石家庄市春季PM_(10)和PM_(2.5)浓度及其水溶性离子组分特征分析

对2013年春季石家庄市PM10和PM2.5中水溶性离子进行分析,石家庄市春季PM10平均质量浓度为354.9μg/m3,总水溶性无机离子质量浓度为105.48μg/m3,其中SO2-4,NH+4,Ca2+,Cl-和NO-3是主要的水溶性无机离子,占总离子质量分数依次为40.89%,17.93%,13.49%,10.75%和9.09%,共计92.15%;PM2.5平均质量浓度为174.4μg/m3,总水溶性无机离子质量浓度为86.45μg/m3,与PM10中一样,SO2-4,NH+4,Cl-,NO-3和Ca2+是主要的水溶性无机离子,占总离子质量分数依次为41.06%,24.25%,12.11%,8.34%和5.32%,共计91.08%。石家庄市春季PM10及PM2.5中NO-3/SO2-4比值分别约为0.22和0.20,由此判断石家庄市春季主要污染以固定源为主,以燃煤及工业生产为主要来源。     

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。     

石家庄市冬季大气颗粒物中水溶性离子与重金属成分研究

为研究石家庄市冬季大气颗粒物中的组分特征,2015年1月采集了石家庄市大气中PM_(10)和PM_(2.5)样品,采用离子色谱和ICP-MS分别测定了颗粒物中的8种水溶性离子和6种重金属元素的含量。结果表明,石家庄市PM_(10)中Cr,Cu,Zn,Cd,Pb,Ni重金属质量浓度范围在0.02~1.72μg/m~3之间,水溶性离子平均质量浓度为125.5μg/m~3,其中Cl-,NO_3~-,SO_4~(2-),NH_4~+分别占总离子质量分数的11.6%,7.8%,43.4%,19.0%,共计81.8%。PM_(2.5)中6种重金属质量浓度范围在0.01~1.23μg/m~3之间,水溶性离子平均质量浓度为104.9μg/m~3,其中Cl-,NO_3~-,SO_4~(2-),NH_4~+分别占总离子质量分数的12.5%,7.2%,43.3%,18.7%,共计81.7%。PM_(10)和PM_(2.5)中NH_4~+与SO_4~(2-)的相关性较好,NH_4~+可能主要以硫酸盐形式存在。PM_(10)和PM_(2.5)样品中重金属的相关性基本一致,Cr和Ni的相关性较好,表明其可能来源于同一污染源,Cu,Zn和Ni之间的显著性相关说明这3个元素有可能同源。     

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。     

石家庄市不同梯度大气颗粒物碳组分特征分析

为了探讨石家庄市大气颗粒物中碳组分浓度水平与梯度变化,于2013年7月采集了石家庄市不同梯度大气颗粒物PM2.5,PM10和TSP样品,采用重量法测定颗粒物浓度,采用热光碳分析仪测定颗粒物中的EC(元素碳)和OC(有机碳)的浓度,并采用相关分析及丰度分析探讨石家庄市不同梯度碳气溶胶污染变化特征。结果表明:大气颗粒物中EC和OC主要存在于细颗粒物中,不同梯度颗粒物中OC和EC相关性较好,说明OC与EC的来源相似;不同梯度的ρ(OC)/ρ(EC)大部分超过2.0,表明石家庄市空气中存在一定的二次污染。从颗粒物中8个碳组分丰度初步判断石家庄市颗粒物中碳组分的主要来源是燃煤、汽车尾气及道路扬尘。     

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。     

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。     

中国科学院城市环境研究所研究员、博导郑煜铭标准还需完善

空气污染非常复杂,颗粒污染物是当前大家普遍关注的空气污染物。环境空气质量标准（GB3095-2012）划分里,有专门针对PM2.5的浓度限值,一级浓度限值为日均浓度不大于35μg/m3,二级浓度限值为日均浓度不大于75μg/m3。应该强调指出,在不同污染程度空气环境下,相应防护等级口罩应能够确保人体所吸入的空气所含细颗粒物浓度低于75μg/m3（即空气质量类别良及以上）。     

石家庄市区PM_(2.5)时空分布特征

石家庄市大气污染严重,尤其是PM_(2.5)浓度经常居高不下。为了更全面地掌握石家庄市PM_(2.5)浓度的变化规律,需要对其时间和空间变化规律进行长时间序列的分析。根据2013—2015年石家庄市区的监测数据,采用GIS空间分析方法,研究了PM_(2.5)的时空分布特征。结果表明,2013年PM_(2.5)平均质量浓度为154μg/m3,2014年为124μg/m3,2015年为89μg/m3;季节性分布规律明显,月均浓度均呈波浪形分布,日变化呈双峰形分布;还呈现出周末浓度高于工作日浓度的"周末效应"端倪;空间分布上呈现市区东南部污染较轻、北部污染较重的空间格局,并且污染较重的空间范围在逐渐缩小,污染较轻的空间范围逐渐扩大。研究结果有利于准确掌握石家庄市区PM_(2.5)污染的时空分布,从而有针对性地开展环境污染防控。     

石家庄市2005-2012年环境空气质量变化及影响因素分析

利用石家庄市区环境空气质量定点监测资料,研究了市区2005-2012年环境空气质量变化趋势及影响因素。结果表明:石家庄市首要污染物是PM10(可吸入颗粒物),其次为SO2(二氧化硫),呈现尘污染和煤烟型污染特征;SO2和NO2(二氧化氮)、PM10月均值总体呈非采暖期小于采暖期的趋势,PM10在非采暖期3-5月份出现一个小高峰,沙尘天气影响可能是其主要原因。API(空气污染指数)的月均值与PM10月际变化趋势一致,表明石家庄市大气污染以尘污染为主。总体上,PM10呈现显著下降趋势,SO2和NO2呈不显著上升趋势,空气综合污染指数表现为不显著下降。能源结构变化、产业结构变化、污染源综合整治对减轻环境空气污染起到一定的作用。     

羧甲基壳聚糖-Cu2+配合物催化分解H2O2的研究

研究羧甲基壳聚糖-Cu²⁺配合物对H₂O₂分解的催化活性及影响因素。以壳聚糖为原料,制备水溶性羧甲基壳聚糖(CMC),再以其为配体制备CMC-Cu²⁺配合物,并将CMC-Cu²⁺配合物应用于催化H₂O₂分解的反应,考察了w(CMC)/w(CuCl₂)、体系pH值对H₂O₂分解的影响。结果表明:温度为25℃,w(CMC)/w(CuCl₂)为5∶1时形成的CMC-Cu²⁺配合物,在pH值为7附近,对质量分数为5%的H₂O₂的分解率12h为92.5%,24h为99.5%,说明CMC-Cu²⁺配合物对H₂O₂分解有良好的催化作用。     

聚噻吩修饰纳米结构TiO2膜电极光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了聚噻吩(PTh)膜和纳米结构TiO₂/聚噻吩(ITO/TiO₂/PTh)复合膜的光电转换性质。结果表明,PTh膜的禁带宽度为2.02eV,价带位置为-5.86eV,导带位置为-3.84eV。在ITO/TiO₂/ PTh复合膜电极中存在p-n异质结,在一定条件下异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离,PTh修饰ITO/TiO₂电极可使光电流产生波长发生明显红移,从而提高了宽禁带半导体的光电转换效率。在实验条件下,单色光的光电转换效率最高可达到13%。     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及其光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛,以甲基橙为模型污染物,考察了影响纳米二氧化钛光催化活性的主要因素,并采用TEM,XRD等方法对样品进行了表征。结果表明:具有较高光催化活性的纳米二氧化钛的制备条件是钛酸丁酯、无水乙醇、冰乙酸、水的比例(体积比)为10∶19∶8∶4,500℃下煅烧2h；纳米二氧化钛质量浓度为1g/L时光催化效果最佳；纳米TiO₂具有锐钛矿型晶体结构,平均粒径为10～20nm。     

滏阳河邯郸段CODCr降解系数研究

降解系数的确定是水环境容量核算的关键因素。通过现场水团追踪实验,采用一维稳态水质模型进行参数率定;同时进行了室内模拟研究,运用最小二乘法进行回归计算,综合考虑2种方法测定结果,得到滏阳河邯郸段枯水期CODCr降解系数为0.152~0.270d-1;平水期CODCr降解系数为0.209~0.384d-1;丰水期CODCr降解系数为0.215~0.437d-1。     

石家庄市秋季以NO2为主的气态污染物典型污染案例分析

为保障空气质量明显改善,石家庄市采取了一系列举措治理大气污染,然而2015年9月出现了一次以NO_2为首要污染物的气态污染物典型污染过程,各项气态污染物浓度明显高于历史同期水平。NO_2作为二次颗粒物及光化学污染的重要前体物,研究其污染来源及影响因素,对于保护公众健康及提高大气污染综合治理水平具有重要的指导意义。对污染过程中NO_2的浓度变化、时空变化及气象条件对NO_2的影响等方面进行了分析。结果表明:2015年9月由于气象条件与区域污染的影响,造成空气中气态污染物聚集,浓度高于去年同期水平。大气环境中的NO_2主要来源于东南部工业和燃煤源的排放,与机动车保有量增加、大型车辆多活动于夜间、晚出行高峰时段拥堵造成的尾气排放量增加也有直接关系。     

L-M贝叶斯正则化BP神经网络在红外CO_2传感器的应用

针对温度会影响红外CO_2传感器的输出电压,造成对CO_2的浓度检测误差较大的问题,提出了一种基于L-M贝叶斯正则化BP神经网络的温度补偿方法。实验中将传感器输出电压比和温度作为神经网络的输入,CO_2浓度作为神经网络的输出,并通过L-M算法和贝叶斯正则化对神经网络进行优化。经过实验仿真证明,在温度补偿后红外CO_2传感器测量输出的浓度值最大相对误差为4.557 8%,具有较高的精确度。因此L-M贝叶斯正则化BP神经网络能对红外CO_2传感器进行有效的温度补偿,可为相关红外传感器仪器的改进提供参考。