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。     

大气颗粒物PM2.5中重金属的检测技术

纵观世界各国的经济发展史,不难看出都是以牺牲环境换来的经济腾飞,虽然近些年各国都十分重视环境保护,但是当前的环境态势却仍不容乐观。我国当前讨论最多的大气污染问题,尤其是PM2.5。当PM2.5中的重金属物质通过呼吸道进入人体后,会给人体的各种机能造成一定的影响,严重影响着人们的身体健康。本文就从PM2.5出发,探讨PM2.5中金属物质的检测技术,为更加科学的测定空气质量提供理论参考。     

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。     

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。     

石家庄市灰霾天气变化规律研究

以研究石家庄市灰霾天气的变化规律及成因为目的,为石家庄市灰霾天气的防治提供技术支持,根据石家庄市2011年气象局的观测资料以及石家庄市环境监测中心梯度站污染物浓度的监测资料,对灰霾天气与气象条件以及污染物浓度的关系进行了分析。结果表明,石家庄市灰霾天气日数的年代际变化非常明显,20世纪60年代初是灰霾日数最少期,80年代和90年代是灰霾日数急剧上升期,2000年以后灰霾日数有所下降。灰霾天气季节变化很明显,呈现出秋、冬季多(分别占全年的20.5%和53.5%),春、夏季少(分别占全年的15.2%和10.8%)的分布特征。静风、小风,低湿度以及连续的不降雨是造成灰霾天气的重要因素。石家庄市SO2,NOx,PM2.5和PM10浓度的变化与灰霾日的变化有很好的一致性(相关系数分别为78.4%,70.9%,77.3%和73.8%),灰霾日污染物浓度均明显高于非灰霾日,一年四季中以冬季灰霾日污染物浓度最高,秋季次之,夏季最低。     

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。     

石家庄市气态污染物垂直分布特征研究

利用石家庄市电视塔垂直4层观测平台(高度分别为20,86,116,200m),对各层大气中的O3,CO,SO2,NO,NO2浓度进行了连续观测,分析了2012-01-01至2012-08-01气态污染物在垂直梯度上总体变化趋势、逐月变化趋势,以及采暖期和非采暖期不同梯度气态污染物浓度逐时变化趋势。结果表明:石家庄市的大气污染物浓度具有明显的季节变化特征,CO,SO2,NO,NO2浓度冬季最高,夏季最低,而O3浓度则是夏季较高,冬季较低;除CO外,其他4种污染物在采暖期和非采暖期都表现出了不同的日变化趋势,在早晨上班高峰期7:00—9:00,SO2,NO,NO2的污染最重,15:00—17:00的污染最轻,次高峰出现在晚上21:00—24:00,而受太阳辐射影响,O3一天中的峰值出现在16:00左右。1月—4月,除O3外,其他4种污染物基本呈现低层级处污染物浓度高,高层级处污染物浓度较低;5月—7月SO2,NO,NO2的垂直梯度浓度变化不明显,均处于较低水平,O3浓度在垂直梯度呈现明显差异。     

大气降尘中重金属污染源解析研究

重金属污染作为大气降尘污染中的核心内容,要想实现全面治理,就要明确大气降尘中重金属污染源。基于此,文章通过对唐山市大气降尘中重金属污染情况的分析,采用采样调查方式,明确唐山市大气降尘中重金属污染排列情况,并根据唐山市大气降尘中重金属污染源分布情况,得出相应结果。     

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。     

石家庄市春季典型霾和沙尘混合污染天气过程特征分析

为研究春季典型的混合污染天气过程的发生机理和发展变化规律,利用单颗粒气溶胶质谱仪对大气细颗粒物进行了成分分析及来源解析,并综合利用地面空气污染监测数据、雷达数据、常规气象观测数据等,分析了2018年石家庄市春季典型霾加沙尘过境的混合污染天气过程的发生成因。结果表明,这次污染过程中机动车直接排放的细粒子是PM_(2.5)的重要来源,最高达到35.5%,同时机动车尾气源数浓度的增加随PM_(2.5)小时质量浓度的增加最为明显。北方三、四月份是沙尘多发期,应提前预估沙尘污染的影响,并做好本地防御;应在继续巩固保持秋冬季雾霾防治措施的基础上,重点做好预测工作;提前对机动车排污、工业排污以及无机源和燃煤等污染源进行管控,强化对春季霾和沙尘混合污染的预防。     

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3月份非典型大气污染过程分析

为探究空气质量变化的成因,对近5年石家庄市3月份的气象、环境监测资料进行归纳整理,并重点分析了2016年3月份石家庄市的污染状况及其影响因素。统计数据表明,下半月(非采暖期)的污染状况总体上严重于上半月(采暖期),这主要有3个方面的原因:一是用煤量虽逐渐减少,但经济活动增加导致的大气污染物排放量大幅度增加,二是汽车保有量不断增加,以及日益活跃的工业生产活动导致的重型货运车运输量增大,三是区域气象条件导致的扬尘污染。建议石家庄市3月份重点削减工业用煤和民用煤的使用量,加强面源的污染控制,并加强对大型货车及各类工地的管控。     

基于环境库兹涅茨模型的石家庄市经济发展与空气质量关系实证研究

环境与经济协调关系的研究可以定性地反映区域环境与经济发展的综合实力水平。环境库兹涅茨曲线(EKC)假设反映的是经济增长与环境质量之间呈现倒U型的曲线关系,通过建立模型,将石家庄市2000—2015年人均GDP与工业废气排放量及城市环境空气中3项主要污染物(SO2,NO2,PM10)等4项指标进行拟合,发现EKC曲线并不完全符合传统的倒"U"型。结果表明,石家庄市环境空气中SO2和NO2与人均GDP之间存在比较明显的三次曲线特征,整体呈现出倒"N"型,而工业废气排放量仍处于上升阶段,表现为"N"型。典型的EKC理论不适用于解释石家庄市PM10浓度的变化趋势。政策分析表明,石家庄市正处于由工业化中期向后期的过渡中,迫切需要加强大气环境治理,转变经济增长结构,提升经济增长质量,向生态宜居城市转变。