公交车燃用不同比例生物柴油的颗粒物组分特性研究

以一辆国III柴油公交车为试验样车,在重型底盘测功机上运行中国典型城市公交车循环(CCBC),分析了该车分别燃用不同体积分数的生物柴油混合燃料的颗粒物组分排放特性.结果表明:颗粒物测得的可溶性有机组分(SOF)主要是脂肪酸和直链烷烃,藿烷和PAHs占比低于7%.生物柴油对各组分影响较大,随着生物柴油掺混比例增加,颗粒物EC减小而OC/EC增加,SOF总量也增加.其中脂肪酸的C18:2和C18:1明显增加,C12:0和C14下降,直链烷烃总量和藿烷各组分均下降;PAHs的质量集中在三,四环的中小分子量,毒性集中在四环及以上的中高分子量.使用生物柴油后,PAHs总量下降,其中Pyr,FL和PA下降较明显,而总PAHs毒性无明显变化.

无铅汽油尾气颗粒物组分及其毒性研究

为研究无铅汽油的降铅效果,及其排出尾气颗粒物的有机提取物组分对小鼠细胞免疫功能的影响,采用大流量采样仪采集无铅汽油尾气颗粒物,用石墨炉原子吸收光谱法检测了颗粒物的铅含量,并采用气相色谱和质谱方法分析了颗粒物有机提取物的组分。同时,用凝胶电泳方法比较无铅汽油颗粒物的有机提取物在加铝和不加铅的条件下,对小鼠巨噬细胞的凋亡影响。结果显示,无铅汽油尾气排出颗粒物上仍有微量的铅,约为0.11mg/g。颗粒物有机提取物中含有大量的有害物质,如多环芳烃、杂环化合物等。通过凝胶电泳法显示,无论是有铅还是无铅,颗粒物有机提取物都能引起小鼠腹腔巨噬细胞的凋亡,在有铅的情况下,对巨噬细胞的凋亡影响更为明显。通过研究可以认为,无铅汽油对减轻汽车尾气的铅污染具有积极作用,但颗粒物上仍吸附大量的有害物质,对机体的免疫功能仍具有危害。

调合生物柴油燃烧及颗粒物组分的试验研究

为深入研究不同比例调合生物柴油对发动机燃烧特性及颗粒物组分的影响,在一台单缸四冲程发动机上进行了调合生物柴油燃烧及颗粒物排放的试验研究。利用燃烧分析仪研究调合生物柴油对发动机燃烧过程的影响,利用热重分析仪(TGA)、气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)研究调合生物柴油对颗粒物热重特性、挥发性有机物(VOCs)质量分数及有机可溶成分(SOF)和多环芳香烃(PAHs)组分的影响规律。研究表明:随着生物柴油掺混比的增加,发动机最高爆发压力及压力升高率峰值增加,压力曲线前移,预混放热率峰值随生物柴油掺混比增加而减小。与B0相比,燃用B20调合生物柴油,最高爆发压力增加了5.59%,对应的曲轴转角提前了3°CA。燃用调合生物柴油后VOCs及SOF组分略有增加,燃用B0、B5、B10及B20后颗粒物中VOCs组分的质量分数分别为12.28%、15.09%、23.06%和26.94%,SOF组分的质量分数分别为29.32%、32.08%、34.26%和35.67%,燃用B20后排放颗粒物中总PAHs降低了10.26%。

基于银川市大气颗粒物组分网观测的夏季沙尘污染过程分析

利用银川市大气颗粒物组分监测网在线观测数据,分析了2018年7月沙尘天气下不同粗细颗粒物(TSP,PM10,PM2.5,PM1)的质量浓度变化趋势,PM2.5中的水溶性离子、金属元素、有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度变化趋势和污染来源,及本次沙尘过程区域污染传输情况。结果表明,7月14-18日受沙尘天气过境影响,TSP,PM10的小时质量浓度均在15日10:00达到了峰值,分别为2692,2173μg/m^3,PM2.5的小时质量浓度在15日9:00达到了峰值,为608μg/m^3,PM1的小时质量浓度峰值出现在7月16日15:00,为54.2μg/m^3;7月沙尘期PM2.5中水溶性离子日均质量浓度由大到小排序为Ca^2+>SO4^2->NH4^+>Mg^2+>Na^+>K^+>NO3^-,Ca^2+日均质量浓度增幅最大,升高16.2倍,PM2.5中金属元素日均质量浓度由大到小排序为Ca>Fe>K>Mn>Pb>Cr>Zn>V>Ti>Cu>Ni>As,Ca日均质量浓度为31945.6 ng/m^3,PM2.5中有机碳和元素碳的日均质量浓度分别为7.22,1.09μg/m^3,比值为6.6。后向轨迹图和气溶胶激光雷达消光图显示,本次沙尘污染是由外来源输入的颗粒物沉降和本地地面扬尘叠加共同造成。

石嘴山市一次沙尘天气过程的大气颗粒物组分特征分析

利用石嘴山市环境空气颗粒物组分站监测数据,分析了2021年3月14—20日沙尘天气过程。结果表明,石嘴山市颗粒物(PM_(2.5))组分主要为地壳元素型,占比前4的组分分别为地壳元素63.5%、硫酸根8.0%、有机碳(OC)4.8%、钙离子4.1%。PM_(2.5)贡献占比最高的为扬尘源,为65.4%;其次为二次硫酸盐和二次硝酸盐,分别达到9.3%和8.4%;生物质/煤燃烧源贡献占比为6.5%;机动车污染源贡献占比为6.3%;工业源贡献占比为4.1%。

天津市南开区冬季大气颗粒物组分特征及来源解析

为了解天津市南开区冬季大气颗粒物污染特征,基于颗粒物浓度及组分在线监测数据,分析大气污染特征,对细颗粒物(PM_(2.5))进行了来源定性分析。结果表明,天津市南开区2021年12月环境空气质量综合指数为4.74,PM_(2.5)、可吸入颗粒物(PM_(10))、二氧化氮(NO_(2))、一氧化碳(CO)、臭氧(O_(3))和二氧化硫(SO_(2))浓度分别为53μg/m^(3)、89μg/m^(3)、49μg/m^(3)、1.2mg/m^(3)、55μg/m^(3)和6μg/m^(3)。PM_(2.5)、PM_(10)和NO_(2)对综合指数贡献占比较高,是冬季影响空气质量的主要污染物。PM_(2.5)与PM_(10)、CO和NO_(2)的相关性较高,PM_(2.5)化学组分中硝酸根(NO_(3)^(-))和有机碳(OC)浓度占比较高,分别达到17.9%和14.5%。PM_(2.5)来源解析结果显示,二次粒子、机动车、燃煤及工业、扬尘、生物质燃烧及烟花爆竹燃放分担率分别为35.2%、21.7%、17.7%、9.1%、7.6%,说明天津市南开区PM_(2.5)浓度整体受移动源、燃烧源排放影响较大,复合型污染特征比较突出。加强燃烧源、移动源的管控是天津市南开区冬季大气污染防治的主要方向。

不同体积的CDPF对柴油车颗粒物组分影响研究

选取了12辆加装CDPF前后的国Ⅲ重型货车为研究对象,在重型底盘测功机上运行国用世界重型商用车瞬态循环(C-WTVC),研究了CDPF的体积对颗粒物组分的影响。结果表明:随着CDPF体积的增大,对有机碳(OC)的减排能力逐渐升高;不同体积的CDPF会改变颗粒物的碳质组分的结构,随着体积增大,元素碳(EC)各组分的占比下降;CDPF的不同体积对直链烷烃的总体减排效果影响一般;CDPF体积的增大使多环芳烃(PAHs)的减排效果变好,但对PAHs的毒性影响不大。

西安市燃煤锅炉排放颗粒物中PM_(2.5)和PM_(10)的组分研究

为了解西安市燃煤锅炉排放颗粒物的组分情况,采用稀释通道采样,用滤膜采集了西安市3台链条炉排放颗粒物中的PM_(2.5)和PM_(10),并利用离子色谱仪(IC)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和碳分析仪等分析了其中的主要组分。实验结果表明,燃煤锅炉排放颗粒物中PM_(2.5)和PM_(10)的主要组分有SO_4^(2-)、NH_4^+、Cl^-、有机碳(OC)、元素碳(EC)、Al、Si。Si、Ca等地壳元素在PM_(10)中所占比例多于PM_(2.5),而NO_3^-、NH_4^+、OC等二次生成物在PM_(2.5)中所占比例多于PM_(10)。对比PM_(2.5)和PM_(10)组分可以发现,同种组分在不同燃煤锅炉排放的PM_(2.5)和PM_(10)中分布差异很大,这可能与除尘、脱硝等工艺密切相关。研究内容对西安市大气颗粒物源解析工作具有重要的参考价值,为西安市颗粒物源解析项目积累了一定的经验。

DOC和CDPF对柴油公交车颗粒物组分影响

以一辆柴油公交车为试验样车,在重型底盘测功机上运行中国典型城市公交循环(CCBC),收集尾气颗粒物以分析柴油车安装不同后处理装置的颗粒物组分排放特性.结果表明,原机颗粒物总碳组分中元素碳(EC)比有机碳(OC)多,测得有机组分中,脂肪酸占60.9%,直链烷烃占32.4%,藿烷和PAHs较少.脂肪酸主要是C16:0,C18、C14和C18:1也较多,直链烷烃主要分布于C18~C24,C21H44和C22H46最多.PAHs质量排放以中小分子量为主,Pyr最多,FL和PA也较多,毒性则以中高分子量为主,Ba P毒性最强,B(b+k)F、Ba A以及Icd P也是主要毒性组分.DOC后PAHs总毒性降低2.7%,不同CDPF后总毒性进一步降低89.6%~93.8%.DOC和CDPF对总碳组分的减排率分别为18.9%和70.5%~72.5%,但对不同组分的减排效果差别较大,不同贵金属负载量的CDPF对各组分减排效果无明显影响.

2019—2021年徐州市大气细颗粒物化学组成特征及来源解析

徐州市地处四省交界,大气污染物来源复杂,颗粒物污染在气象条件不利时较为显著。通过地面观测数据、颗粒物组分连续观测、源解析及轨迹溯源等方法,对徐州市2019—2021年颗粒物变化特征进行了全面分析,以定量解析各类污染源的贡献,识别对颗粒物贡献显著的化学成分。结果表明:PM2.5各组分质量占比中二次无机盐和有机碳相对较高,其中二次无机盐SNA(SO^(2-)_(4),NO^(-)_(3),NH^(+)_(4))占比达到59.1%~62.7%;水溶性离子总浓度逐年降低,但Mg^(2+)和Ca^(2+)浓度2021年分别同比增加2%和12.5%,说明扬尘污染存在反弹。秋冬季水溶性离子明显较高,Cl-浓度明显高于其他季节,表明徐州市秋冬季受移动源、燃煤源和二次有机气溶胶共同影响。PM_(2.5)中OC与EC质量浓度比为4.88~8.40,说明徐州市颗粒物受多源影响,柴油、汽油机动车尾气排放以及燃煤排放对颗粒物贡献较大。后向轨迹分析表明,污染严重的1月污染物主要来自4个方向,其中来自苏北和鲁南的2条轨迹气团出现频率最高,分别为34.36%和29.21%,PM2.5质量浓度分别为100μg/m^(3)和106μg/m^(3),不同方向轨迹的组分具有较大不同。

大气细颗粒物组分暴露对缺血性心脏病的影响研究进展

大气细颗粒物(fine particulate matter,PM_(2.5))由碳质气溶胶、水溶性离子和无机元素等多种化学物质组成,组分十分复杂,是我国多数城市的首要污染物。研究表明,大气PM_(2.5)暴露可损伤心血管系统,增加缺血性心脏病(ischemic heart disease,IHD)的发生和死亡风险,但PM_(2.5)具体组分暴露对IHD的影响尚不明确,且其致病机制尚未阐明。就PM_(2.5)组分短期及长期暴露对IHD的影响研究进展进行综述,以期为后续相关研究提供参考依据。

宁波市不同粒径颗粒物中无机离子污染特征研究

细颗粒物(PM2.5)对气候、空气质量和人体健康具有显著影响,水溶性无机离子是PM2.5主要成分。在2018-01-24至2018-02-20期间,宁波地区经历了一系列低温和PM2.5浓度较高的天气过程,利用在线离子色谱(MARGA)和颗粒物化学组分监测仪(ACSM)监测宁波气溶胶的无机离子,研究了PM2.5和亚微米细颗粒物(PM1.0)中硫酸根(SO4^2−)、硝酸根(NO3^−)和铵根(NH4^+)(三者统称为SNA)的变化特征。结果表明,SNA的质量浓度均与PM2.5有明显正相关;随PM2.5质量浓度的增加,SO4^2−当量浓度(摩尔浓度×所带电荷数)百分比呈现减少趋势,而NO3^−百分比呈现增加趋势;NH4^+百分比未呈现明显变化趋势;NH4^+主要分布在1.0μm以下粒径的颗粒物中,SO4^2−主要分布在1.0~2.5μm的粒径的颗粒物中;PM2.5中NH4+当量浓度百分比低于PM1.0。0~1.0μm粒径段的颗粒物中NH4^+可以完全中和SO4^2−和NO3^−,形成硫酸铵和硝酸铵,还可形成其他形态的铵盐;1.0~2.5μm粒径段的颗粒物中NH4^+不能完全中和SO4^2−及NO3^−,NH4^+当量浓度低于SO42−和NO3−两者当量浓度之和,SNA主要以硝酸铵和硫酸铵形式存在,还存在其他形态的硝酸盐或硫酸盐。本次工作通过对PM2.5和PM1.0中SNA存在形式及其在不同粒径中主导成分的研究,为宁波市大气污染特征的了解提供科学依据。

苹果浊汁云状颗粒体系稳定机制研究进展

苹果浊汁营养丰富且具有多种生理活性,而稳定性不佳一直是制约苹果浊汁产业发展的主要因素之一。本文综述了苹果浊汁云状颗粒体系的构成,云状颗粒物的聚集和失稳过程,以及影响云状颗粒体系稳定的主要因素,并对云状颗粒体系稳定机制的研究方向进行了展望。本研究可为维持苹果浊汁云状稳定性,提高其贮藏品质,推动苹果浊汁产业快速发展提供一定的思路和借鉴。

基于硫氮转化的PM_(2.5)生成特征初步研究

为研究太原盆地相关地区氮硫转化对PM_(2.5)生成的影响,该研究在2019年10月1日至11月9日于太原盆地南段某城市使用颗粒物化学组分监测仪(ACSM)对当地空气质量进行了观测,研究结果表明:采样期PM_(2.5)、SO_(2)、NO_(2)平均浓度分别为76.40μg/m^(3)、40.80μg/m^(3)、56.03μg/m^(3),污染天SO^(2-)_(4)、NO^(-)_(3)和NH^(+)_(4)(统称SNA)在颗粒物中占比显著高于清洁天。随着颗粒物浓度的上升,NO_(2)/SO_(2)呈降低趋势,NO^(-)_(3)/SO^(2-)_(4)呈现出先升后降,说明污染前期NO^(-)_(3)转化占主导地位,而后期SO^(2-)_(4)转化起着重要作用。采样期间较高的湿度和NH^(+)_(4)浓度均有利于二次转化,当湿度大于80%时,硫的转化占主导。该研究可为太原盆地相关城市PM_(2.5)污染防治工作提供参考。

典型重工业城市空气重污染过程特征与来源解析

为揭示邯郸市空气污染过程及形成原因,以邯郸市环境监测中心为采样点,对采样滤膜进行离子和碳质组分测试,探讨PM2.5组分浓度变化特征,并利用WRF-CAMx空气质量模型模拟分析2017~2018年秋冬季3次重污染前后邯郸市各个地区各类污染源大气污染排放对PM2.5质量浓度的贡献.结果显示,重污染期间邯郸市水溶性粒子占PM2.5质量浓度的62.4%,二次离子中呈现NO3->SO42->NH4+变化趋势.受地面均压场和高压底部控制及500hPa高空纬向环流影响,污染物水平方向和垂直方向传输受到抑制,同时边界层高度的降低进一步加剧PM2.5污染浓度的升高,随着西伯利亚东部高压和欧亚大陆高压南下以及边界层高度的上升,3次重污染过程得以彻底清除.PSAT示踪模块结果表明复兴区,丛台区和永年区是邯郸市PM2.5浓度贡献的主要区县,3个区县重污染贡献总和为66.8%~72.2%,重污染时段冶金,交通源和居民散煤燃烧是3大主要污染源.

2021年兰州市疫情管控前后大气污染差异对比研究

文章针对兰州市2021年疫情管控期间(10月26日-11月14日)和疫情管控后(11月15-20日)大气污染状况进行对比,探究了2个时间段气象条件影响以及大气污染特征和来源的差异。疫情期间颗粒物浓度明显低于疫情后,表明疫情管控措施对大气颗粒物浓度的降低有一定成效。PM_(2.5)颗粒主要组分中,混合碳(ECOC)、富钾(K)、富钠(Na)组分占比在疫情后上升,而有机碳(OC)和元素碳(EC)占比减少;燃煤和生物质燃烧源贡献在疫情后显著增加,并呈现夜间升高的日变化趋势;疫情管控期间及疫情后,兰州市大气污染来源均以本地生成和省内传输为主。

通讯

大气中高风险新污染物的非靶向筛查研究空气污染与心血管疾病、呼吸道疾病、肿瘤发病及相关疾病恶化有密切关系。但是,大气颗粒物组分和来源极其复杂,其诱发疾病的毒性组分及健康危害机制仍不清楚,这给有针对性地控制大气污染引起的健康风险带来了极大困难。

冬季德州市大气颗粒物消光与化学组成关系研究

为了深入探究华北地区冬季大气颗粒物的消光特性和化学组分之间的关系,本研究于2017年11月—2018年1月在山东省德州市平原县对大气颗粒物消光和化学组成进行了连续在线观测.运用多元线性回归方法和MIE散射模型定量分析了颗粒物各化学组成对颗粒物消光的贡献,进一步地,利用高分辨飞行时间气溶胶质谱(HR-ToF-AMS)结合正矩阵因子解析模型(PMF)得出二次气溶胶(OOA)、生物质燃烧有机气溶胶(BBOA)、还原性气溶胶(HOA)、燃煤燃烧排放的有机气溶胶(CCOA)的浓度,并进一步结合线性回归模型得到OOA、BBOA、HOA、CCOA对消光的贡献.结果显示元素碳(EC)是颗粒物吸光的最主要贡献者, OOA、BBOA和CCOA对颗粒物吸光也具有一定贡献,这主要是由于二次生成和一次排放的棕色碳的吸光造成的.颗粒物各组分与散射关系的分析结果表明,有机物对颗粒物散射影响最大,其中OOA的散射截面最大,对颗粒物散射的贡献也最高,可以占到总散射的53.4%.颗粒物中有机物对大气总消光的贡献可达75.5%,其中OOA、BBOA、CCOA和HOA对总消光的贡献分别为47.8%、14.7%、9.0%、4.0%. Mie散射的结果与多元回归结果比较一致,但部分时间段偏差较大,因此在不同的研究中应根据不同情况选择研究方法.

晋城市PM2.5快速来源解析案例

2018年11月23日12时晋城市重污染天气应急指挥部批准启动重污染天气黄色预警,同时启动三级响应,我站使用单颗粒气溶胶质谱仪对大气细颗粒物组分特征进行了观测,充分利用了在线观测设备快速、灵敏、实时的特点,对观测点位的环境空气进行了高时间分辨率连续观测,并对观测所取得的数据进行详细分析和研究细颗粒的来源及污染特征,为大气污染治理提供科技支持。

临汾盆地一次持续性重污染天气过程分析

该文研究了2018年12月临汾盆地一次持续性重污染天气过程,重点分析了重污染天气气象成因和污染物积累传输特征。重污染期间临汾市高层为平直偏西环流,低层为西南气流,冷空气势力较弱,湿度较大,风力较小,有利于静稳天气形成。08时在900 hPa到850 hPa上有逆温层出现,有利于近地层污染颗粒物的堆积和水汽积聚。地面市区相对湿度适中50%~70%、风速均<2 m/s、偏南风频率为53%,有利于将南部的污染物输送到市区。此次重污染天气过程包括几轮污染物积累-达到峰值-逐渐扩散的过程,整体主要受本地污染物积累的影响,期间在16日、17日、19日和21日凌晨左右的时段,在风力作用下存在浮尘传输、沉降过程。燃煤和机动车排放源等一次排放源的累积导致了前期污染发生,二次源是污染后期的主要贡献源类。