大气颗粒物高时间分辨采样和定量测量技术

实现对大气颗粒物化学组分高时间分辨的定量测量是研究大气化学变化的关键.现报道了我们自行研制的高时间分辨的气溶胶微量采样器,可对不同粒径范围的大气颗粒物进行每1～6h的采样.并将电喷雾解析电离质谱(DESI-MS)技术应用于所采样品的化学成分分析.以大气气溶胶中的草酸分析为例,运用自制采样器进行了小时分辨的连续采样,在优化DESI-MS实验条件后,应用含1%氨水甲醇溶液作为喷雾溶剂,不需要对环境样品预处理或分离的前提下对气溶胶中的草酸进行了定量分析,得到了小时分辨的大气气溶胶PM2.5中草酸浓度的日变化.研究表明,高时间分辨气溶胶微量采样器与DESI-MS相结合可应用于大气气溶胶化学组分的快速定量分析,有助于研究特定化学组分的昼夜变化规律.     

大气颗粒物浓度A动监测仪器的研制及性能比对测试

颗粒物污染已成为我国的首要大气污染物，颗粒物污染的来源复杂、危害较大，简要介绍了目前国内外颗粒物监测方法和仪器设备的研究情况，以及所研制的、基于滤膜称重法的、可同时测量PM10和PM2.5的DJ3-1型六工位自循环式大气颗粒物浓度自动监测仪。利用具有无限远光学系统的微分干涉相衬显微技术对该系统所采集到的颗粒物进行了显微观察，得到粗颗粒和细颗粒的粒径分布，与Andersen公司240型双通道采样器的切割性能十分接近。与国内外部分监测仪器进行了同步的颗粒物质量浓度监测的比对测试，结果表明其性能已基本达到国外同类监测仪器的水平。     

大气颗粒物浓度自动监测仪器的研制及性能比对测试

颗粒物污染已成为我国的首要大气污染物,颗粒物污染的来源复杂、危害较大,简要介绍了目前国内外颗粒物监测方法和仪器设备的研究情况,以及所研制的、基于滤膜 称重法的、可同时测量PM₁₀和PM_2.5的DJ3-1型六工位自循环式大气颗粒物浓度自动监测仪。利用具有无限远光学系统的微分干涉相衬显微技术对该系统所采集到的颗粒物进行了显微观察,得到粗颗粒和细颗粒的粒径分布,与Andersen公司240型双通道采样器的切割性能十分 接近。与国内外部分监测仪器进行了同步的颗粒物质量浓度监测的比对测试,结果表明其性能已基本达到国外同类监测仪器的水平。     

基于数字图像处理的环境气象颗粒物监测仪 采样滤膜结构分析

采用传统的公式法和介质饱和法对颗粒物监测仪采样滤膜进行测试,并提出利用Matlab编程的数字图像处理（DIP）方法,对采样滤膜的SEM显微图像进行图像二维孔隙率的计算,同时对孔径分布进行统计分析。实验和图像处理所得的孔径分布情况表现出客观一致性,结果表明DIP方法对滤膜的孔径分布分析有一定的可信度,可以作为一种对滤膜的制备工艺设计与产品性能检测的分析方法,并进行应用研究。另外,由于二维图像的限制,图像统计获取的孔隙率数值要小于计算法与实验数据,需要寻找转换二维孔隙率与三维真实孔隙率的有效方式。     

中型柴油车的尾气颗粒元素成分谱

城市环境空气中的颗粒物可经过人的呼吸系统进入人体造成损伤,而机动车尾气是城市大气颗粒物主要来源之一,建立其成分谱是大气颗粒物来源解析的重要基础工作.为建立柴油车尾气颗粒成分谱,使用尾气流量计滤纸、车载滤膜采集仪、清扫流量管内壁三种不同方法对中型柴油车尾气颗粒物进行了采样.采用XRF光谱测定法分别对采样前后的滤纸、滤膜、聚乙烯袋进行元素分析,共检测了LE(原子序数Mg)及Al、Mg等37种元素.应用单因素方差分析得出存在显著性差异的元素,共得到LE(89. 5882%),4种非金属元素Si、P、S、Cl(3. 2601%),及9种金属元素Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Rh、Pd(1. 199%).     

上海市大气细颗粒物的酸度及其与组成的关系

在上海宝山区和徐汇区内两个采样点采集不同季节的大气细颗粒物样品,用酸性提取液测定其强酸度,采用离子色谱法测定主要水溶性离子的浓度,并用气溶胶无机离子模型计算细颗粒物在大气中的真实酸度.结果表明,市区大气细颗粒物存在明显的酸性,且酸性与颗粒物中矿物质的含量呈明显的负相关性.细颗粒物在大气颗粒物总量中比例的增加可能是近年来上海酸雨频率不断增加的重要原因.     

空气颗粒物采样滤膜截留效率研究

环境空气颗粒物采样过程中,滤膜的截留效率是影响质量浓度的关键因素之一.采用雾化法制备0.3μm气溶胶,设置流速为0.21、0.31和0.48 m/s,分别对国内外常用的7种滤膜的截留效率进行测试,并且选择被测试滤膜中的3种滤膜使用0.3μm空气粒子再次进行截留效率测试.结果显示,无论使用0.3μm球形标准粒子还是0.3μm空气粒子,在3种不同流速下石英滤膜和Teflon滤膜的截留效率均大于99.7%,符合PM10和PM2.5采集滤膜截留效率的要求;使用0.3μm球形标准粒子对聚丙烯滤膜进行测试时,截留效率符合PM10采集滤膜截留效率的要求,但不符合PM2.5采集滤膜截留效率的要求;使用0.3μm空气中粒子对聚丙烯滤膜进行测试时,截留效率符合PM10和PM2.5采集滤膜截留效率的要求.     

汞在北京大气中细颗粒物上的分布

为了解汞在北京大气中细颗粒上的分布 ,用 AN- 2 0 0型安德森冲击式分级采样器于 1 997年 1 1月 3 0日～ 1 998年 2月 8日 (采暖期 ) ,在北京 3个采样点同步采取不同粒径 (4.7～ 1 0 ,1 .1～4.7和 0 .43～ 1 .1 μm)的颗粒物 ,测定了其上汞的质量浓度 .影响大气中颗粒态汞的因素较多 ,释放源是其中之一 .3个采样点中最大颗粒物态汞浓度并未在工业区出现 ,表明北京市大气中颗粒态汞的环境行为复杂 ,可能具有广域扩散性 .3个采样点颗粒物态总汞质量分数为 (0 .98～ 2 .90 )× 1 0 -6,表明北京市大气中存在一定的汞污染     

气相色谱法测定气溶胶中的烃类有机物

用气相色谱仪对北京市的气溶胶样品中的烃类有机物质进行了定性定量分析。利用大流量的大气颗粒物采样器,收集大气气溶胶样品于石英滤膜上,每24 h更换一次滤膜。样品首先用二氯甲烷进行超声波萃取,萃取液通过氧化铝-硅胶层析柱进行分馏。用气相色谱对烃类有机物中的烷烃和芳烃馏分进行分析。检测出样品中包含C12-C25的正构烷烃及16种优控多环芳烃及其含量。同时对实验条件的选择和分析结果的可靠性进行了讨论。     

β射线式PM2.5测量仪的挥发性颗粒物补偿方案设计

目前β射线法加动态加热系统的PM2.5连续监测仪缺少挥发性颗粒物补偿措施,造成挥发性颗粒物在采样加热过程中丢失,从而导致测量结果存在偏差.针对这一问题,利用冲击采样原理,在理论计算的基础上设计了一种挥发性颗粒物连续补偿测量装置.该补偿测量装置设计为A、B双通道的三级冲击式采样器,可实现颗粒物粒径为10μm、5μm和2.5μm的冲击采样,采集的挥发性颗粒物由石英晶体微天平直接测量,并采用加热的方式结合双通道的设计实现连续的采样测量功能.     

校园大气环境不同高度PM_(2.5)的物理化学特征比较

大气细颗粒物(PM2.5)已经成为影响我国大气环境质量和人们身体健康的首要污染物.作为青少年集中学习和生活的校园环境的空气质量状况已经成为多方关注的热点.为研究校园环境大气细颗粒物的空间分布状况及其物理化学特征,在不同高度(5,40 m)设立采样点,同步采集大气PM2.5样品,利用高分辨扫描电子显微镜-X射线能谱仪(scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer,SEM-EDS)分析了不同高度和不同时间段校园大气环境中PM2.5的微观组成、化学组分,得出如下主要结论:校园环境PM2.5的微观组分主要有燃煤飞灰颗粒、矿物颗粒(原生的和新生的矿物颗粒)、烟尘集合体以及无法鉴定的颗粒物;5 m高度处采集的颗粒物的质量浓度和数浓度均高于40 m高度处,5 m高度处PM2.5的矿物颗粒相对较多,而40 m高度处PM2.5的烟尘集合体相对较多;晚上样品中颗粒物数量和种类都比白天要多.     

大气采样技术研究

在空气环境污染物的监测中，采样是整个监测过程的第一步，是监测工作的重要环节。采样方法正确与否，关系到监测结果的可靠性和准确性。为此，采样人员在采样前必须进行误差分析，定期校准采样器，对采样系统进行气密性检查，按时校准流量，掌握程序的设置方法，最后，采集后安全及时送回实验室内分析。     

太原市小店区不同粒径大气颗粒物（PM2．5，PM5，PM10,TSP）浓度变化特征

对太原市小店区不同粒径的大气颗粒物（PM2.5,PM5,PM10,TSP）进行采集,并对其浓度变化特征进行详细分析,探讨了特殊天气对大气颗粒物浓度的影响．结果表明：在采样期间,不同粒径颗粒物的年平均浓度均超过了国家规定的二级标准,PM2．5,PM5,PM10,TSP随月份、季节的变化趋势基本一致,均为冬季最高,夏季最低．特殊气象条件对颗粒物的浓度影响较大．     

大气中重金属富集采样及预处理消解系统

大气中的重金属极易富集在细颗粒物上,而富集了重金属的颗粒物对人体呼吸健康、心血管、癌症等的影响十分严重,针对大气中重金属的监测,详细介绍了大气中重金属富集采样和预处理消解系统,以便应用于大气中重金属在线自动监测领域,从而更好地为大气中重金属的监测与防治提供科学依据。     

装有等离子体装置的柴油机颗粒物的氧化特性

基于电晕放电原理设计了针板式低温等离子体（NTP）发生器,降低柴油机颗粒物的排放.柴油机满负荷工况下,采集了不同采样点位置的颗粒物样品,利用热重分析仪对经过预处理的颗粒物的氧化特性进行了分析,利用热重试验结果计算了颗粒物的活化能.结果表明,预处理过程中,颗粒物的微分热重曲线呈双峰状,与原始颗粒物相比,经过NTP发生器后逃逸到大气中的颗粒物的峰值点向温度升高方向偏移.与原始颗粒物相比,微粒聚集体在空气氛围中氧化所需的温度较高,逃逸到大气中的颗粒物的氧化温度较低.经过NTP后逃逸到大气中的颗粒物的活化能显著提高,采用KAS法求得的活化能比单一升温速率法求得的活化能小,且升温速率越大,两种方法求得的活化能差别越大.      

西安节日期间PM_(2.5)及其重金属浓度变化特征

采用Mini Vol便携式采样器采集西安北稍门、格物楼和南斗角村2015年元旦、劳动节及节日前后各两天大气颗粒物样品,并利用电感耦合等离子体光学发射仪(ICP—OES)测量元素As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的含量,分析节日浓度变化特征.结果表明,元旦期间,PM_(2.5)浓度表现为节假日大于节前及节后;南斗角村大气中PM_(2.5)浓度于三个采样期间内均低于其他两个点.大气PM_(2.5)中Cu、Pb和Zn浓度变化与PM_(2.5)一致;As、Mn和Ni含量变化较小;Cr浓度呈现显著上升的趋势.七种重金属空间表现不完全一致.劳动节期间,由于降雨影响,大气PM_(2.5)浓度表现为节假日期间最小,三个采样点空间差异相比元旦减小.细颗粒中重金属Cr、Ni、Pb和Zn与其PM_(2.5)的浓度变化一致;而As、Cu和Mn呈现逐渐递减趋势.空间表现为,BSM大气PM_(2.5)中Cu、Pb和Zn较高;其他四种重金属表现为在NDJC大气细颗粒物中浓度较高.     

一种新型粉尘浓度测定仪的测量原理与校准方法

对环境粉尘浓度的测定,目前使用较多的是滤膜式粉尘采样器和光散射式数字粉尘测试仪。滤膜式粉尘采样器的测量原理是通过控制采样器采样流量,使一定体积的空气通过滤膜,采样前后滤膜重量的差值为该体积下空气中粉尘的重量,求得粉尘的浓度。光散射式数字粉尘测试仪的主要原理是粉尘的散射光量与它的质量浓度成正比,可直接读出粉尘的浓度。     

上海市漕河泾地区大气颗粒物中痕量元素溴、碘的污染特征

于2006年4、7、10月及2007年1月在上海师范大学旅游学院大楼楼顶使用大流量采样器采集了代表四季的大气颗粒物TSP、PM10样品,采用微波消解电感耦合等离子体质谱法测定样品中痕量元素溴、碘的含量.大气颗粒物中溴、碘的体积浓度表现明显的季节特征,TSP及PM10中溴浓度在春季最高,冬季最低;TSP及PM10中碘浓度在冬季最高,夏季最低.TSP中Br/I的比值为1.16-103.33,PM10中Br/I的比值为O.18-49.50,均呈现夏季高而冬季低的季节特征,且与颗粒物中碘的含量以及大气中二氧化硫和氮氧化物浓度呈负相关.     

大气中HCFC-22浓度的时空变化研究

为研究大气中HCFC-22的时空变化，对HCFC-22沿不同纬度的分布进行了采样分析，并对上海市HCFC-22浓度开展了长期监测．对采集的大气样品采用氧气诱导的GC—ECD分析方法进行分析．极地采样分析结果表明，北半球的HCFC-22浓度水平大大高于南半球的浓度水平；陆地附近的浓度显著地高于远海区域的浓度；对上海HCFC-22的监测也反映出上海市大气中HCFC-22浓度呈现增长趋势．     

大气中气相和颗粒相羰基化合物的AD-FP系统采集和GC-MS分析

建立了涂布固体吸附剂XAD-4 和衍生剂五氟苄基羟胺(pentafluorobenzyl hydroxylamine hydrochloride, PFBHA)的环形溶蚀器-滤膜(annular denuder-filter pack, AD-FP)系统, 联合气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS) 同时采集和检测大气中气相和颗粒相羰基化合物的方法. PFBHA 涂布在环形溶蚀器内壁和滤膜上, 当大气样品经过环形溶蚀器时, 气相羰基化合物被吸附, 颗粒相则被采集到滤膜上, 样品用正己烷洗脱和氮吹浓缩后再进行GC-MS 分析. 研究结果表明: 当PFBHA 涂布量为15 μmol(气相)和0.8 μmol(颗粒相)、采样流速为5 L/min、采样时间5 h 时, 对单羰基和二羰基化合物的采集效率达到最佳, 为84%～95%; 上海市宝山区大气中羰基化合物浓度水平呈现出季节性变化(夏季＜冬季), 且颗粒相羰基化合物浓度与PM_2.5浓度呈正相关, 羰基化合物的气粒分配系数与温度呈负相关.