室内PM10对DNA氧化性损伤及其与微量元素组成关系

使用质粒DNA评价法(plasmid DNA assay)和电感偶合等离子体质谱(ICP-MS)研究了北京市室内外PM10(可吸入颗粒物)的生物活性及与微量元素的关系.选择了4组样品分别代表吸烟室内(1),非吸烟室内(2)和相应室外(1)进行质粒DNA评价研究.结果表明,室内PM10对超螺旋DNA的氧化性损伤高于室外;吸烟室内PM10的TD50(引起50%DNA损伤所需的颗粒物剂量)低达100μg·mL-1,对DNA氧化性损伤最大,说明吸烟室内PM10的生物活性最大.结合微量元素分析发现,吸烟室内PM10的水溶性Zn与TD50负相关性较其他元素强,说明水溶性Zn可能对DNA的氧化性损伤起重要作用.Fe元素虽然被认为是最具生物活性的元素之一,但是在所分析样品中Fe元素多是以不可溶状态存在,因此对DNA损伤较弱.     

燃煤电厂PM10颗粒痕量元素富集与粒径关系统计研究

煤燃烧带来的痕量元素排放是一个长期的环境问题。以PM10为主的细颗粒飞灰对痕量元素有较强的富集作用,且可以随着空气进入呼吸道,对人体危害很大。为了更好地理解痕量元素在细飞灰上的富集规律,该文通过对现有文献的广泛收集和整理,并通过统计分析研究了PM10飞灰颗粒粒径对Hg、Pb、As、Se、Cr、Cd、Cu、Co、Ni、Be 10种痕量元素富集的影响,得到了飞灰颗粒粒径与痕量元素富集关系的经验公式,利用这些经验公式可以对燃煤电厂与PM10相关的痕量元素排放情况进行初步判断。分析发现:PM10飞灰对痕量元素的富集作用强弱程度与痕量元素的挥发性呈正相关,其中Hg、Pb、As、Se、Cd、Cr 6种挥发性元素随着PM10飞灰粒径的减小富集程度增加,且PM2.5范围内的飞灰颗粒对痕量元素富集作用受颗粒粒径的影响最为显著;Cu、Co、Ni、Be 4种非挥发性元素在PM10范围内的飞灰颗粒上体现出较弱的富集作用,且受颗粒粒径影响不明显。     

大容量燃煤电站锅炉水溶性离子排放特征

为了控制大气污染,研究了大容量燃煤锅炉对大气环境中水溶性离子排放特性。以采用四角切圆和旋流对冲燃烧方式的大容量电站燃煤锅炉各一台为研究对象,通过现场采集锅炉产生的可吸入颗粒物,对其进行化学分析。结果表明,采用旋流对冲燃烧方式的锅炉排放的水溶性离子浓度均高于采用四角切圆燃烧方式的锅炉。采用这两种燃烧方式的电站锅炉排放的水溶性离子均为细模态占优状态,其中旋流对冲燃烧方式排放的水溶性离子在细模态上所占份额最高可达82%。C a2 和SO42-是主要的水溶性离子,对旋流燃烧锅炉,分别占水溶性离子质量总和的38%和30%;对四角切圆燃烧锅炉,分别占水溶性离子质量总和的49%和35%。     

煤燃烧过程中痕量元素分布规律的实验研究

以流化床燃煤过程为研究对象，在实验室小型一维煤粉燃烧炉上进行实验，研究了煤燃烧过程中痕量元素的排放特点．实验模拟流化床低温燃烧的特点，采用焦作无烟煤、西山贫煤、六盘水贫煤、萍乡烟煤、平顶山烟煤和小龙潭褐煤等6种典型煤分别在650℃，800℃和950℃3个工况下燃烧，结果表明Hg在灰中几乎不富集，是易挥发的痕量重金属元素；Pb在灰中的含量随温度升高有下降的趋势，部分富集在细微颗粒上随烟气排出；Cr和CA两种痕量元素大部分留在灰渣中，不易挥发。     

煤燃烧过程中砷的析出规律

为降低煤中砷元素对大气造成的污染,采用煤燃烧实验研究了煤燃烧过程中砷的析出规律。研究结果表明,在煤燃烧过程中,随着燃烧温度的升高,煤中砷的释放率逐渐增大,残留到燃煤灰渣中的砷含量逐渐减少。在不同的燃烧温度下,燃煤灰渣量几乎没有改变,煤中砷的释放率却有较大的差异。燃煤排放的飞灰和烟尘以及粉煤灰的裸露堆放是环境砷污染的主要途径之一。     

US-固体燃煤添加剂对煤的燃烧特性影响及其机理

应用感耦合等离子体原子发射光谱(ICP- AES) 分析测试技术, 对US- 固体燃煤添加剂的触媒与载体的化学组成、矿物成分和相态分布特征、及其助燃消烟和固硫催化性能进行研究.结果表明: US- 固体燃煤添加剂同时具有氧化助燃、催化燃烧和固硫催化3 种功能, 可以明显改善煤的燃烧特性, 节能降耗和消烟除尘效果显著, 并可以明显降低燃煤烟气中的SO2 的排放浓度     

上海城乡细颗粒物中碳质、无机和重金属的全组分特征及来源分析

为系统研究我国超大城市上海城乡细颗粒物（PM2.5）的组成特征及来源,本研究于2015年夏季在上海中心城区（普陀区市政大楼）和农村（青浦区淀山湖边）两地进行同步观测,全面分析了两地PM2.5浓度及各种化学组分：水溶性离子（8种）、元素（20种）、有机碳（OC）和元素碳（EC）。结果意外表明,农村站点PM2.5平均质量浓度（43.5±19.8 μg·m-3）高于城区站点（34.8±15.0 μg·m-3）。从化学组分来看,除Ca2+、Mg2+浓度低于城区站外,农村站测得的PM2.5中水溶性离子质量浓度均高于普陀站。二次无机离子（硫酸盐、硝酸盐及铵盐）在两地PM2.5中均占主导地位,贡献超过一半。元素分析表明,燃煤相关排放（以Pb、Hg等为示踪元素）对两地污染贡献均较大,其中城区站点有较显著的道路扬尘和机动车排放影响。观测期间两地同步出现一次PM2.5高浓度污染事件,后向轨迹结合潜在源贡献因子分析（PSCF）表明,本次污染事件可能受浙江北部工业污染物的短距离传输所致。     

研究燃煤过程中重金属污染物的迁移规律的重要性

燃煤电站是重金属污染的主要排放源之一,由于不同重金属的物理化学特性的差别,燃烧过程中重金属元素有些以气相形式排入大气,有些富集于飞灰和底渣中.砷、铅、镉、铬属于煤燃烧过程中易挥发的元素,燃煤电站先进的环保装置(SCR、ESP、FGD)不能有效的捕获,任由重金属无控制地排放入自然环境中,会对环境产生巨大的危害.     

可吸入颗粒中金属元素对DNA的氧化性损伤

采用质粒DNA评价法评价哈尔滨市市区、郊区和清洁对照点的PM10和PM2.5样品的生物活性及颗粒物中金属元素对质粒DNA的氧化性损伤能力.研究结果表明,水溶样和全样样品都具有一定的活性,样品的TD40值为67.9～1 570 μg/mL,说明PM的生物活性主要与其来源和性质有关;颗粒物中具有生物活性的元素主要为过渡金属,其次为碱金属或其他主族元素,除过渡金属外,稀土元素对颗粒物的生物活性也具有显著影响.水溶样的TD40值与Y的浓度呈正相关,与La,Lu,Ho,Sm的浓度呈负相关,说明在对质粒DNA损伤过程中,Y拮抗La,Lu,Ho,Sm的损伤作用;全样的TD40值与元素Cs,La,Mn,Pb,Tm,Gd的浓度呈正相关,与Tb,Ni,Yb,Er,W,Cd,In的浓度呈负相关,在对质粒DNA损伤过程中,元素Cs,La,Mn,Pb,Tm,Gd协同拮抗Tb,Ni,Yb,Er,W,Cd,In的损伤作用.     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验(Ⅰ)

建立了模拟固定床的管式炉煤燃烧气态氟化物析出试验装置和方法,通过燃烧试验获得了燃烧温度、停留时间、燃烧气氛等燃烧条件对气态氟化物析出的影响关系。结果表明：煤中氟析出率随燃烧温度的升高而逐渐增加,在不同温度区间,温度对排放率的影响具有阶段性,停留时间对燃煤氟化物的生成有重要影响;氧化性气氛对氟化物生成影响不大,随炉内气氛由弱还原性气氛向强还原性气氛的转化,氟析出率明显降低,对氟化物生成有一定影响。     

民用煤燃烧污染物排放因子研究

根据自行设计的模拟燃烧-稀释通道采样系统,选用河南、山西、陕西和武汉不同煤种模拟民用燃煤的不同燃烧状态,采集了2种烟煤、2种无烟煤、2种蜂窝煤和1种型煤燃烧排放的颗粒物和气态污染物。将不同煤种燃烧排放物进行了对比分析,结果表明:明烧时不同煤种燃烧排放颗粒物差异明显,烟煤燃烧PM_(10)排放因子明显高于无烟煤和蜂窝煤;燃煤PM_(10)排放因子与燃煤挥发分含量相关。不同煤种燃烧时气体污染物排放因子与煤的形态无明显关联,SO_2排放与燃煤硫含量正相关。不同燃烧状态对燃煤气体污染物排放影响不明显。     

煤层燃过程中热解气燃烧氮氧化物排放实验

我国大气中的氮氧化物污染日益严重,燃煤是大气中氮氧化物的主要来源之一。为研究燃煤过程中氮氧化物的排放规律,设计了双层固定床反应器,对煤燃烧产生的热解气和焦炭的燃烧情况分别进行研究。利用实验研究分析煤燃烧时煤中氮元素的分配、热解气析出特性及热解气燃烧时的氮氧化物排放规律。结果表明:煤热解过程中进入热解气和留在焦炭内的N分别为38%和62%。实验结果为分析煤炭层燃过程中NOx排放规律奠定了基础。     

中国煤中氟燃烧排放特征与排放限值

为了确定中国煤中氟燃烧捧放特征和捧放限值,通过大样本测试与统计,得到了中国煤中氟含量的分布特征;通过典型电站锅炉、工业锅炉和流化床锅炉的煤、飞灰、底灰样品的采样测定,提出了煤中氟在燃烧产物中的总量分配模式,得到中国不同炉型燃煤氟捧放基本特征;比照大气污染物综合捧放标准和工业窑炉大气污染物捧放标准的规定,初步得到了中国燃煤氟化物排放限值和超标煤种的比例。结果表明：比照大气污染物综合捧放标准（GB16297-1996）和工业窑炉大气污染物排放标准（GB9078-1996）中对氟化物捧放限值的规定,中国煤在各种燃烧设备的燃烧过程中,大部分煤种的氟含量是超标的,若在燃烧过程中不采取相应措施,将会对环境造成一定程度的大气氟污染。     

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。     

重庆主城区PM 2.5中金属元素组分特征分析

利用Xact-625大气多金属在线监测仪监测重庆市2013年春季PM2.5中金属元素的含量,分析PM2.5及金属元素的浓度分布特征与时间变化规律;结果发现,春季PM2.5质量浓度变化范围为15.6～157.3 μg·m-3,15种金属元素平均总浓度为2 481 ng·m-3,占PM2.5总浓度的3.86％;典型日分析中,Zn、Pb的浓度从5点钟开始持续升高,在10点钟达到峰值;As浓度在1点钟出现最小值;富集因子法分析结果表明Zn、As、Se、Ag、Cd、Sn、Hg、Pb的富集因子较大,为人为污染.     

西安冬季大气亚微米颗粒物的化学特征及来源解析

为了探讨西安市冬季大气亚微米颗粒物的污染水平及化学组成,2006年12月每天收集西安大气亚微米颗粒物（PM1.0）样品,并对PM1.0的质量浓度及其其中的11种水溶性离子、元素碳（EC）和有机碳（OC）及8个碳组分进行了分析．结果显示：西安市冬季大气PM1.0的平均质量浓度为149．7μg·m^-3分析的11种阴、阳离子（Na^＋、NH4^＋、K^＋、Mg^2＋、Ca^2＋、F^-、Cl^-、Br^-、NO2^-、NO3^-和SO4^2-）的质量浓度占到PM1.0的46％,表明水溶性组分是大气亚微米颗粒物的主要组成之一;OC的质量浓度（ρ（OC）=（23．7±10．27）μg·m^-3）明显高于EC的（（ρ（EC）=（4．6±1．8）μg·m^-3）,碳气溶胶的平均质量浓度为42．5μg·m^-3,占到PM1.0质量浓度的28．4％;对8个碳组分的因子分析结果显示,燃煤及汽油车排放、柴油车排放和生物质燃烧对碳颗粒的贡献分别为45．3％、24．2％和23．5%．     

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%.     

陕西煤中硒的环境地球化学特征

研究了陕西的各成煤期煤中Se的含量、分布规律、赋存状态、采煤燃煤环境影响及燃煤Se脱除等环境地球化学问题.对Se含量及分布规律研究的结果表明,不同地区、不同成煤期煤中Se的含量有较大的差异,表现在随着成煤时代由老到新,煤化程度由高到低,煤中Se的含量减少;从南到北,煤中Se含量从高到低.赋存状态分析表明,煤中Se的含量与成煤环境、煤中S含量有着一定的对应关系,煤中S越高,尤其是黄铁矿硫的含量越高,煤中Se的含量也越大,说明在中、高S煤中,Se主要赋存于黄铁矿中,而在特低、低S煤中Se的赋存状态与有机质有关.燃烧实验表明,煤中Se会随着煤炭的开采和利用进入表生环境,从而对表生生态环境构成一定的影响,钙基固硫剂可抑制燃煤Se的排放.     

燃煤电厂汞排放对比试验研究

源自燃烧的汞排放是一个全球性问题,其中几乎一半左右的汞排放到达了北极圈.燃煤烟气中的汞以最基本的三种形式存在:元素汞(Hg0),氧化态汞(Hg2+)和颗粒态汞(HgP).本文选用一台美国现役燃煤电厂锅炉(250MW),在其空气预热器入口和静电除尘器出口烟气中的汞浓度进行了监测.烟气中的汞浓度同时使用安大略湿法(OHM或OH方法)和半连续排放监控系统(SCEM)两种检测方法进行监测,并对测试结果进行了分析比较.结果显示OHM和SCEM方法测得的总汞(零价汞与二价汞之和)浓度十分吻合,而零价汞或二价汞浓度存在较大差异.最后分析了两种测量方法测量结果差异产生的原因并建议对SCEM的现场采样方法应做进一步的研究.     

太原市春季PM_(2.5)和PM_(10)中As及重金属污染特征研究

为了解太原市PM10和PM2.5中重金属污染状况,采集了太原市春季环境空气中可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)样品,利用等离子体发射光谱仪对样品中As和8种重金属(Mn,Cu,Zn,Pb,Cr,Ni,Co,Cd)的含量进行测定,并对As和重金属健康风险进行评价。结果显示:太原市PM10和PM2.5中均以Zn的质量浓度最大,分别为369.08ng/m3和271.74ng/m3;As的质量浓度相对较小,分别为3.41ng/m3和2.33ng/m3;各点位As、Cu、Zn、Pb、Cr和Cd元素主要显含在PM2.5中。PM10和PM2.5通过呼吸吸入途径产生的成人非致癌风险和致癌风险为儿童的3.98~4.00倍;非致癌风险总和(Hi)低于人体可接受的水平,不具有非致癌风险;PM2.5和PM10的致癌风险介于人体可接受范围,不具有致癌风险。各点位As和重金属在PM2.5和PM10中的非致癌风险比值PHi小于1;1号、3号点位致癌风险比值QR大于1,且对人体健康危害最严重的为可吸入颗粒物PM10,需引起高度重视。