广州灰霾期大气颗粒物中多环芳烃粒径的分布
大气颗粒物中多环芳烃的粒径分布
mi e e p ciey t s h r a t l I a ld f m a u r 0 3 t o e b r2 0 . u n h itr a d s m- n d rs e t l .A mo p e c p r ce we s mp e r J n ay 2 0 o N v m e 0 3 d r g t e w n e u v i i e o i n
t 0 m . ep ril ie d srb t n o oa ro t AHs a d i d vd a ro t AHsi h m in i fu b r o1 0 Th a ce sz it u i ftt p r y P t i o l ii n iiu p r y P n l ii n t ea b e taro r a b - n o d rst d e u b st r o a e d d s u s d.B t oa ro t AHs a d t e i d vdu ro t AHs la o b e i a x r i we e c mp rd a ic s e en e n o ttlp r y P h ii n h n ii a p r y P l i i e n t e
Te h oo y Colg S c u n M in y g 6 1 0; Fa u t fNau a su c s a d If r to c n lg c n lg le e, ih a a a 2 01 2. c l o t rlRe o r e n y n n omain Te h o o y,
在 粒 径 小 于 1 1 . 颗粒 物 中 , .p m的 只有 不 到 1% 的 总 优 控 P H 分 布 在 粒 径 大 于 70岬 的 粗 颗 粒 物 上 。 0 As .
珠江三角洲城市群灰霾天气主要污染物的数值研究
珠江三角洲城市群灰霾天气主要污染物的数值研究珠江三角洲城市群灰霾天气主要污染物的数值研究引言:近年来,随着珠江三角洲城市群快速经济发展和城市化进程加快,环境质量也备受关注。
大气污染问题成为制约社会可持续发展的重要因素之一。
特别是城市群地区,因为人口密集和工业活动频繁,大气污染物排放量巨大,灰霾天气频发,给居民的生活、健康和经济发展带来了极大的负面影响。
因此,深入研究灰霾天气形成机理和主要污染物的数值变化规律,对于改善大气环境质量,维护人民身体健康具有重要意义。
一、什么是灰霾天气?灰霾是大气污染物的一种,是由于颗粒物、气溶胶和各种有毒有害气体等组成的大气悬浮物体。
灰霾天气指的是空气中颗粒物浓度特别高的天气现象,通常能够看到灰蒙蒙的迷雾样天气。
二、城市群灰霾天气的主要污染物城市群灰霾天气的主要污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机化合物等。
1. 颗粒物:颗粒物是指直径小于或等于10微米(PM10)的悬浮在空气中的固体或液态颗粒物。
其主要来源为燃煤和机动车尾气排放。
颗粒物对人体呼吸道和心血管系统有害,不仅会引发急性症状,如咳嗽、呼吸困难等,还与慢性疾病如心脏病、肺癌等密切相关。
2. 二氧化硫:二氧化硫是燃煤和石油燃料燃烧过程中产生的一种有害气体。
其具有刺激性气味,对人体呼吸道、眼睛和皮肤有害。
长时间暴露于高浓度的二氧化硫环境中会导致哮喘、呼吸困难和肺功能损害等健康问题。
3. 氮氧化物:氮氧化物是机动车和工业活动排放的主要污染物之一。
它们对空气质量和卫生产生很大影响,同时还与臭氧形成、酸雨等环境问题相关。
氮氧化物的主要健康效应包括对呼吸系统和免疫系统的损害,可能导致哮喘和支气管炎等疾病。
4. 挥发性有机化合物:挥发性有机化合物是一类具有易挥发性的有机物质,主要源于化工行业、交通运输和涂料等。
它们对空气质量和人体健康均具有潜在风险。
挥发性有机化合物的长期暴露会导致中枢神经系统损害、致癌风险增加、免疫功能下降等。
大气颗粒物中多环芳烃组分及来源解析研究
大气颗粒物中多环芳烃组分及来源解析研究大气颗粒物(PM)是大气污染中的主要成分之一,对人体健康和环境质量都具有重要影响。
而其中的多环芳烃(PAHs)是一类具有毒性和致癌性的有机物,对人体健康具有潜在的威胁。
因此,在大气颗粒物中多环芳烃组分及来源的解析研究具有重要意义。
首先,多环芳烃是由燃烧过程中产生的。
燃煤、油烟、机动车尾气等都是多环芳烃产生的重要来源。
研究表明,煤烟中的多环芳烃含量较高,尤其是富集在直接燃烧煤的设备中。
此外,不完全燃烧的油烟中也含有大量的多环芳烃,尤其是在炒菜、烧烤等烹饪过程中产生的油烟中。
同时,机动车尾气中的多环芳烃也是大气PM中的重要组成部分,尤其是柴油车辆排放的颗粒物中。
其次,工业排放也是大气颗粒物中多环芳烃来源的重要途径。
许多工业生产过程中会产生大量的多环芳烃,如石化厂、炼油厂等。
这些工业源的排放会导致大气中多环芳烃的浓度升高,增加人们暴露于多环芳烃的风险。
此外,大气中的多环芳烃还与生物质燃烧有关。
生物质燃烧是指农作物秸秆等可再生资源的燃烧过程。
这种燃烧方式不仅会造成大量的黑碳排放,还会释放出许多有毒有害物质,其中包括多环芳烃。
特别是在农村地区,由于缺乏可行的垃圾处理方法,生物质燃烧成为常见的废物处理方式。
这也导致了大量多环芳烃的排放。
除此之外,大气中的多环芳烃还与室内污染源有关。
家居、办公室等室内环境中存在着各种各样的污染源,如烟草烟雾、木材燃烧、油漆涂料等。
这些源头会释放出多种有机物,其中包括多环芳烃。
由于室内空间相对封闭,这些有机物的浓度往往比室外高,人们长期暴露于此,会增加患上相关疾病的风险。
综上所述,大气颗粒物中多环芳烃组分的来源非常广泛。
燃煤、油烟和机动车尾气的排放是主要的来源之一,工业排放、生物质燃烧以及室内污染源也都是贡献于大气中多环芳烃的重要途径。
因此,为了控制大气污染和保护人体健康,我们需要加强对多环芳烃来源和组分的研究,并采取相应的措施减少其排放。
不同粒径沉积物中多环芳烃和有机氯农药分布特征
不同粒径沉积物中多环芳烃和有机氯农药分布特征吴启航1,2,麦碧娴2,彭平安2,傅家谟2(1.广州大学市政和环境工程系,广东广州 510405;2.中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室,广东广州 510640)摘 要:采用湿分法将采自珠江广州河段沉积物样品分成5个粒径的组分(<>500μm 、500μm ><>220μm 、220μm ><>63μm 、63μm ><>22μm 和<<22μm ),样品分成2份。
第一份测定其中的多环芳烃(PAHs )和有机氯农药(OCPs )进行定量分析,第二份样品的每个粒级进行重液分离,收集轻组分(有机质)和重组分(主要为无机矿物及无定型有机质)。
在显微镜下对沉积物中不同粒径轻重组分的吸附剂进行鉴定,分析有机质类型和质量百分比,并测定各组分总有机碳(T OC )和碳黑的含量。
结果表明,有机质类型是影响多环芳烃(PAHs )和有机氯农药(OCPs )在不同粒径组分中的分布特征和富集能力的主要因素。
关键词:多环芳烃(PAHs );有机氯农药(OCPs );沉积物;T OC ;碳黑中图分类号:X 832 文献标识码:A 文章编号:100226002(2004)0420001206The study of grain 2size distribution of PAH s and organochlorine in sediment W U Qi 2hang1,2,M AI Bi 2xian 2,PE NG Ping 2an 2,FU Jia 2m o 2(1.Municipal and Environmental Engineering ,G uangzhou University ,G uangzhou 510405,China ;2.S tate key Laboratory of Organic G eochemistry ,G uangzhou Institute of G eochemistry ,Chinese Academy of Science ,G uangzhou 510640,China )Abstract :Wet sieving was performed to separate the sediment into five size fractions (<>500μm ,500μm ><>220μm ,220μm ><>63μm ,63μm ><>22μm ,<<22μm )and further separated into low (<118g Πcm 3)and high (>118g Πcm 3)density fractions using acesium chloride s olution having a specific gravity of 118±0105g Πcm 3.These geos orbents were characterized under microscope.Each of these size were analyzed for PAHs and OCPs.The results show the total PAHs and OCPs.C ontent is not significantly correlated with the T OC and black carbon content.This study illustrates that the type of organic matter plays important role on the distribution of total PAHs and OCPs.In different grain 2size particles in sediments.K ey w ords :polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs );sediment ;T OC ;black carbon.收稿日期:2003209223基金项目:国家自然科学基金项目(N o.40272129);广东省自然科学基金项目(N o.010504)作者简介:吴启航(1977—),男,陕西咸阳人,硕士. 沉积物是疏水性毒害有机污染物的主要储集场所[1],它是由一些化学成分和结构形态高度不均匀(heterogeneous )的物质(不同的吸附剂)组成,沉积物颗粒的大小、形态、结构及化学组成对污染物的吸附能力有重要影响,它们与有机污染物之间相互作用力的大小是决定污染物稳定(钝化)和迁移(活化)能力及生物有效性的重要因素[2~5]。
大气降尘中多环芳烃的含量与分布特征
大气降尘中多环芳烃的分布特征及源解析栾辉1朱先磊2,3沈璐2,3付先强2,3王铁冠2,3(1.中国石油安全环保技术研究院;2.中国石油大学(北京)地球科学学院;3.中国石油大学(北京)北京市地球探测与信息技术重点实验室)摘要为探讨大气降尘中多环芳烃的污染水平和来源的解析,于2008年冬、春、夏、秋四个季节采集了北京昌平地区大气降尘样品,采用超声抽提方法,使用GC/MS测定了样品中PAHs的含量。
结果表明,冬、春、夏、秋四个季节样品中多环芳烃总量分别为18.6μg/g、17.3μg/g、15.1μg/g和11.0μg/g,单体化合物均值分别为1.04μg/g、0.96μg/g、0.84μg/g和0.61μg/g。
与其他城市监测结果比较可知:昌平地区大气降尘中PAHs含量相对较低。
使用多种方法对降尘中的PAHs来源进行解析,结果表明:化石燃料燃烧在不同季节中的贡献相对稳定,燃煤在冬季为多环芳烃主要来源之一,在其他季节贡献相对较低。
关键词大气降尘多环芳烃源解析北京昌平地区0引言多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物,是环境中广泛存在的一类有机污染物。
其来源包括天然源与人为源。
人为源是目前环境中存在的PAHs主要贡献者,主要是化石燃料的燃烧。
PAHs因具有强烈的“三致性”(致癌、致畸、致突变),而受到人们的广泛关注。
目前国内外众多城市已经展开了对PAHs 的研究[1-4]。
大气降尘是广义气溶胶的组成部分。
一般将粒径≥30μm,在重力的作用下能够自然沉降的颗粒物称为降尘。
降尘易形成近源污染[5]。
目前,对PAHs的研究主要集中在粒径≤10μm的可吸入颗粒物上,而对大气降尘的研究较少。
已有研究主要在北京、天津、澳门、南京等大城市[5-8]。
为研究北京地区的大气降尘污染以及化石燃料燃烧对大气中多环芳烃污染的贡献度,通过采集北京昌平地区四季大气降尘样品,对其上附着的PAHs进行定量测定,并结合有机地球化学知识进行源解析,这对于人体暴露于毒害性有机污染物中的健康风险评价,确定化石燃料燃烧对大气中多环芳烃的影响程度,制定合理的大气污染总量控制方案具有重要的现实意义。
大气颗粒物中多环芳烃的
表2 内标化合物
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图1 SPE小柱
图2 BF—2000氮气吹干仪
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四 实验步骤
大、中流量采样 器,石英滤膜
正己烷/二氯甲 烷超声提取
采样 净化
PE柱,正己 烷/二氯甲烷为洗 脱液
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GC-MS,内标 法
1采样
(1)采样点:民大西门 (2)采样仪器:用大流 m 量采样器采集空气中TSP, 使用中流量采样器采集 PM2.5,PM10
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表1
美国EPA优先控制的16种多环芳烃
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三 实验仪器和试剂
1、仪器 大流量采样器、进样枪、碘 量瓶、超声波分散器、针 筒式微孔滤膜过滤器(孔 径:0.22μm)、茄形瓶、 真空旋转蒸发仪、刻度管、 SPE小柱(图1)、进样小 瓶、BF—2000氮气吹干仪
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c A k c0 A0
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以 为纵坐标, 为横坐标作图, 可得标准曲线。以保留时间定性,根 据峰面积比从图中找出样品中某多 环芳烃的浓度。
注意事项 多环芳烃多是致癌物,操作时应保持最低 限度接触,必要时可戴防有机溶剂手套。 废液应收集起来,统一处理。
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• 4净化
用大约3倍柱高的3ml正己烷活化硅胶柱,再 用大约5~6倍柱高的洗脱液二氯甲烷和正己烷( 1:1/V:V)进行洗脱,确保液面保持在硫酸钠表 面1mm 以上,不能流干。 把样品提取液转移入柱内,用少许正己烷清 洗提取液瓶,并转移到层析柱内,流出液弃去。 洗脱液转移至浓缩瓶中,于浓缩仪中浓缩, 并将溶剂换为正己烷,浓缩至1.0ml 以下,定容 至1.0ml,装瓶以备分析。 再将刻度管中样品进行氮吹浓缩,当氮气将 样品液面吹至0.5mL以下时,转移至进样小瓶中 ,待测。
广州冬季霾天气大气PM_2_5_污染特征分析_梁明易
月 8 日 ~ 16 日持续 9 天的霾天气过程污染最为严 重 , 这期间 PM2.5 浓度基本处于相对较高的水平 ,
由于冷空气的影响相对湿度逐渐升高 , 大气能见 度从 10000m 逐渐降低至 3000m , 直到 1 月 17 日冷 空气抵达广州并带来降雨使得这次严重的霾天气 结束 。 春节期间(1 月 29 日 ~ 2 月 5 日)PM2.5 日均 值基本超过 65μg m3(除 2 月 4 日), 但未统计为霾 天气主要是由于相对湿度均超过 80 %, 实际上这 类能见度恶化天气是雾和霾共同造成的[ 9] 。
冬季霾天气发生 频率较高 , 达到 45 %以上 。
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中 国 环 境 监 测
第 23 卷 第 5 期 2007 年 10 月
较高的 PM2.5 浓度和相对湿度是引起霾天气的主 要原因 。 当 PM2.5 浓度较低(如 12 月 29 ~ 31 日), 相对湿度较高时 , 同样也会引起霾天气 , 其主要原 因可能是由于细颗粒物吸湿长大 , 其散射能力增 强 , 从而使大气 能见度 降低 。 当 PM2.5 浓度 较高 (如 12 月 27 ~ 28 日 、1 月 17 日等), 相对湿度较小
Pollution Level of the Airborne Particulate Matter (PM2.5)During the Haze Period in Winter in Guangzhou LIANG Ming-yi , et al (South China Institute of Environmental Sciences, Guangzhou 510655, China) Abstract:Data of PM2.5 (aerodynamic diameter less than 2.5 microns) concentrations and meteorological data were collected from December 2005 to February 2006 in air monitoring site in Guangzhou.By analyzing the diurnal variation trend of PM2.5 concentrations in winter and the diurnal variations and hourly variations trends of PM2.5 concentrations during haze period in winter, the results were as follows:Average PM2.5 level were 69μg m3 in winter and 72μg m3 during haze period , respectively .The haze weather occurred frequency was 45 percent in winter .The shortest continuous process was two days and the longest continuous process was nine days.The higher PM2.5 level and the higher relative humidity and calm weather were mostly important for the haze weather .There were good relationships between the hourly variations trends of PM2.5 mass concentrations and the human activity and meteorological factors . Key words:Haze ;PM2.5 ;Relative humidity ;Wind speed
多环芳烃(PAHs)在大气中的相分布
多环芳烃(PAHs)在大气中的相分布
多环芳烃(PAHs)在大气中的相分布
通过对广州市老城区空气中多环芳烃的研究表明,该区多环芳烃的污染相当严重,不同季节测定的多环芳烃总量差别不大,但颗粒相多环芳烃在春季占的比例(44.8%)要高于夏季(9.4%).气相中主要以芴、菲、甲基菲、荧蒽、芘等低环数的多环芳烃为主,而高于四环的多环芳烃主要是分布在颗粒相中,苯并(ghi)苝是最主要的颗粒相多环芳烃物质.
作者:毕新慧盛国英谭吉华唐小玲傅家谟作者单位:中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广州,510640 刊名:环境科学学报ISTIC PKU英文刊名:ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE 年,卷(期):2004 24(1) 分类号:X131.1 关键词:多环芳烃气溶胶相分配。
广州市灰霾期间大气颗粒物中有机碳和元素碳的粒径分布
广州市灰霾期间大气颗粒物中有机碳和元素碳的粒径分布广州市灰霾期间大气颗粒物中有机碳和元素碳的粒径分布一、引言近年来,随着工业化和城市化进程的加快,大气污染问题日益严重,而灰霾是其中一种常见的大气污染现象。
灰霾污染不仅对人们的健康造成威胁,还对能见度和生态环境产生负面影响。
有机碳和元素碳是灰霾污染的主要组成部分,而它们的粒径分布对灰霾的形成与扩散具有重要影响。
通过研究广州市灰霾期间大气颗粒物中有机碳和元素碳的粒径分布,可以更好地了解灰霾污染的来源和形成机制,为制定有效的污染防治措施提供科学依据。
二、灰霾和大气颗粒物灰霾是指由于大气中悬浮颗粒物质的聚集而形成的一种混浊、模糊的天气现象。
大气颗粒物是指悬浮在大气中的固体或液体微小颗粒,其中包含了有机碳和元素碳等污染物。
它们的来源主要包括工业排放、交通尾气、燃煤和生物质燃烧等。
大气颗粒物根据粒径的大小可以分为可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)。
可吸入颗粒物指直径小于等于10微米的颗粒物,而细颗粒物则是指直径小于等于2.5微米的颗粒物。
细颗粒物对人体的危害更大,因其能够深入到肺部,引起呼吸道疾病和心血管疾病。
三、有机碳和元素碳的定义有机碳是指一类碳质物质,由含碳化合物组成,如石油、木材、煤炭等。
元素碳则是指大气中形成的颗粒物中的纯碳。
有机碳和元素碳在大气中都是主要的碳源。
它们与大气氧气和氮氧化物等反应,形成有机酸、二氧化碳和表面活性物质等。
有机碳和元素碳的主要来源包括燃煤、机动车尾气、油烟排放和工业排放等。
其中,燃煤是最重要的污染源,尤其是在冬季供暖季节。
机动车尾气排放也是有机碳和元素碳的重要来源。
四、有机碳和元素碳的粒径分布有机碳和元素碳的粒径分布对灰霾的来源和扩散具有重要意义。
根据研究,大气颗粒物中的有机碳和元素碳主要集中在细颗粒物(PM2.5)中。
这是因为细颗粒物具有较大的比表面积,能够更好地吸附有机碳和元素碳等污染物。
在灰霾期间,细颗粒物中的有机碳主要集中在0.1-0.5微米的粒径范围内,其次是0.5-1.0微米的粒径范围。
广州冬季霾天气大气PM2.5污染特征分析
广州冬季霾天气大气PM2.5污染特征分析广州冬季霾天气大气PM2.5污染特征分析随着工业化和城市化的快速发展,大气污染问题在冬季日益凸显。
尤其是在广州这样的大城市,冬季霾天气现象频繁出现,给居民的生活和健康带来了诸多影响。
因此,针对广州冬季霾天气中大气PM2.5污染特征进行详细分析和探讨,有助于我们更好地认识和应对这一问题。
一、大气PM2.5的来源大气PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物,主要由粉尘、颗粒物物质和细菌等组成。
在广州冬季霾天气中,大气PM2.5的主要来源可以分为两类:自身排放和外部输送。
自身排放主要指广州本地产生的颗粒物,包括工业活动、车辆尾气、建筑施工等;外部输送主要指来自周边城市和农村地区的颗粒物传输,尤其是北方的工业污染和燃煤排放。
二、大气PM2.5的浓度变化规律广州冬季霾天气中大气PM2.5的浓度呈现出明显的时间和空间变化规律。
从时间上看,大气PM2.5的浓度主要集中在早晨和傍晚,这与交通高峰期和能源消耗高峰期相吻合。
从空间上看,大气PM2.5的浓度在城市内部会出现明显的差异,主要受到排放源的分布和气象条件的影响。
通常来说,工业和交通密集区的浓度更高,而郊区的浓度较低。
三、大气PM2.5的化学成分大气PM2.5的化学成分对其来源和影响具有重要意义。
根据研究,广州冬季霾天气中的大气PM2.5主要由硫酸盐、硝酸盐、铵盐、有机物和元素碳等组成。
硫酸盐和硝酸盐主要来自燃煤和尾气排放,而有机物和元素碳则主要来自生物质燃烧和机动车尾气。
此外,铵盐的成分与气象条件密切相关,湿度较高时,硝酸盐和铵盐会相互反应生成颗粒物。
四、大气PM2.5对人体健康的影响大气PM2.5对人体健康的影响是广州冬季霾天气的重要问题。
研究表明,大气PM2.5中的细颗粒物可被吸入人体呼吸系统,对肺部有直接损害,导致呼吸系统疾病的发生增加。
此外,大气PM2.5中的有害物质还可以进入血液循环系统,对心血管系统产生不良影响,增加心脏病和中风的风险。
广州灰霾期大气颗粒物中多环芳烃粒径的分布
中国环境科学 2006,26(1):6~10 China Environmental Science 广州灰霾期大气颗粒物中多环芳烃粒径的分布段菁春,毕新慧,谭吉华,盛国英*,傅家谟(中国科学院广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广东广州 510640)摘要:对2003年广州严重灰霾期前后9d的大气样品进行了分析.结果表明,大气中颗粒物在积聚态颗粒物(0.32~1.80µm)和粗颗粒物(3.2~10.0µm)处有2个明显的峰;灰霾期积聚态颗粒物比粗颗粒物在TSP中占的比例高,而在灰霾结束后所占比例与粗颗粒物相当或略少;低环数多环芳烃在积聚态颗粒物段和粗颗粒物段各有一个峰,但主要分布在积聚态颗粒物中;高环数多环芳烃几乎完全分布在积聚态颗粒物中;从灰霾期至灰霾期后,低环数多环芳烃在积聚态颗粒物段的主峰粒径有逐渐减少的趋势,而对于高环数多环芳烃这一变化不大;比值TPAHs / TSP在灰霾期前后有较大的变化;由于比值BaP / BeP与TPAHs / TSP具有相同的变化趋势,降解作用可能是造成比值TPAHs / TSP 变化的主要原因.关键词:气溶胶;灰霾;多环芳烃(PAHs);微孔均匀撞击式采样器(MOUDI);广州中图分类号:X513 文献标识码:A 文章编号:1000-6923(2006)01-0006-05The particle diameter distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in atmospheric particle during haze period in Guangzhou. DUAN Jing-chun, BI Xin-hui, TAN Ji-hua, SHENG Guo-ying*, FU Jia-mo(State Key Laboratory of Organic Geochemistry, Guangzhou Key Laboratory of Environment and Resources Utilisation and Protection, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China). China Environmental Science, 2006,26(1):6~10Abstract:The atmospheric samples of 9 days before and after the serious haze period in Guangzhou the year 2003 were analyzed. There were two obvious peaks in the places in the accumulation mode (0.32~1.80µm) and the coarse mode (3.2~10.0µm) atmospheric particles; during haze period, the proportion of accumulation mode particles in TSP was higher than that of coarse mode particles; but after haze the proportion occupied was about the same or lower a little; each of the low ring PAHs had a peak in these two places of particles; but distributed mainly in the accumulated mode particles; almost all of high ring PAHs distributed in the accumulated mode particles; from haze period to after haze period the particle diameter of lowing PAHs in the freak of accumulation mode tended to decrease gradually; but this change was small in high ring PAHs; the ratios of TPAHs/TSP changed more greatly before and after the haze period; the ratios of BaP/BeP had the same change trend with TPAHs/TSP degradation might be the main cause of this change.Key words:aerosol;haze;polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs);MOUDI;Guangzhou空气中悬浮的灰尘、酸性化合物及有机碳氢化合物等粒子可导致大气能见度恶化,当能见度<10000m时,将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾或灰霾.近几年,随着经济的快速发展以及汽车拥有量的快速增加,包括广州在内的珠江三角洲地区灰霾天气越来越严重,而且该区还是我国4个季节中均会受灰霾困扰的唯一地区.2003年,广州有98d处于严重的灰霾笼罩中,比2002年增加了13d.目前对广州灰霾的研究还较少[1],且没有关于灰霾对PAHs粒径分布和浓度影响的研究.为此,本研究将通过对广州灰霾期PAHs在颗粒物中的粒径分布来探究灰霾对PAHs去除机制、来源和人体的危害水平所产生的影响.收稿日期:2005-05-30基金项目:中国科学院知识创新工程项目(KZCX2-414);广东省重点基金资助(A3040101)* 责任作者, 研究员, shenggy@1期 段菁春等:广州灰霾期大气颗粒物中多环芳烃粒径的分布 71 试验部分 1.1 样品采集采样点设在广州市天河区中国科学院广州地球化学研究所图书馆楼顶,采样高度约20m.采样时间为2003-10-30~2003-11-08,采集时间为正午12:00至次日正午12:00.采样设备为MOUDITM,切割直径为18,10,5.6,3.2,1.8,1.0,0.56,0.32,0.18,0.10,0.056µm,采样介质为铝箔和玻璃纤维滤膜.采样期前3d,广州经历了严重的灰霾,特别是2003年11月1~2日广州出现了历史上最为严重的灰霾,能见度仅2km;其后3d,受冷空气对流影响,大气污染物得到有效去除.最后3d,气象条件逐渐趋于稳定并向下一个灰霾期过渡.本次采样基本代表了广州秋季灰霾期发展的全过程.采样期间天气情况见图1.图1 采样期间气象条件Fig.1 Meteorological conditions during sampling period1.2 试验方法1.2.1 试剂与材料 16种PAH 标样及氘代回收率指示物购自Ultra Scientific 公司;晕苯和内标化合物六甲基苯购自Aldrich Chemical 公司. 正己烷、二氯甲烷等有机溶剂均为分析纯,经全玻璃系统二次蒸馏.1.2.2 样品前处理 样品按日期每3d 分为一组分别命名为WS1(2003-10-30~2003-11-02), WS2(2003-11-02~2003-11-05)和WS3(2003-11-05~2003-11-08).采样膜剪碎,超声抽提3次,每次用15mL 二氯甲烷超声抽提30min.抽提液合并后经真空旋转蒸发设备浓缩后采用硅胶柱去除极性组分.样品再浓缩后定容,置于-40℃保存.至分析.样品进仪器分析前,加入内标化合物六甲基苯. 1.2.3 分析测定 分析仪器为GC-MSD,DB-5MS 毛细管色谱柱.柱温程序为60℃(保持5min),以3℃/min 升至290℃(保持30min).进样方式为无分流进,进样量为1µL 定量采用6点校正曲线和内标法进行,PAHs 的分子离子作为定量离子,定量结果经回收率校正.所分析的13种PAHs 为菲(Phe, 3-ring),蒽(Ant,3-ring),荧蒽(Flu, 4-ring),芘(Pyr,4-ring), (Chr,4-ring),苯并[a]蒽(BaA,4-ring),苯并[b+k]荧蒽(BbkF,5-ring),苯并[a]芘(BaP ,5-ring),苯并[e]芘(BeP ,5-ring),茚并[1,2,3-cd]芘(IcdP ,6-ring),二苯并[a,h]蒽(DahA,5-ring),苯并[ghi]苝(BghiP ,6-ring)和晕苯 (Cor,7-ring). 1.2.4 质量保证及控制(QA/QC) 所有样品包括质量保证样品在抽提前都加入氘代多环芳烃:萘-D 8,二氢苊-D 10,菲-D 10, -D 12,和苝-D 12作回收率指示物.加标空白16种PAHs 的回收率在70%~124%之间,由于萘的回收率比较低,本文没有列出萘的研究结果. 2 结果与讨论2.1 灰霾前后气溶胶颗粒物的粒径分布 一般认为大气颗粒物按粒径可分为3个区域,超细颗粒物(<0.1µm),主要由燃烧的直接排放通过均质成核作用形成;积聚态颗粒物(0.1~ 2.0µm),是由燃烧所产生的小颗粒经过凝聚作用增生产生或者从气态转化而来;粗颗粒物(>2µm),主要产生于固体的机械摩擦和海水飞沫[2]. 由图2可见,广州大气中颗粒物在0.32~ 1.8µm 和3.2~10.0µm 处有2个明显的峰,这说明燃烧源和机械摩擦扬尘都占有较大的比例.另外灰霾期积聚态颗粒物明显比粗颗粒物在TSP 中占的比例高;而在非灰霾期,积聚态颗粒物在TSP中所占比例与粗颗粒物相当或略少.这是因为积聚态颗粒物粒径较小,难沉降;而粗颗粒物沉降速度较快,可以通过干沉降去除.采样前长时间的干旱少雨,导致积聚态颗粒物大幅增加,而积聚态颗粒物具有较大的消光系数,这是灰霾形成的主T S P 浓度(µg /m )8 中 国 环 境 科 学 26卷要原因.作为积聚态颗粒物的主要排放源,汽车尾气排放和工业污染源是灰霾形成的重要原因. 由图2还可看出,灰霾时积聚态颗粒物的粒径较非灰霾时略向大粒径方向偏移,这证明了灰霾时积聚态颗粒物是长期小颗粒物向大颗粒物积聚的结果.图2 灰霾期与非灰霾期气溶胶粒径分布Fig.2 Size distributions of aerosol during haze and after haze2.2 灰霾前后气溶胶颗粒物中PAHs 的粒径分布 由图3可以看出,低环数PAHs(3~4环)与高环数PAHs(5~7环)具有不同的分配模式.低环数PAHs 与颗粒物质量相似,在积聚态颗粒物段和粗颗粒物段各有一个峰,但主要分布在积聚态颗粒物中;而高环数PAHs 则几乎全部分布在积聚态颗粒物中.这是因为,PAHs 主要由工业燃烧和汽车尾气排放产生,主要分布在积聚态颗粒物段.由于低环数PAHs 有较高的挥发性,从而易于通过挥发凝结作用分布于粗颗粒段,而高环数PAHs 则由于较弱的挥发性,几乎完全分布于积聚态颗粒物段.图3 灰霾期和灰霾期后气溶胶中低环数PAHs 与高环数PAHs 粒径分布Fig.3 Comparison of the distributions of 3,4-ring and 5,6,7-ring PAHs during haze and after haze有研究表明,具有相同分子量的PAHs 会有相同的粒径分布模式,而且随着分子量的增加,小1期段菁春等:广州灰霾期大气颗粒物中多环芳烃粒径的分布9颗粒气溶胶所含PAHs的比例就会上升[3].在本研究中,可以看到相似的特点与趋势,但变化没有那么明显.这可能与广州市大气颗粒物主要受新排放源控制有关,PAHs还没有在不同颗粒物间进行充分分配.积聚态颗粒物中所含的PAHs占总PAHs的比例分别为3环56%~65%,4环64%~ 74%,5环89%~92%,6,7环92%~95%.这种分布方式与国外其它城市如Munich和Kaohsiung相似[4,5].比较灰霾及灰霾后PAHs的粒径分布变化可以看出,低环数PAHs在积聚态颗粒物段的分布由灰霾期至灰霾期后主峰粒径有逐渐减少的趋势.这是由于灰霾期后的PAHs主要来自于新的排放,低环数PAHs还没有充分的时间向大粒径颗粒转移.而对于高环数PAHs,由于较弱的挥发性,粒径分布变化不大.有研究发现在近汽车排放源处,大部分PAHs存在于粒径约0.1µm的颗粒物中[6].本研究没有发现PAHs在0.1µm处存在明显的峰,这可能是由于0.1µm左右的颗粒物由于比表面积较大,不稳定且易相互粘结成大颗粒,寿命一般小于1h[5].而本研究所设采样点距离污染源较远,新排放的颗粒物与旧有的颗粒物混合充分,所以在0.1µm处没有明显的峰.2.3灰霾前后气溶胶颗粒物中总PAHs与总悬浮颗粒物比值(TPAHs/TSP)的变化由图4可以看出,TPAHs/TSP比值在灰霾期前后有较大的变化,由灰霾时的0.15ng/µg增加到非灰霾时的0.38ng/µg.这一变化可能是由于多环芳烃与臭氧和氮氧化物发生降解反应的结果.有研究表明,大气中的PAHs与臭氧呈负相关关系(R<-0.9),并且其它大气光化学氧化物如NO2-,NO3-和⋅OH-也能够通过不同的反应机制及途径与多环芳烃发生降解反应[7-9].由于BaP的反应活性高,而BeP最稳定,所以BaP/BeP比值能够反映大气中PAHs的降解程度.由图4还可以看出,BaP/BeP与TPAHs/TSP具有相同的变化趋势,这表明降解作用可能是造成TPAHs/TSP比值变化的主要原因.由于灰霾中的颗粒物和PAHs具有较长的大气滞留时间,且灰霾时大气中臭氧和氮氧化物的浓度可能较高,降解作用较强烈,TPAHs/TSP比值较低;而在灰霾期后,原有的颗粒物及PAHs受空气对流的影响而被去除,新产生的PAHs生成时间较短且大气中的臭氧和氮氧化物的浓度可能较低,降解作用较弱,所以TPAHs/TSP比值较高.图4 TPAHs/TSP随BaP/BeP和TSP的变化关系Fig.4 Comparison between TPAHs/TSP, BaP/BePand TSP另外,灰霾期间气溶胶的陈化时间比较久,大气中挥发性有机物(VOCs)可能会通过氧化形成低挥发性物质而吸附在颗粒物上形成二次气溶胶,这也可能导致灰霾期TPAHs/TSP比值较低.有研究报道交通源,城市市区和农村的TPAHs/TSP比值分别为15.4,2.35,1.33ng/µg,远高于广州[10].这可能是排放源和采样点与排放源距离差异的结果.2.4灰霾前后气溶胶颗粒物中PAHs成分谱与浓度变化由图5可见,灰霾期大气中颗粒相PAHs以5环以上的高环数PAHs为主,这可能与广州秋季较高的气温有关.苯并[b+k]荧蒽、苯并[e]芘、茚并[1,2,3-cd]芘和苯并[ghi]苝含量较高,占总PAHs的64%~67%.灰霾期前后,除苯并[a]芘外,整个成分谱变化不大.虽然灰霾期前后TSP变化幅度较大,但PAHs浓度变化较小,这可能是由于灰霾期间PAHs陈化时间较长,降解较强,而灰霾10 中国环境科学26卷期后PAHs主要来自新排放,降解作用较弱.广州市大气颗粒物中13种PAHs的总浓度达到72~95ng/m3.此次采样由于采样期较长,采集了广州市典型秋季灰霾周期的全过程,因而能够代表广州市秋季PAHs的污染程度.诊断参数Flu/ (Flu+Pyr)为0.47~0.48;BeP/(BeP+BaP)为0.57~ 0.64; IcdP/(IcdP+BghiP)为0.46~0.48.文献报道不同来源的IcdP/(IcdP+BghiP)分别为轿车0.18,柴油车0.37和燃煤0.56[11];机动车尾气排放Flu/(Flu+Pyr)为0.44[12].这表明广州市大气颗粒物中多环芳烃可能主要以汽车尾气排放为主.图5 灰霾期前后多环芳烃成分谱及浓度变化Fig.5 Composition and concentration of PAHs duringand after haze3结论3.1广州市灰霾时积聚态颗粒物在TSP中占的比例比粗颗粒物高,而在灰霾结束后两者相当或略少.3.2低环数的PAHs在积聚态颗粒物和粗颗粒物段各有一个峰,但主要分布在积聚态颗粒物中;高环数的PAHs则几乎完全分布在积聚态颗粒物中;低环数PAHs在积聚态颗粒物段的分布由灰霾期至灰霾期后主峰粒径有逐渐减少的趋势,而对于高环数PAHs粒径分布变化不大.3.3比值TPAHs/TSP在灰霾期前后有较大的变化,这可能是由于降解作用和二次气溶胶的形成造成的.3.4广州市大气颗粒物中PAHs以高环数多环芳烃为主,诊断参数表明主要由汽车尾气排放产生.参考文献:[1] 刘攸弘.广州城市灰霾的出现及其警示 [J]. 广州环境科学,2004,19(2):12-14.[2] Willeke K, Whitby K T. 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雾过程对大气气溶胶PM10中多环芳烃粒径分布的影响
雾过程对大气气溶胶PM10中多环芳烃粒径分布的影响樊曙先;黄红丽;顾凯华;李红双;朱彬;张红亮;范洋【摘要】在雾天气高发期采集大气气溶胶可吸入粒子(PM10)分级样品,测定了这些样品中的16种优控多环芳烃(PAHs).结果表明,雾区近地层大气中PM2.1(Dp<2.1 μm)和PM9.0(Dp<9.0 μm)的平均质量浓度明显增加,雾过程改变了PM2.1的昼、夜浓度变化特征;雾前、雾中与雾后大气气溶胶PM10中16种优控PAHs主要分布在比表面积较大的细粒子上,平均有83.04%PAHs分布在Dp<2.1 μm的范围内,雾中1.1~2.1 μm粒子的16种多环芳烃总浓度(∑16PAHs浓度)明显增加,Dp<0.65 μm粒子的∑16PAHs浓度略有降低,说明雾过程对细粒子中∑16PAHs 的浓度分布产生明显影响;雾前、雾中与雾后白天时间段,PM10分级粒子的∑16PAHs积聚模态分布出现较大差异,雾中积聚模态峰位置与雾前与雾后相比向较大粒径偏移;一次连续雾过程中,白天的∑16PAHs积聚模态峰位置随着雾的持续向大粒径方向偏移并停留在1.1~2.1 μm;夜间的∑16PAHs积聚模态峰位置没有变化,均在1.1~2.1 μm,说明PM10∑16PAHs的粒径分布受雾过程持续时间影响较大.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2010(031)012【总页数】8页(P2375-2382)【关键词】多环芳烃;雾过程;大气气溶胶;可吸入粒子(PM10);粒径分布【作者】樊曙先;黄红丽;顾凯华;李红双;朱彬;张红亮;范洋【作者单位】南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室,南京,210044;南京信息工程大学,大气物理学院,南京,210044;南京信息工程大学,大气物理学院,南京,210044;南京信息工程大学,大气物理学院,南京,210044;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室,南京,210044;南京信息工程大学,中国气象局大气物理与大气环境重点开放实验室,南京,210044;南京信息工程大学,大气物理学院,南京,210044;南京信息工程大学,大气物理学院,南京,210044【正文语种】中文【中图分类】X131.1;O624多环芳烃(PAHs)具有蒸气压低、疏水性强及辛醇-水分配系数高等特点,广泛存在于环境中,是重要的环境污染物,其中有相当部分具有致癌性[1~6].当PAHs 与—NO2,—OH及—NH2等发生作用时,会生成致癌性更强的PAHs衍生物[7,8].大气气溶胶中的有机物对大气环境及气候变化起重要作用[9,10].研究结果显示,吸附在气溶胶粒子表面的有机污染物分子与气相中参与均相反应的分子相比具有更大的反应活性,当吸附在大气中气溶胶粒子表面的有机污染物暴露于OH·自由基或其它强氧化性介质(如NO3,O3)中时,它们更容易被氧化,从而增加粒子表面的亲水性能,成为云凝结核[11,12];气溶胶粒子不仅为大气物种的复相转化提供了反应途径,而且在大气光化学反应中也有着不可忽视的作用[13~15];大气是影响环境中PAHs迁移转化的重要介质,与气溶胶粒子结合的大气干湿沉降是PAHs向偏远山地沉积的主要途径[16];气溶胶粒子中的有机物主要集中于粒径Dp<10 μm可吸入粒子(PM10)范围内,其中多环芳烃类化合物中有70%~90%分布在粒径Dp<3.5 μm范围内,易于进入肺部深处并沉积,PAHs暴露与肺部癌变过程紧密相关[17].大气中污染物的弥散过程受多种因素影响,其中大气湍流起重要作用.雾是发生在近地层大气中的一种灾害性天气,雾形成前,近地层多出现较强逆温层,不利于污染物扩散;雾形成后,雾顶更强的逆温层使污染物难以向上层大气扩散,造成雾过程中雾区内大气污染物浓度相对较高[18].因此雾天及雾发展过程中污染物的大气环境特征及其积累、转化机制研究越来越引起重视.Collett等[19]对加利福尼亚中部辐射雾中有机成分进行了研究,结果表明,该地区的云、雾中通常含有高浓度有机物质,通过GC-MS分析确定该地区雾水的有机物中包括长链正链烷酸、正构烷烃及多环芳烃等.研究结果表明,雾过程对气溶胶粒子的物理化学特征有着重要的影响[20~22].大气气溶胶是由许多尺度不同的粒子组成的体系,不同粒径粒子的浓度分布是气溶胶最重要的性质之一[23,24].本文通过外场观测实验,对比研究雾发生、发展及消散过程对气溶胶PM10的分级粒径粒子中PAHs浓度分布的影响,这在以往研究中较少涉及,可为城市大气化学研究及认识有机气溶胶在雾天气系统中的大气环境特征提供依据.FA-3型气溶胶粒度分布采样器(辽阳康洁仪器研究所,分级粒子的切割直径为<0.65,0.65~1.1,1.1~2.1,2.1~3.3,3.3~4.7,4.7~5.8,5.8~9.0,>9.0 μm,流速28.3 L/min);6890/ 5975B型气相色谱-质谱仪(GC-MS,美国Agilent 公司);MX5电子微量天平(Mettler Toledo公司,最大称量值5.1 g,可读性1μg);ZQZ-DN器测能见度仪(江苏省无线电科学研究所,分辨率≤1000 m时为±10%;分辨率>1000 m时为±20%.观测频率10 min);自动气象站(澳大利亚ICT International,温度±0.1℃、湿度±2%及气压为25℃时,分辨率<±1 hPa,观测频率30 min);DigiCORA系留气球低空探测系统(芬兰Vaisala Inc.,分辨率:风速0.1 m/s及风向1°,观测频率1~2 s).16种优控PAHs混合标准样品(美国Supelco公司,色谱纯,1000 μg/g);二氯甲烷(德国CNW公司,农残分析级),实验所用其它试剂均为分析纯及以上;玻璃纤维滤膜(上海兴亚净化材料厂,φ=80 mm,孔径=0.22 μm).样品采集于南京市北郊南京信息工程大学校园,采样方法参照文献[19].采样前将滤膜置于马弗炉中于450℃焙烧4 h,以消除可能的有机物,冷却后置于干燥器中平衡24 h,用电子微量天平称重.将采样后的滤膜用铝箔封装后带回实验室,于干燥器中平衡24 h,用电子微量天平称重后,放入冰箱中于低温(-20℃)保存至分析.采样是在2007-11-15~2007-12-30秋冬季雾天气高发期间进行,每天分白天、夜间采集气溶胶8级粒径样品,采集时间为08∶00~20∶00(白天),20∶00~次日08∶00(夜间).同时,能见度仪和自动气象站常规气象仪器连续工作,观测气象要素.据《地面气象观测规范》(QX/T48-2007)规定,雾是浮游空中的大量微小水滴,使水平能见度小于1.0 km,是相对湿度接近100%的视程障碍天气现象.本实验根据同步气象资料选出了雾前(2007-12-04~2007-12-09)、雾中(2007-12-10~2007-12-21)和雾后(2007-12-22~2007-12-27)样品,共计384个膜样,同时选出一次持续雾过程(2007-12-17夜间~2007-12-21白天)作为个例.样品采集的气象信息见表1.实验采用索氏提取[25]:将样品滤膜剪碎后放入回流提取管内,上部接冷凝管.取90 mL二氯甲烷作为提取试剂加入到下部圆底烧瓶中,置于水浴上加热.至二氯甲烷溶剂沸点后,溶剂蒸气从回流提取管的侧管进入冷凝管,冷凝后滴流在滤膜样品上,连续回流提取18 h,控制水浴温度为55℃.多环芳烃是易挥发的有机污染物,实验中采取K-D浓缩器浓缩提取液.浓缩前用二氯甲烷溶剂将柱子预湿,以减少样品损失.K-D浓缩器水浴温度为55℃,上样量未超过浓缩瓶体积的60%,在常压下浓缩.提取液经K-D浓缩器浓缩至约5 mL,经N2气吹干浓缩到1 mL,转入样品瓶,冷冻保存,待GC-MS分析.用6890/5975B型GC-MS(Agilent公司)测定1979年美国环保局公布的优先监测污染物中的16种PAHs.升温程序:柱初温70℃,保持1 min,以10℃/min升温至230℃,以0.5℃/min升温至240℃,以10℃/min升温至270℃,再以3℃/min升温至290℃,保持5 min.载气:氦气;进样方式:无分流进样;进样量:1 μL;质谱离子源为电子轰击源(EI);谱调谐标准物:全氟三丁基胺PFTDA;电子倍增器电压(EMV)为1400 eV;采用SIM模式,外标法.16种优控PAHs及缩写如下:萘(Nap)、二氢苊(Ace)、苊(Acy)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)、荧蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、(Chr)、苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、二苯并[a,h]蒽(DahA)、茚(1,2,3-cd)并芘(IcdP)以及苯并(ghi)苝(BghiP).用方法空白、加标空白、基质加标、基质加标平行样和样品平行样等进行质量控制.用指示物回收率来检测样品的制备和分离结果,指示物的平均回收率为:萘-D866.6%,二氢苊-D1086.2%,菲-D1086.3%,-D1277.6%,苝-D12107.1%.目标化合物的定量结果未经回收率指示物的校正.方法的检出限为0.10(Phe)~3.55 pg(BaP).雾前、雾中及雾后大气气溶胶PM10的分级样品中8级粒径粒子的质量浓度列于表2.本研究以空气动力学直径2.1 μm为粗、细粒子分界,并对应着以PM2.1(Dp <2.1 μm)和PM9.0(Dp<9.0 μm)参照反映PM2.5与PM10的环境特征.由表2可见,雾过程中的PM2.1和PM9.0平均质量浓度最高,其日均值分别是起雾前的2.30和2.01倍,是雾消散后的2.18和2.47倍.比较PM2.1和PM9.0在白天和夜间的平均质量浓度可见,起雾前,PM2.1和PM9.0夜间的浓度均明显高于白天,昼、夜变化很明显;在雾过程中,PM2.1白天的浓度略高于夜间,与雾前、雾后PM2.1的昼、夜浓度变化正好相反,而PM9.0白天和夜间的浓度很接近,无明显的昼、夜变化;雾消散后,PM2.1夜间浓度高于白天,有明显昼、夜变化特征,但PM9.0白天和夜间的浓度基本没有变化.表明雾天气系统下,雾区近地层大气中PM2.1和PM9.0的污染明显加重,雾过程改变了PM2.1的昼、夜浓度变化特征,雾过程能有效地去除气溶胶PM10中的粗粒子.雾前、雾中与雾后大气气溶胶PM10的分级样品中8级粒径粒子的16种PAHs日均质量浓度分别见表3~表5.由表3~表5数据可见,起雾前,PM9.0中16种PAHs的总浓度为44.06ng/m3;有80.16%的∑16PAHs分布在Dp<2.1 μm的细粒子中,Dp<0.65 μm粒子的∑16PAHs浓度最高,为20.69 ng/m3,占45.80%;Dp>9.0 μm的粗粒子中∑16PAHs浓度最低,为1.11 ng/m3.雾过程中,PM9.0中16种PAHs的总浓度明显增加,为52.56 ng/m3,比起雾前增加了19.29%;有83.39%的∑16PAHs分布在Dp<2.1 μm的细粒子中,其中Dp<0.65 μm和1.1~2.1 μm细粒子的∑16PAHs浓度最高,分别为17.95ng/m3和16.41 ng/m3,分别占33.06%和30.22%;粒径4.7~5.8 μm粒子中∑16PAHs浓度最低,为0.99 ng/m3.雾消散后,PM9.0中16种PAHs的总浓度明显下降,为26.81 ng/m3,与雾中相比降低了48.99%,与雾前相比降低了39.15%;有85.56%的∑16PAHs分布在Dp<2.1 μm的细粒子中,其中Dp<0.65 μm的细粒子中∑16PAHs浓度最高,为9.32 ng/m3,占33.72%;粒径3.3~4.7 μm的粒子中∑16PAHs浓度最低,为0.42 ng/m3.表明雾前、雾中与雾后大气气溶胶PM10中16种优控多环芳烃化合物主要分布在比表面积大的细粒子上,平均有83.04%分布在Dp<2.1 μm的范围内;雾中1.1~2.1 μm粒子的∑16PAHs浓度明显增加,Dp<0.65 μm粒子的∑16PAHs浓度略有降低,雾过程对细粒子中∑16PAHs的浓度分布产生明显影响. 由表3~表5比较细粒子PM2.1中PAHs各单体的浓度值可见,起雾前,浓度较高的PAHs依次是荧蒽(Fla,4.92 ng/m3)、(Chr,4.50 ng/m3)和苯并(ghi)苝(BghiP,4.35 ng/m3),单体浓度的高值均出现在<0.65 μm细粒子;雾过程中,浓度高的是荧蒽(Fla,6.64 ng/m3)、(Chr,6.29 ng/m3)、苯并[b]荧蒽(BbF,5.77 ng/m3)和苯并(ghi)苝(BghiP,5.40 ng/m3),单体浓度高值出现在<0.65μm和1.1~2.1 μm粒径;雾消散后,浓度高的是(Chr,3.41 ng/m3)、荧蒽(Fla,3.20 ng/m3)和苯并(ghi)苝(BghiP,2.78 ng/m3),单体浓度高值分别出现在<0.65 μm和1.1~2.1 μm粒径.进一步说明在气溶胶的细粒子中16种优控PAHs单体的浓度分布在一定程度上受到雾过程的影响.通常以苯并[a]芘(BaP)作为多环芳烃的代表,以PM10中其浓度限值10ng/m3为空气污染标准.在本观测实验取得的样品中,雾前、雾中与雾后PM9.0中苯并[a]芘日均浓度分别为2.67,2.35与1.69 ng/m3,均低于其空气污染限值.图1给出了雾前、雾中与雾后大气气溶胶PM10的分级样品中8级粒径粒子的∑16PAHs质量浓度分布情况.从图1中可知,起雾前,白天∑16PAHs呈双峰分布,双峰位于0.65~1.1 μm和4.7~5.8 μm处;夜间∑16PAHs呈单峰分布,仅在积聚模态1.1~2.1 μm出现峰值.雾过程中,白天∑16PAHs也呈单峰分布,在积聚模态1.1~2.1 μm出现峰值;夜间∑16PAHs呈双峰分布,双峰位于1.1~2.1 μm和4.7~5.8 μm处.雾消散后,∑16PAHs昼、夜都是双峰分布,其昼、夜积聚模态峰值粒径相同,均在0.65~1.1 μm处出现峰值,而∑16PAHs粗模态白天在5.8~9.0 μm处、夜间在4.7~5.8 μm处出现峰值,说明雾前、雾中与雾后白天PM10∑16PAHs积聚模态和粗模态分布均有很大差异.其中,雾中白天∑16PAHs积聚模态峰位置较雾前白天与雾后白天向较大粒径处偏移;雾中白天∑16PAHs粗模态没有峰出现,雾后白天∑16PAHs粗模态峰位置较雾前白天向较大粒径偏移.雾前与雾中夜间∑16PAHs积聚模态峰位置相同,均为1.1~2.1 μm;雾后夜间∑16PAHs积聚模态峰位置较雾前和雾中峰位置向较小粒径偏移;雾前夜间∑16PAHs粗模态没有出现峰值,雾中和雾后夜间∑16PAHs粗模态峰位置相同,均为4.7~5.8 μm.2007-12-17夜间~2007-12-21白天,南京市北郊出现了一次连续大雾天气.在此次雾过程的气溶胶PM10分级样品采集期间,大气的能见度、相对湿度、气温和风速等气象要素变化见图2.本文根据采样时间段表述这场大雾过程的连续时间依次如下:17日为雾过程第1天,18日为第2天,19日为第3天,20日为第4天,21日为第5天.雾连续过程中,18日及19日夜间的能见度明显比它们白天的低,出现了能见度低于100 m及相对湿度为100%的强浓雾状态;但18日、19日及20日白天也间断出现了雾消散的状态.图3给出了此次连续雾过程中大气气溶胶PM10分级样品所测定∑16PAHs的粒径分布.从图3可见,雾连续过程第1天夜间PM10的8级粒径粒子中∑16PAHs呈现单峰分布,位于1.1~2.1 μm;第2天昼、夜PM10中∑16PAHs均为双峰分布,白天双峰位置为0.65~1.1 μm和4.7~5.8 μm;夜间积聚模态峰位于1.1~2.1 μm,粗模态峰仍位于4.7~5.8 μm;第3天白天PM10中∑16PAHs为双峰分布,双峰分别位于1.1~2.1 μm和5.8~9.0 μm;夜间为单峰分布,位于1.1~2.1 μm;第4天昼、夜PM10中∑16PAHs都是双峰分布,双峰位置均为1.1~2.1 μm和5.8~9.0 μm;第5天白天PM10中∑16PAHs分别在1.1~2.1 μm及3.3~4.7 μm出现峰值.由以上分析可以看出,本次连续雾过程中,白天∑16PAHs积聚模态峰位置随着雾的持续向大粒径方向偏移并停留在1.1~2.1 μm;夜间∑16PAHs积聚模态峰位置在本次雾过程中没有变化,均在1.1~2.1 μm.白天∑16PAHs粗模态峰位置随着雾的持续向大粒径方向偏移并停留在5.8~9.0 μm,雾过程持续到第5天,白天时峰值粒径向较小粒径偏移,峰值粒径为3.3~4.7 μm;夜间∑16PAHs粗模态分布较复杂,雾发生后第1天粗模态没有明显峰出现,第2天在4.7~5.8 μm处出现明显的峰值,然而第3天峰值又消失,雾发展至第4天时在5.8~9.0 μm重新出现明显峰,说明PM10∑16PAHs的粒径分布受雾过程持续时间影响较大.KeywordsPolycyclic aromatic hydrocarbon;Fog event;Atmospheric aerosol;Particulate matter(PM10); Size distribution【相关文献】[1] Dallarosa J.B.,Monego J.G.,Teixeria E.C.,Stefens J.L.,Wiegand F..Atmospheric Environment[J],2005,39:1609—1625[2] TAO Shu(陶澍),LUO Yong-Ming(骆永明),ZHU Li-Zhong(朱利中),WANG Xue-Jun(王学军),CAO Jun(曹军),LI Ben-Gang (李本纲),XU Fu-Liu(徐福留),ZHANG Zhi-Huan(张枝焕).Acta Scientiae Circumstantiae(环境科学学报)[J],2006,26(1): 168—171 [3] LIANG Chong-Shan(梁重山),DANG Zhi(党志),LIU Cong-Qiang(刘丛强),HUANG Wei-Lin(黄伟林).Chem.J.Chinese Universities(高等学校化学学报)[J],2005,26(4):671—676[4] Fan S.X.,Jin G.X.,Chen J.P.,Chen S.G..Journal of Japan Society for Atmospheric Environment[J],2005,40(3):129—135[5] ZHANG Yan-feng,GAO Zhi-xian,SUN Hong-wen,DAI Shu-gui.Chem.Res.Chinese 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Chemistry(环境化学)[J],2008,27(1):105—109[22] FAN Shu-Xian(樊曙先),HUANG Hong-Li(黄红丽),FAN Tao(樊韬),TANG Li-Li(汤莉莉),YANG Xue-Zhen(杨雪贞),LI Hong-Shuang(李红双).Environmental Science(环境科学)[J],2009,30(9):2707—2714[23] TANG Xiao-Yan(唐孝炎),ZHANG Yuan-Hang(张远航),SHAO Min(邵敏).Atmospheric Environmental Chemistry(大气环境化学)[M],Beijing:Higher Education Press,2006:274—288[24] ZHANG Ren-Jian(张仁健),WANG Ming-Xing(王明星),ZHANG Wen(张文),WANG Yue-Si(王跃思),LI Ai-Guo(李爱国),ZHU Guang-Hua(朱光华).Climatic and Environmental Research(气候与环境研究)[J],2000,5(1):6—12[25] SONG Guan-Qun(宋冠群),LIN Jin-Ming(林金明).Acta Scientiae Circumstantiae(环境科学学报)[J],2005,25(10):1287—1296AbstractFractionating samples of atmospheric aerosol PM10,collected during a fog high frequency period,were determined for 16 priority polycyclic aromatichydrocarbons(PAHs).Result shows that the average mass concentrations of PM2.1andPM9.0in the near surface layer of the fog area increase sufficiently,and the diurnal concentration variation of PM2.1are changed due to fog process.Before,during and after fog event,the 16 priority PAHs in the PM10mainly distribute in the fine particles with larger specific surface area,and averagely,83.04%of PAHs distribute on the aerosol with Dp<2.1 μm.During the fog event,the concentrations of∑16PAHs in theparticles(Dp=1.1—2.1 μm)increase remarkably,whereas those in the particles(Dp<0.65 μm)decrease slightly;therefore,fog process play a great role on the distributionsof∑16PAHs in the fine particles.In the daytime before,during and after fog event,the d istributions of∑16PAHs in the accumulation mode have large differences;the peak diameter of accumulation mode shifts to the larger size during the fog event,compared with those before and after fog.In a prolonged fog event,the peak diameter of daytime∑16PA Hs accumulation mode shifts to the larger size continuously and stays at 1.1—2.1 μm,while there is no significant variation of peak diameter in the night,all at 1.1—2.1 μm;subsiquently,the size distributions of∑16PAHs in PM10are greatly affected by the duration of the fog event.。
广州市灰霾期间大气颗粒物中无机元素的质量浓度
Ga
2170
4196
1140
2185
4123
6110 11110 6181
8133
3195
8158
7102
As
12
47
4190
10
16
32
50
110
60
52
67
83
Se
0139 未检出 未检出 未检出 未检出 未检出 1131
1188
3151
1183
2137
2163
Rb
17180
16
10170
21
21
324
环 境 化 学
27卷
在检出的元素中 , 与人类污染活动相关的元素主要是 A s, Cu, Pb, Zn和 Se; 典型的地壳元素有 A l, K, Ca, V , Cr, Fe和 M n, 其中 K和 V 与燃料的燃烧也有一定的关系.
3 灰霾天气主要元素及标志性元素分析 从表 1可以看出 , 灰霾与非灰霾期间所测元素的分布特点基本一致 , 说明灰霾与非灰霾期间无机 元素的来源基本上是一致的. 这一点从灰霾和非灰霾天气部分无机元素的质量组成的浓度百分比含量 也可得到证明 (图 3).
日期
PM
3 10
Be
表 1 广州市非灰霾天气和灰霾天气无机元素的质量浓度 ( ng·m - 3 )
Table 1 The mass concentrations of elements in PM10 at different samp ling days in Guangzhou
非灰霾天气
灰霾天气
0108
0115
0120
0126
0140
广州市空气颗粒物中烃类物质的粒径分布
广州市空气颗粒物中烃类物质的粒径分布唐小玲;毕新慧;陈颖军;谭吉华;盛国英;傅家谟【期刊名称】《地球化学》【年(卷),期】2005(034)005【摘要】用 Andersen六段分级大流量采样器 (粒径为 : 10~7.2 μ m, 7.2~ 3.0 μ m, 3.0~1.5 μ m, 1.5~0.95 μ m, 0.95~0.49 μ m, ≤ 0.49 μ m)采集了广州市荔湾区 4个季度的大气颗粒物样品 , 用气相色谱 (GC)定量分析了其中的正构烷烃 (n-alkanes)组分,用气相色谱-质谱 (GC-MS)定量分析了其中的多环芳烃 (PAHs)组分. CPI2(代表石油成因的碳优势指数 )、 CPI3(代表生物成因的碳优势指数 ) 和Wax(植物蜡含量 )表明了石油成因的烷烃倾向于富集在细颗粒物上,而生物成因的烷烃倾向于富集在粗颗粒物上.正构烷烃和低相对分子质量多环芳烃表现出双峰模型分布,高相对分子质量多环芳烃呈现单峰模型分布,仅在细颗粒段有一峰值.烷烃和芳烃秋冬季的 MMDs(质量中值直径 )比春夏季的大.在高温季节化合物优先富集在细颗粒物上,而在低温季节则向粗的颗粒物方向偏移.【总页数】7页(P508-514)【作者】唐小玲;毕新慧;陈颖军;谭吉华;盛国英;傅家谟【作者单位】中国科学院,广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广东,广州,510640;中国科学院,广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广东,广州,510640;中国科学院,广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广东,广州,510640;中国科学院,广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广东,广州,510640;中国科学院,广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广东,广州,510640;中国科学院,广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广东,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】P593;X131【相关文献】1.我国空气颗粒物中烃类物质的来源解析研究现状 [J], 彭林;白志鹏;朱坦2.卷烟主流烟气气溶胶中酚类物质的粒径分布研究 [J], 司晓喜;刘志华;朱琴;朱瑞芝;王洪波;刘强;张凤梅;向能军;赵乐;缪明明3.广州市芳村南部地区空气颗粒物中多环芳烃的测定和污染现状分析 [J], 李拓;何良挽4.空气颗粒物中PAHs的粒径分布与污染特征 [J], 冯沈迎;仝青5.QuEChERS/气相色谱质谱法同时测定膨化食品中多环芳烃类物质 [J], 杜磊; 徐华超; 周卓为; 谢奕丽; 钱磊; 杨学灵因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
广州市不同季节大气中可吸入颗粒物特征及环境意义
广州市不同季节</B>大气中可吸入颗粒物特征及环境意义张颖仪指导老师:邹世春副教授中山大学化学与化学工程学院颗粒物颗粒物――可悬浮于空气中的固态和液态的微粒 PM10:空气动力学当量直径小于或等于10微米的颗粒物;PM2.5:空气动力学当量直径小于或等于 2.5微米的颗粒物。
颗粒物对健康和环境的影响:导致肺炎、气管炎、肺结核甚至诱发肺癌;死亡率上升;环境气候;能见度等。
国内外研究现状国内:北京和上海:全年监控PM2.5 香港:可吸入颗粒物的季节</B>变化其他城市:监控多为TSP,某些为PM10 国外:美国和欧洲一些国家开始研究粒径更小的颗粒物。
创新意义在国内并无PM2.5的有关标准,本研究对PM10和PM2.5两种不同粒径颗粒物同时进行研究,为相关标准的立法提供依据。
在广州乃至整个珠江三角洲地区对PM10和PM2.5进行不同季节</B>的采样研究为首次。
样品采集采样仪器:美国Airmetrics公司生产的低流量采样器采样点分布图质量浓度分析分析仪器:灵敏度为1 ?g的电子微量天平 (Mettle M3, Switzerland) 按下式计算质量浓度: C:PM质量浓度(mg/m3) G1:空白滤膜的重量(mg)G2:采样后滤膜的重量(mg) Yr:采样体积(m3)研究内容:广州冬季大气中的颗粒物浓度特征;广州夏季大气中的颗粒物浓度特征; PM10和PM2.5相关性分析;不同采样点的特征比较;气象因素影响。
一、广州冬季大气中的颗粒物浓度特征 1)颗粒物污染严重日平均值高;超标率高;超标倍数大。
2)变化范围大冬季PM10浓度日际变化图冬季PM2.5浓度日际变化图冬季不同城市颗粒物浓度比较图冬季颗粒物浓度冬季各采样点超标倍数冬季颗粒物污染特征颗粒物污染严重:干燥地面扬尘多颗粒物的浓度高出现逆温频率高大气扩散能力弱颗粒物浓度高二、广州夏季大气中的颗粒物浓度特征 1)颗粒物污染水平较低: 2)超标率高,细颗粒物尤其严重:黄埔PM10的超标率为80%, PM2.5超标率为100%。
冬季灰霾期间广州、清远和大澳大气中多环芳烃短时间变化的初步研究的开题报告
冬季灰霾期间广州、清远和大澳大气中多环芳烃短时间变化的初步研究的开题报告一、研究背景和意义近年来,随着城市化进程的加快以及工业化的不断推进,环境污染问题日益加剧。
其中,细颗粒物(PM2.5)和挥发性有机物(VOCs)等污染物是导致空气质量恶化的主要因素之一。
在冬季特别是灰霾期间,大气中的PM2.5和VOCs浓度往往会呈现出明显的升高趋势,给人们带来了严重的健康和环境问题。
为了更好地掌握冬季灰霾期间大气中PM2.5和VOCs的变化规律,本研究拟以广州、清远和大澳为研究对象,通过对多环芳烃(PAHs)浓度的监测,分析其短时间内的变化情况,为制定及完善相关政策和措施提供科学依据。
二、研究内容和方法本研究拟选取广州市番禺区的一个监测站点、清远市英德市的一个监测站点以及大澳的一个监测站点,对多环芳烃(PAHs)进行监测。
具体的研究内容如下:1. 收集广州、清远和大澳地区冬季灰霾期间的大气监测数据,分析PAHs的时空分布特征;2. 每周选择一个特定的时间段,在不同监测站点采集大气样品,并对PAHs进行分析和检测;3. 利用相关软件(如SPSS等),对得到的监测数据进行统计分析,探究PAHs浓度的变化规律;4. 结合相关文献,分析PAHs浓度变化与空气质量、气象因素等因素之间的关系;5. 在分析PAHs变化规律的基础上,提出减少PAHs生成和排放的策略和措施。
三、论文结构本研究拟分为以下几个部分:第一章:绪论。
介绍研究背景和意义、研究内容和方法,以及论文结构。
第二章:相关理论和概念。
对细颗粒物、挥发性有机物和多环芳烃等相关概念和理论进行详细阐述。
第三章:研究区域及监测站点的介绍。
分别介绍广州、清远和大澳地区的环境特点和监测站点的选取原则及监测仪器等情况。
第四章:样品收集及分析。
阐述本研究采用的采样方法和样品处理过程,以及PAHs的分析方法。
第五章:监测结果及分析。
通过对监测数据的统计分析,探究PAHs 浓度的变化规律。
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中国环境科学
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C ia E vrn na S ine hn n i metl cec o
广 州灰 霾 期 大气 颗 粒 物 中多环 芳 烃 粒 径 的分 布
段 菁春 , 新 慧, 吉华 , 国英 傅家 谟 ( 毕 谭 盛 , 中国科学院广州地球化学研究所, 有机地球化学国家重点实验室, 广
n l e T r ee t o vo s k t l si t c u l n mo a a z . ee w r b iu a s ep ae ea c mua o d e(.2 1 0 r)a d tec as d e yd h wo e p n i h c nh i t 03 - . gn n o r mo 8 h e ( . 1 .Wn a o p e c at l ; u igh z r , e rp r o f cu l o d ep r ce S a ih r 32 0O ) t s h r r c s d r aep i t o o t no c mua nmo at l i T P w s g e - m i p ie n e o h p d i a i t i sn h
L b r t r f Or a i o h mi t ,Gu n z u a o a o y o g n c Ge c e s r y a g b Ke b r t r o v r n n n s u c s o y La o ao y f En i me t a d Re o r e Ut s t n n d o i ai a i l o
h n h t fc a s t a t a o o r emo ep r ce ; u f rh et ep o ri n o c p e Wa b u t e s meo l we i l ; a ho h e d at ls b t t i ae a h z r p t c u id s a o t a o o h r o ral t e c ft te l w i g P o r AHs h e k i e e t o p a e f p ril s b td sr u e il e a c mu ae d e p ri ls n a ap a t s d n h w l c s o a t e ; u iti t d man y i t u c b n h c lt mo a t e ; d c a mo talo i h rn AHs d srb t d i e a c mu a e d e p ri ls fo h e p ro o a tr h z ro e l s l f h g g P i it u e t c u lt d mo a t e ; r m a id t f a e p id t i n h c z e e e h p r ce d a e e f l wi g P a t l i i m t ro n AHsi e fe k o c mu a o d e tn e e r a e g a u ly b t h s c a g s o t r a f a u lt n mo e d d t d ce r n h c i o s d al ; u i h t n e Wa s l i g i g P maln h h r AHs t e r t s o AHsTS h g r r al e o e a d at rt e h e p ro ; e r t s o i n ; a o fTP h i / P c a e mo e g e t b f r fe a id t a o f n d y n h z e h i Ba / Ph t e s r cc a g r n P Be a h af h d l n et dwi T AHs Pd g a a o e h t P / TS e r d t nmi h b t eman c u eo h s h g . i gt h e i a s fti a e cn
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P oe t n Gu g b u Is tt f G o h mi r, hn s a e fS in e , a g h u 5 0 4 , hn ) C i rtc o , a z n t ue o e c e s y C ie eAcd my o ce c s Gu z o 6 0 C i a. hn i n o i t n 1 a
东省环境资源利用与保护重点实验室, 东 广州 5 0 4 ) 广 16 0
摘 要 :对 20 年广 州 严 重灰 嚣 期前 后 9 的 大 气样 品 进行 了分析 . 果表 明。 气 中颗 粒 物在 积 聚态 颗 粒 物(. - . 1 和 粗颗 粒 物 03 d 结 大 O3 18 a 2 0 m) (. 1.ma 3 O l ) 2 O 处有 2个 明显 的峰; 灰霾期 积聚 态颗 粒物 比粗 颗粒 物在 T P中 占的 比例 高, 灰莲 结束 后 所占 比例 与粗颗 粒物 相 当或略 少; S 而在 低 环 数 多环芳 烃 在积聚 态 颗粒 物段 和粗 颗粒 物 段各 有一 个峰 。 主要 分布在 积 聚态 颗粒 物 中; 数 多环 芳烃 几 乎完 全分 布在 积聚 态颗 粒 但 高环 物 中 ;从灰 嚣 期至 灰嚣 期后 . 数 多环芳 烃在 积聚 态颗 粒 物段 的主 峰粒径 有 逐渐减 少 的趋 势, 于 高环 数 多环 芳烃这 一 变化不 大 ; 低环 而对 比值 T A s T P 灰嚣 期前 后有 较大 的变 化 ; PH IS在 由于 比值 B P/ e T A s T P 有相 同 的变化 趋势 , 作用 可能 是造 成 比值 T A / S a B P与 P H / S 具 降解 P Hs T P 变化 的主 要原 因. 关键 词 :气溶 胶 ;灰 嚣 ; 多环 芳烃 (A ) P ns:微孔 均匀 撞击 式采 样器( U ) 广州 MO DI : 中圈 分类 号 :X 1 53 文献 标识 码 :A 文章 编号 : 10 -9 320 )100 -5 0 0 62 (06o -0 60