兰州远郊区春季碳气溶胶的质量浓度特征

 为探讨春季沙尘(暴)期间兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)碳气溶胶的变化特征, 2012 年5 月17-26 日于SACOL 站采用石英膜收集PM₁₀样品, 利用DRI-2001A 热/光碳分析仪测量元素碳(EC)和有机碳(OC)的质量浓度。结果显示, 沙尘(暴)是导致OC、EC 质量浓度增大的主要因素。采样期间EC、OC 和总碳(TC)的平均质量浓度分别为2.71、11.26 和13.97 μg/m³。进一步分析显示, 沙尘(暴)期间兰州城区碳气溶胶污染逐渐加重主要受本地源的影响。PM₁₀中OC 和EC 的相关系数达到0.94, 揭示SACOL 站OC、EC 的来源相对一致。OC/EC 的均值为5.05, 表明春季SACOL 站PM₁₀中碳气溶胶存在二次污染。二次有机碳(SOC)的质量浓度为3.37 μg/m³, 为OC 的29.9%。结合考察周边环境, 分析表明SACOL 站春季碳气溶胶的主要来源是直接污染源, 来自周边环境中的燃煤以及机动车尾气排放。对碳气溶胶8 种组分的因子分析结果也表明, 周边环境的燃煤和机动车尾气排放是春季SACOL 站碳气溶胶的主要贡献源。     

焦作市PM2.5污染化学组分特征及潜在源分析

利用2017年12月至2018年2月焦作市PM_2.5及其化学组分（水溶性离子和碳组分）数据,分析了观测期间焦作市PM_2.5化学组分特征及潜在源。结果显示:1)焦作市PM_2.5主要由NO₃^-、NH₄⁺、SO₄^2-、OC（Organic Carbon,有机碳）和EC（Elemental Carbon,元素碳）组成,观测期间平均浓度分别为30.26μg/m³、17.86μg/m³、16.47μg/m³、17.44μg/m³和4.27μg/m³,在PM_2.5中占比75.1%;2)焦作市冬季污染天NO₂和SO₂的二次转化程度更高且OC和EC的来源更为相似;3)本地源是焦作市冬季PM_2.5污染的主要潜在源,周...     

北京市秋季亚微米细颗粒物浓度及其化学组分特征

 采用多通道采样器和气溶胶化学组成在线监测仪,对2016年10月北京市区大气亚微米颗粒物（PM₁）化学组分进行了离线采样和在线监测。结果表明,整个观测期间,北京PM₁质量浓度平均为66.04±51.45 μg/m³,重霾期间PM₁的质量浓度（103.16~160.23 μg/m³）是清洁天（3.50~3.78 μg/m³）的27.29~45.78倍;北京秋季重霾天和清洁天的化学组分存在显著差异,有机物是PM₁的主要化学组分,清洁天贡献高达64.90%;而在重霾天,二次无机组分显著增长,贡献高达69.72%。硫酸盐日变化趋势相对平缓,反映出区域特性;而其他组分（有机物、硝酸盐、铵盐及氯化物）表现出显著的日变化特征。整体而言,大气PM₁中各组分受污染源排放、大气化学反应及天气形势的协同影响。     

新乡市大气细颗粒物中碳质气溶胶的污染水平、季节特征及来源追踪

为了探究典型“2+26”传输通道城市之一的新乡市PM_2.5中碳质气溶胶的污染水平、季节分布及来源特征,于2019年7月至2020年4月在河南师范大学采集PM_2.5样品,采用热/光碳分析仪测定了8种碳组分质量浓度.结果显示,新乡市PM_2.5年均质量浓度为(66.25±35.73)μg·m^-3,TCA(Total Carbonaceous Aerosol)/PM_2.5质量浓度比年均为(25.16±6.93)%,说明新乡市碳组分污染较为严重.碳组分具有显著的季节变化特征,冬季OC(Organic Carbon)和EC(Elemental Carbon)的质量浓度分别为(13.50±6.43)μg·m^-3和(5.67±2.32)μg·m^-3,明显高于其他季节,说明冬季污染较为严重.SOC(Secondary Organic Carbon)/OC质量浓度比值夏季最高(49.37±17.73)%,冬季最低(39.06±15.83)%.OC和EC的...     

北京市冬季PM2.5中碳组分的测量与分析

使用两台较先进的仪器,Aethalometer和Sunset碳分析仪(TOT),同时同地检测北京大气PM_2.5的碳组分。实验发现：两台仪器的监测结果有较好的线性相关性和一致性(R²=0.80);EC（Elemental Carbon）和OC（Organic Carbon）有较好的线性相关性(R²=0.82);OC/EC的比值白天较夜间高、正常天气较逆温天气较高、逆温天气下白天与夜间差别不大,OC/EC平均值约4.76;并分析了用OC/EC的比值大于2判断是否存在二次污染的片面性。     

望都夏季大气细粒子中水溶性无机盐及相关气态前体物的观测研究

采用气态污染物与气溶胶在线测量装置(GAC), 于2014年夏季对保定市望都县大气PM_2.5中水溶性无机盐及其相关气态污染物进行为期30余天的在线测量。结果表明: 观测期间站点为富氨环境,PM_2.5平均质量浓度为68.2 μg/m³, GAC测得的SO₄^2-, NO₃^-, Cl^-, NH₄⁺ 和K⁺分别是12.6, 8.5, 1.4, 11.7 和0.7 μg/m³, 占PM_2.5总组分的51%。上述观测参数均呈现明显的日变化:SO₂, SO₄^2-, NO₃^-, NH₄⁺ 和Cl^-均在早晨出现峰值, HCl 和HNO₃的峰值出现在下午, 而NH₃主要呈现昼夜变化。硫氧化速率(SOR)和氮氧化速率(NOR)的分析结果表明站点大气存在较强烈的二次转化过程, SOR和NOR的平均值分别为0.43 和0.22。SOR与NOR的变化特征显示, 气相氧化和液相反应均对颗粒物无机盐二次转化速率有显著贡献。     

锦州市道路扬尘碳组分特征及来源分析

为研究道路扬尘PM_2.5碳组分的污染特征及其来源，于2018年4月采集锦州市道路扬尘样品，通过再悬浮采样器得到PM_2.5滤膜样品，再利用热光碳分析仪测定PM_2.5样品中OC（有机碳）和EC（元素碳），并分析其特征及来源.结果表明，PM_2.5中ω（TC）为10.52%（支路）-19.05%（主干道），ω（OC）为8.89%（支路）-15.99%（主干道），ω（EC）为1.63%（支路）-4.63%（次干道），ω（OC）明显高于ω（EC）;OC/EC比值均大于2，说明锦州市道路扬尘PM_2.5可能存在二次污染.Spearman相关分析结果表明，锦州市道路扬尘PM_2.5中OC、EC来源相近或相同；聚类分析结果表明，锦州市道路扬尘PM_2.5中碳组分主要来源于柴油车与汽油车尾气的排放，以及生物质燃烧与煤炭燃烧的排放.     

西安冬季高层公寓室内外颗粒物浓度水平与变化

 以西安市冬季某研究生高层公寓为监测对象, 通过1 min 时间间隔同步监测, 研究了不同楼层室内外空气中颗粒物PM1、PM_2.5、PM₁₀以及总悬浮颗粒物TSP 的质量浓度、分布状况与变化特征。结果表明, 西安市冬季高层公寓存在严重的颗粒物污染, 室内粗颗粒物PM₁₀质量浓度为(65.5±20.0)~(142.0±16.9)μg/m³, 略低于室内空气质量标准, 但室内细颗粒物PM_2.5及超细颗粒物PM1分别为(52.2±14.3)~(111.5±12.2)μg/m³和(50.6±13.9)~(108.7±11.9)μg/m³, 其中PM_2.5质量浓度占总悬浮颗粒物TSP 的50%以上;室外以粗颗粒物PM₁₀为主, 楼层高度与颗粒物质量浓度之间无显著关联。     

2003年秋冬季西安大气中有机碳和元素碳的理化特征及其来源解析

2003年9月至2004年2月在西安站点开展了大气PM2.5和PM10中碳气溶胶的连续观测,并采集了三类主要污染来源样品(燃煤,机动车尾气和生物质燃烧)进行对比分析,采用IMPROVE-TOR方法准确地测量了样品的有机碳(OC),元素碳(EC)及其中的8个碳组分含量.西安秋季和冬季大气PM2.5中OC的平均含量ρOC分别为(34.1±18.0),(61.9±33.2)μg·m-3,EC的平均含量ρEC为(11.3±6.9),(12.3±5.3)μg·m-3.OC和EC均主要赋存于PM2.5粒级中.秋季OC和EC的相关性好(R2＞0.90),冬季一般(R2=0.66).总碳气溶胶在秋季PM2.5中占(48.8±10.1)%,在冬季也达到了(45.9±7.5)%.所有观测日的ρOC/ρEC比值均大于2.0,秋季PM2.5中ρOC/ρEC平均为3.3,冬季为5.1,这可能主要与直接排放来源有关.由碳气溶胶的8个碳组分数据,采用绝对主分量分析获得了主要排放来源对总碳的贡献份额,即秋季汽油车尾气占73%,柴油车尾气占23%,生物质燃烧占4%,而冬季燃煤占了44%,汽油车尾气占44%,生物质燃烧占9%,柴油车占3%.     

济南市一次持续性重污染天气的颗粒物化学组分演变分析

为研究济南市冬季大气重污染过程特征,以2020年12月8日—13日发生的一次典型大气重污染过程为例,从污染过程、气象条件、细颗粒物化学组分等角度综合分析此次重污染过程的特征和成因。结果表明,此次重污染过程期间首要污染物均为PM_2.5,其平均质量浓度为137 μg/m³,11日21时达到此次污染峰值,PM_2.5质量浓度高达为235 μg/m³。重污染期间高空环流较为平直;低层850 hPa受西南气流影响,有利于逆温层结的形成;地面均压场控制,平流雾、辐射雾交替产生。静稳气象条件使得PM_2.5质量浓度累积及高湿状态下颗粒物二次转化增强。观测期间,二次离子(SNA= $SO^{2-}_{4}$ + $NO^{-}_{3}$ + $NH^{+}_{4}$) 质量浓度为85.4 μg/m³,占PM_2.5质量浓度的52.0%。硫转化率(R_S)和氮氧化率(R_N)均值分别为0.44和0.33,大气中SO₂和NO₂的二次氧化程度较高;R_S高于R_N,表明污染期间二次$SO^{2-}_{4}$的二次转化效率高于 $NO^{-}_{3}$。$\rho_{NO^{-}_{3}}$ / $\rho_{SO^{2-}_{4}}$平均值为2.1,表明移动源对PM_2.5污染的贡献占主导地位。有机碳和元素碳浓度的平均比值为6.5,可见本次重污染期间济南市大气中存在二次有机碳(SOC)污染。采用有机碳和元素碳比值(ρ_OC/ρ_EC)最小比值法估算得到重污染期间一次有机碳浓度和二次有机碳浓度分别为11.9 μg/m³、4.3 μg/m³,表明一次燃烧源对污染过程有较大贡献。     

重庆三大城区夏季PM_(2.5)中有机碳和元素碳的污染特征

以重庆市渝北区、南岸区和渝中区3个主要城区为研究对象,采集夏季PM2.5样品,应用DRI Model 2001A热/光分析仪,采用IMPROVE-TOR方法测定了PM2.5中有机碳(OC)和元素碳(EC)含量,并对3地的OC、EC污染特征进行了评价,探讨了PM2.5中含碳物质的来源。结果表明,南岸区OC、EC质量浓度分别为(5.8±1.5)、(2.5±0.8)μg·m-3,低于渝北区((8.9±3.2)、(4.2±1.6)μg·m-3))和渝中区((8.8±2.2)、(4.6±1.3)μg·m-3),与PM2.5质量浓度的分布一致,表明渝北区和渝中区的含碳污染物的排放可能较为严重。渝北区、南岸区和渝中区的OC与EC均显著正相关,表明三大城区OC和EC可能分别具有相似的一次污染源。排除降雨天和O3浓度较高的晴天,利用m(OC)/m(EC)比值法对渝北区、南岸区、渝中区二次有机碳(SOC)进行估算,SOC质量浓度分别为(2.0±1.8)、(1.0±0.7)、(2.3±2.0)μg·m-3,占OC比例均低于30%。渝中区SOC对OC的贡献率最高,这可能是因为该地区易于形成城市热岛效应,且热量和辐射效应更加明显,有助于SOC的生成。通过计算PM2.5中8个碳组分丰度,初步判断机动车尾气排放可能是三大城区碳质组分的主要来源。     

北京和伊斯兰堡冬季PM10中物质浓度和化学组分的对比

为了研究对比北京、伊斯兰堡冬季PM₁₀中重金属、水溶性无机离子以及碳组分的污染特征,于2014年12月—2015年1月分别在两地每天采集1次PM₁₀样品,对大气颗粒物中以上3种物质的质量浓度进行了分析。结果表明,两地PM₁₀中重金属污染情况较为严重,北京地区的As、Cr(Ⅵ)以及伊斯兰堡的Cd、Cr(Ⅵ)均超过WHO标准。根据主成分分析,北京重金属主要排放源为燃煤和移动源,而伊斯兰堡主要为移动源。两地颗粒物中水溶性无机离子二次污染情况较为严重,在霾天浓度也同样会上升,虽然污染程度不同,但造成霾天污染的一个重要原因均为机动车等移动源。对于碳组分,北京OC、EC线性关系较好(特别是在非霾天),说明其来源比较相似和简单,在排放后被类似的过程所控制,主要为煤炭燃烧和汽车排放;而伊斯兰堡OC、EC线性关系较差,在非霾天甚至出现负相关,说明其来源差别较大,主要为汽车排放。北京地区在研究期间SOC的质量浓度为2.58 μg/m³,仅占OC质量浓度的10.1%,而伊斯兰堡基本没有SOC的生成。     

不同碳质气溶胶在线监测技术的实测比较研究

2009 年 10 月 31 日?11 月8 日, 用国际上应用较多的4 种气溶胶在线监测仪同步监测了深圳大气细粒子中元素碳( EC) 和有机物( OM) 的浓度。比对结果显示: 黑碳仪与单颗粒黑碳光度计测定 EC 有很高的相关度, R²=0. 97, 斜率为 1.00; 在线 EC/ OC 分析仪的EC 监测结果与前两者的相关度 R²均大于0. 95, 但是其浓度水平总体偏低 30%～40%; 在线 EC/ OC 分析仪测定的OC 与气溶胶质谱仪测得的 OM 也 比较吻合, 相关度 R²=0.83, 但是在OM 高浓度时在线 EC/ OC 分析仪的测量结果相对偏低。对造成不同在线仪器观测数据差异的因素进行了初步探讨, 为研究者掌握这些在线仪器获得的高时间分辨率观测数据的准确性和差异性提供支撑信息。     

西安冬季不同空气质量级别对应的PM_(2.5)化学组分变化特征

通过实验采样分析,研究了西安市冬季不同空气质量级别(HJ 633—2012)下PM2.5质量浓度及化学组分的变化特征和污染规律。结果表明,西安市2008—2009年冬季所有采样天均为轻度污染到严重污染状况,PM2.5质量浓度100%未达标(GB3095—2012);PM2.5质量浓度及其化学组分基本随空气质量级别恶化而增加,除个别元素外,其他化学组分的质量浓度在严重污染时均出现突增,有机碳(4.5倍)和水溶性无机离子(2.7倍)的增加倍数较大;随大气污染程度的增加,人为源的重金属富集因子增加剧烈(1.6~2.0倍),而主要来自自然源的元素富集因子变化无规律;重污染时期PM2.5中的多环芳烃(PAHs)、正构烷烃(nalkanes)均主要来自人为源排放贡献,其中生物质燃烧、低温燃煤排放是PAHs剧增的主要因素。     

砣矶岛背景站PM_(2.5)中多环芳烃的来源及健康风险

对2011年11月—2013年1月在砣矶岛国家大气背景站采集的75个大流量PM2.5样品的多环芳烃含量和组成进行分析。结果表明,砣矶岛16种优控多环芳烃(Σ16PAHs)的总质量浓度为4.7~41 ng/m3(平均(17±10)ng/m3),季节上表现为冷季高、暖季低的变化趋势。综合气流轨迹分析、分子标志物、特征化合物比值、潜在源贡献指数分析等方法发现,夏季山东半岛的生物质燃烧是主要污染源;冷季主要受京津冀及周边地区的燃煤排放和复合污染输出的共同影响。砣矶岛PAHs的总毒性当量(Ba Peq)在0.54~8.2 ng/m3之间,平均水平为2.8 ng/m3,39%以上的样品超过国标阈值,说明环渤海地区PAHs健康风险存在区域性。     

西安南二环5月PM_(10)质量浓度时空变化规律

利用电脑微激光粉尘仪对西安市南二环2013年春季5月70 m高度范围内的可吸入颗粒物(PM_(10))质量浓度进行了4个昼夜的监测。观测发现,西安南二环PM_(10)质量浓度昼夜变化可分为5个阶段:第1阶段在8:00—10:00,PM_(10)平均质量浓度范围0.056 mg/m~3;第2阶段在12:00—14:00,PM_(10)平均质量浓度为0.075 mg/m~3;第3阶段在16:00—18:00,PM_(10)平均质量浓度为0.058 mg/m~3;第4阶段在20:00—22:00,PM_(10)平均质量浓度为0.070 mg/m~3;第5阶段在0:00—6:00,PM_(10)平均质量浓度为0.038 mg/m~3。高分辨率地垂向观测结果表明,西安5月PM_(10)质量浓度垂向变化可分为3种类型:第1种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度增加幅度居中,平均递增率为0.048μg/m;第2种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度幅度增加最大,递增率为0.065μg/m,且波动变化明显;第3种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度增加幅度最小,递增率为0.013μg/m。西安南二环5月PM_(10)质量浓度在1 m高度处最低,平均为0.048 mg/m~3;4~46 m高度范围内质量浓度较低,平均为0.051 mg/m~3;在49~67m高度范围内质量浓度较高,平均为0.052 mg/m~3;在70m处最高,平均为0.056 mg/m~3。观测期间PM_(10)质量浓度与4 m处的温度之间为显著正相关(y=240.73x+12.305),与4、7、10 m高度处的湿度为显著负相关(y=-606.42x+82.08)。     

西安市秋季大气颗粒物散射特征及其影响因素

 为研究污染条件下西安市秋季大气颗粒物的散射特征及其影响因素, 于2012 年11 月监测大气颗粒物散射系数并采集PM_2.5样品。探讨了大气颗粒物的散射日变化特征, 通过实验分析PM_2.5中水溶性离子(Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、F^-、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-)和含碳物质(有机碳和元素碳)的污染水平, 并讨论它们的来源及对散射系数的影响。结果表明, 颗粒物的散射系数均值为(579±387)Mm^-1, 夜间高日间低。PM_2.5质量浓度与散射系数呈现出较强的线性关系(相关系数为0.85), 通过回归方程得到PM_2.5散射效率为3.09 m²·g^-1。在PM_2.5化学组分中, 有机物对消光系数的贡献最大, 占52.3%;其次是NH₄NO₃和(NH₄)₂SO₄, 贡献率分别为16.2%和13.7%。     

上海大气中气相和颗粒相羰基化合物研究

 为探究大气中羰基化合物的质量浓度水平及变化规律, 利用滤膜系统(FP)同时采集大气中颗粒相和气相羰基化合物, FP系统由3 层47 mm 滤膜组成, 其中, 第1 层滤膜用于收集颗粒相羰基化合物, 第2 层和第3 层滤膜涂布五氟苄基羟胺(PFBHA)衍生剂, 用于收集气相羰基化合物。PFBHA 的涂布量为12 μmol、采样流速4 L/min, 每个样品采集4 h。采集后的样品用正己烷提取。利用该方法对上海市大气中的羰基化合物进行研究, 结合气相色谱/质谱仪(GC/MS), 分析大气中羰基化合物浓度的日变化、季节变化以及气相-颗粒相分配规律。研究结果表明:1)上海市大气中15 种目标化合物均能检测到, 包括13 种单羰基化合物和2 种二羰基化合物;2)上海大气中羰基化合物具有明显的日变化和季节变化, 气相羰基化合物的浓度在中午达到最大值, 颗粒相则相反;夏季羰基化合物的总质量浓度((33.8±15.9)μg/m³)显著高于冬季和春季(分别为(10.5±5.0)和(14.0±7.0)μg/m³);3)羰基化合物的气粒分配规律表现为与温度呈正相关、与相对湿度呈负相关。本研究表明, FP 系统可替代AD-FP(环形溶蚀器-滤膜系统)同时采集大气中气相和颗粒相中的羰基化合物, 易于携带, 为羰基化合物的野外观测提供便利。