利用SPAMS研究景谷县春季细颗粒物污染特征

2022年4月11日—4月25日期间,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)对景谷县城区春季大气细颗粒物化学成分和来源进行分析,并结合县城空气自动站监测PM_(2.5)质量浓度研究了该地区大气细颗粒物污染特征。结果显示,景谷县春季细颗粒物成分主要为钾离子、硫酸盐、元素碳、硝酸盐、有机碳、氯离子;主要污染源为燃煤源、机动车尾气源、工业工艺源。监测期间捕捉到5个短时污染天气时段,此时燃煤源常为主要污染源;燃煤源占比峰值多出现在14:00—16:00,机动车尾气源白天占比高于夜间,工业工艺源占比峰值多出现在21:00—次日9:00。景谷县城区工业工艺源、生物质燃烧源、二次无机源占比随PM_(2.5)质量浓度升高而增大,餐饮源占比随PM_(2.5)质量浓度降低而增大。

利用SPAMS构建石家庄市PM_(2.5)固定排放源成分谱库

依托单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）,选取石家庄市燃煤、工业工艺、固废焚烧等固定排放源的典型企业展开了PM2.5固定排放源谱库的建立工作。通过对选取的有代表性的源排放样品进行采集和分析,获取了各排放源颗粒物的典型质谱信息和粒径分布特征。结果显示,三类污染源排放的颗粒物粒径峰值基本出现在1.0~1.5μm处;电力、水泥、制药、生活垃圾和危险废物焚烧行业排放的颗粒物粒径分布较窄,在0~3.0μm,而钢铁和医疗废物焚烧行业排放的颗粒物粒径范围较宽,在0~6.0μm左右;燃煤源的特征组分为Cr、有机低聚物、有机物和ECOC;工业工艺源的特征组分为OC,Fe,Pb,CaO,硅酸盐,有机胺;固废焚烧源的特征组分为元素碳、Pb、有机胺、Na,NaCl。该研究建立的石家庄市PM2.5固定排放源谱库,为石家庄市大气中PM2.5的在线来源解析提供了有效准确的识别依据。

利用SPAMS初探盘锦市冬季PM2.5污染特征及来源

利用SPAMS 0515于2015年1月在盘锦市兴隆台空气质量自动监测点位采集PM2.5样品,并分析其污染特征和来源。研究结果表明,盘锦市冬季PM2.5的颗粒类型主要以OC颗粒、富钾颗粒、EC颗粒组成。其中,OC颗粒占比最高,为52.5%;PM2.5污染的主要贡献源为燃煤、生物质燃烧、机动车尾气排放,占比分别为33.2%、25.7%、17.5%,特别是在PM2.5质量浓度较高时段,燃煤和机动车尾气排放对污染的贡献较大。

SPAMS打击率影响因素与仪器状态分析

在北京市环境保护监测中心空气质量综合观测实验室,使用气溶胶单颗粒飞行时间质谱(SPAMS)对2013年1~12月空气颗粒物开展综合观测。实验结果表明,SPAMS打击率与测径颗粒数(siz)、大气相对湿度、颗粒物组分以及粒径有关。仪器状态正常时,打击率在siz数量小、大气相对湿度低时较高,与含K^+、HSO_4^-、OCEC、NO_3^-的颗粒物以及粒径为0.2~0.3μm、0.3~0.4μm、0.4~0.5μm的颗粒物数量呈正相关,与0.1~0.2μm、0.5~0.6μm、0.6~0.7μm的颗粒物数量呈负相关,含NH_4^+、SiO_3^-颗粒物数量的关系与污染特征及其他环境有关。本研究通过分析打击率数值及打击率与各影响因素的关系判断仪器状态是否正常,这为提前发现常规方法难以发现的仪器故障提供了一种思路。

利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)研究太原市冬季一次雾霾天气的污染特征及成因

2017年11月5日至6日太原市发生了一次重度污染天气,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了细颗粒物的化学组成,根据太原市细颗粒源谱库对主要成分进行了来源解析,并结合激光雷达和气象条件研究了雾霾天气成因.结果表明,雾霾天时颗粒物主要包括如下9类:有机碳颗粒(OC)、元素碳颗粒(EC)、元素-有机碳混合颗粒(ECOC)、高分子有机碳(HOC)颗粒、富钾颗粒(K-rich)、富钠颗粒(Na-rich)、左旋葡聚糖颗粒、矿物质颗粒及重金属颗粒,9类颗粒中普遍存在的二次成分表明它们都经历了一定程度的老化过程.含碳颗粒物(OC、EC)与二次颗粒物(SO2-4、NO-3、NH+4)的相关性在干净天时高于雾霾天,二次颗粒物的相关性在两种天气状况下都较高.污染物来源解析结果表明,此次重污染过程主要是由机动车尾气和燃煤引起的.激光雷达及气象数据分析表明,此次污染过程是由外来污染物传输以及风速低、湿度高、大气边界层高度降低等不利的气象条件共同作用造成的.

利用SPAMS对沈阳市一次大气污染过程进行成因分析

利用SPAMS监测2017年12月14—15日沈阳市的一次大气污染过程,通过自适应共振神经网络分类方法(Art-2a)对数据进行分析,得到此次大气污染过程PM2.5的化学组分和来源,表明首要污染源为燃煤,其次为生物质燃烧源,机动车尾气排名第三,此次污染的加剧与消退主要是生物质燃烧源和燃煤源占比变化共同所致。

利用SPAMS解析PM2.5污染成因及特征——以沈阳市2017年春节期间为例

利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪在沈阳市2017年春节期间进行监测,通过自适应共振神经网络分类方法(Art-2a)对数据进行分析,得出春节期间PM2.5化学组分和来源,探讨烟花爆竹集中燃放对PM2.5的污染贡献和离子特征。结果表明,春节期间PM2.5化学组分以含碳颗粒为主,占79.2%;PM2.5来源占比前三位的为:燃煤(31.9%)、其他源类(17.8%)、二次无机源(16.6%),其中其他源类主要包含烟花爆竹燃放。

基于SPAMS的石家庄市2018年春节期间重污染过程研究

2018年2月15日—2月21日春节假期,石家庄市出现了2月份以来污染最重、持续时间最长的一次空气污染过程。为探究重污染天气成因,采用位于石家庄市大气自动监测站的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),对春节期间的细颗粒物化学组成进行了分析,结合空气质量状况及气象条件等因素,对重污染天气的成因进行了推定。结果表明,在此次污染过程期间,地面持续处于低压幅合,边界层低,逆温现象严重,致使18日和19日的污染物浓度累积升高;同时根据SPAMS污染特征分析可知,春节期间发生的重污染过程中,燃煤和工业工艺源的累积,加剧了二次转化,且随着PM2.5浓度的攀升,细颗粒物中重金属和矿尘颗粒占比有一定的增加,二次无机源和烟花源的贡献变化较为突出。研究石家庄市春节期间大气污染物的组成及其成因,可为科学有效地制定大气环境调控策略提供技术参考。

基于卫星遥感及SPAMS的石家庄市2017年秋冬季首次污染过程研究

2017年10月26日—28日,石家庄市出现了2017年冬防期以来的第一次重污染天气。为了进一步弄清此次污染过程的主要污染来源,以石家庄市空气质量自动监测站实况数据资料为基础,从气象条件影响、组分特征、时空变化、区域污染分布演变等方面进行了详细剖析。结果表明,在此次污染过程期间,地面持续处于低压幅合,相对湿度达80%以上,地面为偏南风,区域传输明显,致使26日开始污染物迅速累积。期间PM2.5和PM10在每日晚高峰时段出现明显上升,可能与本地机动车尾气排放与人们下班后活动增加有关;同时,根据对污染过程期间主要污染物PM2.5的组分分析,得出PM2.5的主要组分来源为机动车尾气,贡献率达到了35.3%,说明了机动车尾气排放为本地主要污染排放源。综合以上结果可知,石家庄市自然区位和气象条件先天不利,大气环境容量脆弱,只有采取力度更大的管控和减排措施,尽最大努力降低本地基准污染量和浓度,才能达到污染削峰的目的。

基于SPAMS的太原市典型生活区停暖前后PM_(2.5)来源及组成

为分析太原市采暖期和非采暖期PM_(2.5)的特征,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析太原市典型生活区采暖期(2016年3月11—18日)和非采暖期(2016年4月1—7日)PM_(2.5)的来源及组成.结果表明:(1)采暖期(停暖前)颗粒物有机碳、硫酸盐和多环芳烃等信号强度大于非采暖期(停暖后),而元素碳、硝酸盐、铵盐等反之.(2)为了尽可能排除气象因素的影响,选取风向(东南风)、风级(二级)相同时段的颗粒物进行分析,停暖前后颗粒物主要化学组分为有机碳、混合碳和元素碳,采暖前有机碳占比(达51.9%)最高,非采暖期元素碳占比(32.6%)最高.采暖期有机碳、高分子有机物和左旋葡聚糖占比明显高于非采暖期,元素碳、矿物质和重金属反之.(3)停暖前后首要的两类污染源为燃煤和机动车尾气,二者贡献率之和分别高达70.1%和67.4%,可见本地主要受这两类源的影响.燃煤在采暖期为首要污染源,并且贡献比例高于非采暖期,而机动车尾气在非采暖期为首要污染源,且比例明显高于采暖期.研究显示,采暖和非采暖期虽然首要污染源有所差异,但在污染过程中,机动车尾气源的贡献比例均高于优良时段,说明无论是采暖期还是非采暖期,除燃煤排放的影响外,机动车尾气的影响也需得到重视,建议加强机动车燃油品质的升级,使用清洁煤,并在重污染时段采取相应的管控措施.

利用单颗粒气溶胶质谱(SPAMS)研究四川盆地城市的细颗粒物来源

利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)在2017年5月至2018年2月对四川盆地的资阳、乐山、雅安、自贡、宜宾5个城市的细颗粒物(PM_(2.5))进行了在线来源解析。结果表明,研究期间5市PM_(2.5)质量浓度均值为77. 5μg/m^3(58. 4～95. 6μg/m^3),其中元素碳、有机碳和富钾为其主要组分,分别占39. 6%、19. 5%和17. 5%,其次为混合碳(11%)、左旋葡聚糖(5. 3%)、重金属(3. 1%)、矿物质(2. 0%)、高分子有机物(0. 8%)和其它(1. 2%)。源解析结果表明,四川盆地PM_(2.5)的来源包括燃煤(24. 3%)、机动车尾气(21. 3%)、二次无机盐(12. 8%)、工业(12. 7%)、生物质燃烧(10. 7%)、扬尘(8. 2%)和其他(9. 9%)。与清洁时段相比,污染时段的机动车尾气源、工业工艺源、二次无机源占比分别升高了3. 5个百分点、1. 7个百分点和0. 7个百分点,表明机动车尾气是在污染时段对当地PM_(2.5)浓度影响最大的源。

基于SPAMS的宁东基地细颗粒物污染特征及源解析

为了解宁东能源化工基地大气PM_(2.5)污染特征及来源,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),结合宁夏大气污染物排放源谱库对宁东基地2020年冬季12月18-29日大气细颗粒物PM_(2.5)主要成分进行来源解析。监测期间,监测点共采集到同时具有粒径和正负谱图的颗粒(MASS)16.7万个,SPAMS实时监测的大气细颗粒物数浓度与细颗粒物质量浓度线性相关系数为0.72。将这些细颗粒物污染来源归结为8类,分别为扬尘源、生物质燃烧源、机动车尾气源、燃煤源、工业工艺源、二次无机源、餐饮源和其他。通过对污染来源分析发现:监测期间大气主要受到燃煤源和机动车尾气源的影响,二者分别占29.6%和23.4%;其次为工业工艺源和二次无机源,分别占16.6%和14.0%。两次污染过程主要是由于机动车尾气、燃煤和工业工艺源为主的颗粒物累积以及二次颗粒物转化增多导致,分别受西南面和西北面颗粒物排放的影响。此外,机动车尾气源、燃煤源和工业工艺源呈现出不同的时空分布规律。

SPAMS走航监测系统在大气环境监测中的应用研究

首先概述了大气环境污染及监测现状,其次介绍了SPAMS走航监测系统原理及构成,分析了SPAMS走航监测系统优势,最后探讨了SPAMS走航监测系统在大气环境监测中应用。

基于SPAMS方法都江堰重污染的成因初探

为了解都江堰冬季重污染形成的成因,于2018/1/4~2018/1/15在都江堰市档案馆采用单颗粒飞行时间质谱仪(SPAMS)进行连续监测。运用自适应共振神经网络理论(ART-2a)将颗粒物组分分为8类:有机碳(OC)、混合碳(OCEC)、元素碳(EC)、富钾颗粒(RK)、矿物质(SIO)颗粒、左旋葡聚糖(LEV)颗粒、富钠钾(RNaK)和重金属(HM)颗粒。经分析研究知,EC、OC、RK、RNaK是本次重污染天气形成的主要因素,而OCEC则是重污染天气持续的根本因素。细颗粒物的来源有燃煤源、机动车、工艺过程源、扬尘源、二次无机源、生物质燃烧源和其他源,其贡献率分别为28%、24%、16%、12%、9%、8%和3%。在重污染形成时期,影响细颗粒物的主要来源是二次无机源、燃煤源和扬尘源;但在重污染持续阶段,影响细颗粒物的来源则是机动车源、燃煤源、二次无机源。

利用SPAMS对苏皖鲁豫交界城市秋冬季污染期间PM_(2.5)来源的解析研究

2020年12月10日-13日期间,位于苏皖鲁豫交界区的宿迁市经历了一次大气污染过程。本文利用在线单颗粒气溶胶质谱系统、大气常规监测数据和气象数据,对此次污染过程中大气细颗粒物的污染特征及来源进行分析。结果显示,污染期间宿迁市PM_(2.5)主要污染物源是机动车尾气,占41.0%;其次为燃煤源、工业工艺排放,贡献分别占18.3%、14.5%;扬尘源、生物质燃烧、餐饮排放也有一定占比。

基于SPAMS监测的某国控站点PM_(2.5)各污染源时空变化分析

PM_(2.5)在线源解析质谱监测系统可以明确异常时段的主要的污染源,结合风向、风速等气象数据,判断污染的大致方向,提供精准管控指向。主要探讨基于SPAMS监测的某国控站点PM_(2.5)各污染源时空变化及应对措施,结果显示,结合现场排查发现,与源解析发现的污染源种类一致,两种技术手段相结合可以在最短的时间内发现异常源并找到污染源,为各污染源动态靶向管控及常态化管控提供精准指向。

基于SPAMS监测的某市新城区PM_(2.5)来源分析

采用SPAMS在某市新城区国控点位开展固定连续监测,结果显示,监测期间PM_(2.5)质量浓度均值为119μg/m^(3),点位的空气质量较差;点位细颗粒物主要成分依次为元素碳颗粒(38.7%)、混合碳颗粒(18%)、有机碳颗粒(15.1%)、富钾颗粒(14.7%)、重金属颗粒(5.9%),其余各成分占比均低于5%;点位一次排放颗粒物主要受机动车尾气源、燃煤源、工业工艺源和扬尘源的影响,四者占比之和为78.4%,此外点位周边颗粒物二次转化的影响也不容忽视。

利用SPAMS研究石家庄市冬季连续灰霾天气的污染特征及成因

2014年11月18~26日石家庄市发生了连续的灰霾天气.利用位于石家庄市大气自动监测站(20 m)的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了细颗粒物的化学组成,根据石家庄市大气污染物排放源谱库对主要成分进行了来源解析,并结合颗粒物质量浓度和气象条件研究了该地区冬季灰霾天气成因.结果表明,石家庄市大气细颗粒物来源分为7类,各源示踪离子:燃煤源为Al,工业源为OC、Fe、Pb,机动车尾气源为EC,扬尘源为Al、Ca、Si,生物质燃烧源为K和左旋葡聚糖,纯二次无机源为SO-4、NO-2和NO-3,餐饮源为HOC.灰霾期间大气中主要含有OC、HOC、EC、HEC、ECOC、富钾颗粒、矿物质和重金属等8类颗粒,其中OC和ECOC颗粒最多,分别占到总数的50%和20%以上,OC颗粒主要来自燃煤和工业工艺,ECOC颗粒主要来自燃煤和机动车尾气排放.灰霾发生时含有NH+4、SO-4、NO-2和NO-3等二次离子的颗粒物占比升高,其中含NH+4颗粒增幅最大;EC、OC与NO-3、SO-4、NH+4在灰霾天气下的混合程度均比干净天气高,其中与NH+4的混合程度加剧最为明显.冬季采暖期煤炭的大量燃烧、医化行业工艺过程及机动车尾气等污染源排放的一次气态污染物(SO2、NOx、NH3、VOCs)和一次颗粒物在静稳天气中难以扩散而迅速累积,气态污染物发生二次转化形成硝酸铵、硫酸铵,而颗粒物之间通过碰撞形成二次颗粒物并发生不同程度的混合,从而导致大气能见度下降,以上是石家庄市冬季灰霾形成的主要原因.

利用SPAMS研究华北乡村站点(曲周)夏季大气单颗粒物老化与混合状态

利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱（SPAMS）于2013年6月30日-7月8日对华北地区乡村站点曲周大气单颗粒粒径及其化学组成进行了在线测量,共采集到同时含有正负离子谱图的颗粒230 152个,其粒径主要集中在0.2-2.0μm.结果表明,该地区的大气颗粒物主要分为8类：元素碳（EC,55.5%）、有机碳（OC,10.7%）、钠,钾等碱金属颗粒（alkalis,17.4%）、其他金属颗粒（other metals,1.7%）、富铁颗粒（Fe-rich,6.3%）、富铅颗粒物（Pb-rich,3.1%）、沙尘颗粒（dust,4.8%）,other颗粒（0.8%）,观测得到的8类气溶胶颗粒中绝大部分包含^46NO2^-、^62NO3^-、^80SO3^-、^96SO4^-、^97HSO4^-等二次组分离子,说明这些颗粒都经历了不同的老化过程或与二次组分进行了不同程度的混合.从气溶胶类型的谱分布看,各类型颗粒数浓度峰值基本出现在700-800 nm之间,dust、Fe颗粒主要集中在粗粒径段,EC颗粒子类研究表明随着表面不断吸附NH4^＋、NO^3-、SO4^2-等二次组分,EC颗粒逐步演化成老化程度较低的NO^3-吸附型EC（ECN）和严重老化的SO4^2-吸附型EC（ECS）混合态,两者日变化呈现明显的负相关性,也可能随着二次有机物在EC表面吸附,形成OC/EC混合态.

利用SPAMS研究淮安市冬季灰霾空气污染

使用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了淮安市冬季大气中单颗粒PM2.5的特征。对采集到的颗粒物利用MATLAB进行处理,解析得到机动车尾气、燃煤、工业工艺源等7大颗粒物来源。初步判断,灰霾污染发生很可能是由于扩散条件不利致使燃煤及机动车尾气源累积,二次转化加剧而导致。