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滨海城市大气环境中发现多种微塑料及其沉降通量差异

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科学通报 2017年第33期62卷 3902-3909页

作者：周倩田崇国骆永明中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

微塑料污染已成为全球高度关注的海陆环境问题.微塑料的大气污染研究在国际上鲜见报道,在中国尚属空白.本文基于大气沉降样品的收集和分析,报道了中国滨海城市大气环境中微塑料的类型、沉降通量及季节性变化的研究成果.分离和鉴定结果表... 详细信息

微塑料污染已成为全球高度关注的海陆环境问题.微塑料的大气污染研究在国际上鲜见报道,在中国尚属空白.本文基于大气沉降样品的收集和分析,报道了中国滨海城市大气环境中微塑料的类型、沉降通量及季节性变化的研究成果.分离和鉴定结果表明,采样点大气环境中微塑料有4种形貌类型,即纤维类、碎片类、薄膜类和发泡类,绝大部分为纤维类,占95%;这些微塑料的主要成分为聚酯(纤维类)、聚氯乙烯(纤维类和薄膜类)、聚乙烯(碎片类)和聚苯乙烯(发泡类).在粒径上,春、夏、秋、冬四季均以小于0.5 mm的颗粒为主,占50%以上.大气微塑料沉降通量可达1.46×10~5个/(m^2 a),其中纤维类达1.38×10~5个/(m^2 a);不同类型微塑料的沉降通量变幅在0~6.02×10~2个/(m^2 d),以纤维类的最高.微塑料沉降通量存在季节性差异,春、夏、冬季较高,秋季最低.本研究认为滨海城市大气环境中微塑料可能会通过沉降进入陆海环境,成为海洋和海岸环境中微塑料的重要来源,未来需要加强大气环境微塑料污染特征、沉降规律及生态效应的系统研究.

关键词：微塑料滨海城市大气环境形貌类型沉降通量季节性变化

民用燃煤源中多环芳烃排放因子实测及其影响因素研究

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环境科学 2013年第7期34卷 2533-2538页

作者：海婷婷陈颖军王艳田崇国林田中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550002

民用燃煤是我国目前关注较多的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)排放源.根据我国民用燃煤所涉及的煤种、燃烧方式和炉灶类型,利用全流稀释采样系统对5种不同成熟度的煤种,分别以散块煤和蜂窝煤形式在3种炉灶类型中燃烧... 详细信息

民用燃煤是我国目前关注较多的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)排放源.根据我国民用燃煤所涉及的煤种、燃烧方式和炉灶类型,利用全流稀释采样系统对5种不同成熟度的煤种,分别以散块煤和蜂窝煤形式在3种炉灶类型中燃烧产生的烟气进行了采样和分析,初步获取了我国民用燃煤烟气中PAHs排放因子(EFPAHs)的实测数据.结果表明,烟煤的EFPAHs在块煤燃烧方式下的变化范围为1.1～3.9 mg.kg-1,在蜂窝煤燃烧方式下的变化范围为2.5～21.1 mg.kg-1,无烟煤的EFPAHs在块煤与蜂窝煤燃烧方式下分别为0.2 mg.kg-1与0.6 mg.kg-1.在民用燃煤的EFPAHs的各种影响因素中,煤的地质成熟度起主导作用,不同成熟度煤种的EFPAHs差异幅度高达1～2个数量级.其次是燃烧形态(块煤/蜂窝煤),主要表现为同一种地质成熟度的煤在蜂窝煤燃烧方式下排放的PAHs比块煤高2～6倍.炉灶类型的影响最小.

关键词：民用燃煤蜂窝煤块煤多环芳烃(PAHs) 排放因子影响因素

近10年华北背景大气PM中重金属健康风险及污染来源的变化

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环境科学 2023年

作者：石晓兰宗政彭辉张欣捷孙溶王晓平田崇国鲁东大学资源与环境工程学院山东省海岸带环境过程重点实验室中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室中国海洋大学环境科学与工程学院中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室

为探究近10年华北背景大气PM2.5中重金属的变化特征，分别于2011年12月至2013年1月(Ⅰ期)和2019年9月至2021年11月(Ⅱ期)，在位于渤海中部的砣矶岛国家大气背景监测站各采集71个和160个PM2.5样品，利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)... 详细信息

为探究近10年华北背景大气PM2.5中重金属的变化特征，分别于2011年12月至2013年1月(Ⅰ期)和2019年9月至2021年11月(Ⅱ期)，在位于渤海中部的砣矶岛国家大气背景监测站各采集71个和160个PM2.5样品，利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定样品中重金属浓度，对比Ⅰ期与Ⅱ期重金属浓度、来源及健康风险。结果表明，Ⅱ期砣矶岛ρ(PM2.5) 均值为(54.06±39.71)μg·m-3，比Ⅰ期浓度低3.53μg·m-3。Ⅱ期PM2.5中ρ(Zn)、ρ(Mn)、ρ(As)、ρ(Pb)和ρ(V)比I期分别降低了54.53、172.63、0.8、79.06 和3.81 ng·m-3，而ρ(Cr)、ρ(Cu)、ρ(Cd)和ρ(Ni)分别升高了2.01、5.42、3.03 和3.55 ng·m-3。PMF结果表明，Ⅱ期污染源贡献率大小为：工业排放源(32.32%)＞燃煤源(27.47%)＞机动车排放(23.70%)＞船舶排放(9.69%)＞扬尘源(6.83%)，与Ⅰ期相比，扬尘源和船舶排放源对砣矶岛PM2.5中金属的贡献率分别降低20.73%和8.83%，燃煤源和工业排放的贡献率分别增加2.50%和13.52%。Ⅱ期重金属总致癌风险增加，主要以Cr和Cd的贡献为主，总非致癌风险降低，以Mn贡献为主。因此，在大气污染治理进程中要进一步加强对Cr、Cd和Mn等重金属的污染源的管控。

关键词：重金属 PM 来源健康风险华北背景大气

环渤海大气PAHs浓度和健康风险对新冠疫情管控的响应

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地球化学 2024年第2期53卷 212-220页

作者：马雯雯孙溶宗政田崇国李军张干中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049 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

2019年冬季突发新冠病毒疫情,为控制疫情进一步传播,全国各地实行了管控措施,其间人为活动受到很大限制。多环芳烃(PAHs)是一类以人为活动排放为主的污染物,且环渤海区域大气PAHs污染严重。为评估环渤海区域大气PAHs浓度和健康风险对新... 详细信息

2019年冬季突发新冠病毒疫情,为控制疫情进一步传播,全国各地实行了管控措施,其间人为活动受到很大限制。多环芳烃(PAHs)是一类以人为活动排放为主的污染物,且环渤海区域大气PAHs污染严重。为评估环渤海区域大气PAHs浓度和健康风险对新冠疫情管控的响应,本研究于2018年12月~2020年8月在环渤海区域部署了9个站点采集大气被动样品,对比分析疫情不同时期PAHs的浓度与健康风险变化。结果显示,2019年12月~2020年5月(疫情期间)15种PAHs(∑_(15)PAHs)的浓度(44.7±15.8ng/m^(3))比2018年12月~2019年5月(疫情前1,104.7±70.5 ng/m^(3))下降了57.3%,主要由低环PAHs浓度下降引起。2020年6月~8月(复工后)∑_(15)PAHs浓度与2019年6月~8月(疫情前2)相当,中环PAHs浓度升高。疫情期间渤海北部采样点∑_(15)PAHs浓度比南部采样点下降更多。疫情期间大气PAHs增加的终身患癌风险(ILCR)为5.69×10^(-5),比疫情前1时期下降了30.3%。复工后大气PAHs的ILCR比疫情前2时期下降25.4%,主要由复工后高环PAHs浓度下降导致。

关键词：新冠疫情环渤海大气PAHs 浓度健康风险

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渤海水体中多环芳烃时空分布及来源

地球化学 2022年第6期51卷 636-650页

作者：孙旭唐建辉田崇国张健陈亦洋中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学中心山东青岛266071

以渤海水体中多环芳烃(PAHs)为研究对象,分别于2019年6月(春夏季)、8月(夏季)和11月(秋季)采集渤海海域的表、底层海水样品,利用气相色谱–质谱联用仪分析了水体中15种优控PAHs,并对其污染水平、单体组成、时空分布及来源特征进行了分... 详细信息

以渤海水体中多环芳烃(PAHs)为研究对象,分别于2019年6月(春夏季)、8月(夏季)和11月(秋季)采集渤海海域的表、底层海水样品,利用气相色谱–质谱联用仪分析了水体中15种优控PAHs,并对其污染水平、单体组成、时空分布及来源特征进行了分析。结果表明,6月、8月和11月渤海表层海水15种PAHs的总浓度(∑_(15)PAHs)范围分别为10.1~67.0、3.20~24.2和6.14~21.5 ng/L,均值浓度分别为34.2±16.8、9.75±4.94和16.0±3.96 ng/L,季节性特征表现为6月>11月>8月。从存在形式看,海水溶解相中PAHs主要以低环为主,高环PAHs更易赋存在海水颗粒相中。水平分布上总体表现出近岸高、中部低的分布特征,河流输入是渤海水体中PAHs的主要来源,渤海南部海域受黄河流域河流输入影响污染尤其严重;垂直分布上春秋季节渤海表、底层没有明显的浓度差异,说明在强烈季风影响下水体垂直混合能力增强,而夏季则在中部海域形成PAHs表层浓度高、底层浓度低的现象,推测与夏季渤海中部冷水团和温跃层的出现有关。特征比值和主成分分析结果表明,多环芳烃的污染源没有明显的季节差异,化石燃料和生物质燃烧是渤海水体中PAHs的主要来源。

关键词：渤海海水多环芳烃分布特征来源解析

近10年华北背景大气PM_(2.5)中重金属健康风险及污染来源的变化

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环境科学 2023年第10期44卷 5335-5343页

作者：石晓兰宗政彭辉张欣捷孙溶王晓平田崇国中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 鲁东大学资源与环境工程学院烟台264025

为探究近10年华北背景大气PM_(2.5)中重金属的变化特征,分别于2011年12月至2013年1月(Ⅰ期)和2019年9月至2021年11月(Ⅱ期),在位于渤海中部的砣矶岛国家大气背景监测站各采集71个和160个PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS... 详细信息

为探究近10年华北背景大气PM_(2.5)中重金属的变化特征,分别于2011年12月至2013年1月(Ⅰ期)和2019年9月至2021年11月(Ⅱ期),在位于渤海中部的砣矶岛国家大气背景监测站各采集71个和160个PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定样品中重金属浓度,对比Ⅰ期与Ⅱ期重金属浓度、来源及健康风险.结果表明,Ⅱ期砣矶岛ρ(PM_(2.5))均值为(54.06±39.71)μg·m^(-3),比Ⅰ期浓度低3.53μg·m^(-3).Ⅱ期PM_(2.5)中ρ(Zn)、ρ(Mn)、ρ(As)、ρ(Pb)和ρ(V)比Ⅰ期分别降低了54.53、172.63、0.8、79.06和3.81 ng·m^(-3),而ρ(Cr)、ρ(Cu)、ρ(Cd)和ρ(Ni)分别升高了2.01、5.42、3.03和3.55 ng·m^(-3).PMF结果表明,Ⅱ期污染源贡献率大小为:工业排放源(32.32%)>燃煤源(27.47%)>机动车排放(23.70%)>船舶排放(9.69%)>扬尘源(6.83%),与Ⅰ期相比,扬尘源和船舶排放源对砣矶岛PM_(2.5)中金属的贡献率分别降低20.73%和8.83%,燃煤源和工业排放的贡献率分别增加2.50%和13.52%.Ⅱ期重金属总致癌风险增加,主要以Cr和Cd的贡献为主,总非致癌风险降低,以Mn贡献为主.因此,在大气污染治理进程中要进一步加强对Cr、Cd和Mn等重金属的污染源的管控.

关键词：重金属 PM_(2.5) 来源健康风险华北背景大气

大连市PM中水溶性离子污染特征及高酸度成因

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环境科学 2024年

作者：杨萌刘畅王笑欢刘莲莲张明明曹姗姗阎守政孙泽宇田崇国中国科学院海洋大科学中心中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院大学辽宁省大连生态环境监测中心

为更加深入地了解大连市细颗粒物(PM2.5)及其水溶性离子(WSI)的污染状况及影响因素，进行霾、酸雨等污染事件的精准管控，于2021年6月至2022年5月在大连市进行PM2.5样品的采集，分别采用重量法和离子色谱法测定了PM2.5和WSI的浓度，分... 详细信息

为更加深入地了解大连市细颗粒物(PM2.5)及其水溶性离子(WSI)的污染状况及影响因素，进行霾、酸雨等污染事件的精准管控，于2021年6月至2022年5月在大连市进行PM2.5样品的采集，分别采用重量法和离子色谱法测定了PM2.5和WSI的浓度，分析其污染特征和来源，并探讨了春季PM2.5高酸度的成因。结果表明，采样期间大连市ρ(PM2.5)及其ρ(WSI)年均值分别为(33.24±28.87)μg·m-3和(18.66±20.52)μg·m-3，二次离子(SNA，即SO42－、NO3－和NH4+)在WSI中占比最高[(86.2±9.3)%]。受到气象条件和秋末至春初集中采暖期燃煤排放的影响，PM2.5及其WSI季节变化大小为：冬季＞春季＞秋季＞夏季，SNA则为春季最高。相关性和主成分分析结果表明，PM2.5中的WSI主要来自大气中SO2和NO2的二次转化、燃烧和扬尘混合源以及沙尘和海盐源。燃烧源在夏季主要为生物质燃烧，秋冬春则以燃煤为主；秋季到冬季风向的变化带来海盐源向土壤沙尘源的转变，与西北风有关的外来污染输送则导致春季WSI来源较为复杂。ISORROPIA-II模型模拟得到NH4NO3是大连市PM2.5中存在最多的固体气溶胶形态，其次是CaSO4和(NH4)2SO4；PM2.5在夏秋冬三季pH值均接近中性，春季则明显呈酸性(2.03±3.18)。春季的高酸度与低温高湿和高SNA浓度带来较高的气溶胶含水量及气－粒转化程度，最终形成贫氨环境有关。后向轨迹和PSCF结果表明，春季高酸度PM2.5的外来输送主要来自西北(45.0%)和西南(40.8%)方向，前者主要与城市机动车和港口船舶排放有关，后者则受到相对较强的燃煤和工业源的影响。

关键词：大连市 PM 水溶性离子(WSI) 来源解析气溶胶酸度

胶州湾、套子湾及四十里湾表层沉积物中有机氯农药的含量和分布特征

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环境科学 2013年第1期34卷 129-136页

作者：刘艺凯钟广财唐建辉潘晓辉田崇国陈颖军中国科学院海岸带环境过程重点实验室(烟台海岸带研究所)山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003 中国科学院大学北京100049

从胶州湾、套子湾及四十里湾海域和邻近河流采集了48个表层沉积物样品,采用气相色谱的分析方法对沉积物中有机氯农药(HCHs、HCB和DDTs)进行了测定,目的是探讨其在该研究区域的分布特征和来源.结果表明,胶州湾HCHs、HCB与DDTs的含量平均... 详细信息

从胶州湾、套子湾及四十里湾海域和邻近河流采集了48个表层沉积物样品,采用气相色谱的分析方法对沉积物中有机氯农药(HCHs、HCB和DDTs)进行了测定,目的是探讨其在该研究区域的分布特征和来源.结果表明,胶州湾HCHs、HCB与DDTs的含量平均值分别为0.33、0.31和10.33 ng·g-1;套子湾及四十里湾的平均值分别为0.26、0.10和4.56 ng·g-1.相对于国内其他海域,胶州湾沉积物中OCPs偏高,特别是DDTs的含量;而套子湾及四十里湾沉积物中OCPs含量水平较低.对OCPs的分布特征及其来源进行分析得出,研究区域HCHs主要是历史残留,但是个别站位高含量的γ-HCH则表明了存在林丹的点污染源;而DDTs主要来源于工业DDTs,但是在胶州湾青岛港附近的站位o,p'-DDT/p,p'-DDT较高,暗示该区域受到三氯杀螨醇类型DDTs的污染.胶州湾高含量的DDTs需要引起足够的重视.

关键词：有机氯农药表层沉积物胶州湾套子湾四十里湾

α-HCH在太湖地区环境中的长期迁移与残留的动态模拟

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环境科学学报 2009年第10期29卷 2180-2194页

作者：田崇国李一凡马建氏哈尔滨工业大学市政环境工程学院城市水资源与水环境国家重点实验室国际持久性有毒物质联合研究中心哈尔滨150090 加拿大环境部科学技术局加拿大多伦多M3H5T4

根据太湖地区1/4°×1/6°经纬度网格的地表特征及α-HCH施用量,建立了一个基于同精度网格系统,包含迁移和传输2个模块的质量平衡模型.迁移模块使用逸度方法描述α-HCH在每一个网格的多介质环境中的迁移过程,传输模块使用拉格朗日方法... 详细信息

根据太湖地区1/4°×1/6°经纬度网格的地表特征及α-HCH施用量,建立了一个基于同精度网格系统,包含迁移和传输2个模块的质量平衡模型.迁移模块使用逸度方法描述α-HCH在每一个网格的多介质环境中的迁移过程,传输模块使用拉格朗日方法描述α-HCH在不同网格间的大气平流和水体径流.模型模拟了α-HCH在研究区域开始施用至今(1952～2007年)α-HCH在5类4层土壤、气、水和底泥23个环境相中的积累、迁移和残留情况.模拟值与实测α-HCH浓度对比验证表明两者吻合得很好.环境温度是影响α-HCH在各环境介质中浓度的最重要因素.模拟结果表明,在α-HCH使用时期,在土壤中的年积累趋势约为年使用量趋势的5.7%;在停止使用后,其减少趋势为积累趋势的50%.在α-HCH使用期间,太湖流域α-HCH的年使用量与其水-气界面沉积通量存在显著的相关性,而与土-气界面通量则无显著相关性.α-HCH停止使用后,太湖流域水-气界面通量表现为向大气的挥发,且自1985年其年挥发通量大于土-气挥发通量.底泥是α-HCH水-气界面挥发的主要补给源.2007年太湖流域内α-HCH大气浓度普遍高于流域外大气浓度.整个模拟时段α-HCH的主要输出途径是流出太湖地区,且以大气平流为主;其次的减少途径是在环境介质中的降解,其中土壤降解量占绝大部分.2007年环境中残留的α-HCH为总使用量的0.005%,以土壤残留量为主,其次是底泥.

关键词： α-HCH 太湖地区模型浓度迁移通量质量平衡参数灵敏度