上海市亚微米颗粒物中水溶性含氮组分的分布特征

细颗粒态无机和有机含氮组分的形成、转化、传输和沉降在大气氮循环中发挥重要作用. 为了解上海亚微米颗粒物(PM$_{1}$)中含氮物质的质量浓度、组成及季节变化特征, 使用大流量采样器采集了 2017—2018 年 66 个 PM$_{1}$ 样品, 并应用离子色谱仪和紫外/可见光光度计分析了水溶性无机离子和水溶性有机氮(water-soluble organic nitrogen, WSON)的质量浓度. 结果表明: 上海 PM$_{1}$中NH$_{4}^{+}$-N、NO$_{3}^{-}$-N、WSON 的年平均质量浓度分别为 1.79、0.97、0.41 μg/m³; NH$_{4}^{+}$-N 对水溶性总氮(water-soluble total nitrogen, WSTN)的贡献最高(56%), NO$_{3}^{-}$-N 次之(31%), WSON 为 13%. 上海PM$_{1}$中含氮组分的质量浓度存在冬季最高、夏季最低的季节变化趋势, 但NH$_{4}^{+}$-N、NO$_{3}^{-}$-N 和 WSON 对 WSTN 贡献的季节变化存在明显的不同, NH$_{4}^{+}$-N 在不同季节变化较小, NO$_{3}^{-}$-N 表现出显著的冬高(38%)、夏低(18%)的特点, 而 WSON 夏季最高(22%)、冬季最低(8%). 正矩阵因子分解(positive matrix factorisation, PMF)法的源解析结果表明: 二次反应和生物质燃烧贡献了上海 PM$_{1}$ 中 WSON 的 48%, 燃煤贡献了 11%, 植物源挥发性有机化合物二次转化贡献了 20%, 餐饮和机动车贡献了 21%. WSON 的来源有显著的季节变化.     

城市慢行道路中交通颗粒物的时空分布

为了捕捉城市慢行道路中空气污染的高时空分辨率特征, 构建了基于微型传感器的骑行测量平台, 通过收集福州市西三环快速路沿侧慢行道亚微米颗粒物(PM_1.0)和黑碳 (black carbon, BC) 的质量浓度样本, 可视化解析交通污染的时空变化及原因. 研究表明: 慢行道的颗粒物质量浓度整体呈现小区侧大于沿江侧, 交通早、晚高峰大于中午; 早高峰 BC 稳定聚集但 PM_1.0 波动较大, 晚高峰则相反; 慢行道颗粒物的质量浓度下降与临近主干道的距离、植被丰度正相关; 颗粒物冷点距离干道远且四周植被覆盖高, 热点多分布在施工与拥堵的复杂交通环境中; BC 热点与复杂路况同步, 但 PM_1.0 热点还与周围环境相关. 因此, 有必要聚焦道路交通排放的主要构成, 并结合局部地形、空间、环境等因素来改善慢行道空气质量, 从而提升健康出行品质.     

大气颗粒物化学组分分析技术研究进展

从大气颗粒物的化学组分的研究出发,阐述了离线技术和在线技术在颗粒物组分分析中的应用进展,对于采样技术、样品预处理技术进行了比较分析,对于离线分析技术的原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、X射线荧光光谱仪(XRF)、离子色谱仪(IC)、气相色谱-质联联用仪(GC-MS)、热光碳分析仪(TOR/TOT)等进行了深入介绍,展望了在线分析技术在大气颗粒物组分分析中的发展趋势,对水溶性离子组分在线分析、OC/EC在线分析、化学组分在线分析、颗粒物质量浓度在线监测、单颗粒理化特性在线监测等进行了阐述。为颗粒物组分分析提供了依据,也为治理雾霾提供理论依据。     

原子吸收光谱法测PM2.5中的镉和铅

论述了大气污染中PM2．5颗粒物的危害,通过筛选样品采用了HNO3＋H2O2＋HF消解体系,建立了测定PM2．5中镉、铅的原子吸收光谱法．测试结果表明,Cd和Pb两种金属的检出限分别为0．00601μg／L、0．0600μg／L;线性相关系数R〉0．999,线性关系良好;RSD≤2．1％,仪器精密度良好;实际样品加标回收率Cd为91．4％,Pb为86．0％．该方法简单、方便、可靠,测试成本较低,适合测定PM2．5中的镉、铅．     

大气悬浮颗粒物中重金属含量和形态分析

对某大学校园内教学区、生活区和校外交通干道3个采样点秋冬季的大气颗粒物(TSP和PM10)浓度和颗粒物中的重金属元素Cu、Zn、Pb和Cr的浓度和形态分布进行了研究分析.结果表明:不同区域的TSP和PM10浓度差别较大,其中教学区最高,校外交通干道次之,生活区最低.TSP和PM10中Cu和Cr的含量较低,Zn和Pb的含量较高.TSP中重金属的总含量大于PM10,但是PM10中重金属所占的百分比大于TSP.从形态分布来看,TSP中Zn有40.76%存在于残渣态(S5)中,PM10中Zn有53.43%存在于可交换态(S1).而TSP和PM10中Cu在S1～S4中分布较多,Pb主要存在于残渣态(S5)中,Cr的主要存在形态是氧化物结合态(S3)和残渣态(S5).对TSP和PM10中重金属的生物有效性评价可知,Cu的可生物利用态含量最高,Zn、Pb和Cr的可生物利用态含量较低.     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)的排放控制Ⅳ:采用二维PIV除尘

利用粒子成像测速法(PIV)和电子低压冲击仪(ELPI),研究实验室规模的电除尘器(ESP)内电场强度、电晕放电功率和气流场等因素对PM10(粒径小于10μm的颗粒物)分级收尘效率。电除尘器为线-板式电极结构,其中板-板间距为200 mm,高电压电极为单根或双根。实验颗粒物采用艾灸烟作为示踪粒子,气体流量85 m3/h,颗粒物初始质量浓度33 mg/m3左右。实验结果表明,随着电场强度或电晕放电功率的增加,在高压电晕极线周围气流场从有规律的单个涡旋发展为相互作用的多个涡旋,优化电晕放电离子风分布是提高PM10收集效率和降低电耗的关键。从颗粒物个数浓度、外加电场或电晕放电功率看,可将电除尘器性能以电场强度为3 k V/cm为界分为2个区域。当电场强度低于3 k V/cm时,分级除尘效率随着电场强度或电除尘指数的增加而增加。然而,当电场强度远大于3 k V/cm时,收尘效率基本不变或降低。     

声波与其他方法联合作用脱除细颗粒物的研究进展

声波团聚可作为一种有效降低可吸入颗粒物污染的预处理措施.针对现有声源条件下,单一的声波团聚作用对细颗粒物的清除效率较低且能耗较大的缺点,分析采用声波团聚联合其他方法共同作用来高效脱除细颗粒物.分别阐述种子颗粒、喷雾、蒸汽相变联合声波团聚作用的团聚机理及实验装置,具体分析了3种联合作用提高声波团聚效率的理论依据及影响因素,对比了3种联合作用的优缺点及适用范围,丰富了声波团聚理论,并彰显了联合声波团聚的优势.此外,提出联合声波团聚的研究方向,为高效脱除细颗粒物、降低环境污染提供了更好的途径.     

双极预荷电装置凝并特性实验研究

为提高对微细颗粒物的捕集效率,基于横向双极静电除尘技术,开发出一种线-管式双极预荷电装置。借助多物理场耦合软件,采用电晕放电模块耦合湍流模块,研究其电流体动力学分布规律;搭建实验装置,测试其凝并特性。数值模拟结果表明：双极预荷电装置内同时存在生正、负电晕和产生正、负电荷,具有良好的湍流混合和凝并效果。对中位粒径为1.7 μm硅微粉的凝并实验结果表明：经过预荷电装置后粉尘的粒径分布呈现明显的双峰分布;在平均场强为4~6 kV/cm区间,凝并效率随着外加电压的增加而提高;当外加电压超过11 kV,所有粒径区间粉尘的凝并效率均超过95%。研究结果有助于拓展横向双极静电除尘技术的应用范围,为双极静电技术的推广及工业应用提供参考。     

石家庄市开放源颗粒物化学组成特征分析

分析了石家庄市城市扬尘、道路尘、土壤尘、建筑尘四种开放源的粒径组成和无机元素含量,结果表明,四种开放源颗粒物样品中细颗粒物的累积效应更为明显。各种水溶性离子中,阴离子浓度最高的是SO42-,阳离子浓度较高的是Ca2+;存在二次有机碳污染,SOC是颗粒物的重要组成部分;各种元素的含量存在一定差异,Ca、Mg、Al、Si、Fe、K等元素含量较高,受人为污染严重。     

北京奥森公园侧柏林空气颗粒物不同季节变化规律

本文通过对北京市奥森公园侧柏林内外,一年四季4种粒径空气颗粒物浓度全天24h监测、并同步观测空气温湿度、风速、光照等气象因子,分析了林内外不同粒径颗粒物浓度的四季变化、日变化和小粒径颗粒物所占比例日变化规律,并对各粒径颗粒物与小气候因子之间的相关性和显著性进行分析,结果表明：1)侧柏林内外空气颗粒物浓度虽然在不同季节表现出不同的变化规律,但总体来说,林缘的均值高于林内均值,且夜间浓度高于白天,且四季均在5:00-7:00时间段不同程度达到峰值;2)从不同粒径颗粒物浓度的四季变化来看,林内TSP、PM10和PM2.5浓度的高低排序为：冬季＞秋季＞夏季＞春季,PM1.0颗粒物浓度的排序为：冬季＞夏季＞秋季＞春季;林缘TSP、PM10和 PM1.0浓度的高低排序与林内一致,而PM2.5浓度的高低排序为：冬季＞夏季＞秋季＞春季;3)林内外小粒径颗粒物所占比例的四季变化：与颗粒物浓度的季节变化相似均是冬季最大,夏季次之,秋季、春季最小;4)在一定范围内,林内外空气颗粒物浓度与相对湿度、光照均呈正相关,温度和风速呈负相关,且林缘的颗粒物浓度与风速呈显著负相关,随着粒径的减小,相关性变大。说明侧柏林内较林缘相比有较好的滞尘效果,适合保健型园林的开发和建设。