改变,检测精液质量;取血清检测性激素水平。[结果]与空白对照组相比,中、高剂量组大鼠在染毒2周后出现蜷卧喜静,易激惹,体重较轻[空白对照组体重为(316.50±12.15)g,中、高剂量组大鼠体重分别为(300.25±9.76)g、(287.24±14.53)g]。睾丸组织HE染色结果显示:染毒4周后,与空白对照组相比,中、高剂量组大鼠出现生精小管结构受损,管腔内的支持细胞及精子缺失,形态和结构异常等病理改变,以上改变随着染毒时间的延长而加重,高剂量组的睾丸组织病理改变较中剂量组更明显。染毒4周后,高剂量组大鼠精子活力[(44.75±1.89)%]低于空白对照组[(53.81±4.07)%](P<0.05);染毒6周后,中、高剂量组大鼠的睾丸脏器系数分别为(4.67±0.34)‰、(3.97±0.29)‰,精子计数分别为(52.63±4.75)×10^6 mL^-1、(48.63±2.24)×10^6 mL^-1,精子活力分别为(37.81±2.88)%、(32.25±1.99)%,均低于空白组[(5.61±0.34)‰、(73.38±6.98)×10^6 mL^-1、(52.56±2.99)%](P<0.05)。染毒6周后,中、高剂量组大鼠卵泡刺激素(FSH)水平[(11.32±0.69)IU·L^-1、(12.29±0.68)IU·L^-1]高于空白对照组[(9.23±0.74)IU·L^-1](P<0.05);高剂量组睾酮(T)水平[(0.69±0.08)μg·L^-1]低于空白对照组[(1.45±0.24)μg·L^-1](P<0.05)。染毒6周后,中、高剂量组精子计数和精子活力均较2周及4周时有明显下降(P<0.05);随着染毒时间增加,高剂量组T水平下降。[结论]硫酸铵和硝酸铵能够损伤雄性大鼠生精功能,以295.0 mg·kg^-1硫酸铵、357.5 mg·kg^-1硝酸铵对大鼠进行6周的气管插管滴注染毒可以诱导大鼠产生生精功能障碍。