北京大气颗粒物污染本地源与外来源的区分--元素比值Mg/Al示踪法估算矿物气溶胶外来源的贡献

提出了一种新的元素示踪法, 用于估算和区分北京大气颗粒物污染的主要组成矿物气溶胶的外来源和本地源. 通过采集、分析具有代表性的、可覆盖北京所有地区的气溶胶、地面扬尘以及外来源代表地区内蒙多伦等地的表层土, 发现气溶胶中元素比值Mg/Al是区分北京地区矿物气溶胶本地源与外来源有效的元素示踪体系. 矿物气溶胶即沙尘、硫酸盐和硝酸盐为主的无机污染气溶胶, 和有机污染气溶胶同是北京大气颗粒物的重要组成部分, 其中矿物气溶胶占总颗粒物(TSP)的32%～67%, 占细粒子(PM2.5)的10%～70%, 在沙尘暴期间分别高达74%和90%. 根据元素示踪法, 首次估算出北京地区矿物气溶胶中本地源与外来源的相对贡献量. 春季外来源占TSP的62% (38%～86%), 占PM10的69% (52%～90%), 占PM2.5的76% (59%～93%); 冬季外来源占TSP的69% (52%～83%), 占PM10的79% (52%～93%), 占PM2.5的45% (7%～79%); 而在夏季和秋季, 外来源仅占～20%. 外来源在冬春季对北京矿物气溶胶的贡献要高于夏季, 这显然与冬春季气候差异有关. 沙尘暴期间外来源贡献最高达97%, 成为北京大气颗粒物的主要来源.     

北京大气颗粒物污染本地源与外来源的区分

提出了一种新的元素示踪法, 用于估算和区分北京大气颗粒物污染的主要组成矿物气溶胶的外来源和本地源. 通过采集、分析具有代表性的、可覆盖北京所有地区的气溶胶、地面扬尘以及外来源代表地区内蒙多伦等地的表层土, 发现气溶胶中元素比值Mg/Al是区分北京地区矿物气溶胶本地源与外来源有效的元素示踪体系. 矿物气溶胶即沙尘、硫酸盐和硝酸盐为主的无机污染气溶胶, 和有机污染气溶胶同是北京大气颗粒物的重要组成部分, 其中矿物气溶胶占总颗粒物(TSP)的32%~67%, 占细粒子(PM_2.5)的10%~70%, 在沙尘暴期间分别高达74%和90%. 根据元素示踪法, 首次估算出北京地区矿物气溶胶中本地源与外来源的相对贡献量. 春季外来源占TSP的62% (38%~86%), 占PM₁₀的69% (52%~90%), 占PM_2.5的76% (59%~93%); 冬季外来源占TSP的69% (52%~83%), 占PM₁₀的79% (52%~93%), 占PM_2.5的45% (7%~79%); 而在夏季和秋季, 外来源仅占~20%. 外来源在冬春季对北京矿物气溶胶的贡献要高于夏季, 这显然与冬春季气候差异有关. 沙尘暴期间外来源贡献最高达97%, 成为北京大气颗粒物的主要来源.     

快速溶剂提取-高效液相色谱法测定PM2.5中16种多环芳烃

建立大气细颗粒物(PM2.5)中16种多环芳烃(PAHs)的快速溶剂提取-直接进样-高效液相色谱测定方法.PM2.5经玻璃纤维滤膜收集,采样后的滤膜直接用乙腈经快速溶剂萃取仪提取,以乙腈和水作为流动相,提取液通过ZORBAX Eclipse PAH液相色谱柱分离,紫外串联荧光检测器检测.16种PAHs分离效果良好,在0.025~5.000μg/mL范围内线性相关系数r≥0.9998,方法加标回收率为78.3%~113.2%,相对标准偏差为0.5%~9.5%,检出限为0.007~0.062 ng/m3.本方法操作简便、快速、准确、灵敏,适于PM2.5中16种PAHs的同时测定.     

控温超声提取-气相色谱-三重四级杆质谱测定大气细颗粒物(PM2.5)中的多环芳烃

建立了控温超声提取-气相色谱三重四级杆质谱测定大气细颗粒物(PM2.5)中多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbon,PAHs)的分析方法。PM2.5中的PAHs用二氯甲烷-正己烷(2∶1,V/V)控温超声提取3次,每次提取20 min,气相色谱-串联质谱分析,得到16种PAHs和6种替代物的标准曲线线性关系良好,相关系数均大于0.99,16种PAHs的检出限范围为0.013~0.12μg/L。实验中还观察到PAHs在空白滤膜中有微量存在,回收率实验中得到6种替代物的回收率在58.7%~108.2%之间,16种PAHs的空白滤膜加标的平均回收率在88.3%~104.0%之间,相对标准偏差均低于9.0%,实际滤膜加标的平均回收率在77.3%~98.7%之间,相对标准偏差均低于6.0%,本方法能够满足实际大气样品的测定。     

雾过程对大气气溶胶PM10中多环芳烃粒径分布的影响

在雾天气高发期间采集大气气溶胶PM10分级样品,测定了这些样品中的16种优控PAHs.结果表明：雾区近地层大气中PM2.1和PM9.0的平均质量浓度明显增加,雾过程改变了PM2.1的昼、夜浓度变化特征;雾前、雾中与雾后大气PM10中16种优控PAHs主要分布在比表面积大的细粒子上,平均有83.04%分布在Dp <2.1μm的范围,雾中1.1~2.1μm粒子的∑16PAHs浓度明显增加,Dp <0.65μm粒子的∑16PAHs浓度略有降低,说明雾过程对细粒子中∑16PAHs的浓度分布产生明显影响;雾前、雾中与雾后白天时间段,PM10分级粒子的∑16PAHs积聚模态分布出现较大差异,雾中积聚模态峰位置较雾前与雾后向较大粒径偏移;一次连续雾过程中,白天的∑16PAHs积聚模态峰位置随着雾的持续向大粒径方向偏移并停留在1.1~2.1μm;夜间的∑16PAHs积聚模态峰位置没有变化,均在1.1~2.1μm,说明PM10∑16PAHs的粒径分布受雾过程持续时间影响较大.     

X射线荧光光谱法分析大气悬浮颗粒物中的无机元素

<正>PM是大气颗粒物的总称,英文全称为Particulate matter(颗粒物)。PM100是指总悬浮颗粒物,也称TSP,即直径不大于100μm的颗粒物。PM10又称为可吸入颗粒物,指直径大于2.5μm、不大于10μm,可以进入人的呼吸系统的颗粒物;PM2.5是指大气中直径不大于2.5μm的颗粒物,也称为可入肺颗粒物[1]。随着人们生活水平的提高,城市大气质量越来越受到人们的关注。无机重金属是受到监控的大气污染物重要指标之一。大气PM微粒中无机元素的     

固相微萃取-气相色谱串联质谱法检测北京大气细颗粒物中的多环芳烃

采用固相微萃取与气相色谱串联质谱联用,建立了快捷测定大气细颗粒物(PM2.5)中16种优控多环芳烃的方法.目标物先用二氯甲烷富集浓缩,然后用100 μm聚二甲基硅氧烷萃取纤维,通过超声萃取方式,在60℃条件下,萃取30 min.在优化的在多反应监测模式下,方法回收率在56.8％ ～ 106.0％之间,检出限为0.022～0.056 ng/m3.应用此方法检测了清华大学采样点采取的2013年1月1到15日北京PM2.5空气样品中的16种PAHs,实验结果表明,PAHs总质量浓度在290～1812 ng/m3之间,其中四环PAHs的总质量浓度最大(145 ～937 ng/m3),其次是五环PAHs(总质量浓度81.1～664.5 ng/m3),分子质量浓度较高的依次是荧蒽、芘、苯并(b)荧蒽、(蕴)、苯并(a)芘、苯并(k)荧蒽、苯并(a)蒽和菲,PAHs的污染主要来源于化石燃料燃烧和机动车排放.     

锦州市大气颗粒物中重金属形态分析及生物有效性评价

研究了锦州市秋冬季大气颗粒物中重金属元素Al、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb的化学形态和生物有效性。结果表明锦州市主要商业街和交通主干道的PM10和PM2.5污染比较严重,冬季取暖期间PM2.5平均超标3.4倍,最高超标达8.1倍。PM10和PM2.5中重金属Zn、Pb和Cu的含量较高,在PM10中最大值分别为0.903、0.392、0.272μg·m-3。Cd、Cu、Pb、Zn在大气颗粒物中主要以酸可提取态(F1)和氧化物结合态(F2)存在,这两种形态在环境中易迁移和转化,特别是Cd的F1和F2形态含量之和占总量的95%,其毒性较大。Cd的含量较低(0.006~0.018μg·m-3),但富集因子高(1880~2819),表明Cd人为污染严重;Cu、Zn和Pb的富集因子较高(100),表明其受人类活动影响较大。Cd和Zn在PM2.5中生物有效性系数分别为0.56和0.58,对大气环境和人体健康危害较大。     

高效溶剂萃取－固相萃取/气相色谱－质谱法测定大气颗粒物中多环芳烃和有机磷阻燃剂

建立了高效溶剂萃取（HPSE）－固相萃取（SPE）/气相色谱－质谱（GC－MS）测定大气颗粒物中16种多环芳烃（PAHs）和15种有机磷阻燃剂（OPFRs）的方法。以正己烷－二氯甲烷（1∶1,体积比）溶液为萃取溶剂,萃取液旋转蒸发浓缩后经Florisil固相萃取柱净化,PAHs和OPFRs的洗脱溶剂分别为10 mL正己烷－二氯甲烷（1∶1）和10 mL乙酸乙酯,洗脱液浓缩定容后进行GC－MS测定。16种PAHs和15种OPFRs的线性范围为0.001 ~ 2.0 μg/mL,相关系数（r2）均大于0.99;检出限（LOD,S/N = 3）分别为0.10 ~ 10.00 μg/L和2.59 ~ 75.00 μg/L,定量下限（LOQ,S/N = 10）分别为0.33 ~ 33.33 μg/L和8.63 ~ 250.00 μg/L;平均回收率分别为73.0% ~ 98.0%和69.3% ~ 111%,相对标准偏差（RSD）分别为3.7% ~ 13%和2.5% ~ 17%。该方法适用于大气颗粒物样品中多环芳烃和有机磷阻燃剂的测定。     

不同垃圾焚烧炉排放的PM10 中多环芳烃的研究

对大气可吸入颗粒物采样器进行改装，建立了垃圾焚烧炉烟气中PM10采样系统，并采集了三家垃圾发电厂焚烧炉排放烟气中的可吸入颗粒物。利用GC-MS对可吸入颗粒物中的16种多环芳烃进行定量研究，获得了多环芳烃的质量分数和浓度，并对不同环数的芳烃进行了比较，分析了不同样品中的多环芳烃的毒性参数。结果表明，颗粒物中的多环芳烃主要集中在4环、5环和6环，3环和2环所占比例较少；与燃煤电厂相比，垃圾焚烧发电厂排放的烟气中多环芳烃的浓度和毒性参数更高。     

大气气溶胶吸湿性及其对环境的影响

吸湿性是气溶胶重要的物理化学特性,不仅会影响气溶胶的生命周期和大气行为,还会对大气环境、气候和人体健康产生重要影响。本文简要介绍了气溶胶吸湿参数和热力学模型,对粒径、化学组分以及多组分共存等因素对气溶胶吸湿性的影响进行分析,进一步总结了城市、农村森林和海洋极地等不同区域气溶胶吸湿观测结果。吸湿增长因子g(RH)、散射吸湿增长因子f(RH)和吸湿性参数κ等常用吸湿参数可以衡量气溶胶的吸湿能力;Zdanovskii-Stokes-Robinson(ZSR)混合定律和各种热力学模型能预测不同化学成分气溶胶的吸湿能力,是研究多组分混合气溶胶和气相平衡的重要工具。粒径、化学组分和混合状态影响气溶胶的吸湿性,如气溶胶g(RH)、潮解点或风化点的改变。由于排放源和环境条件的不同,城市、农村、森林、海洋、极地地区气溶胶粒径分布、化学组分和混合状态具有差异,气溶胶吸湿性不同。气溶胶吸湿性直接影响气溶胶含水量和相态,改变气溶胶的大气化学过程、老化过程和大气寿命,还影响环境能见度、辐射效应和在人体内的沉积位置和毒性。通过总结吸湿参数、理论模型、实验室研究、外场观测和环境影响等多方面的最新研究成果,以期为未来的吸湿研究提供参考和借鉴。     

采暖期北京大气气溶胶中有机酸的测定

随着工业和交通运输业的迅速发展,空气污染日趋严重,其中城市大气气溶胶污染尤为突出.大气气溶胶是由分散在大气中的液态或固态颗粒形成的一种大气物质,气溶胶粒子的状态、大小、组成及运动方式等对人体健康,对空气质量、大气能见度、云和降水等均有重要影响[1].     

泰山顶大气气溶胶中金属元素的特征分析

采用Andersen分级撞击式采样器对泰山日观峰进行了大气气溶胶分级采样,并利用ICP-MS对其中典型金属元素浓度进行了分析.结果表明:Mg、Al、Fe、Ca、Mn、Ba在4.7～5.8 μm的粒径范围出现浓度峰值,Co、Ni、Mo、Na、Cu在4.7～5.8 μm和0.43～0.65μm的粒径范围出现双峰,Zn、Pb、Tl在4.7～5.8μm和0.43～1.1μm的粒径范围出现双峰.来自北方的干燥气团易造成Mg、Al、Mn、Fe等地壳元素浓度的升高,而来自南方的气团易造成Zn、Pb等污染元素浓度的升高.     

大气气溶胶中多环芳烃的特征光谱检测技术研究

采用紫外-可见分光光度法、傅立叶红外光谱法和恒能量同步荧光分析法进行实验室模拟测试,检测蒽、苯并[a]芘、荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[ghi]苝5种多环芳烃(PAHs),对比分析了各检测技术的灵敏度、精密度、检出限、线性范围、混合组分图谱分离度等指标。结果表明,恒能量同步荧光法的选择性最好,灵敏度(0.046 0~1.360 5Io.ng-1)和精密度(平均空白的RSD为4.1%)均最高,检出限(0.038~0.427μg.L-1)最低,线性范围较宽(0.126~7 157μg.L-1),是3种光谱分析法中最适合无分离在线检测气溶胶中多组分PAHs的方法。将该方法应用于实际大气环境气溶胶样品中各PAHs成分的定性鉴别和定量检测,5种PAHs均被检出,各物质的特征峰分离效果好,峰形明显,能满足实际测量的分析要求。     

大气气溶胶中溴、碘总量及其形态的提取和测定

比较了超声纯水提取不同时间和多种密封提取条件下大气气溶胶样品滤膜中溴、碘形态稳定性和提取率。结果表明:密封提取方法的提取率高于超声提取方法,但有可能破坏了某种未知的有机碘形态;在长时间纯水超声条件下,醋酸纤维(CF)空白滤膜加标回收中I-形态不稳定。因此,纯水超声提取5 min为最佳提取条件。对比醋酸纤维(CF)和玻璃纤维(GF)空白滤膜加标回收实验发现,各种提取条件下GF材质对样品中溴、碘形态稳定性的干扰比CF材质小。在优化大气气溶胶溴、碘形态提取方法的基础上,建立了HPLC-ICP-MS测定大气气溶胶中BrO3-、Br-、IO3-和I-的方法,并对合肥地区气溶胶样品中溴、碘总量及形态进行测定。合肥地区气溶胶中溴和碘总量浓度分别为883和231 pmol/m3。其中,Br-占总溴的69%,BrO3-未检出;70%的碘为未知形态,包括可溶性有机碘和不可溶性碘。     

成都市工业区大气环境污染状况研究

以成都东郊工业区为例,采集气溶胶样品用中子活化分析测定了24种元素的含量,将分析结果与京津地区、广州地区进行比较,并用气溶胶中元素含量的均值做了富集因子分析。结果表明,该区的气溶胶污染与煤炭燃烧等有关。     

北京大气颗粒物中正构烷烃污染特征的GC-MS法研究

直链烷烃又称正构烷烃(n-alkane),是城市大气中一类很重要的有机污染物,主要来源于高等植物角质蜡层的排放以及悬浮的孢子、微生物和昆虫等生物源,化石燃料、木材等的燃烧等人为源[1].     

大气半/中等挥发性有机物的组成及其对有机气溶胶贡献

本文综述了大气半/中等挥发性有机物S/IVOCs的测量技术、来源、大气行为及对有机气溶胶生成的贡献。S/IVOCs测量技术的进步主要依托于质谱技术的发展,分为离线和在线测量质谱测量技术。离线测量物种鉴别能力好,但预处理复杂、时间分辨率低;在线测量技术可以获得高时间分辨率的组分及气粒分配信息,对揭示化学反应机理具有重要作用。S/IVOCs的来源包括一次和二次源。目前对一次源排放的研究主要针对机动车和生物质燃烧。研究结果表明,汽油车、柴油车和生物质燃烧排放S/IVOCs分别为POA的2.9~8.5倍、4.5~20.4倍和0.83~5.57倍。汽油车排放的S/IVOCs氧化可贡献总SOA的34%~76%,柴油车则高达90%,生物质燃烧占80%。基于外场观测数据的模型模拟表明S/IVOCs对实际大气中SOA的贡献可达40%~85%,是不可或缺的SOA前体物。未来研究中,开发新的测量技术、定量分析源排放和环境大气中S/IVOCs浓度及其对SOA贡献是研究的关键,将外场观测、实验室模拟与模型模拟相结合,能够为S/IVOCs生成SOA机制探讨提供思路。     

Atmospheric Air Pollution with Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Krasnoyarsk Region Cities

Russian Journal of General Chemistry - The results of analysis of the content of benzo(a)pyrene and other high-molecular polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in atmospheric air samples collected...     

用于大气化学反应和二次有机气溶胶研究的实验室烟雾箱系统的搭建、测试与初步实验

为了从本质上认识和了解大气氧化反应进程以及二次有机气溶胶的形成机制,设计并搭建了一套实验室模拟烟雾箱系统．将质子转移反应质谱、同步辐射光电离质谱及气溶胶激光飞行时间质谱等特色质谱检测系统与烟雾箱结合,用于大气氧化反应气相和粒子相产物的定量与定性分析．通过一系列表征实验获得了该系统的基本参数,如烟雾箱内温度和光强特征,气体化合物和颗粒物的壁损耗速率,零空气的背景反应性及实验结果的可重复性．臭氧氧化α-蒎烯定量化实验和OH启动异戊二烯光氧化反应的定性检测结果进一步表明了该系统能够满足大气化学反应过程中气相和粒子相化学成分的定性分析及二次有机气溶胶的定量化研究的需要.