ICP-MS测定PM2.5中痕量重金属及铅同位素

建立了HNO3-H2O2湿法消解、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定PM2.5样品中痕量重金属Cr,Ni,Cu,As,Cd,Pb和Pb同位素的方法。通过内标校正克服了基体效应、物理效应和仪器的长短期漂移的干扰。在ICP-MS优化参数下,测定的痕量元素及Pb同位素的标准曲线相关系数均优于0.9997,5种痕量元素的方法检出限在0.01~0.07μg/L之间,4种Pb同位素的方法检出限在0.014~0.07μg/L之间。通过测定滤膜标准物质(GBW(E)080212)和Pb同位素标准物质(NIST981)考察了方法准确性,测定值均在标准值范围内。当Pb质量浓度大于10μg/L时,浓度对Pb同位素比值的测量影响不显著。运用该方法测得厦门市PM2.5中6种痕量重金属元素的RSD小于4.8%,Pb同位素RSD小于0.5%。     

凹凸棒黏土对燃煤PM2.5排放及团聚捕集特性影响

在固定床反应系统上考察凹凸棒黏土对燃煤可吸入颗粒物PM_2.5的排放及团聚捕集特性影响,分析凹凸棒黏土添加量以及添加凹凸棒黏土情况下燃烧气氛、燃烧温度和钙硫物质的量比等参数对燃煤PM_2.5的数量浓度、质量浓度以及团聚捕集率的影响规律。结果表明,煤燃烧过程中添加凹凸棒黏土可以显著降低PM_2.5排放浓度,凹凸棒黏土的添加量不宜超过3%(质量分数);空气气氛下燃烧产生的PM_2.5多于O₂/CO₂气氛;随着钙硫物质的量比的增大,PM₁的质量浓度减小,但PM_1~2.5的质量浓度增大,颗粒物的粒径有向更大粒径转移的趋势;燃烧温度的升高会促进PM_2.5各粒径范围颗粒物的生成,降低了凹凸棒黏土对PM_2.5团聚捕集率。     

生物质燃烧源PM2.5在水汽条件下长大特性的研究

研究了生物质燃烧源产生的细颗粒在水汽条件下的长大特性,通过生长管实验研究了不同的热水温度、颗粒初始浓度、颗粒在生长管中的停留时间及表面活性剂下生物质燃烧源细颗粒在水汽过饱和条件中的长大特性。与燃煤细颗粒在水汽条件下的长大结果进行对比,生物质燃烧源细颗粒的长大效果要比燃煤细颗粒长大效果要好,热水温度的升高、停留时间的延长有利于细颗粒的长大,小粒径段颗粒的长大则几乎不受颗粒初始浓度的影响,添加一定量的表面活性剂可以使得生物质燃烧源细颗粒全部长大至1μm以上。     

广州市夏、冬季室内外PM2.5中元素组分的特征与来源

通过采集广州市9个居民住宅室内、外的PM2.5样品,测定分析PM2.5中18个元素组分的质量浓度,分析讨论其污染、分布特征并解析其污染来源。经过比较得知,广州市PM2.5中元素污染较严重;不同类型住宅PM2.5中元素浓度存在空间分布特征;大部分元素浓度具有夏季比冬季低的变化特征;室内与室外元素浓度比值介于0.4974～2.0497之间;元素浓度的室内、室外相关拟合结果说明冬季室内空气受室外空气影响比夏季时情况更明显;基于富集因子分析,Se、As、S、Pb、Br、Zn和Cl元素高度富集;Ni、V、Cu元素中等富集,主要来自人为源,而Cr、Sr、K、Mn、Ca和Ti元素不富集,主要来自自然源。     

脱硫废水蒸发增强电除尘脱除PM2.5和SO3实验研究

搭建燃煤热态实验系统,研究脱硫废水蒸发对电除尘和脱硫系统的影响;考察脱硫废水蒸发前后细颗粒粒径的变化、电除尘出口PM_2.5和SO₃浓度变化;分析增强电除尘脱除PM_2.5和SO₃机理。结果表明,脱硫废水蒸发后,蒸发室出口细颗粒粒径峰值由0.1 μm增大到1.1 μm,观察脱硫废水蒸发前后扫描电镜,明显观察到废水蒸发后颗粒团聚长大,颗粒间存在絮状物;采用脱硫废水烟道蒸发后,电除尘细颗粒脱除效率提高5%左右,PM_2.5数量浓度脱除效率提高25%左右;SO₃脱除效率为60%-80%,烟气中SO₃浓度对增强电除尘脱除PM_2.5和SO₃均有影响;脱硫废水蒸发对脱硫系统的效率和脱硫浆液的pH值没有影响。     

流化床O2/CO2气氛下添加石灰石对燃煤PM2.5的控制

采用小型流化床研究了在O₂/CO₂气氛下添加石灰石对PM_2.5(空气动力学直径小于2.5 μm的颗粒物)的控制.实验采用荷电低压撞击器(ELPI)采集和分析燃烧后的PM_2.5.结果表明,添加石灰石是燃烧过程中影响PM_2.5生成的重要因素.添加石灰石后,生成PM_1.0的数量浓度均降低,而PM_1.0~2.5的数量浓度均略有增加;PM_2.5质量粒径分布均呈双峰分布,峰值分别出现在0.2和2.0 μm左右.随着Ca/S物质的量比的增加,PM_2.5中Si、Na、K、S和Cu的含量呈减少的趋势;随着颗粒粒径的减小,S、Cu、K和Na的含量有增大的趋势,而Si的含量有减少的趋势.     

O2/CO2气氛下O2浓度对燃煤PM2.5形成的影响

采用管式炉和荷电低压撞击器(electrical low pressure-impactor,ELPI)研究了徐州烟煤在O₂/CO₂条件下燃烧后生成的PM_2.5排放特性。结果表明,在O₂/CO₂气氛下,煤粉在不同O₂浓度燃烧所产生的PM_2.5质量浓度均呈双峰分布,峰值分别在0.1和2.0 mm左右;随着氧含量的增加,PM_2.5的质量浓度增加;S、K和Na在亚微米颗粒上明显富集,而Si和Ca未在亚微米颗粒上富集;通过对颗粒物的粒径分布、元素分析和形貌观察,认为亚微米颗粒主要是矿物质蒸发鄄凝结机制形成的,而超微米颗粒主要是煤焦与外部矿物质的破碎以及内在矿物质聚合形成的。     

杭州市冬季大气气溶胶PM2.5中二恶英和多氯联苯的污染特征

2014年1月在杭州市选择5个点位采集大气颗粒物PM_2.5样品,采用同位素稀释高分辨气相色谱/高分辨质谱测定PM_2.5中的二恶英（PCDD/Fs）和多氯联苯（PCBs）,对PM_2.5的污染状况以及PM_2.5中PCDD/Fs和PCBs的污染水平及分布特征进行了研究。PM_2.5的质量浓度范围为85~168 μg/m³,PM_2.5污染较重,但与2004年同期相比明显降低。PM_2.5中PCDD/Fs的毒性当量（TEQ）为0.277~0.488 pg I-TEQ/m³,明显高于2004年同期采集样品。颗粒物中PCDD/Fs以八氯代二苯并-对-二恶英（OCDD）为主,毒性当量主要贡献者为2,3,4,7,8-五氯代二苯并呋喃（2,3,4,7,8-PeCDF）。PM_2.5中PCBs的质量浓度范围为2.9~8.1 pg/m³,二恶英类多氯联苯（DL-PCBs）的毒性当量范围为2.6~6.1 fg WHO-TEQ/m³,污染较低。PCBs在颗粒物中分布以PCB-28为主,但对毒性当量贡献最大的为PCB-126。PCDD/Fs和PCBs的气-固分配特征表现为PCDD/Fs主要分布于颗粒物中,而PCBs主要分布于气相中。     

北京大气颗粒物PM10和PM2.5中水溶性阴离子的组成及特征

利用离子色谱技术对北京PM10和PM2.5中的水溶性阴离子（F^-,Cl^-,NO3^-和SO4^2-）进行了分析测定,并讨论了它们的分布、浓度变化和来源.F^-,Cl^-,NO3^-和SO4^2-离子的总质量分别占PM10和PM2.5总量的18.2%和24.2%,是大气颗粒物的重要组分.其中F^-主要存在于PM10的粗颗粒中,而Cl^-,NO3^-和SO4^2-则主要在细颗粒中富集.PM10和PM2.5中Cl^-在总氯中所占的比例分别达到了49.5%和40.3%,并与总氯具有非常好的相关性.氯在大气中明显富集,其主要的人为来源为煤的燃烧.SO4^2-和NO3^-具有比较好的相关性,其浓度在7月份最高,9、10月较低,进入冬季采暖期之后浓度升高.在PM10和PM2.5中NO3^-与SO4^2-的质量之比分别在0.1～0.6和0.1～0.5之间,说明燃煤对它们的贡献要大于汽车尾气.     

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。     

广州大气细粒子中有机碳、元素碳和水溶性有机碳的分布特征

在广州市中山大学采样点进行了为期1年的大气细粒子(PM2.5)采样,监测分析得到PM2.5及有机碳(OC)、元素碳(EC)和水溶性有机碳(WSOC)等组分的质量浓度,并进行了比较和评价分析。结果表明广州市细粒子碳污染较严重。对OC、EC和WSOC质量浓度的月变化和季节变化特征进行了讨论,并分析了原因。OC、EC浓度相关性好,表明OC、EC来源大部分相同。根据OC/EC比值,估算二次有机碳(SOC)量,结果是SOC占OC的1/3。讨论了SOC和SOC/OC比值的季节分布,结果证明SOC夏季生成比冬季多。     

电感耦合等离子体质谱法测定PM2.5中的重金属元素

采集环境空气细颗粒物(PM2.5)样品,建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定PM2.5中10种重金属元素的方法。样品经5%HNO_3超声浸提,过滤后,用ICP-MS测定。结果表明:10种重金属元素的检出限在0.030μg/L~0.13μg/L之间;线性关系良好,精密度为0.82%~4.3%,回收率为80.1%~113.0%。该方法快速、准确,可用于PM2.5中重金属元素的测定。     

Pollution characteristics of ambient PM2.5-bound PAHs and NPAHs in a typical winter time period in Taiyuan

The pollution characteristics of ambient fine particulate matter（PM2.5） containing polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs） and nitrated PAHs（NPAHs） in samples collected during a typical winter time period in Taiyuan of China were investigated.The obtained results revealed that the mean mass concentrations of PM2.5,SPAHs（sum of 16 PAHs） and SNPAHs（sum of 3 NPAHs） on PM2.5were161.4 mg/m3,119.8 ng/m3and 0.446 ng/m3,respectively.Diagnostic ratios of PAHs and NPAHs implied that coal consumption might be the main source of the PM2.5pollution.The measured PM2.5mass concentrations,BaP equivalent toxicity（28.632 ng/m3） and individual carcinogenicity index（3.14 10 5） were much higher than those of the recommended safety standards.     

Carbonaceous species of TSP in urban and rural sites around coal-fired power stations in northwestern Greece

Total suspended particles from urban and rural locations around an industrial complex with four coal-fired power stations were collected for a period of 6 months (January-June 2001). Mass concentrations of TSP and carbonaceous species (TC, EC, OC and BC) were determined for seven sampling sites of the studied area. The contribution of TC mass to the total particle mass was similar for all sites with an average value of 12.36±1.27%. The fraction of elemental carbon (EC) was estimated between 32 and 46% of the total carbon (TC). The relationship between organic and elemental carbon showed the primary origin of organic carbon (direct emissions). The OC/BC ratio values were also considered in order to get information about the enrichment of aerosols in organic carbon. Four conditional categories out of the sampling site ‘collection were additionally extracted (“urban”, “rural”, “far” and “close” location to the power stations) and considered with respect to the values of the ratios OC/BC and OC/EC and the multiple correlation coefficients R² for the concentrations of OC, BC and EC. It has been found that in some cases the correlation coefficients rather than the ratios could inform on the type of site.     

微波消解–原子荧光法同时测定PM2.5中砷、汞含量

采用微波消解–原子荧光法测定PM2.5中砷、汞含量。实验结果表明,当还原剂硼氢化钾的质量分数为2%、溶液介质酸度为4%(体积分数)盐酸时,同时测定砷、汞可获得最佳的荧光值。砷、汞测定的检出限分别为0.027,0.006μg/L,空白滤膜的加标回收率分别为95.3%~101.7%,96.0%~106.0%,样品的加标回收率分别为95.0%~103.5%,93.3%~110.0%。该法检出限低,准确度高,适用于环境空气PM2.5中砷、汞含量的测定。     

广州市住宅室内外大气羰基化合物的监测分析

选择代表性住宅,在其室内、外同步开展大气羰基化合物的监测分析,准确评价大气羰基化合物的污染状况,揭示其来源。用涂覆2,4-硝基苯肼(DNPH)的硅胶采样管收集羰基化合物,借助高效液相色谱完成样品分析,共检测了13种羰基化合物,其中甲醛、乙醛两种物质的平均浓度最高,占被测物质总浓度的30%~67%。甲醛、乙醛的浓度,夏季室内平均为53.47μg/m3、17.81μg/m3,室外平均为15.00μg/m3、10.97μg/m3;冬季室内平均为37.97μg/m3、11.49μg/m3,室外平均为10.44μg/m3、8.15μg/m3。大气羰基化合物呈现夏季高于冬季、室内大于室外的浓度变化规律。甲醛/乙醛和乙醛/丙醛比值结果反映城市大气羰基化合物的人为污染。     

离子色谱法测定PM_(2.5)中可溶性阴离子含量不确定度评议

准确测定大气颗粒物中水溶性组分对分析污染物来源及身体健康具有重要意义。本文采用离子色谱法测定PM2.5中水溶性阴离子(氯离子、硝酸根离子、硫酸根离子)含量,并对测定的不确定度进行分析。分析过程不确定度来源是样品重复性测量引入不确定度,样品测量准确性引入不确定度和标准曲线的不确定度。应用不确定度评定理论,分别计算氯离子、硝酸根离子和硫酸根离子的合成不确定度。结果表明,滤膜质量与取样环节是不确定度的主要来源。为了提高分析准确性,建议使用本底低的滤膜,取全样分析。     

O_2/CO_2气氛添加高岭石对燃煤PM_(2.5)排放的影响

采用管式炉研究了在O2/CO2气氛下添加高岭石对PM2.5(空气动力学直径小于2.5μm的颗粒物)排放特性的影响。实验采用荷电低压撞击器(ELPI)采集和分析燃烧后的PM2.5。结果表明,添加高岭石是燃烧过程中影响PM2.5生成的重要因素。添加高岭石后,生成PM1的数量和质量浓度均降低,而PM1-2.5的数量和质量浓度均略有增加,PM2.5粒径分布均呈双峰分布,峰值点分别出现在0.2μm和2.0μm左右。随着高岭石添加质量比的增加,PM2.5中的S、Pb、Cu、Na和K五种元素的浓度呈下降趋势。粒径小于0.317μm的亚微米颗粒通过气化-凝结机理形成,而超微米颗粒则是通过亚微米颗粒凝聚、聚结和矿物质熔融、破碎、聚结形成。