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。     

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。     

基于污染贡献率的石家庄市大气污染特征分析

为计算6项大气污染物(PM_(10),PM_(2.5),SO_2,NO_2,CO和O_3)的污染贡献率,探讨大气污染特征及其变化趋势,以石家庄市2013—2017年的大气质量监测数据为例,基于环境空气质量综合指数,从宏观方面计算了6项污染物在综合指数中的污染贡献率;基于浓度均值,从微观方面计算了单项污染物贡献率的月分布和小时分布。结果表明:2013—2017年,石家庄市对大气污染贡献率最大的仍为颗粒物,NO_2和O_3的贡献率逐年升高,污染特征呈现由"煤烟型"、"混合型"向"复合型"转变的趋势;6项污染物中,PM_(10),PM_(2.5),SO_2,NO_2和CO的污染贡献率月分布呈"U型"分布,O_3呈"拱型"分布,除O_3外,其余5项污染物贡献率小时变化呈现"晨峰午谷"的周期性变化规律。研究结果可为石家庄市治理大气污染提供科学依据和技术支持。     

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。     

河北省土壤扬尘源PM2.5排放量估算

为了解河北省扬尘类细颗粒物污染的总体状况,以2015年为基准年,通过卫星遥感影像解译方法获取土壤扬尘活动水平数据,采用排放因子模型估算河北省土壤扬尘细颗粒物的排放量。卫星解译结果显示,河北省土壤扬尘源主要包括农田、荒地和裸露山体3类,其中土壤扬尘源总面积为77 627km2。计算结果表明土壤扬尘源的PM_(2.5)排放量为39 699t,其中农田扬尘33 866t,荒地扬尘1 567t,裸露山体扬尘4 266t。因此,农田是河北省土壤扬尘排放的主要来源,占总排放量的85.3%,重点排放区域分布在河北省南部的邯郸、邢台等地,以及西北部的张家口等地。研究结果可为河北省土壤扬尘污染策略的制订提供依据。     

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。     

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。     

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。