石家庄市冬季大气颗粒物中元素组分的特征分析

为研究石家庄市大气颗粒物的污染特征及其来源,于2013年2月选取石家庄市6个点位,分别采集大气中TSP,PM10和PM2.5的样品,采用ICP-MS法测定颗粒物中20种元素的浓度,并采用相关性分析、t检验法和富集因子法分析探讨石家庄市冬季大气颗粒物中元素污染特征。结果表明,石家庄市城区Al,Ca,Si,S元素在不同粒径颗粒物中含量都较高。根据标识元素分析,颗粒物中无机元素主要来源于燃煤尘、建筑尘和土壤尘,TSP,PM10和PM2.5中无机元素具有较好地统计相关性和同源性。通过富集因子分析,石家庄市大气颗粒物中的元素受人为因素影响的主要污染来源为燃煤、交通排放和冶金化工尘。     

石家庄市冬季大气中TSP，PM10，PM2.5污染水平研究

为研究石家庄市冬季大气颗粒物污染特征,于2013年2月采集TSP,PM10,PM2.5样品,用重量法分析其质量浓度,并对其相关性进行分析。结果表明,用环境空气质量标准(GB 3095-2012)来衡量,石家庄市冬季大气颗粒物TSP,PM10和PM2.5的日均浓度超标率分别为57.9%,82.9%和81.6%;超标倍数分别为1.28,1.86和2.24倍,超标情况严重;TSP与PM10和PM10与PM2.5相关系数分别为0.748 9和0.760 4,相关性较好;ρ(PM10)/ρ(TSP)平均值为0.74,ρ(PM2.5)/ρ(PM10)平均值为0.61,表明PM10和PM2.5污染严重。     

石家庄市采暖期环境空气颗粒物来源解析

为研究石家庄市大气颗粒物的污染特征及其来源,于2013年2月采集TSP,PM10和PM2.5样品,并对其质量浓度、无机元素、水溶性离子和碳组分进行分析。结果显示:采样期间TSP,PM10和PM2.5日均质量浓度分别为249~696,157~571和133~488μg/m3,颗粒物污染严重,各化学组分在细粒子中的富集更为明显。Cu,Cd,Pb,Co,Ni,Zn,V等元素受人为污染严重,TSP,PM10,PM2.5中水溶性离子平均质量浓度为158.82,147.31,127.84μg/m3,碳组分质量浓度均值分别为53.53,49.05和38.62μg/m3,污染水平较高,存在二次污染。     

利用SPAMS分析保山市细颗粒物的理化特征及来源

为了改善保山市的大气环境质量、预防细颗粒物污染,使用单颗粒气溶胶质谱仪分析了大气中PM_(2.5)的化学组分、粒径分布及来源。分析结果表明,采集到的大气颗粒物主要分为7类:元素碳(EC)、混合碳(ECOC)、有机碳(OC)、高分子有机碳(HOC)、富钾(K-rich)、矿物质(KWZ)和左旋葡聚糖(LEV)颗粒;颗粒类型以有机碳和元素碳颗粒为主,分别占到电离颗粒总数的27.8%和20.3%;不同类型颗粒粒径分布差异性较大。源解析结果表明,机动车尾气和燃煤源是主要的颗粒物贡献源,二者贡献率在60%以上;其次为扬尘源,贡献率为15%左右;机动车尾气为工作日的颗粒物首要贡献源,燃煤源为非工作日的首要来源;各类污染源贡献率变化具有一定周期性。研究结果不仅明晰了保山市大气颗粒物的来源,还可为保山市的大气污染防治决策提供数据参考。     

利用SPAMS构建石家庄市PM_(2.5)固定排放源成分谱库

依托单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),选取石家庄市燃煤、工业工艺、固废焚烧等固定排放源的典型企业展开了PM2.5固定排放源谱库的建立工作。通过对选取的有代表性的源排放样品进行采集和分析,获取了各排放源颗粒物的典型质谱信息和粒径分布特征。结果显示,三类污染源排放的颗粒物粒径峰值基本出现在1.0~1.5μm处;电力、水泥、制药、生活垃圾和危险废物焚烧行业排放的颗粒物粒径分布较窄,在0~3.0μm,而钢铁和医疗废物焚烧行业排放的颗粒物粒径范围较宽,在0~6.0μm左右;燃煤源的特征组分为Cr、有机低聚物、有机物和ECOC;工业工艺源的特征组分为OC,Fe,Pb,CaO,硅酸盐,有机胺;固废焚烧源的特征组分为元素碳、Pb、有机胺、Na,NaCl。该研究建立的石家庄市PM2.5固定排放源谱库,为石家庄市大气中PM2.5的在线来源解析提供了有效准确的识别依据。     

石家庄市大气颗粒物TSP，PM10和PM2.5主要成分研究

为了研究石家庄市大气颗粒物TSP,PM_(10)以及PM_(2.5)中的主要成分,在不同季节分别采集了该市6个点位的颗粒物样品,对其主要成分的浓度与含量进行了分析。研究表明,TSP,PM_(10)以及PM_(2.5)中的主要成分为SO~(2-)_4,NO~-_3,NH~+_4,Al,Si,Fe,OC,EC等,这些主要成分在各粒径中呈现季节性变化的特点。春季以扬尘污染为主,冬季燃煤污染显著,夏秋季为复合型污染。市区6个点位主要成分的变化规律基本一致,"西南高教"与"西北水源"的颗粒物污染较为严重,可能与其周围污染源分布有关。     

石家庄市大气PM_(10)单颗粒形貌成分分析与来源识别

为了解石家庄市PM10的污染状况,应用扫描电镜能谱技术分析了石家庄市春季大气中PM10的形貌、粒径与成分特征。研究表明,石家庄市春季PM10形貌多样,球形颗粒较多,以小于0.5μm的细粒子为主,粒子数量随着粒径增大而减少。春季重污染与良2个空气质量等级下,重污染含硫颗粒的数量比良时高6.3%,说明重污染气象条件有利于二次粒子的生成。结合单颗粒常用来源得到石家庄市主要源类的贡献率,燃煤、工业排放、土壤及扬尘、机动车尾气为石家庄市主要源类。碳质颗粒为PM10主要组分,其数量占比为87%,主要来源为燃煤,石家庄市仍属煤烟型污染,但由于技术条件的限制,机动车尾气贡献值可能被低估。     

石家庄市冬季典型重污染过程分析

为研究石家庄市冬季重污染天气过程的成因及影响因素,对2015-01-07至2015-01-10这一时间段的重污染过程从PM2.5浓度变化、气象条件演变及其对PM2.5浓度的影响、PM2.5与主要气态污染物的相关性、区域性污染传输等方面进行分析。结果表明:此次石家庄市重污染过程是在区域性大气静稳态背景下形成的,地面压力及风场对PM2.5浓度影响较大;石家庄NO2浓度与PM2.5浓度相关性很高,机动车尾气对城市的污染逐渐加剧;SO2浓度与PM2.5浓度相关性高说明燃煤仍是石家庄市重要污染来源;该时间段河北南部城市区间存在污染物区域性传输。     

石家庄市PM_(2.5)工业源成分谱的建立及分析

石家庄大气污染严重,尤其是PM2.5浓度经常居高不下。为更加有效地降低PM2.5的浓度,需要对石家庄市PM2.5的来源进行精确解析。为了更加精确地进行源解析工作,需要以本地排放源的成分谱作为输入参数,目前关于石家庄市PM2.5工业源谱的研究还未见有文献报道。选取石家庄市具有代表性的若干工业,借助各种先进分析测试手段,深入细致地分析了石家庄市PM2.5的工业源谱,对于研究石家庄市PM2.5源解析具有很大的参考价值。研究发现:电力行业源谱中的Al可作为电力行业燃煤源标志性化学组分,且含量高于其他城市数据,是石家庄市电力行业源谱的显著特点;在钢铁行业源谱中,Fe和Ca的含量明显区别于电力行业源谱,可作为石家庄市钢铁行业源谱的标志性化学组分。     

石家庄市城市道路扬尘成分谱及特征分析

为研究石家庄市道路扬尘对大气环境的影响,对石家庄市城市道路12个路段扬尘进行样品采集,经再悬浮处理后采用电感耦合等离子体质谱法、离子色谱法和热光分析法对扬尘中PM_(10)及PM_(2.5)样品进行无机元素、水溶性离子和碳进行分析,建立了石家庄市城市道路扬尘中PM_(10)及PM_(2.5)成分谱,确定标识性元素为Ca与Si,其中水溶性离子大多存在于PM_(2.5)中,主要为Ca~(2+)和SO_4~(2-)。通过研究成分谱中各组分成分特征,可知石家庄市城市道路扬尘主要来源于建筑施工、燃煤排放、土壤风沙和机动车尾气排放,其中扬尘中的细颗粒物主要来源于燃煤排放。因此应采取综合治理的方法减少石家庄市城市道路扬尘。     

石家庄市冬防期细颗粒物污染特征及源解析

为了探究石家庄市冬防期细颗粒物（PM_2.5）的主要污染来源,推动石家庄市环境空气质量持续改善,采用在线单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）捕集的PM_2.5粒子信息,结合自适应共振神经网络分类方法（ART-2a）和石家庄市污染源谱图信息,对2017年10月1日—2018年3月31日、2019年10月1日—2020年3月31日、2021年10月1日—2022年3月31日的石家庄市PM_2.5污染物来源进行解析。结果表明：1）石家庄市冬防期PM_2.5主要受燃煤源、机动车尾气源、工业工艺源共同作用的影响,3种污染源对PM_2.5浓度的贡献率超过60%;2）第3阶段与前2个阶段相比,在不同月份和污染时段机动车尾气源对PM_2.5贡献率占比均升高9个百分点以上,贡献占比最大,机动车尾气源逐渐取代工业工艺源成为PM_2.5首要污染源;3）受春节影响,2月份机动车尾气源对PM_2.5贡献率明显降低;4）第3阶段燃煤源和工业工艺源对PM_2.5浓度的影响降低,但2个污染源对PM_2.5浓度的贡献率仍然较大,贡献占比超过30%。研究结果为石家庄市进一步加强对机动车尾气源的管控提供了依据,同时对未来石家庄市提前采取针对性污染源管控,减缓大气污染的发生提供了数据支撑。     

基于卫星遥感监测的石家庄市近地面PM2.5浓度时空动态分析

为了掌握石家庄市区域PM_2.5浓度的空间分布情况及其时间变化规律，更好地向大气污染治理及环境行政执法部门提供技术支持，利用卫星遥感数据开展了区域颗粒物浓度时空动态分析研究。基于Himawari-8卫星遥感数据，通过建立时空回归模型反演PM_2.5浓度，并对所得到的石家庄市2019年近地面PM_2.5的浓度，进行了时间和空间的动态分析。结果表明：1）从时间上来看，2019年PM_2.5月度变化基本呈两边高中间低的态势，取暖季月均浓度明显高于其他月份，且相对于2018年监测浓度有所上升；2）从空间来看，2019 年PM_2.5平均浓度呈现西低东高的形势，且东部各个县区高浓度“热点”聚集程度明显高于西部县区，但热点聚集性从第一季度到第四季度呈现出逐渐转弱的现象；3）遥感监测与地面监测的PM_2.5浓度相关性系数在0.7以上，验证了基于遥感反演进行PM_2.5浓度监测的可行性。因此，采用遥感手段对大气环境进行监测，可以全面获取区域大气环境的时空分布特征，并能够协助环保人员有针对性地核查与防范污染事件，具有较大的应用潜力。     

大气颗粒物源解析监测中的质量控制

为确保石家庄市大气颗粒物源解析研究数据的准确性和精密性,首先结合城市自然环境、能源结构、大气环境质量现状等进行合理布点采样,同时在大气颗粒物样品采集、滤膜称量、化学组分分析等监测过程中实施了空白分析、实验室平行样分析、标准曲线绘制与核查、加标回收、有证标准物质核查等一系列质量保证措施,通过对这些质量保证措施实施情况的阐述与质量控制数据的统计、计算与分析,证明了该大气颗粒物源解析监测工作从样品采集及其称量到化学组分分析等全过程是真实有效的,表明了石家庄市大气颗粒物源解析监测数据的准确性和监测工作的可靠性。     

石家庄市一次雨雪过程大气污染特征分析

为了研究气象条件与大气污染之间的关系,结合气象资料和环境监测数据分析了2015-11-21至2015-11-25石家庄市一次雨雪过程对各类污染源及污染物浓度的影响,并利用Pearson相关系数法分析不同污染物之间及污染物浓度与气象要素之间的相关关系。结果表明:此次雨雪过程对面源影响最大,扬尘接近零排放;对移动源的影响主要表现为机动车早晚高峰时段及车辆怠速时间的延长;对工业点源影响较小。颗粒态污染物与SO2,NO2和O3(8h)的浓度呈显著正相关,说明污染物来源呈现一定的同源性。雨雪期间主要污染物浓度与温度呈显著相关性,风速的扩散和稀释作用仅对PM2.5有较明显的影响。     

基于SPAMS研究石家庄市春节期间重污染过程

2018年2月15日—2月21日春节假期,石家庄市出现了2月份以来污染最重、持续时间最长的一次空气污染过程。为探究重污染天气成因,采用位于石家庄市大气自动监测站的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),对春节期间的细颗粒物化学组成进行了分析,结合空气质量状况及气象条件等因素,对重污染天气的成因进行了推定。结果表明,在此次污染过程期间,地面持续处于低压幅合,边界层低,逆温现象严重,致使18日和19日的污染物浓度累积升高;同时根据SPAMS污染特征分析可知,春节期间发生的重污染过程中,燃煤和工业工艺源的累积,加剧了二次转化,且随着PM2.5浓度的攀升,细颗粒物中重金属和矿尘颗粒占比有一定的增加,二次无机源和烟花源的贡献变化较为突出。研究石家庄市春节期间大气污染物的组成及其成因,可为科学有效地制定大气环境调控策略提供技术参考。     

石家庄市PM_(10)和PM_(2.5)中多环芳烃的分布及来源分析

于2013年春、夏、秋、冬四季采集石家庄市6个采样点PM10和PM2.5样品,分析其中的多环芳烃,研究了石家庄市PM10和PM2.5中PAHs在不同季节的污染水平、组成特征和主要来源。结果表明,石家庄市PM10和PM2.5中有15种PAHs检出,全年PM10中PAHs的质量浓度为7.5~510.5ng/m3,PM2.5中PAHs的质量浓度为3.6~460.6ng/m3;PAHs浓度季节变化明显,冬季浓度明显高于其他季节。春、夏、秋、冬四季PM10和PM2.5中的PAHs主要分布在细粒子中。4环和5环化合物是PAHs的主要成分,占比为66%~79%。与其他季节相比,冬季4环PAHs的含量高,5环和6环PAHs的比例相对低。运用比值法综合分析,石家庄市PM10和PM2.5中PAHs在冬季主要受到燃煤污染源的贡献,在春、夏、秋季,受燃煤污染和机动车污染综合作用。     

石家庄市空气质量状况分析

针对石家庄市已采取多项治理措施,但大气污染治理成效仍不显著的现状,为改善石家庄市的空气质量,在对石家庄市气象条件、地形地理情况、社会经济发展模式及大气污染源排放状况进行综合分析的基础上,运用大气环境质量模型,模拟计算得出各项大气污染源对石家庄市空气质量的贡献比例和本区域外部传输的影响。在石家庄市自然等因素不利于污染物扩散的的前提下,针对石家庄市以燃煤为主的能源结构和高耗能产业占比较大的产业结构等现状,提出应增加清洁能源在现有能源结构中的比例、应用成熟可行技术提升工业企业治理污染的能力,以及重污染天气时采取多方面管控措施等手段。研究结果对改善石家庄市的空气质量有一定的参考价值。