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基于APCS-MLR和PMF模型的赤泥堆场周边耕地土壤重金属污染源解析

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环境科学 2024年第2期45卷 1058-1068页

作者：沈智杰李杰芹李彩霞廖泽源梅楠罗程钟王定勇张成西南大学资源环境学院重庆400715 重庆市固体废物管理中心重庆401147

为探究重庆某赤泥堆场周边耕地土壤重金属污染特征和来源,分析土壤中8种重金属元素(Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu和Zn)含量和空间分布特征,利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染特征进行评价,并在相关性分析的基... 详细信息

为探究重庆某赤泥堆场周边耕地土壤重金属污染特征和来源,分析土壤中8种重金属元素(Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu和Zn)含量和空间分布特征,利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染特征进行评价,并在相关性分析的基础上采用APCS-MLR和PMF模型定量解析重金属来源.结果表明,除土壤Cr外,其他7种重金属元素含量均值均高于重庆市土壤背景值.土壤重金属整体处于中度污染水平,其中Cd、Hg和As为中度污染,Pb、Cu、Ni和Zn为轻度污染.土壤Cr、Ni、Pb、Cu和Zn空间分布格局相似,相互间呈极显著正相关(P0.05).源解析表明,研究区土壤重金属来源较为复杂,APCS-MLR和PMF模型均能解析出4种相同的污染源,分别为赤泥堆场渗滤排放和自然来源、火力发电排放源、农业活动与自然来源和有色金属冶炼排放源.两种模型源解析结果差异较小,APCSMLR模型中4种污染源贡献率分别为51.8%、18.0%、15.9%和14.3%,而在PMF模型中分别为45.9%、12.8%、21.5%和19.8%.

关键词：赤泥堆场耕地土壤重金属空间分布源解析

基于CALPUFF-CMB复合模型的燃煤源精细化来源解析

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中国环境科学 2018年第8期38卷 2911-2920页

作者：王露毕晓辉刘保双郜计欣李廷昆张裕芬田瑛泽冯银厂南开大学环境科学与工程学院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

为了反映燃煤源对环境受体的影响情况,利用扩散模式(CALPUFF模式)对燃煤源多种子源类的排放、扩散过程进行模拟,得到燃煤源各子源类对环境受体中PM_(10)的影响权重,进而构建更具代表性的燃煤源成分谱.然后将受体颗粒物化学成分和两套源... 详细信息

为了反映燃煤源对环境受体的影响情况,利用扩散模式(CALPUFF模式)对燃煤源多种子源类的排放、扩散过程进行模拟,得到燃煤源各子源类对环境受体中PM_(10)的影响权重,进而构建更具代表性的燃煤源成分谱.然后将受体颗粒物化学成分和两套源成分谱(基于环境影响构建的燃煤源成分谱和基于各子源类煤烟尘排放量加权平均的传统源成分谱),分别纳入CMB模型进行乌鲁木齐市采暖季环境受体中PM_(10)的来源解析.结果表明:基于CALPUFF模拟结果,得到燃煤源的3类子源类-电厂、供热、工业燃煤源的影响权重分别为0.02、0.39和0.59.基于传统方法构建的源成分谱进行源解析的结果显示,各源类的贡献大小依次为:集中燃煤(27.2%)>城市扬尘(19.1%)>二次硫酸盐(15.7%)>民用散煤(9.9%)>二次硝酸盐(9.5%)>机动车尾气尘(7.6%)>钢铁尘(1.2%)>建筑水泥尘(0.2%);而基于环境影响构建的源成分谱获得的结果显示:二次硫酸盐(20.1%)>城市扬尘(20%)>集中燃煤(18.9%)>民用散煤(11.5%)二次硝酸盐(10.5%)>机动车尾气尘(9%)>钢铁尘(1.7%)>建筑水泥尘(1.4%).基于不同燃煤源子源类对受体环境的影响权重,将乌鲁木齐市颗粒物来源解析结果进一步细分,得到相对精细化的来源解析结果.结果显示,民用散煤的贡献为11.5%,电厂燃煤源为0.4%,供热燃煤源为7.4%,工业燃煤源为11.1%.

关键词： PM10 CALPUFF-CMB 燃煤源成分谱环境影响源解析

郑州市冬夏季污染过程中大气VOCs污染特征、来源解析及活性分析

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环境科学 2024年第2期45卷 689-699页

作者：赖梦洁张栋于世杰宋鑫帅李晓张瑞芹郑州大学生态与环境学院郑州450001 郑州大学化学学院郑州450001

为了研究挥发性有机物(VOCs)的污染特征,于2021年6月和12月在郑州市对两个污染过程中的VOCs进行了连续监测.结合气象条件,对比分析了VOCs冬夏季污染过程的污染特征、来源贡献和活性差异.结果显示,两个污染过程φ(VOCs)分别为(27.92±12.... 详细信息

为了研究挥发性有机物(VOCs)的污染特征,于2021年6月和12月在郑州市对两个污染过程中的VOCs进行了连续监测.结合气象条件,对比分析了VOCs冬夏季污染过程的污染特征、来源贡献和活性差异.结果显示,两个污染过程φ(VOCs)分别为(27.92±12.68)×10^(-9)和(24.30±5.93)×10^(-9).冬季雾-霾污染过程相较于夏季O3污染过程,VOCs体积分数变化范围更大.冬季污染过程源解析结果:工业源(27.0%)、机动车源(22.5%)、燃烧源(20.1%)、溶剂使用源(16.3%)和油气挥发源(14.1%);夏季污染过程源解析结果:机动车源(24.8%)、工业源(24.1%)、溶剂使用源(17.4%)、油气挥发源(14.2%)、燃烧源(11.2%)和植物源(8.4%).光化学烟雾产量模型结果显示,两个污染过程中夏季臭氧生成处于VOCs控制区的天数占比(66.7%)小于冬季(100.0%).二次反应活性结果显示,冬季和夏季污染过程·OH自由基反应活性(L·OH)均值分别为4.12 s^(-1)和4.76 s^(-1).夏季污染过程臭氧生成潜势(OFP)均值108.36μg·m^(-3),L·OH和OFP贡献率排名前10名物种夏季污染过程以烯烃为主.郑州市冬季污染过程的总二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)为54.38μg·m^(-3),冬季污染过程SOAFP贡献率前10名物种中芳香烃占9个.

关键词：挥发性有机物(VOCs) 源解析光化学烟雾产量模型二次反应活性郑州

基于PMF模型的某铅锌冶炼城市降尘重金属污染评价及来源解析

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环境科学 2023年第6期44卷 3450-3462页

作者：陈明王琳玲曹柳李名阅申哲民上海交通大学环境科学与工程学院上海200240 华中科技大学环境科学与工程学院武汉430000 济源产城融合示范区生态环境局济源459000

为探究典型铅锌冶炼城市大气降尘重金属的污染特征和来源解析,于2021年逐月采集河南省某市不同功能区共22个点位511份有效降尘样品,分析了样品中重金属含量和时空分布特征,利用地累积指数法和健康风险评价模型评估降尘重金属污染程度,... 详细信息

为探究典型铅锌冶炼城市大气降尘重金属的污染特征和来源解析,于2021年逐月采集河南省某市不同功能区共22个点位511份有效降尘样品,分析了样品中重金属含量和时空分布特征,利用地累积指数法和健康风险评价模型评估降尘重金属污染程度,并采用正定矩阵因子分解模型(PMF)定量解析重金属污染源.结果表明,全市降尘中ω(Pb)、ω(Cd)、ω(As)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Mn)、ω(Ni)和ω(Zn)的平均值为3185.76、78.18、273.67、149.50、453.60、810.37、54.38和2397.38 mg·kg^(-1),均高于河南省土壤背景值.各重金属除Mn外均具有明显季节变化特征,其中铅锌冶炼工业区降尘中Pb、Cd、As和Cu含量显著高于其他功能区;Zn元素在居民混合区含量最高.地累积指数法结果显示Cd和Pb的污染最严重,其次为Zn、Cu和As,均为严重-偏极度污染.非致癌风险最主要暴露途径是手-口摄食,各功能区以Pb和As对儿童造成的非致癌风险最大;Cr、As、Cd和Ni经呼吸途径对人体的致癌风险均低于安全阈值.PMF模型源解析结果表明,降尘重金属主要来源为以金属冶炼为主的工业污染源(39.7%)、交通污染源(28.9%)、二次扬尘源(14.4%)、焚烧及燃煤源(9.3%)和自然源(7.8%).

关键词：大气降尘重金属时空分布正定矩阵因子分解(PMF)模型源解析铅锌冶炼

大型石化企业邻近区域大气沉降中多环芳烃赋存特征及源解析

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环境科学 2021年第1期42卷 106-113页

作者：李大雁齐晓宝吴健黄沈发王敏沙晨燕沈城上海市环境科学研究院上海200233 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

为探讨石化企业对周边环境影响,以大型石化企业邻近工业区和居民区大气沉降多环芳烃为研究对象,连续采集2017年3月~2018年2月期间共计12个月的大气沉降样品,分析了大气沉降中多环芳烃沉降通量及组成特征,并采用正定矩阵因子法对多环芳... 详细信息

为探讨石化企业对周边环境影响,以大型石化企业邻近工业区和居民区大气沉降多环芳烃为研究对象,连续采集2017年3月~2018年2月期间共计12个月的大气沉降样品,分析了大气沉降中多环芳烃沉降通量及组成特征,并采用正定矩阵因子法对多环芳烃来源进行解析.结果表明,邻近区域15种多环芳烃沉降通量范围为549~18845 ng·(m^(2)·d)^(-1),平均值为2712 ng·(m^(2)·d)^(-1),其中工业区全年沉降通量是居民区的1.36倍.冬春季节多环芳烃沉降通量高于夏秋季节,1月工业区沉降通量最高,10月居民区最低.菲(Phe)、苯并[b]荧蒽(BbF)和荧蒽(Fla)是研究区域大气沉降中的优势单体;夏秋季节两个区域单体差异明显,居民区中苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)和苯并[ghi]苝(BghiP)等单体沉降通量高于工业区,5,6环多环芳烃占比较高,表明交通源对居民区有较大贡献;工业区3环占比较高,指示石油挥发源.源解析表明,交通源、石油源和燃煤源是研究区域大气沉降中多环芳烃的主要来源,冬春季节3种来源对工业区和居民区多环芳烃的贡献率分别为45.7%、18.4%、35.9%和46.3%、21.4%、32.3%;夏秋季节交通源对居民区的贡献高达65.2%,石油源对工业区的占比增加到35.5%,由于高空排放及有利扩散条件影响,燃煤源贡献率明显降低.

关键词：石化企业多环芳烃(PAHs) 大气沉降赋存特征源解析

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海口市PM2.5和PM10来源解析

环境科学研究 2015年第10期28卷 1501-1509页

作者：宋娜徐虹毕晓辉吴建会张裕芬杨海航冯银厂南开大学环境科学与工程学院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 海口市环境保护监测站海南海口570100

以海口市为例,研究了我国典型热带沿海城市——海口市环境空气颗粒物的污染特征和主要来源.2012年春季和冬季在海口市区4个采样点同步采集了环境空气中PM10和PM2.5样品,同时采集了多种颗粒物源样品,并使用多种仪器分析方法分析了源与受... 详细信息

以海口市为例,研究了我国典型热带沿海城市——海口市环境空气颗粒物的污染特征和主要来源.2012年春季和冬季在海口市区4个采样点同步采集了环境空气中PM10和PM2.5样品,同时采集了多种颗粒物源样品,并使用多种仪器分析方法分析了源与受体样品的化学组成,建立了源化学成分谱.使用CMB(化学质量平衡)模型对海口市大气颗粒物进行源解析.结果表明:污染源贡献具有明显的季节特点,并存在一定的空间变化.冬季城市扬尘、机动车尾气尘、二次硫酸盐和煤烟尘是海口市PM10和PM2.5中贡献较大的源,在PM10和PM2.5中贡献率分别为23.6%、16.7%,17.5%、29.8%,13.3%、15.7%和13.0%、15.3%;春季机动车尾气尘、城市扬尘、建筑水泥尘和二次硫酸盐是海口市PM10和PM2.5中贡献较大的源,在PM10和PM2.5中贡献率分别为27.5%、35.0%,20.2%、14.9%,12.8%、6.0%和9.5%、10.5%.冬季较重的颗粒物污染可能来自于华南内陆地区的区域输送,特别是,本地排放极少的煤烟尘和二次硫酸盐受区域输送的影响更为显著.

关键词：海口市 PM10 PM2.5 CMB(化学质量平衡)模型源解析

南京北郊四季PM2.5中有机胺的污染特征及来源解析

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环境科学 2020年第2期41卷 537-553页

作者：李栩婕施晓雯马嫣郑军南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室南京210044

2017年12月至2018年11月在南京北郊采集了大气PM2.5样品,对其中的有机胺、主要水溶性离子、有机碳和元素碳进行了定量分析.共测定南京北郊大气PM2.5中5种有机胺:甲胺、乙胺、二甲胺、三甲胺和苯胺.有机胺年平均总浓度为(54.2±29.2)ng·... 详细信息

2017年12月至2018年11月在南京北郊采集了大气PM2.5样品,对其中的有机胺、主要水溶性离子、有机碳和元素碳进行了定量分析.共测定南京北郊大气PM2.5中5种有机胺:甲胺、乙胺、二甲胺、三甲胺和苯胺.有机胺年平均总浓度为(54.2±29.2)ng·m^-3,其中最丰富的物种为二甲胺[年均值:(20.2±13.7)ng·m^-3],其次为甲胺[年均值:(13.1±6.3)ng·m^-3]、三甲胺[年均值:(8.6±4.1)ng·m^-3]、乙胺[年均值:(6.3±4.1)ng·m^-3]和苯胺[年均值:(5.9±3.9)ng·m^-3],有机胺总浓度呈现出明显的季节变化,表现为夏季>秋季>春季>冬季.污染天有机胺的浓度大于清洁天,主要是受大气颗粒物酸性影响大气有机胺气/粒转换所致,并且大气颗粒物酸性也是导致夏季高温条件下颗粒态有机胺仍高于其它季节的另一原因.在新粒子生长天,发现有机胺的浓度会有所增加.PMF法溯源结果显示南京北郊大气PM2.5中主要有6种有机胺排放源:即工业源、农业源、生物质燃烧、机动车排放、二次源和道路扬尘.其中甲胺、乙胺主要来源于二次源和机动车排放;二甲胺、三甲胺主要来源于生物质燃烧、二次源和机动车排放;苯胺主要来源于工业排放和生物质燃烧.有机胺的来源具有显著的季节差异,春季秋季道路扬尘源占比较高,夏季二次源为有机胺主要的污染源,冬季机动车排放源和生物质燃烧源有一定提升.而有机胺的昼夜差异并不明显,二次源、机动车排放源以及生物质燃烧源是3个主要影响因素.

关键词：有机胺离子色谱新粒子生成正交矩阵因子解析(PMF) 源解析

湖泊水体三维荧光光谱的PARAFAC法在污染源解析中的应用

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光谱学与光谱分析 2012年第12期32卷 3290-3294页

作者：祝鹏华祖林李惠民河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098 南昌大学建筑工程学院江西南昌330031 江西省环境科学研究院江西南昌330029

基于三维荧光光谱矩阵的PARAFAC模型中因子得分反映混合物各因子相对浓度和比例这一特征,将其应用到混合物源解析的研究。对于因子与来源物质光谱不一致的情况考虑将来源物质荧光矩阵和混合物荧光矩阵均作为模型三维数据矩阵的元素进行... 详细信息

基于三维荧光光谱矩阵的PARAFAC模型中因子得分反映混合物各因子相对浓度和比例这一特征,将其应用到混合物源解析的研究。对于因子与来源物质光谱不一致的情况考虑将来源物质荧光矩阵和混合物荧光矩阵均作为模型三维数据矩阵的元素进行分析,推导出混合样品与源物质荧光矩阵之间的关系式。该关系式系数由因子得分组成,反映了混合样品各来源物贡献率的相对大小,能够作为来源物量化研究的参考指数。在湖泊污染物源解析的应用中,利用混合水样和污染源水样荧光光谱矩阵建立上述关系式,关系式各系数可作为湖泊水体污染源源解析研究的参考。

关键词：三维荧光光谱矩阵平行因子分析法源解析

西安冬季棕碳气溶胶多相颗粒光吸收特性及源解析

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工程热物理学报 2021年第8期42卷 2010-2016页

作者：王婷李丹薛树平王跃社西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

棕碳(Brown Carbon,BrC)通过直接或间接效应对气候环境产生严重的危害。本文以西安地区冬季大气环境颗粒物PM_(2.5)为研究对象,采用液相萃取得到样品中的BrC,并对其光吸收特性以及潜在来源排放进行测量分析。使用甲醇溶液和水进行BrC萃... 详细信息

棕碳(Brown Carbon,BrC)通过直接或间接效应对气候环境产生严重的危害。本文以西安地区冬季大气环境颗粒物PM_(2.5)为研究对象,采用液相萃取得到样品中的BrC,并对其光吸收特性以及潜在来源排放进行测量分析。使用甲醇溶液和水进行BrC萃取,发现甲醇萃取出的化合物占有机碳的79%左右。对光学参数计算评估发现,甲醇萃取液的吸光性对波长的依赖很强,在330~550 nm波长范围内其平均吸光指数为6.8,且在365 nm处甲醇萃取液的质量吸收效率((2.5±0.6)m^(2)·g^(-1))要高于水萃取液的质量吸收效率((2.0±0.6)m^(2)·g^(-1))。使用正矩阵因子分解(PMF)模型推测出采样期间生物质燃烧和机动车排放对于西安地区有机碳(Organic Carbon,OC)的贡献较大(约62%),对于BrC的进一步控制还需要从这两类主要排放源入手。

关键词：大气气溶胶颗粒棕碳吸光特性源解析