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济南市区典型污染时期大气中醛酮化合物的组分特征及生成机制

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中国环境科学 2024年第1期44卷 72-82页

作者：闫怀忠王杰石敬华曹燕燕由希华魏小锋刘仕杰张桂芹山东建筑大学市政与环境工程学院山东济南250101 山东省生态环境监测中心山东济南250101 山东建筑大学资源与环境创新研究院山东济南250101

利用2,4-二硝基苯肼采样管采样-高效液相色谱仪分析的方法,在济南市夏季典型臭氧污染时期(2022年6月14~22日)对两个不同市区点位(建大和创业园)大气中醛酮化合物开展同步采样分析,利用基于观测的化学箱式模型(OBM)对主要醛酮化合物的光... 详细信息

利用2,4-二硝基苯肼采样管采样-高效液相色谱仪分析的方法,在济南市夏季典型臭氧污染时期(2022年6月14~22日)对两个不同市区点位(建大和创业园)大气中醛酮化合物开展同步采样分析,利用基于观测的化学箱式模型(OBM)对主要醛酮化合物的光化学反应进行模拟,识别主要醛酮化合物的二次生成途径及重要前体物.采样期间醛酮化合物总浓度为(19.78±9.83)×10^(-9),甲醛、乙醛和丙酮贡献率分别为36.75%、21.39%、14.64%,是最主要的醛酮化合物.建大点位甲醛浓度存在午间与夜间双峰高值,创业园点位甲醛浓度存在早晚高峰变化特征,两点位乙醛浓度呈“夜高昼低”日变化特征.两点位甲醛和乙醛特征比值(C1/C2)分别为1.97、1.47,乙醛和丙醛特征比值(C2/C3)分别为9.27、8.76,建大点位C1/C2存在明显的午间峰值.OBM模拟结果显示,甲醛最大生成速率为6.17×10^(-9)h^(-1),乙醛最大生成速率为1.67×10^(-9)h^(-1),丙酮最大生成速率为0.66×10^(-9)h^(-1),烷氧自由基(RO)+O_(2)反应是二次生成的主要途径.结合相对增量反应活性(RIR)结果发现,烯烃对济南市大气中甲醛和乙醛的二次生成有重要影响,乙烯、异戊二烯和丙烯是甲醛的重要前体物,丙烯和2-丁烯是乙醛的重要前体物,对人为烯烃重点排放行业进行科学合理管控将有利于阻抑大气中主要醛酮化合物的二次生成.

关键词：醛酮化合物组分特征光化学反应生成机制 OBM模型臭氧

北方沿海城市大气PM_(2.5)组分特征及来源分析:以青岛市为例

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环境科学研究 2024年第3期37卷 525-535页

作者：张玉卿张韬方渊魏巍孟赫刘保双山东省青岛生态环境监测中心山东青岛266003 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

为探究北方沿海城市大气PM_(2.5)的化学组分特征及其关键来源,本文选择典型代表城市青岛市作为研究对象,在2021年3月−2022年2月采集大气PM_(2.5)样品,测定水溶性无机离子、碳组分及化学元素等组分,深入分析大气PM_(2.5)化学组分特征,采... 详细信息

为探究北方沿海城市大气PM_(2.5)的化学组分特征及其关键来源,本文选择典型代表城市青岛市作为研究对象,在2021年3月−2022年2月采集大气PM_(2.5)样品,测定水溶性无机离子、碳组分及化学元素等组分,深入分析大气PM_(2.5)化学组分特征,采用正定矩阵因子分解(PMF)和潜在源贡献函数(PSCF)对青岛市PM_(2.5)的主要贡献源类和潜在源区进行分析研究.结果表明:①采样期间青岛市PM_(2.5)浓度平均值为42.2μg/m^(3),NO_(3)^(−)、NH_(4)^(+)、SO_(4)^(2−)、OC是PM_(2.5)的主导成分,浓度分别为11.77、5.76、5.20和6.67μg/m^(3),占比分别为27.88%、13.65%、12.32%和15.80%.②各组分浓度季节性变化与PM_(2.5)浓度变化基本一致,呈现冬季最高、夏季最低,春季、秋季相差较小的变化特征.③PMF模型解析结果表明,二次无机源是青岛市PM_(2.5)的主要来源,贡献率达42.8%;其次为二次有机源以及燃煤和生物质燃烧源,贡献率分别为18.1%、15.7%;机动车源贡献率为8.8%,海盐和船舶源贡献率为6.0%;而扬尘源和工艺过程源贡献率相对较低,分别为5.3%和3.3%.冬季燃煤和生物质燃烧源贡献率(24.4%)明显高于其他季节;春季和秋季扬尘源贡献率较高,分别为6.5%和9.8%;夏季二次有机源、海盐和船舶源以及机动车源的贡献率高于其他季节,贡献率分别达23.1%、12.4%和16.3%.④江苏省北部以及山东省中东部是青岛市各类源的主要潜在源区,江苏省东北部、长三角地区以及黄海海域是海盐和船舶源的主要潜在源区.研究显示,二次源是青岛市大气污染物的主要来源,燃煤源和生物质燃烧源、机动车源、海盐和船舶源的影响也不容忽视.二次源、机动车源以及海盐和船舶源可能是北方沿海城市PM_(2.5)的重点关注源类,在大气污染防治措施制定时需要加强对其的精细化管理.

关键词：青岛市 PM_(2.5) 组分特征源解析正定矩阵因子分解(PMF) 潜在源区

济南市不同类型燃煤供暖企业废气组分特征及排放估算

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生态环境学报 2024年第6期33卷 919-926页

作者：潘光苗亚茹谷树茂唐厚全毛书帅张桂芹闫学军山东建筑大学市政与环境工程学院山东济南250101 山东省济南生态环境监测中心山东济南250014 山东省生态环境监测中心山东济南250101

利用稀释通道采样法于2022年12月对济南市热电厂、热源厂、电厂3种类型冬季燃煤供暖典型企业废气细颗粒物进行采样,结合在线监测数据分析了SO_(2)、NO_(x)、PM_(2.5)和NH3排放情况及PM_(2.5)化学组分特征,并估算了济南市冬季3种类型供... 详细信息

利用稀释通道采样法于2022年12月对济南市热电厂、热源厂、电厂3种类型冬季燃煤供暖典型企业废气细颗粒物进行采样,结合在线监测数据分析了SO_(2)、NO_(x)、PM_(2.5)和NH3排放情况及PM_(2.5)化学组分特征,并估算了济南市冬季3种类型供暖企业PM_(2.5)主要组分排放量。结果表明:3种类型燃煤供暖企业SO_(2)、NO_(x)、PM_(2.5)和NH3排放浓度均值范围分别为1.01-15.0、18.6-39.8、0.592-2.37、0.125-2.00 mg∙m^(-3),排放浓度差异较大,其中使用含硫率较低的燃煤供暖热源厂SO_(2)排放浓度明显低于热电厂和电厂。热电厂和电厂SO_(2)、NO_(x)、PM_(2.5)排放浓度均满足国家超低排放限值要求,热源厂满足山东省地方燃煤锅炉排放标准限值要求。PM_(2.5)组分特征分析结果表明不同供暖类型企业排放主要组分存在较大差异,其中热电厂主要为SO_(4)^(2−)(11.8%)、OC(17.1%),热源厂主要为Ca^(2+)(11.6%)、OC(33.5%),电厂主要为SO_(4)^(2−)(23.0%)、OC(18.6%),3类企业OC占比均远高于国内其他地区,这可能与本地调查企业煤质及环保设施运行工况等有关,热电厂和电厂高的SO_(4)^(2−)占比与燃料含硫率较高有关。经估算,2022-2023年供暖季济南市3种类型供暖企业排放烟气PM_(2.5)组分中水溶性离子总量最多,排放总量为3.74×10^(4) kg,是碳组分的2.07倍,是无机元素的5.18倍,其中水溶性离子排放总量以电厂最多,排放量为3.01×10^(4) kg,占比为80.5%;热源厂水溶性离子排放量是热电厂的4.14倍,无机元素排放量以电厂最高,排放量为4.96×103 kg,热源厂的水溶性离子(0.605 kg∙m^(-3)烟气)、碳组分(0.715 kg∙m^(-3)烟气)、无机元素(0.161 kg∙m^(-3)烟气)均呈现高排放特征,建议进一步加强对冬季热源厂PM_(2.5)中碳组分及水溶性离子的管控,关注脱硝设施的稳定运行。

关键词：燃煤供暖企业废气污染物 PM2.5成分谱组分特征排放估算

北京城区大气PM组分特征与典型污染过程分析

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环境科学 2024年

作者：景宽王友峰刘保献王琴富佳明曹阳王陈婧张博韬沈秀娥北京市生态环境监测中心大气颗粒物监测技术北京市重点实验室

基于2023年全年在北京城区车公庄点位开展的大气细颗粒物(PM2.5)浓度及其组分连续在线监测，研究PM2.5浓度及其组分的演变规律和来源特征. 结果表明，地壳物质为PM2.5首要组分，占比26.3%，次要组分为硝酸盐，占比为24.1%，二次无... 详细信息

基于2023年全年在北京城区车公庄点位开展的大气细颗粒物(PM2.5)浓度及其组分连续在线监测，研究PM2.5浓度及其组分的演变规律和来源特征. 结果表明，地壳物质为PM2.5首要组分，占比26.3%，次要组分为硝酸盐，占比为24.1%，二次无机离子（SNA）占比为43.5%，兼具沙尘和二次污染等多重影响因素. 分季节来看，春、夏、秋和冬季SNA占比分别为35.3%、37.4%、54.0%和45.7%，其中2月和9月SNA占比最高（56.2%和55.1%）; 春季地壳物质占比37.1%，其中4月最高达45.6%. 各组分日变化差异明显，与其污染源排放、生成机制及边界层变化等有关. 整体上，随着PM2.5浓度升高，有机碳（OC）和元素碳（EC）占比下降， SNA占比上升. 氮氧化率（NOR）和硫氧化率（SOR）远大于0.1，且NOR随PM2.5浓度增加而增加，二次有机碳（SOC）在OC中占比为59.2%～78.0%. 基于PMF的源解析结果表明， PM2.5的来源依次为二次硝酸盐、机动车源、扬尘源、二次硫酸盐、二次有机物、工业源、燃煤源和烟花源，贡献率分别为37.4%、16.1%、13.5%、12.7%、8.6%、4.6%、3.8%和1.1%. 春、夏、秋和冬季均以二次硝酸盐为主要来源，贡献率分别为37.5%、22.2%、44.5%和39.6%; 夏季以二次硫酸盐和二次有机物贡献较突出，贡献率分别为21.0%和21.2%; 扬尘源为春季次要来源，贡献率为26.2%. 对3次典型污染事件(冬季采暖期霾污染、春季细颗粒物叠加沙尘污染和秋季PM2.5与O3复合污染)的分析结果表明，二次积累是主要污染成因，二次源贡献率分别为77.3%、53.4%和78.7%. 冬季采暖期污染事件受区域燃煤源影响大，燃烧源平均贡献率为4.8%; 春季污染事件受沙尘影响大，扬尘源平均贡献率为29.8%; 秋季强大气氧化性促进二次转化，复合污染事件中二次硫酸盐平均贡献率为32.2%.

关键词：北京城区 PM 组分特征 PMF受体源解析典型污染事件

长江流域水体溶解性有机质组分特征及其影响因素研究进展

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环境科学 2024年

作者：赖先强高博徐东昱中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室广西大学资源环境与材料学院

溶解性有机质（DOM）是由腐殖质、蛋白质等水溶性有机物组成的非均相的高度复杂的一类物质，其组分特征对流域内水环境中各类污染物的环境行为具有显著影响。综述了长江干支流水体DOM组分特征，探讨了长江流域DOM组分特征的多个影响因... 详细信息

溶解性有机质（DOM）是由腐殖质、蛋白质等水溶性有机物组成的非均相的高度复杂的一类物质，其组分特征对流域内水环境中各类污染物的环境行为具有显著影响。综述了长江干支流水体DOM组分特征，探讨了长江流域DOM组分特征的多个影响因素，并对未来亟待解决的问题进行展望。长江流域水体DOM组分特征具有显著的时空异质性，主要表现为长江干支流、湖泊和水库（水平与垂向）在不同地理位置与季节的DOM浓度、芳香性、腐殖化程度、成分组成、分子多样性及其来源等特征具有显著差异，这种差异性主要受流域内气候水文、人类活动和沿程土地利用方式等因素影响。目前长江流域DOM组分特征的相关研究主要集中于表层水体，仍处于初级阶段。近年来随着傅里叶变换离子回旋共振质谱等技术手段的开发及应用，从分子水平上探究不同时空和环境条件下DOM的演变成为可能，建议尽快开展长江流域长序列-大尺度-多介质中DOM演变规律的研究工作，进一步揭示流域尺度下DOM组分特征变化对污染物环境地球化学行为及其生态效应的影响。

关键词：溶解性有机质(DOM) 组分特征长江流域水体三峡水库垂向分层

西安市西咸新区秋季大气挥发性有机物组分特征及臭氧生成潜势分析

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环境污染与防治 2024年第1期46卷 64-67,75页

作者：窦蓓蕾李养养葛毅王春明杏艳胡盟李丹阳西安市生态环境局西咸新区分局陕西西安712000 陕西省环境监测中心站陕西西安712000

为摸清西安市西咸新区挥发性有机物(VOCs)组分特征,于2022年8月21日至10月9日开展了116种VOCs物种的在线监测。结果表明:(1)VOCs平均日体积分数为40.44×10-9,以烷烃、含氧挥发性有机物(OVOCs)和卤代烃为主。(2)烷烃、烯烃、芳香烃、卤... 详细信息

为摸清西安市西咸新区挥发性有机物(VOCs)组分特征,于2022年8月21日至10月9日开展了116种VOCs物种的在线监测。结果表明:(1)VOCs平均日体积分数为40.44×10-9,以烷烃、含氧挥发性有机物(OVOCs)和卤代烃为主。(2)烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃、炔烃与VOCs均呈现较明显的白天低、夜间高趋势;OVOCs和有机硫则呈现日间波动中逐渐上升、夜间达到峰值的特征。(3)总体积分数为48.39%的OVOCs、烯烃和芳香烃3种组分对臭氧生成潜势的贡献高达86.55%,西咸新区臭氧污染防治可从加强这3种组分的监测及来源入手。

关键词：挥发性有机物组分特征臭氧生成潜势西安市

陕北三叠纪煤显微组分特征对热解焦油组成影响研究

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应用化工 2024年第6期53卷 1293-1297页

作者：张江宇杜美利刘雷董兴隆陈方琪西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054

通过密度梯度法富集了陕北三叠纪高油煤中镜质组(ZCV)单组分与惰质组(ZCI)单组分,发现不同单组分分子结构差异显著,组分组成与热解焦油组成之间存在显著耦合关系,ZCV脂肪碳相对含量为34.42%,其中脂甲基碳与氧取代芳香碳相对含量较高、... 详细信息

通过密度梯度法富集了陕北三叠纪高油煤中镜质组(ZCV)单组分与惰质组(ZCI)单组分,发现不同单组分分子结构差异显著,组分组成与热解焦油组成之间存在显著耦合关系,ZCV脂肪碳相对含量为34.42%,其中脂甲基碳与氧取代芳香碳相对含量较高、脂肪侧链较长、芳香环上的脂肪长链结构和烷基侧链结构丰富、无定型碳相对含量较高;ZCI芳碳率高达77.29%、羰基和羧基相对含量较高、芳香度较高;ZCV热解焦油产率、热解气、热解水产率较高,半焦产率最低,焦油中脂肪烃类化合物以链烷烃为主、酚类化合物含量较高,这与ZCV分子结构中脂肪侧链较长、脂肪碳与氧取代芳碳含量较高密切相关;ZCI热解产物产率与ZCV相反,焦油中不饱和烃类化合物、多环芳烃(三环、四环)含量相对较多,这与ZCI分子结构中芳香碳含量较高、芳环缩合度较大不无关系。

关键词：高油煤煤岩显微组分组分特征热解产物焦油

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淮北煤田祁东煤矿煤层气含量与组分特征及影响因素分析

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自然科学 2024年第4期12卷 684-693页

作者：侯岩波中联煤层气有限责任公司北京

为探究地质因素对煤层气含量和地球化学特征的影响,以淮北煤田祁东煤矿为研究对象,采用现场解吸法和色谱–质谱法分别对研究区3-2、8-2和9号煤储层含气量和煤层气组分进行了分析。结果表明:3-2煤层含气量为2.41~9.42 m3/t,CH4含量为72.0... 详细信息

为探究地质因素对煤层气含量和地球化学特征的影响,以淮北煤田祁东煤矿为研究对象,采用现场解吸法和色谱–质谱法分别对研究区3-2、8-2和9号煤储层含气量和煤层气组分进行了分析。结果表明:3-2煤层含气量为2.41~9.42 m3/t,CH4含量为72.07%~94.69%,CO2为1.93%~6.42%,N2为0.4%~21.73%;8-2煤层含气量为1.39~12.19 m3/t,CH4含量为74.19%~96.67%,CO2为2.6%~8.16%,N2为0.15%~ 30.48%;9煤层含气量为6.56~13.84 m3/t,CH4含量为75.88%~96.42%,CO2为0.6%~7.2%,N2为0.46%~17.41%。9煤层含气量与水分和灰分呈弱相关关系,但CH4浓度几乎不受煤质特征影响。另外,8-2煤层含气量和CH4含量与埋深呈正相关关系,N2和CO2含量与埋深呈负相关关系。

关键词：祁东煤矿含气量组分特征影响因素

北京市门头沟区大气降尘污染特征及其化学组分特征与质量重构

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环境科学 2023年第11期44卷 6007-6014页

作者：王志垚姚琦吕富王雨薇王珊王铮胡月琪北京市门头沟区生态环境局北京102300 北京市生态环境监测中心北京100048 大气颗粒物监测技术北京市重点实验室北京100048

为研究北京市门头沟区大气降尘污染特征,收集了20182022年门头沟区2个国控环境空气站57个大气降尘量月平均监测结果,分析了门头沟区大气降尘污染状况及其时间变化特征.为探究大气降尘化学组分特征与质量重构结果及其来源,在三家店国控... 详细信息

为研究北京市门头沟区大气降尘污染特征,收集了20182022年门头沟区2个国控环境空气站57个大气降尘量月平均监测结果,分析了门头沟区大气降尘污染状况及其时间变化特征.为探究大气降尘化学组分特征与质量重构结果及其来源,在三家店国控环境空气站,使用主动抽滤法模拟采集降尘样品57个,测定了降尘的质量浓度及其化学组分的质量浓度,研究了大气降尘中的化学组分特征,并利用颗粒物质量重构技术对大气降尘主要组分进行质量重构,探讨了质量重构的结果可靠性及其未确定成分的原因.结果表明,20182022年,北京市门头沟区月降尘量呈周期性变化,最大值在春季4、5月,最小值在秋季10、11月,且最大月降尘量是最小月降尘量的3.28.4倍.季度平均月降尘量大小表现为:春季>夏季>秋季>冬季,且降尘主要来自于春季和夏季,其降尘量分别占全年总降尘量的40.1%43.0%和23.8%37.5%.北京市门头沟区大气降尘年平均月降尘量下降趋势明显,2022年较2018年降尘量下降了52.8%,年均下降了13.2%,与近年来北京市城市环境保护精细化管理水平的提高有关;2021年沙尘对门头沟区降尘量的影响显著,实际贡献率达44.2%.门头沟区大气降尘中化学组分以水溶性离子、地壳元素、有机碳(OC)和元素碳(EC)为主,所测化学组分质量总和所占降尘的质量分数为65.0%,二次有机碳(SOC)也是大气降尘的重要组成部分,其质量浓度为13.5μg·m^(-3),所占OC的质量分数达96.4%.大气降尘质量重构的主要组分为地壳元素扬尘、有机物(OM)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)、微量元素、EC和Cl-,质量浓度分别为34.8、28.0、20.6、15.0、5.6、4.3、3.2和2.2μg·m^(-3),所占降尘的质量分数分别为25.5%、20.6%、15.1%、11.1%、4.1%、3.2%、2.3%和1.6%;大气降尘主要来源于土壤风沙扬尘、建筑水泥尘、生物质燃烧、垃圾焚烧和二次转化过程等.大气降尘实测质量浓度与化学组分质量重构质量浓度相关性良好,可决系数R2为0.8173.质量重构结果中未确定组分占降尘质量的16.5%,其中降尘中的结合水(PBW)占降尘的质量分数为6.2%,其余未鉴别组分可能与未测量组分、选用的OM与地壳元素扬尘估算系数、颗粒物粒径组成、选择的化学组分分析方法及其测量误差有关.

关键词：大气降尘时间变化特征组分特征质量重构北京市门头沟区