利用单颗粒气溶胶质谱仪研究石家庄市采暖结束前后大气细颗粒物污染特征及成因

2016年3月1日~20日期间,石家庄市区于采暖期结束前后出现两次重污染天气。为探究重污染天气成因,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)对两次重污染天气期间的细颗粒物化学组成进行分析;并结合颗粒物质量浓度和气象条件等对重污染天气成因进行了推定。结果表明,3月采暖期(3月1日~15日)期间共发生为期1 d的重度污染天气,主要成因为来自燃煤(贡献率42.6%)和工业工艺源(26.4%)的颗粒物严重累积;采暖期结束后(3月16日~20日)出现了连续3 d的重度污染天气,前期主要成因为来自机动车尾气(25.5%~25.9%)和工业工艺源(23.0%~25.5%)的颗粒物严重累积;后期首要污染源变为燃煤(28.6%)和工业工艺(27.4%)。监测过程中,PM_(2.5)与气象条件的相关性较高,r_(湿度/2.5)=0.76,r_(大气压/2.5)=-0.58,r_(风速/2.5)=-0.65,r_(温度/2.5)=0.35。综合来看,高湿状态下空气的低压静稳和低空传输,共同促使燃煤及工业工艺源的颗粒物累积,二次转化加剧后导致3月4日的重污染天气;而采暖期结束后,在同样不利于扩散的气象条件下,机动车尾气及工业工艺源的颗粒物累积,二次转化加剧,从而导致3月17和18日污染小高峰;不同于前两日,燃煤和工业工艺源的累积,二次转化加剧,导致了3月19日凌晨的污染小高峰。     

利用单颗粒气溶胶质谱仪研究南黄海气溶胶的变化特征

2012年11月在南黄海首次使用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)采集和分析两个平行航测断面上的气溶胶,以研究不同气团影响下海洋气溶胶的理化特征。断面1受从海到陆的海风及海洋气团影响,断面2则受从陆到海的陆风及陆地气团影响。结果表明,断面2的气溶胶颗粒数约为断面1的3.5倍,主要由陆地气团传输导致,其次是断面2的高风速影响。主要组分为SO_4~(2-),NO_3~-,NH_4~+,OC和EC气溶胶的颗粒数在断面1和2(断面2除NO_3~-外)上分别逐渐减少58%~74%和34%~53%,在断面1的减少量高于断面2。断面1和2上含量最高的分别是海盐气溶胶(30%)和二次气溶胶(42%)。二次气溶胶和其他人为源气溶胶(包括生物质燃烧、Soot-like气溶胶和含铅气溶胶)对两个断面的贡献显著,因此人为源对南黄海气溶胶的贡献不容忽视。     

春节期间宝鸡市区大气颗粒物粒径分布特征

为研究宝鸡市区春节期间大气颗粒物的粒径变化特征及其影响因素,利用2018年春节期间在宝鸡市区观测到的大气中颗粒物质量浓度、数浓度和常规气象数据,分析其颗粒物质量浓度与数浓度日变化和逐日变化的分布特征,并分析其与各气象因子的相关性.结果表明:颗粒物数浓度和质量浓度日变化趋势基本一致,呈双峰双谷型,均在10时和20时达到峰值,在5时和15时达到谷值,烟花爆竹燃放期间颗粒物质量浓度及颗粒物数浓度均比非春节期间高;大气颗粒物数浓度为115～1 831 209个/L,平均271 673个/L,PN_0.25～1、PN_1～2.5和PN_2.5～10平均值分别为812 032、2375和614个/L,表明颗粒物数浓度随粒径增大,呈现递减的变化趋势;春节烟花爆竹燃放期间PN_0.25～1、PN_1～2.5和PN_2.5～10比非春节期间增加2.5、1.3和1.2倍左右;PN_0.25～1和PN_1～2.5与相对湿度(RH)的日变化存在显著正相...     

运用单颗粒气溶胶质谱技术研究上海大气重金属(Zn,Cu)污染

使用气溶胶飞行时间质谱仪(ATOFMS)对2007年的8月(夏季)和2008年2~3月(冬季)上海大气中的含重金属Zn,Cu颗粒物进行分析.结果表明:冬季的重金属污染比夏季严重,在单位时间内冬季观测到的含铜颗粒物数目是夏季的2倍,夏季没有观测到含锌颗粒物,冬季观测到大量的含锌颗粒物.运用自适应共振理论神经网络算法(ART-2a)对含重金属颗粒物数据进行了质谱分类分析.结果表明,含重金属颗粒物的化学成分都包括大量的有机碳、硫酸盐、硝酸盐和元素碳.夏季含铜颗粒物中同时含有氯.部分颗粒含有两种或多种重金属元素如Pb和Cu,或Pb和Zn和Mn,或Cu和V等.从粒径特征上来看,粒径最小的是含有元素碳的颗粒物,粒径分布最大值在0.4μm,其次是含有有机碳-硫酸盐,硝酸盐,氯的颗粒物,粒径分布最大值在0.5~0.6μm.粒径较大的是多种金属组合的颗粒物,最大值在1μm左右.根据单颗粒质谱特征对含重金属颗粒物进行了源解析:夏季ATOFMS采集的含重金属颗粒物主要来自垃圾焚烧和重油燃烧;冬季ATOFMS采集的含重金属颗粒物主要来自垃圾焚烧和煤炭燃烧以及金属冶炼.     

利用SPAMS研究石家庄市采暖结束前后大气细颗粒物污染特征及成因

2016年3月1日—20日期间,石家庄市区于采暖期结束前后出现两次重污染天气。为探究重污染天气成因,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)对两次重污染天气期间的细颗粒物化学组成进行分析,并结合颗粒物质量浓度和气象条件等对重污染天气成因进行了推定。结果表明,3月采暖期(3月1日—15日)期间共发生为期1d的重度污染天气,主要成因为来自燃煤(贡献率42.6%)和工业工艺源(26.4%)的颗粒物严重累积;采暖期结束后(3月16日—20日)出现了连续3d的重度污染天气,前期主要成因为来自机动车尾气(25.5~25.9%)和工业工艺源(23.0~25.5%)的颗粒物严重累积,后期首要污染源变为燃煤(28.6%)和工业工艺(27.4%)。监测过程中,PM_2.5与气象条件的相关性较高,r_湿度/2.5=0.76,r_{大气压/2.5}=-0.58,r_风速/2.5=-0.65,r_温度/2.5=0.35。综合来看,高湿状态下空气的低压静稳和低空传输,共同促使燃煤及工业工艺源的颗粒物累积,二次转化加剧后导致3月4日的重污染天气;而采暖期结束后,在同样不利于扩散的气象条件下,机动车尾气及工业工艺源的颗粒物累积,二次转化加剧,从而导致3月17和18日污染小高峰;不同于前两日,燃煤和工业工艺源的累积,二次转化加剧,导致了3月19日凌晨的污染小高峰。     

透射电镜在气溶胶单颗粒分析中的应用研究

透射电镜(TEM)具有很高的分辨率和放大率，可以同时提供形貌、成分、结构信息，非常适宜于对气溶胶细颗粒和超细颗粒等的研究。文中简述了国内外用TEM对大气气溶胶单颗粒分析的研究及其现状，主要围绕TEM对城市大气气溶胶、海洋气溶胶、燃烧烟尘和机动车废气的研究等方面进行了论述。介绍了作者利用TEM对北京市大气气溶胶的初步研究，提出了今后开展大气可吸入颗粒物的TEM研究的几点建议。     

大气颗粒物的TXRF分析技术研究

全反射X射线荧光(TXRF)分析是一种较先进的核分析技术,探测限可达到ng级.本文描述了TXRF技术的基本原理,并应用它分析了环境大气颗粒物.     

火灾烟颗粒粒径分布变化模拟研究

实验测量5种标准火烟颗粒分布变化,联合Moment法和FDS对火灾烟雾运动的模拟,实现烟颗粒粒径分布动态变化的预测.对正庚烷试验火(TF5)烟雾颗粒分布模拟中,烟颗粒数总浓度的衰减趋势与实验结果一致,比不考虑凝并和凝并系数为定值时的结果更合理.模拟烟颗粒几何平均粒径缓慢增长,分布展宽,在前300s内,粒径分布参数变化很小,呈自保趋势,与实验一致.烟颗粒的凝并速率对初始几何平均粒径、初始总浓度和不规则的形貌更敏感,烟颗粒数浓度的衰减随凝并系数增大而加快.热释放速率和初始烟颗粒几何平均粒径的确定决定烟雾浓度的量级和预测的准确性.     

北京地区大气颗粒物中正构烷烃的粒径分布及污染源示踪研究

用气相色谱一质谱技术分析了北京城乡结合区和郊区冬季大气颗粒物中饱和烃组分，检测出C11～C35正构烷烃及18种甾烷和32种萜类化合物，分析了它们在不同粒径颗粒物中的分布特征。运用分子地球化学参数对污染源进行的初步示踪研究结果表明，颗粒物粒径越细，正构烷烃越趋向于单峰形分布，碳优势指数越低。这两个地区大气主要受化石燃料残余物的污染，其中郊区还显示出高等植物蜡和微生物源的输入特征，城乡结合区受燃煤的影响更大些。     

北京市夏季大气不同粒径气溶胶中 碳质及质量重建研究

对北京市城区2012年夏季大气气溶胶进行PM2.5和PM10石英膜采样,利用热光反射法得到了有机碳(OC,organic carbon)和元素碳(EC,elemental carbon)的含量;应用Stelson方法,结合其质量浓度、元素含量可溶性离子含量对气溶胶质量浓度进行了质量重建与比对.日平均质量浓度结果显示,PM2.5中,OC浓度ρ(OC)为19.4μg·m-3,EC浓度ρ(EC)为3.8μg·m-3.PM10中,ρ(OC)为22.3μg·m-3,ρ(EC)为4.1μg·m-3.OC、EC相关性显著(PM2.5,R2=0.77;PM10,R2=0.91).PM10中有87%的OC和94%的EC集中在PM2.5中.PM2.5和PM10中OC/EC比值分别为5.1和5.7,明显大于2,说明存在二次有机碳.PM2.5和PM10重建值和称质量值相关性R2分别为0.95和0.94,重建值和称质量值比值分别为93%和97%.     

北京地区大气颗粒物中正构烷烃的粒径分布及污染源示踪研究

用气相色谱质谱技术分析了北京城乡结合区和郊区冬季大气颗粒物中饱和烃组分,检测出C11～C35正构烷烃及18种甾烷和32种萜类化合物,分析了它们在不同粒径颗粒物中的分布特征。运用分子地球化学参数对污染源进行的初步示踪研究结果表明,颗粒物粒径越细,正构烷烃越趋向于单峰形分布,碳优势指数越低。这两个地区大气主要受化石燃料残余物的污染,其中郊区还显示出高等植物蜡和微生物源的输入特征,城乡结合区受燃煤的影响更大些。     

大气中气溶胶颗粒对红外激光的散射特性研究

在利用红外激光雷达探测大气中各种成分浓度时,研究大气中气溶胶颗粒在该红外波段的光学散射特性有重要意义.特别是大气中气溶胶颗粒的散射系数和后向散射率是基于红外激光雷达探测大气后向散射回波信号的重要参量,直接影响探测系统的测量精度和有效探测距离.根据等效球的米氏散射理论,分析大气气溶胶颗粒在该波段的散射效率因子和散射相函数,可准确计算出不同半径和不同密度时大气气溶胶颗粒的散射系数和后向散射率大小.利用仿真模型计算得出,当大气气溶胶颗粒的半径增加时,其散射效率因子的数值振荡衰减,最终稳定于2.04处;而当入射激光波长不变时,大气气溶胶颗粒的后向散射率数值与其半径的变化呈反比.     

循环前后不同颗粒粒径下sandwich形加筋土筋土界面单调直剪特性

采用3种不同颗粒粒径石英砂作为sandwich加筋土中薄砂层,使用大型直剪仪分别对不同薄砂层厚度的sandwich形加筋土进行了单调直剪、循环剪切及循环后直剪试验.试验结果表明:在单调直剪和循环后直剪过程中,不同颗粒粒径下都存在一个最优厚度,使筋土界面内剪应力最大,且颗粒粒径越大,最优薄砂层厚度越大;在循环剪切过程中,随着颗粒粒径增大,界面强度呈先增大后减小的趋势;相比单调直剪结果而言,在循环后的直剪过程中筋土界面的峰值剪应力更大,体积变更小.     

春节前后非体育专业大学生体质变化的研究

应用 ,实验法、问卷调查法、文献资料法和数理统计法 ;对非体育专业学生春节前后体质变化进行分析研究 ,为体育教学改革与全民健身计划提供数据和理论依据 ;分析结果表明 :非体育专业男生最大吸氧量、握力显著降低 ,而其他指标没有太大的差异 ;非体育专业女大学各项指标均无显著差异 ;其结论为非体育专业男大学生最大吸氧量的降低主要与运动有关 ,女生各项指标无显著性差异主要因平时运动较少 ,春节期间生活规律基本保持正常 ;为减少春节对体质的负面影响 ,非体育专业学生则应主要注意自觉地参加体育锻炼。     

上海大气微细颗粒物典型样本遗传毒性的季节变化研究

为探究上海市冬、夏两季惠南和浦东2个位点PM_(2.5)不同组分的遗传毒性,利用SOS显色反应分别测试了PM_(2.5)在相同颗粒物浓度下的总颗粒物、有机提取组分和水溶性组分的遗传毒性.试验结果显示,冬、夏两季惠南总颗粒物诱发遗传毒性效应的最低浓度均为2mg·mL~(-1),浦东总颗粒物诱发遗传毒性效应的最低浓度分别为1 mg·mL~(-1)和2 mg·mL~(-1);惠南及浦东2个位点冬、夏两季的水溶性组分均在最高浓度2 mg·mL~(-1)下呈遗传毒性阳性;2个位点冬、夏两季的有机提取组分在0.000 2 mg·mL~(-1)至2 mg·mL~(-1)浓度范围内均未表现出遗传毒性效应.为进一步比较暴露于等体积的空气时,冬、夏两季惠南及浦东大气颗粒物的不同组分遗传毒性的相对强弱,比较了每立方米空气中以4-硝基喹啉氧化物(4-NQO)质量表示的不同组分的遗传毒性.结果表明,上海浦东点与惠南点的大气微细颗粒物的遗传毒性呈现季节性规律,冬季颗粒物的遗传毒性显著高于夏季,而且冬、夏两季总颗粒物及水溶性组分中具有遗传毒性的化学成分及其浓度可能存在一定的差异,结合现有研究中上海地区多个位点微细颗粒物中污染物浓度或含量冬季普遍高于夏季的研究结果,推测上海各地区的大气颗粒物遗传毒性均具有类似的季节性变化规律.有机提取组分的遗传毒性效应不明显,大气微细颗粒物的遗传毒性可能主要来自于水溶性组分.上海的郊区大气污染日益严重,相同季节浦东市区与惠南郊区的污染水平相当,遗传毒性也处于相近水平,推测相同季节上海浦东市区与惠南郊区大气颗粒物中的致遗传毒性成分具有一定的相似性.     

基于单颗粒质谱技术的石家庄市2016年秋季空气重污染成因分析

利用单颗粒气溶胶质谱仪并综合地面空气污染监测数据、常规气象观测数据、卫星遥感火点监测资料和气流后向轨迹,分析了2016年石家庄市秋季出现的两次空气重污染过程的演变特征及主要影响因素。结果表明：机动车尾气和地面扬尘是PM_2.5的重要来源。高低空稳定的天气形势配置是两次重污染过程形成的直接原因。在这些天气形势下,湿度高、风速小、气压低、逆温层厚、混合层高度低是造成两次重污染过程的重要原因。同时东南和西南方向周边污染物的输送对重污染天气的形成发展也有一定的贡献。     

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．     

基于电子束辐照的无机气溶胶颗粒PM1.0污染特征及S元素分布变化研究

为了更好的了解不同来源无机气溶胶颗粒PM1.0的颗粒模态和颗粒相中化学相的组构状态,探讨颗粒表面污染的吸附-转化特点以及与非均相反应过程的对应关系,文章利用场发射透射电子显微镜TEM结合能谱仪EDS,基于电子束平行辐照模式下的持续辐照/分段采谱的方法,以单颗粒分析的方式统计分析了不同来源无机气溶胶颗粒PM1.0的颗粒混合态和污染特征,并对电子束持续辐照下颗粒模态的转化过程进行了探讨。同时,通过电子束持续辐照下S/Si相对含量变化规律,近似评估PM1.0不同来源颗粒物颗粒中S的含量与分布变化。     

基于遥感的昆明市城市土地利用变化情况对比研究

利用昆明地区1992年、2005年两个时相TM数据,在ERDAS IMAGINGE8.5专业遥感图像处理软件的支持下,进行土地利用分类和昆明市区13年来土地利用化的对比研究.将分波段分层分类法与基于监督分类的分层提取法相结合,利用TM影像多光谱数据间的有效重组利用,在TM145波段组合影像上提取建设用地和水体,在TM345组合上提取剩余地类.在单纯运用监督分类法对掩膜后的2005年影像分类难以达到精度要求时,用基于监督分类的分层分类法,分出一类掩膜掉一层,最终将所有层叠加得到研究区土地利用/土地覆盖分类图,分类精度达到要求.并根据分类结果进行研究区13年来土地利用数量结构变化分析和土地利用转型分析.