简析氯化钾气溶胶发生法在空气净化器颗粒物洁净空气量测试中的应用

文章研究了氯化钾气溶胶发生法在空气净化器颗粒物洁净空气量测试中的应用。首先,概述了当前空气净化器颗粒物洁净空气量测试的状况,并详细讨论了氯化钾气溶胶发生法在该测试中的可行性。随后,详细介绍了氯化钾气溶胶发生法的应用和测试方法,并分析了试验结果。研究发现,作为一种具有较大粒径跨度的颗粒物,氯化钾气溶胶在细颗粒物洁净空气量测试中具有一定的可行性。

不同粒径和来源大气颗粒物暴露与孕妇子痫前期发生风险的关联研究

目的:探究不同粒径和来源的大气颗粒物暴露对孕妇子痫前期发生风险的影响。方法:从北京市某城区妇幼保健院收集2014—2018年的产前检查记录;监测同期气象数据和空气动力学直径5~560 nm的大气颗粒物数浓度(PNC),并应用正定矩阵因子分解法进行颗粒物的来源解析。采用Logistic回归分析大气颗粒物暴露与孕妇子痫前期发生风险的关联效应。结果:孕前3个月和孕早期暴露于空气动力学直径5~200 nm的颗粒物与孕妇子痫前期的发生存在正相关关系。孕前3个月的25~100 nm、100~200 nm粒径段的大气颗粒物暴露水平每增加四分位间距(IQR)浓度,子痫前期的发生风险分别增加36%[比值比(OR)=1.36,95%CI(1.04,1.76)]和40%[OR=1.40,95%CI(1.12,1.76)];孕早期5~25 nm和100~200 nm粒径段的大气颗粒物暴露水平每增加IQR浓度,子痫前期的发生风险分别增加46%[OR=1.46,95%CI(1.15,1.83)]和40%[OR=1.40,95%CI(1.08,1.82)]。子痫前期发生风险与孕前3个月和孕早期的大气核模态颗粒和汽油车排放颗粒暴露存在显著关联。结论:大气颗粒物,特别是交通来源的细小粒径颗粒物暴露可增加孕妇子痫前期的发生风险。

城市大气颗粒物中锑污染研究进展

随着工业化和城市化发展,高强度人类活动及锑化合物的广泛使用使城市大气环境中锑污染日趋严重。进入大气中的锑能长时间驻留并随大气环流进行长距离迁移造成跨区域污染。鉴于锑对人体的潜在毒性及致癌性,城市大气环境锑污染引起学术界和国家相关部门的高度重视,然而目前国内关于大气环境中锑的研究仍处于初期阶段。对城市大气颗粒物中锑的来源、污染特征、源解析等方面进行综述,在此基础上对大气环境中锑污染来源、迁移转化过程研究中的锑同位素应用前景进行展望,为进一步开展城市大气颗粒物锑污染研究、防治和环境管理提供参考。

基于毒理基因组学的工业废气颗粒物毒性分析方法及应用

为了解决现有颗粒物毒性检测方法存在的成本高、周期长、过程复杂等问题,引入毒理基因组学分析方法,提出工业废气颗粒物样品预处理方法,基于酶标仪开展毒性测试,利用基因热图分析、应激模式反应和毒性终点深入探究颗粒物的毒性作用机制,验证了方法的可行性,并将该方法应用于某烧结机头电除尘器内4个电场(1号、2号、3号、4号)中颗粒物的毒性变化规律分析.结果表明:①对于有机组分,其主要诱导大肠杆菌细胞发生氧化应激反应和潜在的蛋白应激反应,颗粒物有机组分毒性呈4号电场>3号电场>1号电场>2号电场的特征,4号电场的颗粒物毒性终点最小,为3.01×10^(−10) mg/mL.②对于无机组分,4个电场(1号、2号、3号、4号)主要诱导大肠杆菌细胞分别发生普遍应激、DNA应激、氧化应激和蛋白应激,颗粒物无机组分毒性大小呈4号电场>2号电场>1号电场>3号电场的特征,4号电场的颗粒物毒性终点最小,为8.44×10^(−6) mg/mL.研究显示,基于毒理基因组学的工业废气颗粒物毒性分析方法不仅具有准确性,还能更加全面地阐述潜在的毒性模式,实现了工业废气颗粒物毒性的快捷可靠分析,可为后续相关研究提供理论支撑.

降雨强度对不同海拔侧柏叶片滞纳大气颗粒物量的影响

降雨可以有效清除植物叶片滞纳的大气颗粒物,但降雨强度对不同海拔植物叶面滞尘量的影响研究较缺乏。以九龙山不同海拔侧柏人工林为研究对象,采用传统方法测定不同强度降雨前后植物叶片滞纳大气颗粒物的量,进而研究降水强度对不同海拔侧柏叶片滞纳水溶/非水溶性颗粒物的影响。研究结果表明,中雨(17.5 mm)对不同海拔侧柏叶片滞纳颗粒物的去除效果强于小雨(3.2 mm);中雨后,侧柏叶片滞纳颗粒物的阈值为(0.4248±0.0104)g·m^(-2),且与海拔、降雨前叶面滞纳颗粒物的量无关;小雨后,不同海拔侧柏叶面非水溶性颗粒物存在明显的小粒径聚集为大粒径现象;在低、中海拔地区,中雨主要影响侧柏叶面大粒径颗粒物的量,而高海拔地区主要影响小粒径颗粒物的量;降雨对非水溶性大粒径颗粒物的影响大于水溶性颗粒物;小雨会增加不同海拔侧柏叶片大粒径水溶/非水溶性颗粒物的百分比,中雨会使低、高海拔侧柏叶片大粒径水溶性颗粒物和高海拔大粒径非水溶性颗粒物的百分比增加,而其他海拔侧柏叶片大粒径水溶/非水溶性颗粒物的百分比下降。

唐山市大气颗粒物和O_(3)多尺度变化及影响因素

采用KZ滤波法、多元逐步回归法和小波相干性分析法,从不同时间尺度探究了唐山市2015~2022年间PM_(2.5)、PM_(10)和O_(3)的演变特征,并有效区分和定量估算了污染源排放和气象因素对污染物浓度的贡献,揭示了气象因素对污染物不同尺度的影响,以及颗粒物和O_(3)之间的协同作用机制.结果表明:研究期间唐山市颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)的浓度长期分量均呈现显著下降趋势,季节分量和短期分量均呈现不同程度的周期波动.O_(3)浓度长期分量变化幅度较小,其季节分量和短期分量均在每年5~7月之间有明显变化趋势.颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)浓度的长期分量变化主要由源排放因素控制,且源排放贡献占90%以上,而O_(3)浓度的长期分量变化则由源排放和气象因素共同控制,且其贡献比例约为2:3.气象因素温度、相对湿度、地表垂直风速和降水量对PM_(2.5)主要表现为小时间尺度的正向作用和大时间尺度的负向作用.温度和短波辐射强度对O_(3)主要呈正向影响,而PM_(2.5)、PM_(10)和O_(3)之间存在小时间尺度的正向影响和大时间尺度的负向作用.

济南市柴油型移动源排放颗粒物中碳组分特征和排放量估算

为了识别济南市柴油型移动源排放颗粒物中碳组分特征,采用稀释通道采样器于2021年采集了柴油货车和工程机械尾气排放颗粒物,并对汽油车尾气一并采集对比,分析了尾气排放颗粒物质量浓度和其中的碳组分。结果表明,柴油型移动源排放颗粒物质量浓度明显高于汽油车,且以细颗粒物为主,PM_(2.5)/PM_(10)数值几乎接近于1.0,其中柴油货车排放颗粒物质量浓度高于工程机械,且随车型增大排放颗粒物质量浓度增大,重型柴油载货车排放PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度最大,分别为4.56×10~4μg·m^(-3)和4.71×10~4μg·m^(-3)。柴油货车PM_(2.5)和PM_(10)排放因子范围分别为8.90-21.8 mg·km^(-1)和9.40-22.5 mg·km^(-1),工程机械中破碎机颗粒物排放因子略大于挖掘机,破碎机PM_(2.5)和PM_(10)排放因子分别为0.12 g·kW^(-1)·h^(-1)和0.14 g·kW^(-1)·h^(-1),挖掘机排放因子分别为0.10 g·kW^(-1)·h^(-1)和0.11 g·kW^(-1)·h^(-1)。碳组分为柴油型移动源排放颗粒物的主要成分,其中工程机械排放总碳(TC)在颗粒物中占比约为66.0%,大于柴油货车的占比41.5%(PM_(2.5))和45.5%(PM_(10))。根据有机碳(OC)和元素碳(EC)在尾气排放颗粒物占比分析可知,柴油货车排放以OC为主,而工程机械排放EC高且为柴油货车2倍多。汽油车与柴油货车OC中占比最高的碳组分相同,均为OC2,而工程机械为OC1。EC2为柴油型移动源排放EC的主要组分,车型最大的重型柴油载货车排放EC2占比最大,分别为20.7%(PM_(2.5))和21.8%(PM_(10)),但汽油车跟柴油货车不同,EC1为汽油车排放主要碳组分。基于2021年济南市柴油货车和工程机械保有量,对城市柴油型移动源碳组分排放量进行了估算,发现柴油型移动源尾气排放PM_(10)中碳组分排放量高于PM_(2.5),工程机械尾气中碳组分排放量高于柴油货车,因此应加快推进机动车新能源化的发展以及工程机械的清洁化发展。

基于视觉的夜间细颗粒物浓度估计

基于视觉的细颗粒物浓度(PM_(2.5))估计技术依据成像时悬浮细颗粒物对光线散射和吸收的整体影响来评估其浓度。这类技术具备良好的普适性,可实时检测广阔区域。已有研究依赖大气光均匀且充足的日间场景,无法适用于缺乏大气光且光照不均匀的夜间场景。本文提出首个基于视觉的夜间PM_(2.5)浓度估计方法,通过图像处理捕获人造光源在不同散射方向的光强分布,并以此特征拟合浓度值。该方法创新地将人造光源及周边光晕区域视为夜晚雾霾信息的主要来源。由于夜间自然光照强度相对人造光源较低,其主导的区域往往趋于漆黑,导致日间雾霾信息的主要来源(自然光照下像素颜色随着景深增加而逐渐接近“大气光/天空”颜色)在夜间的作用相比光源处要小很多。该方法明显优于日间PM_(2.5)估计方法,平均误差(MAE)为6.187μg/m^(3),决定系数(R^(2))为0.857,对比最新的端到端的神经网络方法在MAE和R^(2)上分别有20.69%、13.36%的相对提升。

莫高窟文物保存环境的大气颗粒物背景浓度及化学组成

大气颗粒物是潜在威胁遗址与文物的一种大气污染物,颗粒物沉降或吸附后覆盖文物表面细节,降低其审美价值,并带来进一步的物理或化学侵蚀。通过分析莫高窟开放洞窟(16窟、257窟)、非开放洞窟(320洞窟)和窟外大气中各粒径颗粒物(总悬浮颗粒物TSP、粗颗粒物PM_(10)和细颗粒物PM_(2.5))背景和典型沙尘天气质量浓度及其碳组分和水溶性无机离子组分含量,获得文物保存环境中大气颗粒物的质量浓度及化学组成。各观测季节内,非沙尘天气窟内TSP质量浓度介于48.4~60.0μg/m^(3),PM_(10)质量浓度介于13.3~61.3μg/m~3,PM_(2.5)质量浓度介于9.9~59.2μg/m^(3)。洞窟是否向公众开放对窟内颗粒物浓度水平和组成的影响不显著,开放和非开放洞窟颗粒物质量浓度的I/O比值多小于1,显示窟内颗粒物主要源于室外。窟内颗粒物化学组成中,地壳源矿物尘多占据主导地位,在沙尘频发的春季占比介于53.0%至80.7%之间,冬季占比介于17.1%~44.0%。其他化学组分中,细颗粒PM_(2.5)中碳组分和总水溶性无机离子含量占比明显高于TSP和PM_(10)。冬季窟内PM_(2.5)质量浓度低于春季,但碳组分和无机离子浓度值和含量占比均高于春季(除去春季16洞窟),冬季碳组分和无机离子含量占比高达60%,其中酸性组分含量占比和可达30%。对莫高窟大气颗粒物的控制不能忽视细颗粒浓度及其化学组成的潜在危害。

应用计算流体动力学方法估测医院急诊大厅颗粒物分布特征的研究

目的基于室内场所的空间几何构型、风速、颗粒物浓度和环境温度测量值,阐述空气中颗粒物浓度、悬浮时间等分布规律。方法现场测量医院急诊大厅的空间及其中大型设施的尺寸,测量环境中颗粒物数量浓度、温度、风速,场所空间尺寸用于构建模型,环境检测参数用于确定模型的边界条件和验证模型的正确性。基于格子波尔曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)计算颗粒物运动,应用对流扩散方程计算空调送风系统出风口处颗粒物浓度的变化,离散相模型(discrete phase model,DPM)用于计算颗粒物在流场的运动情况。结果环境检测表明空调送风系统出口风速与室内颗粒物数量浓度呈负相关,人群聚集的候诊区颗粒物数量浓度高于诊室(P值均<0.05)。通过建立的数学模型进行仿真计算,仿真相对浓度未超过实测相对浓度的x±s范围,候诊人群使局部颗粒物浓度升高,候诊区人员咳嗽呼出气中的颗粒物可以在15 s内传播给周围的人,呼出气中60%的颗粒物悬浮时间可持续几分钟或更长时间。结论改变模型中的空间几何尺寸和环境检测参数可以用于计算不同室内场所中颗粒物的分布情况,仿真结果与实测结果具有可比性,数学计算结果可支持环境呼吸危害防控管理措施的制定。

公共图书馆典型室内环境颗粒物污染状况研究

为改善公共图书馆的室内空气质量,对图书馆典型室内环境颗粒物污染进行了研究。通过采集不同区域的室内空气样品,分析颗粒物浓度,发现图书馆室内环境颗粒物浓度普遍较高。通过污染水平对比及颗粒物时空分布特征可知,颗粒物主要来源是人员活动和室内装修,建议采取加强室内通风、控制人员活动和选择低挥发性有机化合物材料等措施,降低室内环境颗粒物浓度。

隧道施工作业人员佩戴颗粒物防护口罩适合性及影响因素分析

目的分析隧道施工作业人员佩戴颗粒物防护口罩适合性与工人头面部尺寸之间的关系,探索相关影响因素。方法选择某隧道施工作业现场工人200人为研究对象,调查个人基本信息,测量身高、体重,使用TSI Pro+8038、8048进行折叠式和杯式口罩适合性检验,手持三维扫描仪进行头面部尺寸测量。结果适合性检验单因素分析,研究对象佩戴口罩形状和所属民族对通过率的影响差异有统计学意义(P<0.05)。通过组与未通过组头面部尺寸测量显示,折叠式口罩9501V+额最小宽,9502V+两耳屏间宽,杯式口罩8576两耳屏点间颌下弧长、两下颌角宽、鼻宽和BMI,8577头冠状弧、耳屏鼻根长、两耳屏点间颏下弧长、颈围、形态面长和BMI差异有统计学意义(P<0.05)。适合性检验多因素分析,形态面长、鼻宽和BMI值与适合性检验通过的概率呈正相关,口宽值呈负相关。相较于折叠式口罩,杯式口罩通过的概率更大。头面部尺寸分栏总体覆盖率为85.0%,折叠式和杯式口罩的#5、#7、#8、#10通过人数较多。结论对于本次现场研究的施工作业人员,杯式口罩较折叠式口罩更为适用;形态面长、鼻宽和BMI的值越大,口宽的值越小,适合性检验的通过概率越高,结合我国头面部尺寸分栏标准,形态面长可作为快速选择口罩的主要判断依据,鼻宽、口宽以及BMI可作为适合性检验的主要参考依据;为提高呼吸防护效果,建议通过适合性检验为工作人员筛选合适的口罩类型。

沥青道路粗糙度对径流颗粒物冲刷输出特性的影响

采用粗糙度量化沥青道路的表面特征,通过模型模拟、相关性分析等方法分析了道路表面粗糙度对降雨径流颗粒物冲刷输出特性的影响。结果表明:道路粗糙度、降雨强度是影响道路表面径流颗粒物冲刷输出过程的关键因素,道路粗糙度越低、降雨强度越大,道路表面径流颗粒物冲刷效应越强烈、场次降雨径流颗粒物累积冲刷量越大、径流颗粒物冲刷输出总体水平越高;道路粗糙度与降雨强度、径流历时共同影响径流颗粒物粒径分布,道路粗糙度为影响径流颗粒物粒径分布的主导因素,道路粗糙度越低、径流历时越长、降雨强度越大,径流中粒径不小于150μm的颗粒物体积占比越高,粒径小于75μm的颗粒物体积占比越低。

DPF/CDPF对柴油机颗粒物的捕集特性对比研究

对柴油机颗粒捕集器(Diesel particulate filter, DPF)和催化型颗粒捕集器(Catalyzed diesel particulate filter, CDPF)捕集柴油机颗粒物并进行对比试验研究。通过发动机废气排放颗粒物粒径谱仪EEPS-3090对比研究了DPF/CDPF对不同粒径PM的捕集特性,通过傅里叶红外光谱仪和热重分析仪探究了DPF/CDPF前后端PM官能团和成分的变化。研究结果表明,CDPF对聚集态颗粒物和核态颗粒物的捕集率高,总捕集效果要高于DPF。柴油机排气流经DPF后,有少量的核态颗粒流出,PM中的VF含量增加;流经CDPF后,PM中VF含量下降。

降水过程对大气颗粒物的清除作用研究——以山西省晋中市榆次区为例

为明确晋中市榆次区降水过程对大气颗粒物的清除效果,基于2021年1月至2022年12月榆次区的大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))浓度和气象观测数据,利用数理统计、相关性分析等方法分别从降水总量、降水持续时间、降水前颗粒物浓度和小时最大降水量4个指标研究降水过程对PM_(2.5)、PM_(10)的清除效果。结果表明:降水总量的增加有利于促进对PM_(2.5)、PM_(10)的清除效果,随着降水总量增加,PM_(2.5)、PM_(10)的平均清除率提高,正清除比例增加;连续降水可增强对大气颗粒物的清除效果,当连续降水达到12 h可有效降低PM_(2.5)、PM_(10)的浓度;降水对颗粒物的清除效果和颗粒物初始浓度有较好的正相关性,当降水过程开始3 h前颗粒物浓度较高时,降水对PM_(2.5)、PM_(10)有较好的清除效果,但PM_(2.5)初始浓度≤35μg/m^(3),PM_(10)初始浓度≤50μg/m^(3)时,易出现负清除作用;小时最大降水量>1.5 mm时,降水过程对大气颗粒物有比较明显的清除效果。

北京地区大气细颗粒物对灰霾形成的影响研究

项目概况近年来空气质量监测结果表明,北京市大气中总悬浮颗粒物10年来其平均质量浓度变化不大或者说略有减少,而直径0.1-2μm的粒子却明显增多,增多达15%以上。这些细颗粒来源广、形成机理复杂,受大气化学、大气物理和社会活动影响较大,目前认为主要是交通扬尘和经过化学转化的硫酸盐、硝酸盐、氨盐等化合物颗粒。这些细颗粒容易吸附毒性物质,又因颗粒直径较小,可以直接通过呼吸系统进入人体肺部,对人体健康有较大威胁因此,需要明确细粒子的各类影响。目前北京大气细粒子与灰霾关系的研究中存在三个方面的不足。

北京地区大气细颗粒物对灰霾形成的影响研究

i项目概况近年来空气质量监测结果表明,北京市大气中总悬浮颗粒物10年来其平均质量浓度变化不大或者说略有减少,而直径0.1-2μm的粒子却明显增多,增多达15%以上。这些细颗粒来源广、形成机理复杂,受大气化学、大气物理和社会活动影响较大,目前认为主要是交通扬尘和经过化学转化的硫酸盐、硝酸盐、氨盐等化合物颗粒。这些细颗粒容易吸附毒性物质,又因颗粒直径较小,可以直接通过呼吸系统进入人体肺部,对人体健康有较大威胁。因此,需要明确细粒子的各类影响。

机动车制动颗粒物测试技术研究综述

非尾气颗粒物排放已超过车辆尾气颗粒物排放,但限制非尾气排放的法规仍不完善。本文综述了机动车制动颗粒物排放的试验方法和粒径分布特征。制动磨损颗粒物的测试方法主要包括销盘法、惯性制动台架法、底盘测功机法和实际道路法。研究发现,受制动摩擦片材质、制动运行特征、制动力、温度、路况和测试工况等多种因素影响,制动颗粒物的粒径分布没有典型的统一特征,具有单峰、双峰和多峰等多种粒径分布形态。

新疆高碱高氯煤燃烧条件下细颗粒物生成特性研究

为比较新疆地区典型高碱煤和高氯煤在燃烧条件下颗粒物生成特性,采用三段式高温沉降炉系统开展在空气气氛下燃烧准东煤和沙尔湖煤的实验,分析燃烧后颗粒物特征。采用Dekati低压撞击器(Dekati low pressure impactor+,DLPI+)进行了颗粒物的分级收集,对其质量粒径分布、元素分布特性以及颗粒物微观形貌进行了讨论分析。结果表明:2种煤样燃烧生成的颗粒物均呈现双模态分布,沙尔湖煤的细颗粒物产率明显高于准东煤;细模态颗粒物的主要成分是Na和Cl,准东煤与沙尔湖煤产生的PM_(10)中的Cl占原煤中Cl质量的11.8%和28.9%,Na占煤灰中Na质量的2.66%和7.53%;高含量的碱金属和Cl会促进细颗粒物生成,沙尔湖原煤中的Cl大量迁徙进入颗粒物中,对细模态颗粒的生成贡献较大。

喷雾耦合降温强化旋风分离器脱除细颗粒物的研究

通过在冷凝换热器前耦合喷雾的方式,将雾化团聚和水汽相变团聚结合以提高旋风分离器对细颗粒物的脱除效果,用于湿式除尘器后近饱和高湿烟气的深度处理。通过开展实验室试验和某金属冶炼厂烟气旁路试验,考察了该技术对颗粒物的脱除特性。实验室研究结果表明,典型工况下喷雾耦合降温能够显著增强旋风分离器对颗粒物的脱除,比单独喷雾或降温具有更好的增强效果。提高喷雾量和换热器温降,细颗粒物脱除效率先升高后趋于稳定,在温降6℃、喷雾量0.046 L/m^(3)时达到最优脱除效果。烟气温度越高,湿度越接近饱和,细颗粒物脱除效率越高。工业烟气旁路试验表明,该系统适用于湿式除尘后的近饱和高湿烟气,且对波动工况的适应性强,当入口颗粒物浓度不超过2000 mg/m^(3)时,出口颗粒物浓度可保持在20 mg/m^(3)以内,平均脱除效率超过99.2%。