环境空气颗粒物水溶性离子连续自动监测系统校准方法研究

本文根据环境空气颗粒物水溶性离子连续自动监测系统的结构和工作原理,探讨其校准方法,提出了采样流量、测量线性、示值误差、重复性、检出限等校准项目和性能指标。结果表明:该校准方法能准确可靠地对环境空气颗粒物水溶性离子连续自动监测系统的综合性能进行评价,为溯源工作提供参考依据。

应用离子色谱法测定环境空气颗粒物中水溶性离子研究

采用双系统离子色谱仪测定了环境空气颗粒物中阴阳离子F^(-)、NO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)8种水溶性离子,测试全程序空白、标准回归曲线、检出限、精密度、准确度和实样等,结果表明:双系统离子色谱仪自动化程度高、性能稳定,能同时监测8种阴阳离子,节约大量人力和时间。该方法具有较理想的线性回归,相关系数均大于0.999,检出限均满足标准方法检出限,标准点及实样精密度试验相对标准偏差均小于5%,准确度试验中有证标准物质均在真值范围内,对镇江市典型区域颗粒物滤膜样品监测有较好的适用性。

大气颗粒物中水溶性离子的在线捕集与提取装置

大气颗粒物对空气质量、人体健康和气候变化有重要影响.水溶性离子是其重要组成部分,监测其浓度变化对于大气污染治理至关重要.但在一些采样环境艰苦的背景区域,需要稳定环境、充足电力和水源保障的在线离子分析仪很难满足监测需求.为了在小体积、低能耗条件下实现大气颗粒物中水溶性离子的高时频在线捕集和前处理,自主研发了一种基于膜累积采样法的系统和装置.该装置实现了样品采集和前处理的自动化、连续化,操作简单,制备高效,并对环境条件要求低.通过该装置,可以获得水溶性离子组分浓度的高时频变化规律,对于认识污染进程中排放源贡献和形成机制具有重要作用.

榆林窟大气颗粒物中水溶性离子化学特征及来源分析

本试验以榆林窟可吸入颗粒物(PM_(10))为研究对象(2022年8月至2023年6月),重点考察其水溶性离子的污染特征,并对污染来源进行简要分析。研究表明,榆林窟PM10中9种水溶性离子浓度的排序为SO_(4)^(2-)>Ca^(2+)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)>Na^(+)>K^(+)>Mg^(2+)>NH_(4)^(+)>F^(-);SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)和Na^(+)占离子总量的92.8%;硫氧化率(Sulfur Oxidation Rate,SOR)和氮氧化率(Nitrogen Oxidation Rate,NOR)年均值说明PM_(10)中SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)主要为二次转化。因子分析表明,PM_(10)中水溶性离子主要来源于盐渍土扬尘、榆林窟崖体扬尘和二次气溶胶。

深圳市道路环境空气中PM_(2.5)水溶性离子污染特征

利用深圳市深南中路路边自动空气监测站的水溶性离子色谱监测仪的观测数据,对PM_(2.5)中水溶性无机离子进行污染特征解析。结果表明,观测期间深南中路路边子站PM_(2.5)中主要水溶性无机离子的总平均浓度为7.73µg/m^(3),占PM_(2.5)平均浓度的39.8%,是PM_(2.5)的重要组成。其中二次离子SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和NH^(4+)的平均浓度分别为3.03µg/m^(3)、1.97µg/m^(3)和1.53µg/m^(3),占总离子平均浓度的84.5%,是最主要的水溶性离子。通过观测,分析了此站点发生的多次水溶性离子污染过程的成因、水溶性离子的的日变化特征及影响NH_(4)NO_(3)气粒分配的关键环境因素。

离子色谱法测定环境空气颗粒物中水溶性阴离子

通过测试全程序空白、标准回归曲线、检出限等对离子色谱法测定环境空气颗粒物中F^(-)、Cl^(-)、NO_(2)^(-)、Br^(-)、NO_(3)^(-)、PO_(4)^(-)、SO_(4)^(2-)7种水溶性阴离子进行了方法验证。结果表明:一定浓度范围内的线性回归较理想,准确度和精密度较好。滤膜样品采样体积以60 m^(3)(标准状态)计,检出限为0.009~0.029μg/m^(3),降尘样品取样量以0.1000 g计,检出限为0.006~0.018 mg/g,均能满足标准的要求。采用该方法测定了常州市某些点位的环境空气颗粒物及降尘中7种阴离子浓度,也有较好的适用性。

超滤-自动配标离子色谱法测定环境空气颗粒物中5种水溶性阳离子的可行性验证

采用英蓝超滤装置、Dosino模块自动配标器、9191C自动进样器、离子色谱仪的组合测定环境空气颗粒物样品中5种水溶性阳离子,可以有效减少细小颗粒对色谱系统的影响,避免一次性滤膜带来的外源污染和不稳定性,并有效减少手工配制不同浓度标准溶液所产生的误差。经过实验验证表明,该组合离子色谱分析方法具有良好的检出限、精密度、准确度,能够满足环境空气颗粒物样品中Na^(+)、NH_(4)^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)5种水溶性阳离子的测定要求。

张掖市大气颗粒物水溶性离子污染特征、来源

张掖市大气颗粒物中水溶性离子污染特征及其来源相关研究未见公开报道,文章基于2020年秋季至2021年夏季间采集的张掖市大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))样本(每种粒径100个以上有效样本),对其中8种主要水溶性离子(Cl^(−)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、Na^(+)、NH_(4)^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+))进行分析研究,并利用PMF模型对其来源进行了定量解析.结果显示,SNA(NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-))在PM_(2.5)和PM_(10)的水溶性离子中年均占比分别达到63.96%和57.50%,表明大气中存在较高程度的气态前体物排放及大气光化学反应;其中NH_(4)^(+)冬季离子浓度和占比均为四季中最高,推测张掖市冬季存在较高的因取暖导致的非农业如电力、工业等化石燃料燃烧氨的排放;大气酸碱度分析表明大气中PM_(10)和PM_(2.5)均呈碱性,推测与较高水平的Mg^(2+)、Ca^(2+)、NH_(4)^(+)阳离子浓度相关;SOR和NOR值显示大气中SO_(2)和NO_(2)的二次氧化程度较高,同时也进一步表明一次排放是影响张掖市水溶性离子浓度水平的主控因素;NO_(3)^(-)与SO_(4)^(2-)浓度比值为均小于1,表明固定源相较于移动源对大气颗粒物中二次离子贡献更大.张掖市颗粒物中水溶性离子源解析结果显示,PM_(2.5):二次转化源(47.1%)>扬尘源(23.0%)>燃煤燃烧源(17.7%)>生物质燃烧源(12.2%);PM_(10):二次转化源(42.7%)>扬尘源(28.4%)>燃煤燃烧源(17.6%)>生物质燃烧源(11.3%).建议张掖市应首先加强工业点源前体物排放管控,进而加强各类扬尘源(主要包括建筑、道路、堆场和自然扬尘)、生物质燃烧源、燃煤源、机动车尾气源的管控,同时对PM_(2.5)和O_(3)的共同前体物(NO_(x)和VOCs)进行科学减排以达到PM_(2.5)和O_(3)的协同管控.

春节期间厦门市细颗粒物中水溶性离子组分变化研究

为探究春节期间厦门市大气细颗粒物中水溶性离子污染的变化,于2023年1月6日至2月20日在厦门市每隔3 d采集1个PM 2.5样品,测定了其中水溶性离子组分质量浓度。结果显示:春节期间K^(+)、Mg^(2+)、SO^(2-)_(4)、Cl^(-)骤升明显,其中,SO^(2-)_(4)直到春节后仍处于上升趋势,这可能与烟花爆竹燃放有关系;Ca^(2+)浓度在观察期间呈逐步下降趋势,说明停工对城市扬尘有显著抑制作用;NH_(+)^(4)与NO^(-)_(3)在春节后浓度明显上升。阴阳离子电荷平衡分析结果显示,春节前后厦门市大气细颗粒物呈酸性,而春节期间则呈碱性。观察期间,NO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)、NH_(+)^(4)为厦门市细颗粒物中的主要水溶性离子,SNA(NO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)、NH_(+)^(4)之和)在节后达到高值,说明厦门市二次污染问题较为严重,相关部门在制定春节空气质量保障工作时,应更加关注节后空气污染问题。

燃煤电厂可凝结颗粒物及水溶性离子排放特性研究

随着燃煤电厂超低排放改造的进行,烟气中可过滤颗粒物排放浓度得到了有效控制,但可凝结颗粒物的排放却常被忽视。为解决此问题,采用EPA Method 202A方法对3个燃煤机组总排口烟气进行取样,并对可凝结颗粒物及其水溶性离子的排放特性进行了研究。通过样品分析得到可过滤颗粒物排放浓度、可凝结颗粒物排放浓度和水溶性离子成分,可凝结颗粒物排放质量浓度为12.2-32.71 mg/m^(3),在排放的总颗粒物中占比为74.80%~94.92%,可凝结颗粒物无机组分和有机组分何者占优并不固定;可凝结颗粒物的水溶性离子中NH_(4)^(+)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)的离子较多,大概占所有水溶性离子的比例为82.35%-96.66%.

临沂市冬季环境空气PM2.5中水溶性离子污染特征及来源分析

为探究临沂市冬季环境空气PM2.5中水溶性离子污染特征及来源,于2016年12月11日—2017年1月9日在临沂大学、兰山区政府、高新区翠湖嘉园、汤庄办事处、河东区政府、临沂开发区6个采样点开展样品采集.结果表明:①采样期间全市ρ(PM2.5)日均值的平均值为144.86 μg/m^3,ρ(PM2.5)日均值在2016年12月20日和2017年1月4日出现峰值,分别为304.46 和341.65 μg/m^3.②水溶性离子日均质量浓度大小顺序依次为ρ(NO3^-)>ρ(SO4^2-)>ρ(NH4^+)>ρ(Cl^-)>ρ(K^+)>ρ(Ca^2+)>ρ(Na^+)>ρ(F^-)>ρ(Mg^2+)>ρ(NO^2-),其中,在PM2.5中w(NO3^-)、w(SO4^2-)、w(NH4^+)分别为22.33%、16.57%、13.62%,说明NO3^-、SO4^2-和NH4^+是临沂市PM2.5的主要组成部分.③临沂市污染天和非污染天ρ(PM2.5)日均值分别为164.00和56.86 μg/m^3.随污染水平增加,PM2.5中w(NO3^-)明显增高,w(SO4^2-)和w(NH4^+)基本不变,说明w(NO3^-)的增加导致ρ(PM2.5)的升高.污染天和非污染天的NOR (氮氧化率)分别为0.28和 0.11,SOR (硫氧化率)分别为0.34和0.28,说明污染越重,NOR和SOR越高,并且NO x 的气-粒转化速率较SO 2慢.污染天ρ(Cl^-)和ρ(K^+)分别为7.22和1.77 μg/m^3,分别是非污染天的2.5和3.0倍.④采样期间非污染天和污染天的N/S 〔ρ(NO3^-)/ρ(SO4^2-)〕分别为0.85和1.39,说明非污染天时固定源对PM2.5的贡献相对较大,而污染天时移动源对PM2.5的贡献相对较大.⑤通过PMF模型法解析出3个因子.因子1对PM2.5中水溶性离子的贡献率为56.13%,代表二次源和生物质燃烧源;因子2的贡献率为25.22%,代表工业源和垃圾焚烧源;因子3的贡献率为18.65%,代表扬尘源.研究显示,临沂市冬季PM2.5污染严重,水溶性离子来源复杂,应采取多源控制的污染防治对策.

佛山市城区道路环境大气颗粒物中水溶性无机离子分析

目前，国内关于道路环境大气颗粒物污染的研究主要集中在排放因子、扩散模型、排放机理、颗粒物浓度分布等方面，有关不同道路环境大气颗粒物中化学组分的污染特征研究比较少．本文选取佛山市城区主干道、次干道、支路3种典型道路类型的代表，

上海市大气颗粒物中水溶性离子的粒径分布特征

分析了上海市嘉定区不同粒径的大气颗粒物中9种水溶性离子(SO42-、NO3-、NH4+、K+、Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、F-)的分布特征.结果显示,SO42-、NO3-和NH4+含量很高,占9种离子总和的65%～81%.颗粒物的C/A值平均为1.08,说明颗粒物呈中性,略偏碱,这可能与缺少碳酸根等的测定有关.<1.5μm颗粒物中的离子占所有粒径段离子的52%～87%,表明离子主要集中在细颗粒物中.NH4+、K+呈单峰分布,峰值出现在<0.95μm的颗粒段;SO42-、NO3-、Ca2+、Cl-呈双峰分布,峰值分别出现在<0.95μm和3.0～7.2μm的粒径段,其中SO42-、NO3-的较高峰出现在<0.95μm的细颗粒段,Ca2+的较高峰出现在>3.0μm的颗粒段,Cl-则两峰高度相当;既有双峰分布又有单峰分布的离子是Na+、Mg2+和F-,3种离子的较高峰出现在>3.0μm的颗粒段.离子粒径分布与采样期间的气象条件、离子的形成机制和来源有关.

西安市大气颗粒物中水溶性无机离子的季节变化特征

用离子色谱法对11种无机水溶性离子(Na+,NH4+,K+,Mg2+,Ca2+,F-,Cl-,Br-,NO2-,NO3-和SO42-)进行分析,探讨大气颗粒物中水溶性无机组分的季节变化与典型污染(灰霾、浮尘、燃烧秸秆和燃放烟花)的理化特性.结果表明,西安市大气中PM2.5和TSP的日均质量浓度分别为167.1和382.0μg·m-3,PM2.5占TSP总质量浓度的44%.PM2.5和TSP中无机水溶性离子组分的年均值分别为75.2μg·m-3和101.7μg·m-3.PM2.5中水溶性离子组分占PM2.5总质量浓度的45%左右,TSP中水溶性离子组分占TSP总质量浓度的30%左右.各种水溶性离子的来源和形成机理不同,其季节变化趋势和粒径分布也不同.典型污染事件期间,颗粒物污染特征与平时相比有很大差异:雾霾时PM2.5和TSP的质量浓度都显著增加,主要污染组分为二次污染离子NH4+,NO3-和SO24-;浮尘发生时,大气颗粒物中人为污染组分会大大减少,而来自沙尘传输和地面扬尘等的地壳物质显著增加;燃烧秸秆对大气颗粒物中K+和Cl-的影响最大;燃放烟花时K+,Mg2+和Ca2+的质量浓度显著增加.

大气颗粒物PM10和PM2.5中水溶性离子及元素分析

目的了解大气颗粒物PM10与PM2.5中水溶性离子及元素的主要组成及其浓度。方法在北京市城区设置1个采样点,于2006年6月16—18日和6月20—22日采集大气颗粒物PM10和PM2.5。采用离子色谱法测定PM10和PM2.5中8种水溶性离子(SO42-、NO3-、Cl-、NH4+、K+、Na+、Ca2+和Mg2+)的浓度;采用"酸提"法测定其中Ca、Mg、Al、As、Zn、Pb、Cu、V、Mn、Co、Fe、Se、Mo、Ni、Cr和Cd的浓度;采用"水提"法测定其中Zn、Pb、Cu、V、Mn、Co、Fe、Ni、Cr和Cd的浓度。结果PM2.5和PM10中8种水溶性离子平均质量浓度范围分别为0.44～9.16μg/m3和0.69～12.61μg/m3。PM2.5中SO42-和NO3-浓度分别占离子总浓度的30.2%和26.5%。PM10中SO42-和NO3-浓度分别占离子总浓度的29.7%和25.6%。PM2.5和PM10中,"酸提"元素平均质量浓度范围分别为1.06～6607.30ng/m3和1.92～12455.50ng/m3;"水提"元素平均质量浓度范围分别为0.31～189.80ng/m3和0.48～187.45ng/m3。结论水溶性离子是大气颗粒物的主要成分之一,值得关注。

北京春季城区与远郊区不同大气粒径颗粒物中水溶性离子的分布特征

为比较北京城区与远郊区大气颗粒物中水溶性无机离子的组成特征,2012年4月,利用Andersen分级撞击式采样器同时在2个采样点进行大气颗粒物分级采样,样品采用离子色谱分析.结果表明,城区和上甸子大气颗粒物中水溶性无机离子总浓度分别为(83.7±48.9)μg·m-3和(75.5±52.9)μg·m-3,NO-3、SO2-4和NH+4是最主要的水溶性无机离子,分别占总离子浓度的81.2%和84.2%.粒径分布显示,Mg2+和Ca2+在5.8～9.0μm的粒径范围出现峰值,Na+、NH+4、Cl-在0.43～1.1μm和4.7～9.0μm的粒径范围出现双峰,K+、NO-3和SO2-4在0.65～2.1μm的粒径范围出现峰值.后向轨迹簇分析表明,气团来自南方时,城区和上甸子二次离子浓度分别为(92.4±40.0)μg·m-3和(95.0±35.4)μg·m-3,来自其他方向时,分别为(24.0±10.8)μg·m-3和(13.3±10.6)μg·m-3.

济南市秋季大气颗粒物中水溶性离子的粒径分布研究

为了解济南市大气颗粒物的粒径分布特征,于2009年10月利用多级撞击式颗粒物采样器（MOUDI）进行了大气颗粒物采集,采用离子色谱仪分析了其中水溶性离子浓度.结果表明,SO42-、NO3-、NH4＋和Ca2＋是主要的水溶性离子,浓度总和约占总水溶性离子浓度的92%.SO42-、NO3-、NH4＋、K＋和Cl-浓度随时间变化较为显著,浓度变化主要原因是受风速以及气流来源方向的影响.SO42-和NH4＋主要集中在细粒子中,其浓度呈单模态分布,随着颗粒物中含量的升高其峰值从0.32～0.56μm粒径段逐渐移动到1～1.8μm粒径段.NO3-浓度呈双峰分布,细粒子中的NO3-随着浓度的升高峰值从0.56～1μm粒径段移动到1～1.8μm粒径段,粗粒子中的峰值出现在3.2～5.6μm粒径段.NH4＋可以完全中和细粒子中的SO42-和NO3-,在细粒子中主要以（NH4）2SO4和NH4NO3的形式存在.

烧结工艺颗粒物中水溶性离子排放特性分析

采用荷电低压颗粒物撞击器(ELPI)对两段烧结工艺经除尘、脱硫后排放的颗粒物进行采样,分析颗粒物的粒数和质量浓度以及颗粒物中所含水溶性离子的粒径分布特征.结果表明,烧结工艺经除尘、脱硫后颗粒物的粒数浓度在10~5~10~7cm^(-3),粒径小于0.1μm的颗粒物占总粒数浓度的67%~77%.颗粒物质量浓度呈双峰分布,烧结1分别在0.61μm和1.62μm处出现峰值,烧结2分别在0.37μm和1.62μm处出现峰值;对不同粒径段颗粒物中的水溶性离子进行分析后表明,烧结1排放的PM1中含量最高的是NH_4^+和Ca^(2+),分别为15.26%和14.84%;PM>1中含量最高的是SO_4^(2-),为33.52%.烧结2排放的PM1中含量最高的是Cl^-,为28.12%;PM>1中含量最高的是SO_4^(2-),为29.21%.SO_4^(2-)在烧结1中主要集中在6.89~10.23μm这一粗粒径段中,占60%左右,而在烧结2中主要集中在粒径小于2.5μm的细粒径段颗粒物中,占81%左右.Cl^-在烧结1不同粒径段颗粒物中含量较低且分布较均匀,而在烧结2中Cl^-在0.13~0.24μm粒径段颗粒物中出现峰值且含量较高达45%左右.

中国典型城市冬季大气细颗粒物水溶性离子特征及来源分析

细颗粒物是大气污染防治的重点内容。分析大气细颗粒物中的水溶性离子组分及其变化,对评价城市空气污染状况和污染物的来源具有重要意义。选取中国东部典型城市长春、北京、上海、杭州和南京作为研究对象,基于2016年11月11日-12月6日大气颗粒物样品采集及其水溶性离子分析,探讨PM_(2.5)中水溶性无机离子浓度变化特征,并利用主成分分析结果分析各类污染源排放对细颗粒物中水溶性离子质量浓度的贡献,以期为区域大气环境质量的改善提供参考依据。结果表明,长春、北京、上海、杭州和南京总水溶性无机离子质量浓度平均值分别为(18.8±9.0)、(34.9±23.3)、(21.8±13.3)、(42.2±21.4)和(62.1±25.9)μg·m^(-3),占PM_(2.5)质量浓度的33.6%-62.1%。二次离子(SIA,包括NO_3^-、SO_4^(2-)和NH_4^+)在总水溶性离子中占比均超过75.0%,说明SIA是水溶性离子的主要组分。SIA占总水溶性离子浓度的百分比随污染程度增强而增加。硝酸盐为5个城市在污染大气下主要的贡献物种。5个城市站点ρ(NO_3^-)/ρ(SO_4^(2-))随着大气污染程度的增加均有不同程度的增加且大于1,说明含氮污染物逐渐成为大气颗粒物中最重要的污染物。除长春硫氧化率(SOR)均值小于0.1外,其他4个城市SOR和氮氧化率(NOR)均大于0.1,说明北京、上海、杭州和南京站点大气中存在较高程度的SO_2和NO_2的二次氧化。北京站点NO_3^-、SO_4^(2-)和NH_4^+以NH_4NO_3和(NH_4)_2SO_4的形式存在,在其他4个城市站点以NH_4NO_3和NH_4HSO_4的形式存在。5个城市水溶性离子主要来源为二次转化、扬尘、生物质和煤燃烧。

滨海城市不同粒径大气颗粒物中水溶性离子的分布特征

选取东南滨海城市厦门的城区(厦门大学,仙岳小区)、郊区(集美大学城)、工业区(鹭联宾馆)和背景区(汀溪水库)5个站点为研究对象,于2008年10月至2009年9月对厦门市大气PM2.5、PM2.5-10和PM10-100分4个季节进行了采集工作,用离子色谱对其中的水溶性离子进行测定。研究结果表明,厦门市不同粒径颗粒物中水溶性离子具有明显的时空分布特征,且主要以富集在细颗粒物(PM2.5)上为主。SO42-、NO3-和NH4+是PM2.5中主要的水溶性离子,占PM2.5中水溶性离子总质量浓度的64.59%～93.17%。PM2.5-10和PM10-100的水溶性离子则以Na+、C1-和Ca2+这些粒径较大的颗粒为主。滨海城市厦门PM2.5、PM10和TSP的SO2转化率(SOR)和NO2的转化率(NOR)年平均值分别为:0.35、0.39、0.41和0.04、0.08、0.09,较高的SOR和相对较低的NOR比值均说明厦门存在来自于SO2和NO2转化的二次污染物SO42-和NO3-。