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轮胎磨损颗粒物精细化组分污染特征研究

环境污染与防治 2024年第6期46卷 823-828,835页

作者：郭全有门正宇吴琳张新峰杨宁毛洪钧南开大学环境科学与工程学院天津市城市交通污染防治研究重点实验室天津300071 烟台职业学院山东烟台264670 中国汽车技术研究中心有限公司天津300300 天津市生态环境监测中心天津300191

为明晰机动车轮胎磨损颗粒物(TWPs)的污染特征,从而为大气颗粒物来源解析提供更详细的成分谱数据,利用轮胎耐久性测试平台对10种国内市场上主流的轮胎进行TWPs采样,并分析了22种无机元素、10种水溶性离子、有机碳(OC)和元素碳(EC)的含... 详细信息

为明晰机动车轮胎磨损颗粒物(TWPs)的污染特征,从而为大气颗粒物来源解析提供更详细的成分谱数据,利用轮胎耐久性测试平台对10种国内市场上主流的轮胎进行TWPs采样,并分析了22种无机元素、10种水溶性离子、有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量。结果表明,TWPs中碳质组分最丰富,OC和EC的质量分数平均值分别为44.0%、9.3%,主要来源于胎面颗粒。OC/EC的平均值为4.9,说明OC存在二次来源。无机元素的质量分数平均值为9.3%,其中Si和Zn最丰富,质量分数分别为7.4%、0.9%。水溶性离子的质量分数平均值为3.4%,最主要的阴离子和阳离子分别是SO_(4)^(2-)和NH^(+)_(4)。四季胎产生的TWPs中OC、EC、无机元素和水溶性离子含量均高于冬季胎。OC、Si和Al在TWPs中的含量随轮胎速度等级升高而呈现明显增加趋势。

关键词：轮胎磨损成分谱颗粒物轮胎类型

以“四个引路人”精神指引环境工程专业人才培养

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高教学刊 2024年第12期10卷 170-173页

作者：王婷宋少洁彭剑飞王鑫史国良毛洪钧冯银厂南开大学环境科学与工程学院天津300071

环境工程教育旨在着眼解决社会经济发展过程中伴生的生态环境问题,培养能够利用系统的环境保护专业知识和技能解决实际环境工程问题的高素质专业人才。教师在立德树人的过程中以“四个引路人”精神为指引,做学生锤炼品格的引路人,推进... 详细信息

环境工程教育旨在着眼解决社会经济发展过程中伴生的生态环境问题,培养能够利用系统的环境保护专业知识和技能解决实际环境工程问题的高素质专业人才。教师在立德树人的过程中以“四个引路人”精神为指引,做学生锤炼品格的引路人,推进课程思政建设,树立正确的核心价值观,是育人的根基;做学生学习知识的引路人,夯实专业知识基础,提升专业理论素养,是环保事业的基石;做学生创新思维的引路人,激发创新活力,是科技制胜的关键;做学生奉献祖国的引路人,服务国家需求,厚植爱国报国情怀,是科技强国的重要支撑。通过以“四个引路人”精神为指引,探索培养“有知识、会创新、懂实践、为家国”的环境工程专业人才的育人模式。

关键词：四个引路人环境工程课程思政创新能力人才培养

天津郊区春季大气新粒子生成特征及影响因素分析

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环境科学学报 2024年

作者：刘佳媛彭剑飞张进生国纪良宋爱楠史国良吴建会毕晓辉吴琳王婷冯银厂毛洪钧南开大学环境科学与工程学院天津市城市交通污染防治研究重点实验室国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室

新粒子生成（NPF）对空气质量、区域和全球气候以及人体健康产生重大影响.为揭示京津冀地区沿海城市NPF特征及影响因素，于2023年春季在天津郊区站点实测了3～1000 nm大气颗粒物的数浓度粒径分布.观测期间，颗粒物数浓度的平均值为（1.6... 详细信息

新粒子生成（NPF）对空气质量、区域和全球气候以及人体健康产生重大影响.为揭示京津冀地区沿海城市NPF特征及影响因素，于2023年春季在天津郊区站点实测了3～1000 nm大气颗粒物的数浓度粒径分布.观测期间，颗粒物数浓度的平均值为（1.6×10～4±9.5×10～3） cm-3，数谱分布呈现以核模态和爱根核模态为主的特征，二者占总颗粒物数浓度的81.6%.NPF发生频率约为37%，新粒子生成速率和增长速率范围分别为2.96～12.34 cm-3·s-1,2.3～7.1 nm·h-1，生成粒径主要分布在3～25 ***事件主要出现在较清洁的大气条件下，气态H2SO4和NH3是天津NPF过程中的重要物种.此外，高温、低湿、强太阳辐射等气象条件更有利于NPF事件的发生.后向轨迹结果显示，NPF天气团主要来自长三角和天津西北部地区，而来自海洋方向的气团不利于NPF发生.

关键词：沿海地区新粒子生成颗粒物数浓度粒径分布气态前体物

机动车尾气和非尾气排放多环芳烃及其衍生物的影响因素研究进展

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工程科学学报 2023年第5期45卷 863-873页

作者：付家祺王婷毛洪钧天津市城市交通污染防治研究重点实验室南开大学环境科学与工程学院天津300071

机动车尾气排放多环芳烃(PAHs)及其衍生物主要源于化石燃料的不完全燃烧,排放特征随燃烧条件和燃料种类变化而有所不同.随着尾气排放控制标准日益严格和新能源汽车的逐渐普及,非尾气排放污染对交通大气污染的贡献逐年加大.因此,包括刹... 详细信息

机动车尾气排放多环芳烃(PAHs)及其衍生物主要源于化石燃料的不完全燃烧,排放特征随燃烧条件和燃料种类变化而有所不同.随着尾气排放控制标准日益严格和新能源汽车的逐渐普及,非尾气排放污染对交通大气污染的贡献逐年加大.因此,包括刹车磨损、轮胎磨损、道路扬尘再悬浮和路面磨损在内的非尾气排放过程作为城市环境PAHs的重要污染源,其占比不容忽视.机动车来源PAHs及其衍生物的排放特征主要受燃烧条件、路面条件和机动车部件材料种类等多种因素影响.本文对国内外现有的机动车尾气排放以及非尾气排放PAHs及其衍生物的数据进行了梳理和总结.总的来说,对于尾气排放,严格的排放标准导致PAHs及其衍生物排放量降低;冷启动、加速等工况下,发动机燃烧效率降低,排放量增大;柴油车排放量远高于汽油车;汽油直喷发动机比气道喷射发动机排放更高;车辆行驶里程增加排放量增加.且研究发现刹车片化学成分、制动情况、轮胎材料和路面条件等均会影响排放,具有高度的不确定性,有待进一步研究.本文旨在分析机动车来源PAHs及其衍生物在不同影响因素下的排放特征,为排放控制技术发展和政策标准制定提供科学依据.

关键词：机动车排放多环芳烃硝基多环芳烃含氧多环芳烃尾气排放非尾气排放

天津市典型市区隧道机动车黑碳污染排放特征与健康风险评价

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环境科学学报 2023年第2期43卷 408-413页

作者：张启钧杨磊魏宁吴琳毛洪钧南开大学环境科学与工程学院天津市城市交通污染防治研究重点实验室天津300071

在天津五经路隧道开展机动车排放的黑碳(Black carbon,BC)浓度特征及其对人群健康影响研究,对机动车排放BC的浓度水平与变化特征进行分析,同时计算获得汽油车和柴油车的BC排放因子,并通过美国环保局(US EPA)的健康风险评价模型对BC的健... 详细信息

在天津五经路隧道开展机动车排放的黑碳(Black carbon,BC)浓度特征及其对人群健康影响研究,对机动车排放BC的浓度水平与变化特征进行分析,同时计算获得汽油车和柴油车的BC排放因子,并通过美国环保局(US EPA)的健康风险评价模型对BC的健康风险进行评价.结果表明,隧道入口和出口处BC质量浓度均值分别为(2.21±0.74)和(4.02±1.56)μg·m^(-3).隧道内BC累计质量浓度在凌晨、早高峰和晚高峰3个时间段上存在极大值点,说明交通道路BC浓度变化与车辆类型和车流量变化密切相关.隧道中机动车BC综合排放因子为(2.62±0.60)mg·km^(-1)·辆^(-1),基于多元线性回归方法计算获得隧道内汽油车和柴油车的BC排放因子分别为(1.51±0.24)和(56.9±15.2)mg·km^(-1)·辆^(-1).健康风险评价结果表明,对于儿童和成人,隧道进口与出口处BC的非致癌风险指数均小于1,非致癌风险在安全范围之内.但BC对成人和儿童的致癌风险均超过EPA推荐的可接受风险阈值(10^(-4)~10^(-6)),很大可能会对暴露人群造成致癌风险.

关键词：隧道测试机动车黑碳排放因子健康风险天津

邯郸市妇女空气污染暴露对妊娠期高血压的影响

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中国环境科学 2022年第1期42卷 444-455页

作者：曹蕾王婷王丽君刁瑞萍于丽敬崔小丽毛洪钧南开大学环境科学与工程学院天津市城市交通污染防治研究中心重点实验室天津300071 国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室天津300350 邯郸市妇幼保健院河北邯郸056001

选择河北省邯郸市某医院孕妇数据,探讨了6项空气污染物暴露对孕妇患妊娠期高血压(GH)的影响和不同人群的效应差异,采用传统Logistic回归模型评估了各项污染物的效应,采用主成分改进的Logistic回归模型评估了各项污染物在额外调整其它污... 详细信息

选择河北省邯郸市某医院孕妇数据,探讨了6项空气污染物暴露对孕妇患妊娠期高血压(GH)的影响和不同人群的效应差异,采用传统Logistic回归模型评估了各项污染物的效应,采用主成分改进的Logistic回归模型评估了各项污染物在额外调整其它污染物后的效应.结果显示,单污染物模型中,妊娠期前26周每20μg/m^(3)增量的O_(3)暴露与患病风险呈显著正相关关系(OR=1.211,95%CI:1.094~1.340),且在妊娠前期的效应大于在妊娠中期的效应.多污染物模型中,孕前3个月每20μg/m^(3)增量的PM_(2.50和PM_(10)暴露显著增加了患病的风险,OR值分别为1.021(95%CI:1.004~1.038)和1.016(95%CI:1.002~1.031);妊娠期前26周每20μg/m^(3)增量的O_(3)暴露也对患病风险有显著效应(OR=1.026,95%CI:1.002~1.050).亚组分析结果显示,25~30岁或初次妊娠的孕妇孕前3个月对PM_(2.5)、PM_(10)、NO_(2)和CO的暴露较为敏感,>35岁或学历为大学以下的孕妇妊娠期前26周受O_(3)暴露的影响更易患病.总的来说,邯郸市空气污染对孕妇患GH存在显著的影响,孕妇应在孕前和妊娠期间做好防护,降低空气污染暴露造成的不利影响.

关键词：妊娠期高血压空气污染怀孕队列研究

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机动车尾气二次有机气溶胶生成研究

化学进展 2023年第1期35卷 177-188页

作者：国纪良彭剑飞宋爱楠张进生杜卓菲毛洪钧天津市城市交通污染防治研究重点实验室南开大学环境科学与工程学院天津300071

二次有机气溶胶(SOA)是大气细颗粒物(PM2.5)的重要组分,对大气能见度、公众健康以及区域或全球气候变化具有重要影响。在城市地区,机动车尾气排放的气态前体物在大气中氧化产生高浓度SOA,是城市空气质量下降的重要因素。本文综述了近些... 详细信息

二次有机气溶胶(SOA)是大气细颗粒物(PM2.5)的重要组分,对大气能见度、公众健康以及区域或全球气候变化具有重要影响。在城市地区,机动车尾气排放的气态前体物在大气中氧化产生高浓度SOA,是城市空气质量下降的重要因素。本文综述了近些年机动车尾气SOA生成的相关研究成果,重点关注关键前体物的识别与排放表征、SOA生成特征、演化过程与影响因素,对比了不同研究得到的机动车SOA生成因子的差异,并提出新测量技术、新反应机制和新参数化方案将是未来研究重点关注的方向。

关键词：机动车尾气二次有机气溶胶半/ 中等挥发性有机物老化过程影响因素

典型大气环流对天津市大气PM_(2.5)与O_(3)复合污染的影响特征

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中国环境科学 2023年第10期43卷 5178-5187页

作者：许雅姿杨亦成刘永吉孟鹏孙乃秀吴琳毛洪钧南开大学环境科学与工程学院天津市城市交通污染防治研究重点实验室国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室天津300071 天津经济技术开发区生态环境局天津300450

为探究海陆风环流对沿海城市PM_(2.5)和O_(3)污染的影响特征,基于2016~2020年中国环境监测总站的污染物观测数据和同期气象资料以及ERA5气象再分析数据,分析了海陆风环流特征对天津市区域大气污染物PM_(2.5)和O_(3)浓度变化的影响.结果... 详细信息

为探究海陆风环流对沿海城市PM_(2.5)和O_(3)污染的影响特征,基于2016~2020年中国环境监测总站的污染物观测数据和同期气象资料以及ERA5气象再分析数据,分析了海陆风环流特征对天津市区域大气污染物PM_(2.5)和O_(3)浓度变化的影响.结果表明:2016~2020年天津共有海陆风日411d,6~9月出现最为频繁,12月频率最低.海陆风环流的季节特征差异造成了对PM_(2.5)和O_(3)的影响不同,冬季陆风环流会使PM_(2.5)在沿海区域积累,海风环流对沿海地区PM_(2.5)污染有稀释作用.夏季海陆风环流会改变沿海地区O_(3)分布情况,使O_(3)谷值更低且峰值更高,市区点、郊区点和沿海点O_(3)峰值浓度分别高于平均峰值4.1,8.9,16.0μg/m^(3),海陆风对峰值的影响程度随着站点与海岸线距离的增长逐渐减弱.2016~2020年间共有PM_(2.5)和O_(3)复合污染日94d,17次出现海陆风环流.海陆风型复合污染日中陆风环流将PM_(2.5)由中心城区传输至沿海,海风环流清洁海风对PM_(2.5)有清除作用.陆风环流时O_(3)光化学净消耗速率较高,海风环流时光化学净生成O_(3)时间更久,使O_(3)峰值出现时间延后,浓度提高.环流对O_(3)和PM_(2.5)的不同作用降低了PM_(2.5)和O_(3)复合污染的频率,海陆风对沿海地区污染物的输送和再分配使得区域污染成因更加复杂.

关键词：海陆风环流 PM_(2.5) O_(3) 复合污染分布特征

机动车制动磨损颗粒物及挥发性有机物的组分特征

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环境科学 2022年第10期43卷 4348-4356页

作者：门正宇刘笃优郭全有张静彭剑飞吴琳毛洪钧南开大学环境科学与工程学院天津市城市交通污染防治研究重点实验室天津300071 中国汽车技术研究中心有限公司天津300300 天津市生态环境监测中心天津300191

利用制动惯性实验台测试了6套制动系统,分别采集了制动磨损颗粒物(BWPs)和制动过程中排放的挥发性有机物(VOCs)样品,提取并检测了颗粒物中39种元素、12种水溶性离子、7种碳组分和18种多环芳烃(PAHs)的含量,分析了气体样品中74种VOCs的浓... 详细信息

利用制动惯性实验台测试了6套制动系统,分别采集了制动磨损颗粒物(BWPs)和制动过程中排放的挥发性有机物(VOCs)样品,提取并检测了颗粒物中39种元素、12种水溶性离子、7种碳组分和18种多环芳烃(PAHs)的含量,分析了气体样品中74种VOCs的浓度.含量较高的12种无机元素(即Sb、Mg、Cu、Zn、Ti、Ca、Si、Zr、K、Ba、Al和Fe)在PM_(2.5)和PM_(10)中的质量分数平均值分别为43.4%和40.3%,其中Fe的质量分数最高,在PM_(2.5)和PM_(10)中分别为16.6%和13.1%.元素的粒径分布与BWPs质量分布一致.12种水溶性离子在PM_(2.5)和PM_(10)中的质量分数平均值分别为16.5%和12.6%,其中NO^(-)_(3)、SO_(4)^(2-)和Ca^(2+)的质量分数平均值较高.总碳(TC)在PM_(2.5)和PM_(10)中的质量分数平均值分别为21.9%和18.1%,有机碳(OC)的质量分数平均值是元素碳(EC)的5倍左右.检出率大于50%的PAHs共有6种,其中萘(Nap)含量最为丰富.74种VOCs的浓度平均值为316.04μg·m^(-3),其中芳香烃的浓度最高.6套制动系统排放的BWPs组分和VOCs构成的差异较大,主要是由刹车片的品牌和制造使用的材料决定的.

关键词：制动磨损颗粒物化学组分粒径分布挥发性有机物(VOCs)