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2020年秋冬季首轮灰霾污染过程分析

为了探究石家庄市秋冬季重污染天气成因,采用石家庄市大气复合污染及灰霾监测超级站监测数据,结合地面空气站实况监测数据及气象资料,对2020年10月8日—11日石家庄市入秋后首轮灰霾污染过程进行分析,并探析污染物的组成及灰霾成因.结果表明:1)在此次污染过程期间,地面湿度较大且处于高压后部的辐合区,污染物形成堆积;2)根据...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

石家庄市大气污染现状及污染特征分析

为摸清石家庄市大气污染现状及特征,对石家庄市2002—2011年的空气质量自动监测数据进行分析。研究结果表明,石家庄的空气质量总体呈好转趋势,优良天数逐年增长,大气中3项主要污染物浓度连续2年均达到国家二级标准,PM10,SO2年均浓度呈显著下降,NO2年均浓度则呈上升趋势。污染物日变化各季节大致相同,其时空分布不均匀,SO2与PM10夏季浓度较低,春冬季较高,表现出明显的季节性特征;NO2季节性特征不显著。     

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。