大气颗粒物(PM2.5、PM10)对地表景观结构的响应研究进展

颗粒物PM_(2.5)、PM_(10)是近年来我国大气首要污染物,威胁环境和人类健康。地表景观结构直接或间接影响PM_(2.5)、PM_(10)浓度,了解其影响过程和机理对于改善生态环境具有重要意义。系统总结了国内外关于PM_(2.5)、PM_(10)对地表景观结构响应的研究成果,指出研究中出现不确定性的可能影响因素,并对今后的发展方向进行展望。得出基本结论:(1)地表景观类型的构成及其格局显著影响大气颗粒物浓度,对PM_(2.5)、PM_(10)起到"源"和"汇"的作用。(2)地表景观结构引起局地气候变化并影响颗粒物的迁移转化,但其影响过程和机理复杂,研究结论并不明确。(3)颗粒物浓度和地表景观数据主要通过实际监测或遥感处理方法获得,但因为获取方法、监测点微观环境及遥感影像等因素影响,导致数据具有不确定性,加上时空尺度相对应的复杂性,大大限制了地表景观结构与PM_(2.5)、PM_(10)响应关系的研究进展,是未来要突破的难点。(4)PM_(2.5)、PM_(10)对地表景观结构响应的区域时空差异及过程,局地小气候变化对颗粒物浓度的影响过程和强度,主要景观类型尤其是水体、湿地景观对大气颗粒物浓度的影响过程、机理与贡献程度等是未来需要关注的方向。

南宁市大气颗粒物TSP、PM_(10)、PM_(2.5)污染水平研究

20 0 2年在南宁市的 5个典型城市功能区内 ,共采集了 12 5个大气样品 (按季节分别采集 ) ,初步调查了大气中颗粒物TSP、PM1 0 、PM2 .5的污染状况。结果表明 ,南宁市 TSP、PM1 0 、PM2 .5的污染很严重 ,超标率分别为 67.5 %、82 .5 %、92 .5 %,对人体健康危害更大的 PM2 .5占到了 PM1 0 的 63 .5 %左右。重污染区 PM2 .

因子分析法解析北京市大气颗粒物PM_(10)的来源

2004年10月份在北京市6个采样点采集了大气PM10样品,分析了大气颗粒物的质量浓度、元素组成、离子、有机碳(OC)和元素碳(EC)的浓度,并用因子分析模型对颗粒物的来源进行了研究。结果显示,北京市大气颗粒物的来源主要有6类:建筑水泥尘/机动车尾气尘/燃煤尘、土壤风沙尘、二次粒子尘、工业粉尘、生物质燃烧尘和燃油尘。用模型计算得到的各源对PM10的贡献率分别为建筑水泥尘/机动车尾气尘/燃煤尘占36.57%、土壤风沙尘占16.07%、二次粒子尘占12.33%、工业粉尘占10.29%、生物质燃烧尘占6.07%、燃油尘占3.84%、其它占14.84%。其中建筑水泥/机动车尾气尘/燃煤尘、土壤风沙尘、二次粒子尘、工业粉尘是大气颗粒物PM10的主要来源。实验表明,在缺少源成分谱时可以用因子分析模型来分析大气颗粒物的来源及其相对贡献。

北京市大气颗粒物PM_(2.5),PM_(10)及降雪中的汞

研究了北京大气颗粒物PM25,PM10及降雪中的汞.结果表明,北京大气颗粒物PM25中汞的浓度为024—179ng·m-3,PM10中汞的浓度为038—302ng·m-3,冬季PM25和PM10中汞的浓度明显高于夏季;北京大气可吸入颗粒物中的汞均以细粒子(≤25μm)为主,冬季细粒子中汞的浓度高是细粒子多且其汞含量高共同作用的结果,而夏季则是细粒子中汞的含量高.降雪中汞的浓度在106—162ng·l-1之间,降雪中可溶性汞为总汞的一半左右.

鄂尔多斯市秋季大气PM_(2.5)、PM_(10)颗粒物中正构烷烃的组成分布与来源特征

利用气相色谱-质谱技术分析了秋季鄂尔多斯市居民区、工业区和清洁区5个采样点大气PM2.5、PM10颗粒物中正构烷烃组分,运用Cmax、CPI、Cn(wax)分子地球化学参数对污染源进行了初步示踪研究,并对污染程度进行了判断.结果表明,鄂尔多斯市秋季大气PM2.5、PM10颗粒物上正构烷烃来源相对比较复杂,各功能区均不同程度的受到人为来源正构烷烃污染的影响.总体来说,工业区和居民区人为来源正构烷烃污染较重,这两个功能区污染状况基本相当,而清洁区受人为来源正构烷烃污染相对较小.在鄂尔多斯地区,气候因素尤其是风向因素对大气颗粒物上正构烷烃污染水平的影响比较大.通过与我国其它大中型城市进行对比发现,我国大部分城市市区大气PM2.5、PM10颗粒物中正构烷烃主要来自于人为污染排放.

离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定大气颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)中的六价铬

建立了大气颗粒物PM2.5、PM10中六价铬（Cr（Ⅵ））的离子色谱-电感耦合等离子体质谱（IC-ICP-MS）检测方法。采用碳酸氢钠（NaHCO3）溶液超声提取大气颗粒物样品中的Cr（Ⅵ）,并使用含有0.22 g/L乙二胺四乙酸二钠盐（Na2EDTA）的75 mmol/L硝酸铵溶液（pH7.0）淋洗液通过离子色谱柱（AG7,50 mm×4 mm）分离出样品中的Cr（Ⅵ）,电感耦合等离子体质谱测定。标准溶液中Cr（Ⅵ）的质量浓度在0.05-5μg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数达0.999 9,标准溶液测定的精密度为1.0%-4.0%,标准样品测定的相对误差为3.3%;纤维素滤膜适用于Cr（Ⅵ）的采样,将纤维素滤膜碱化后,Cr（Ⅵ）的回收率从75%增加到102%;样品在20 mmol/L碳酸氢钠溶液中超声30 min后上机测试,提取完全且回收率稳定;当采样体积为20 m3,方法的检出限为0.000 4 ng/m3;采集并测定了PM2.5及PM10实际样品,样品的加标回收率为91.6%-102%,精密度为1.7%-7.6%。该方法高效、稳定、灵敏,适用于大气颗粒物中六价铬的测定。

长沙市郊区环境大气中颗粒物PM_(10)的质量浓度及其变化特性

于2007-11—2008-10对长沙市郊区环境空气中的颗粒物PM10的质量浓度采用TEOM 1400a进行实时监测,以揭示城市颗粒物污染的主要特征及其变化趋势。研究结果表明:长沙市郊区颗粒物污染相当严重,PM10年平均质量浓度为(120.8±47.7)μg/m3,明显超出我国环境空气质量标准,其中秋、冬季节质量浓度高于夏季质量浓度;PM10质量浓度日变化受城市交通密度的影响显著,峰值分别出现于9:00与18:00附近,与早晚交通高峰期吻合;PM10质量浓度在工作日与周末存在明显差异,夏季周末质量浓度明显高于工作日质量浓度,而冬季则相反;颗粒物PM10与PM2.5质量浓度具有很好的相关性,说明我国现行采用的PM10环境空气质量标准评价城市空气质量仍是合适的。

我国4个大气背景点环境空气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中水溶性离子分布特征

为研究国家大气背景点颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2月、7月、9月、12月分别对4个国家大气背景点进行了PM2.5及PM10的采样,通过超声萃取-IC法测定了样品中的9种水溶性离子(F-、Cl-、NO-3、SO2-4、Na+、NH+4、K+、Mg2+、Ca2+)质量浓度,结果表明:(1)可吸入颗粒物浓度水平一、二季度重于三、四季度,PM2.5、PM10年均值分别为17μg·m-3、32μg·m-3,与其他主要国家和地区背景区域浓度相当,背景点大气状况良好;(2)PM2.5中水溶性离子比重全年波动不大,为35.5%—42.2%,浓度排序为SO2-4、NH+4、NO-3>Ca2+、Cl-、K+、Na+>F-、Mg2+,第一季度PM10中Ca2+浓度显著升高,控制风沙尘将有效降低PM10的浓度;PM2.5及PM10中的9种水溶性离子在不同季节的浓度分布规律与颗粒物浓度类似,一季度较高,三、四季度较低;(3)二次离子是背景点区域的主要水溶性离子,浓度值与其他主要国家和地区相当.NO-3、SO2-4的物质的量浓度与NH+4存在显著相关性,相关系数r为0.7539,斜率小于1,水溶性离子中酸性离子的量比铵根离子略占优势,对气溶胶酸度产生重要贡献.

济南市春季大气中PM_(2.5)、PM_(10)颗粒物分布状态及元素分析

采用扫描电镜和能谱仪对济南市区春季大气中PM_(2.5)、PM_(10)颗粒物的显微形貌、粒径分布和化学元素进行连续30 d全天候研究,对大气颗粒物的粒径与数量进行统计回归分析,绘制相应粒径变化柱状图。依据检出的元素来推断大气颗粒物化学组成和来源,提出控制大气颗粒物PM2.5、PM10污染的有效对策。实验结果显示,大气颗粒物显微形态有球状、片状、棒状等不同形状且主要集中于0～1.0μm和1.0～2.5μm粒径范围,检出C、O、Cl、Si、Ca、K、Na、Mg、Al、Fe、S等多种化学元素,大多以矿物质氧化物、硫酸盐、硅铝酸盐等形式存在,主要来源于土壤尘、风沙尘、燃煤飞灰等。该方法简单、快速、科学,值得进一步推广应用。

高能偏振能量色散-X射线荧光光谱法测定PM_(10)大气颗粒物的组成

为配合X射线衍射分析(XRD)方法对可吸入大气颗粒悬浮物(PM10)的结晶物相进行定性和定量分析的研究工作,本文应用高能偏振能量色散X射线荧光光谱(HE-P-EDXRF)对Whatman玻璃纤维滤膜采集的PM10颗粒物中主、次量元素进行定量分析,着重研究了空气滤膜空白值对测定PM10颗粒物中组成的影响。结果表明,当玻璃纤维滤膜空白值中元素的面密度大于0.1μg/cm2时,需使用玻璃纤维滤膜为载体的标准样品;元素的面密度小于0.1μg/cm2时,可用聚碳酸脂膜为载体的标准样品。对HE-P-EDXRF谱仪测定PM10颗粒物中痕量重元素进行探讨,将测定元素范围扩展到62个元素,其中Na、Mg、S、Y、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的检岀限>0.1μg/cm2;Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Br和Rb的检岀限<0.01μg/cm2;Cl、Al、Si、P、K、Sc、Ti、V、Ge、As、Br、Se、Sr、Zr、Mo、Pd、Rh、In、Nb、Ag、Cd、Te、Sb、Sn、Ba、Cs、La、Ce、Pr、Au、Pt、W、Tl、Pb、Bi、Th和U等元素检出限为0.1～0.01μg/cm2。

密闭微波消解电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法同时测定大气颗粒物PM_(10)中的18种无机元素

建立了测定大气颗粒物PM10中18种无机元素的密闭微波消解电感耦舍等离子体发射光谱法。考察了微波消解体系和消解条件，选取了适宜的仪器工作条件和最佳的分析谱线，合理地进行了背景扣除，并对共存元素的干扰情况进行了研究。样品采用硝酸-盐酸-过氧化氢-氢氟酸体系进行消解并经饱和硼酸溶液络合后上机测定，测定值与参考样品标准值相符，主量元素的方法精密度（RSD％）小于3％，次量、微量元素的方法精密度小于10％。各元素的检出限在0.0001-0．0141mg／L之间，回收率在90％-110％之间，应用建立的方法对北京市的颗粒物膜样品进行了分析。

TSP-PM_(10)-PM_(2.5)-2型中流量大气颗粒物采集系统的开发和应用

自行开发并研制了 TSP-PM1 0 -PM2 .5-2型中流量 TSP、PM1 0 、PM2 .5大气颗粒物采集系统 ,是目前中国唯一可以采集 TSP、PM1 0 、PM2 .5样品并提供足够的样品量进行大气颗粒物化学成分分析的中流量大气颗粒物采集器。该系统精心设计和加工的限流孔可以保持完全固定的流量 ,保证切割粒径的稳定 ,减小采样的误差并方便操作。该系统已经成功地应用于 2 0多个城市和地区大气颗粒物的监测和研究中 ,为研究大气颗粒物的污染状况和来源提供了有效的技术手段和支持。

夏季南昌市大气颗粒物PM_(10)·PM_(2.5)污染水平研究

为了调查夏季南昌市大气颗粒物PM、PM2.5的污染水平，在2007年7-8月在南昌市5个典型城市功能区采集了80个样品。结果表明，南昌市PM和PM2.5污染很严重，超标率分别达55%和60%，而且对人体健康危害更大的PM2.所占比例较大，约为65%；在空间分布上，夏季5个采样点的污染情况基本为交通干线〉工业区〉商业混合区〉居住区〉远郊区，南昌市大气颗粒物中PM、PM2.5的回归方程为PM2.5=0.545 9PM10，相关系数为0.998 3。

济南市区和长清地区春季大气中PM_(2.5)、PM_(10)颗粒物差异的扫描电镜研究

利用扫描电镜对济南市区和长清地区大气中PM2.5、PM10颗粒物显微形态及粒径分布状态进行了观察与分析,采用统计回归分析方法绘制了连续30天的大气颗粒物粒径与数量分布状况关系曲线及相应的柱状图。实验结果表明：两地大气颗粒物主要集中在0-1.0μm和1.0-2.5μm的粒径范围内,长清地区出现较多细小颗粒物数量的天数明显多于济南市区。显微形态均为不规则的颗粒状、块状、圆球状、棒状和片状等。另外,两地均观察到了杆菌和花粉的显微形态,实验结果对于研究大气中PM2.5、PM10及大气污染状况具有一定的参考价值,实验方法值得推广应用。

西安市春季大气颗粒物PM_(2.5)与PM_(10)的特征

2010年4月在西安市区4个点使用低流量采样器同步连续采集2周(24 h/d)细颗粒物PM2.5和可吸入颗粒物PM10样品,分别利用热光碳分析仪、离子色谱和X射线荧光光谱仪分析其含碳组分(有机碳和元素碳)、水溶性无机离子(NH4+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、SO42-、NO3-)和元素Ca、Fe等浓度。结果表明,沙尘暴期间,PM10的质量浓度是PM2.5的3倍,PM2.5和PM10中有机碳浓度大于正常天气的,SO42--NO3--NH4+浓度急剧减小,明显小于正常天气,这与干燥沙尘暴的稀释作用有关;后向轨迹、气溶胶指数和Ca与Fe元素质量浓度比验证了沙尘暴颗粒来源西部戈壁沙尘和黄土高原;阴阳离子平衡计算显示沙尘事件颗粒物呈碱性,阴阳离子差异估算的CO32-含量与Ca2+具有强相关性,表明沙尘暴颗粒以CaCO3为主。

大气可吸入颗粒物(PM_10)中矿物组分的X射线衍射研究

利用X射线衍射技术对北京2002春季和夏季的可吸入颗粒物进行了研究。结果表明,北京春季和夏季可吸入颗粒物的矿物组成明显不同,春季可吸入颗粒物中的矿物以硅铝酸盐为主,同时存在碳酸盐、硫酸盐、硫化物、铁的氧化物、粘土矿物以及难以鉴定的矿物;在夏季的样品中,矿物的种类有所减少,却有新的物种出现,如氯化氨、硫酸氨等。XRD定量分析显示,在沙尘天气时,可吸入颗粒物中石英和粘土矿物以及非晶质分别占到24.1%、28.5%和20%,斜长石和方解石分别占到10.4%和8.1%,其他矿物总共不到10%。矿物组分的确定对可吸入颗粒物来源的识别有一定的指导作用。

石家庄市大气颗粒物TSP,PM_(10)和PM_(2.5)主要成分研究

为了研究石家庄市大气颗粒物TSP,PM_(10)以及PM_(2.5)中的主要成分,在不同季节分别采集了该市6个点位的颗粒物样品,对其主要成分的浓度与含量进行了分析。研究表明,TSP,PM_(10)以及PM_(2.5)中的主要成分为SO^(2-)_4,NO^-_3,NH^+_4,Al,Si,Fe,OC,EC等,这些主要成分在各粒径中呈现季节性变化的特点。春季以扬尘污染为主,冬季燃煤污染显著,夏秋季为复合型污染。市区6个点位主要成分的变化规律基本一致,"西南高教"与"西北水源"的颗粒物污染较为严重,可能与其周围污染源分布有关。

BAM-1020大气颗粒物(PM_(10))监测仪介绍及日常维护经验

BAM-1020大气颗粒物(PM10)监测仪器原理、工作方式的介绍以及日常维护和常见故障的排除方法。