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污染治理前后小清河上游浮游植物群落变化与水质评价

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中国环境监测 2024年第1期40卷 151-164页

作者：杨青唐厚全张水燕田勇郑琳琳薛飞刘建军山东省济南生态环境监测中心山东济南250101

为研究小清河污染治理前后浮游植物群落与水质变化,分别于2015年(治理前)和2020年(治理后)在小清河上游进行采样调查。调查结果显示,2015年样品中共检出浮游植物6门35种,2020年样品中共检出4门31种。配对样本t检验结果显示,污染治理前... 详细信息

为研究小清河污染治理前后浮游植物群落与水质变化,分别于2015年(治理前)和2020年(治理后)在小清河上游进行采样调查。调查结果显示,2015年样品中共检出浮游植物6门35种,2020年样品中共检出4门31种。配对样本t检验结果显示,污染治理前后的浮游植物种类、密度都发生了显著改变。相比治理前,治理后的硅藻门和绿藻门相对丰度分别上升了51.6个百分点和13.3个百分点,蓝藻门下降了62.9个百分点,小环藻(Cyclotella spp.)取代微囊藻(Microcysitis spp.)成为绝对优势种,群落类型由蓝藻型演替为硅藻型。相似性分析结果和相似度百分比分析结果表明,小清河上游群落特征发生显著改变。非度量多维标度分析结果显示,治理后的S2与S3采样点群落特征表现出差异,S4与S1采样点群落特征相似。通过冗余分析发现,治理后,TP、DO对浮游植物群落的影响明显减弱,TN、NH_(3)-N、pH是目前影响群落特征的主要指标,主城区氮磷污染对浮游植物的影响范围由S2、S3、S4采样点缩小到S2采样点。治理前后的小清河上游Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Marglef丰富度指数存在显著差异。总体来看,治理后的小清河上游水质处于α-中污染状态,较治理前有明显改善。

关键词：浮游植物群落演替污染治理水质评价

济南市典型区夏季VOCs分布特征及臭氧生成机制

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环境化学 2024年第1期43卷 297-310页

作者：张桂芹樊联欢韩立钊周梅魏征孙秀芹魏小锋山东建筑大学市政与环境工程学院济南250101 济南市生态环境局槐荫分局济南250021 济南市生态环境监控中心济南250014 山东省生态环境监测中心济南250101 核建利华科技工程有限公司北京102300

基于2020年6—8月济南市石化区、市区和南部山区VOCs以及臭氧和气态污染物等在线监测数据,结合气象因素分析了各典型区夏季VOCs污染特征,并通过计算臭氧生成潜势(OFP)和MCM模型模拟分析了不同区域不同污染等级VOCs对臭氧生成的影响,采用... 详细信息

基于2020年6—8月济南市石化区、市区和南部山区VOCs以及臭氧和气态污染物等在线监测数据,结合气象因素分析了各典型区夏季VOCs污染特征,并通过计算臭氧生成潜势(OFP)和MCM模型模拟分析了不同区域不同污染等级VOCs对臭氧生成的影响,采用PMF模型对市区夏季VOCs进行了来源解析研究.结果表明,石化区VOCs浓度(158.29μg·m^(-3))明显高于市区(47.71μg·m^(-3))和南部山区(24.65μg·m^(-3)),VOCs中均以烷烃占比最大,其次为芳香烃,3个区域VOCs浓度均随污染等级升高而升高;不同污染等级下均为石化区OFP(743.7—1474.9μg·m^(-3))大于市区(156.9—378.1μg·m^(-3))和南部山区(113.4—168.7μg·m^(-3)),3个区域均是芳香烃OFP占比最大,其次为烯烃,说明芳香烃和烯烃类VOCs对臭氧生成的贡献最大,其中OFP贡献最大的单体为间/对-二甲苯;MCM模拟结果表明石化区O_(3)净生成速率(33.51×10^(-9)·h^(-1))最高,其次为市区(22.97×10^(-9)·h^(-1))和南部山区(3.91×10^(-9)·h^(-1));石化区的1-戊烯、甲苯、异戊二烯、间-乙基甲苯和邻二甲苯,市区的1-丁烯、间/对-二甲苯和顺式-2-丁烯,南部山区的顺式-2-丁烯、异戊二烯、反式-2-丁烯相对增量反应活性(RIR)较大,对臭氧生成的影响较为明显.PMF模型解析结果表明济南市区夏季燃烧源、移动源和餐饮油烟源对VOCs贡献较大.

关键词： VOCs分布特征不同污染等级臭氧生成机制夏季 PMF

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

济南市钢铁集聚区大气细颗粒物中碳组分污染特征

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环境化学 2024年第4期43卷 1177-1187页

作者：潘光杨雨欣王在峰闫学军魏征郝赛梅刘光辉魏小锋张桂芹山东建筑大学市政与环境工程学院济南250101 山东省济南生态环境监测中心济南250014 山东省生态环境监测中心济南250101

为分析钢铁集聚区大气细颗粒物(PM_(2.5))中碳组分的污染特征,对济南市钢铁集聚区和市区秋季(2020年10月15日至2020年10月24日)、冬季(2020年12月18日至2021年1月7日)和春季(2021年4月23日至5月2日)环境空气中PM_(2.5)进行手工采样,利... 详细信息

为分析钢铁集聚区大气细颗粒物(PM_(2.5))中碳组分的污染特征,对济南市钢铁集聚区和市区秋季(2020年10月15日至2020年10月24日)、冬季(2020年12月18日至2021年1月7日)和春季(2021年4月23日至5月2日)环境空气中PM_(2.5)进行手工采样,利用热光碳分析仪测定了PM_(2.5)中有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量.结果表明,钢铁集聚区秋季OC和EC质量浓度范围分别为5.79—12.56μg·m^(−3)和1.34—3.44μg·m^(−3);冬季OC和EC质量浓度范围分别为3.92—55.54μg·m^(−3)和0.38—11.39μg·m^(−3);春季OC和EC质量浓度范围分别为2.14—4.70μg·m^(−3)和0.19—1.33μg·m^(−3),呈现显著的季节变化,表现为冬季>秋季>春季.钢铁集聚区冬季PM_(2.5)中OC和EC占比最高,分别为28.11%和5.36%,春季OC和EC占比最低,分别为9.82%和1.76%.钢铁集聚区秋季和冬季OC(EC)质量浓度均高于市区,分别是市区的2.12(2.68)、2.27(4.27)倍,表明钢铁集聚区秋冬季PM_(2.5)的污染状况比较严峻.在以PM_(2.5)为首要污染物的不同污染等级下,均为碳组分OC4和EC1的占比最高,分别占PM_(2.5)的9.0%和7.5%,是碳组分的主要贡献组分.钢铁集聚区春季、秋季和冬季SOC的浓度分别为1.09、1.79、10.80μg·m^(−3),分别占OC质量浓度的35.39%、19.02%和37.00%,表明钢铁集聚区冬季比其他季节二次有机污染较严重.由因子分析可知,钢铁集聚区碳组分主要来源于钢铁工业烧结等工序燃煤和柴油车尾气排放.研究成果为济南市钢铁集聚区周围环境空气质量改善措施的制定提供技术支撑.

关键词：钢铁集聚区大气细颗粒物碳组分二次有机碳因子分析

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青岛市雾日PM_(1)中金属元素来源及健康风险评估

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中国环境科学 2024年第4期44卷 1945-1956页

作者：陶文鑫杜金花杨建立谭玉冉王超龙薛莲隋浩新张厚勇刘晓环张宜升青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266520 山东省青岛生态环境监测中心山东青岛266003 山东省济南生态环境监测中心山东济南250102 中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100

为了解青岛市雾日PM_(1)中金属元素的污染程度及其来源,并评估其对人类健康的危害,依据能见度及湿度数据对雾日进行划分,结合正定矩阵因子分解法(PMF)源解析模型和健康风险评价模型研究青岛市雾日亚微米颗粒物(PM_(1))中金属元素的来源... 详细信息

为了解青岛市雾日PM_(1)中金属元素的污染程度及其来源,并评估其对人类健康的危害,依据能见度及湿度数据对雾日进行划分,结合正定矩阵因子分解法(PMF)源解析模型和健康风险评价模型研究青岛市雾日亚微米颗粒物(PM_(1))中金属元素的来源和健康风险.结果表明,清洁雾日PM_(1)浓度略高于清洁日,而污染雾日PM_(1)浓度是霾日PM_(1)的1.11倍,清洁日的3.07倍.秋冬季雾日金属元素受人为源影响,K元素含量最高;夏季雾日的主要贡献元素是典型的地壳元素Ca、Fe、Al及海盐Na元素.PMF结果表明秋冬季雾日PM_(1)中金属元素主要来自煤/生物质燃烧、机动车源、地壳源、海盐源、船舶源和工业源;夏季雾日PM_(1)中金属元素主要来自煤/生物质燃烧、机动车源、地壳源、海盐源、船舶源和工业源.夏季采样点位临海,海雾频发,海盐源为夏季雾日金属元素的重要贡献.健康风险评估结果表明,成年人与儿童暴露于青岛秋冬季雾日PM_(1)的非致癌风险均低于阈值.成人和儿童呼吸途径Mn的非致癌风险最高,儿童手口摄食As的非致癌风险(HQAS=0.50)最高.As(3.1×10^(-6))和Cr(1.9×10^(-6))的致癌风险均已超过致癌风险阈值,建议加强含Mn、As、Cr排放源的管控.

关键词： PM_(1) 金属元素雾日来源健康风险

基于激光雷达观测的青岛市暖季臭氧污染垂直分布特征

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环境科学研究 2024年第7期37卷 1513-1523页

作者：孟赫张淼王桂霞张玉卿马艳薛莲许杨山东省青岛生态环境监测中心山东青岛266003 山东省生态环境监测中心山东济南250101 青岛市气象局山东青岛266003

为探究暖季臭氧(O_(3))污染垂直分布特征及其影响因素,利用差分吸收臭氧激光雷达和相干多普勒测风激光雷达等对青岛市沿海地区2023年6−9月大气边界层2000 m以内O_(3)浓度和边界层风场开展长期连续观测,并基于O_(3)输送通量垂直分布揭示... 详细信息

为探究暖季臭氧(O_(3))污染垂直分布特征及其影响因素,利用差分吸收臭氧激光雷达和相干多普勒测风激光雷达等对青岛市沿海地区2023年6−9月大气边界层2000 m以内O_(3)浓度和边界层风场开展长期连续观测,并基于O_(3)输送通量垂直分布揭示可能的污染来源。结果表明:①观测期间共发生O_(3)污染日24 d,O_(3)-8 h浓度(O_(3)日最大8 h平均浓度)平均值为(183±24)μg/m^(3);清洁日共98 d,O_(3)-8 h浓度平均值为(118±30)μg/m^(3)。O_(3)污染过程多与升温过程密切相关,在较强太阳辐射和低相对湿度条件下更容易发生O_(3)污染。②垂直方向上O_(3)主要分布在1000 m以下。清洁日各高度层日间和夜间O_(3)浓度变幅较小,污染日各高度层O_(3)浓度单峰型日变化特征显著,且日变化特征随高度升高而逐渐减弱。清洁日日间、夜间以及污染日夜间O_(3)浓度垂直廓线均存在峰值,峰值浓度分别为(115±3)(112±2)和(130±3)μg/m^(3),峰值高度范围为400~650 m,可能与近地面NO滴定效应等消耗O_(3)有关,也可能是残留层储存的日间高浓度O_(3)或残留层O_(3)水平输送导致,但污染日日间垂直廓线呈随高度上升而O_(3)浓度逐步下降的特征,表明近地面前体物光化学生成是O_(3)污染的主要来源。③当西北风和西南风更替、低空暖平流和较强下沉气流等大气条件发生时,有利于污染物累积和O_(3)生成,从而引发O_(3)污染。清洁日低空(近地面至600 m高度)受较为清洁的海洋气流影响,污染日受内陆方向气流影响。④污染日凌晨至上午受来自偏西、西南或西北上风向O_(3)水平输送影响,高空O_(3)伴随下沉气流向下混合,与本地排放前体物在日间高温、强太阳辐射等气象条件下生成的O_(3)叠加,从而加剧地面O_(3)污染,午后高浓度O_(3)在较高水平风速影响下也可能向下风向地区输送。研究显示,O_(3)污染防治不仅要做好本地前体物的精准管控,还要加强区域联防联控,从而实现空气质量持续改善。

关键词： O_(3) 垂直分布输送通量边界层风场激光雷达

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大气微塑料样品的采集、分析方法研究进展

塑料科技 2024年第6期52卷 132-137页

作者：杜明月张厚勇谢璇王婷葛璇山东省济南生态环境监测中心山东济南250102

大气中的微塑料因其微小的尺寸、低密度、高稳定性、强大的吸附能力和复杂的表面结构,已经在全球范围内广泛分布。这些特性使微塑料对生态环境的影响范围极为广泛。文章介绍了大气微塑料的来源、分类、赋存特征,对样品采集、样品前处理... 详细信息

大气中的微塑料因其微小的尺寸、低密度、高稳定性、强大的吸附能力和复杂的表面结构,已经在全球范围内广泛分布。这些特性使微塑料对生态环境的影响范围极为广泛。文章介绍了大气微塑料的来源、分类、赋存特征,对样品采集、样品前处理及分析方法进行综述。目前应用于大气微塑料样品的采集方法有主动采样法和被动采样法,前处理的步骤主要有浓缩、消解和分离三个步骤,分析方法包括目视法、体视显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换光谱法、拉曼光谱法、热裂解气相色谱-质谱法。文章总结了目前各种方法的优缺点和适用范围,并提出在今后的研究中必须创新溯源方法。

关键词：大气微塑料样品采集前处理热裂解气相色谱-质谱法

中国水泥行业2011-2022年二氧化碳和大气污染物排放分析

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中国环境监测 2024年第2期40卷 8-18页

作者：王鑫李玉华何立环张震王桂勋金玲仁贾曼中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室北京100012 山东省生态环境监测中心山东济南250101

2011—2021年,熟料产量呈波动上升趋势。水泥行业整体生产运行水平不断提高,熟料单条生产线平均规模由43.8万t/条提升至115.3万t/条,熟料单位产品综合能耗下降14.4%,熟料单位产品CO_(2)排放强度下降6.3%,但CO_(2)排放总量增加了13.8%,... 详细信息

2011—2021年,熟料产量呈波动上升趋势。水泥行业整体生产运行水平不断提高,熟料单条生产线平均规模由43.8万t/条提升至115.3万t/条,熟料单位产品综合能耗下降14.4%,熟料单位产品CO_(2)排放强度下降6.3%,但CO_(2)排放总量增加了13.8%,与氮氧化物减排趋势形成较大反差,碳污治理水平差距明显。熟料生产中石灰石分解和煤炭燃烧过程的CO_(2)排放合计占比为92.9%~93.8%,是CO_(2)排放的主要来源。由于熟料系数偏高、非碳酸盐原料替代不足、综合能耗仍然较高等原因,安徽等7个熟料产量大的省份的CO_(2)排放强度高于全国。建议实行碳酸盐熟料产量总量控制,逐步降低熟料应用比例,加快建材市场熟料产品和非碳酸盐原料替代,降低高标号水泥使用比例。应大力推广水泥行业节能降耗增效技术,加快熟料落后产能淘汰。对熟料产量大、碳排放强度高的地区,应结合当地碳排放特点,实行差别化降碳策略。各大气污染防治重点区域应因地施策推进水泥行业减污降碳工作。

关键词：碳排放水泥行业减污降碳综合能耗

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济南市夏季典型臭氧污染过程VOCs组分特征及来源分析

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环境科学 2024年第7期45卷 3828-3838页

作者：张桂芹张俊骁张淼张凤菊孙友敏刘仕杰杜琪玥魏小锋山东建筑大学市政与环境工程学院济南250101 山东省生态环境监测中心济南250101 山东建筑大学资源与环境创新研究院济南250101 山东科技大学安全与环境工程学院青岛266590

基于2021年6月16~26日济南市一次典型臭氧(O_(3))污染过程,结合107种VOCs监测数据,以山区背景点做参照,分析了市区在不同污染时期(清洁期CP、污染上升期PRP、重污染期HPP和污染下降期PDP)O_(3)及其前体物挥发性有机物(VOCs)的变化特征,... 详细信息

基于2021年6月16~26日济南市一次典型臭氧(O_(3))污染过程,结合107种VOCs监测数据,以山区背景点做参照,分析了市区在不同污染时期(清洁期CP、污染上升期PRP、重污染期HPP和污染下降期PDP)O_(3)及其前体物挥发性有机物(VOCs)的变化特征,并运用正定矩阵因子分解模型(PMF)和箱式模型(OBM)识别VOCs的主要来源和O_(3)生成机制及敏感性物种.结果表明,市区HPP期ρ(O_(3)-8h)均值为(246.67±11.24)μg·m^(-3),ρ(O_(3)-1h)峰值为300μg·m^(-3),VOCs体积分数和NO_(2)浓度受边界层高度和风速降低影响,分别高出其它3个时期76.99%~145.36%和127.78%~141.18%,是O_(3)污染加重的主要原因.市区VOCs中烷烃、含氧挥发性有机物(OVOCs)和卤代烃占比较大,为43.81%、20.98%和17.43%,三者在HPP期增长明显,丙酮、丙烷和乙烷各时期均为体积分数前3物种,异戊烷HPP期增长最多;臭氧生成潜势(OFP)占比较大的有烯烃、烷烃和芳香烃,为40.19%、28.06%和21.92%,1-丁烯、甲苯、异戊烷和异戊二烯是OFP较高的物种,异戊二烯在PRP期最高,除此以外均为1-丁烯最高,异戊烷HPP期受体积分数影响OFP明显升高.VOCs与CO相关系数初步表明机动车尾气与油气挥发是HPP期VOCs主要来源,进一步采用PMF发现溶剂使用源、燃烧源、机动车尾气+油气挥发源、工业排放源和植物源是市区VOCs的重要来源,其中HPP期机动车尾气+油气挥发源对VOCs的贡献高出其他时期3.09~14.72倍,溶剂使用源对VOCs的贡献是CP期和PRP期的2.50倍左右,说明机动车尾气+油气挥发源和溶剂使用源是造成VOCs体积分数增长的主要来源.潜在源和浓度权重分析发现VOCs还受东北方向滨州和东营传输的影响.OBM结果表明,市区O_(3)生成主要路径为过氧化羟基自由基(HO_(2)·)和甲基过氧自由基(CH_(3)O_(2)·)两者与NO反应,HPP期臭氧净生成速率[P(O_(3))net]为24×10^(-9)h^(-1),敏感性实验表明O_(3)生成对VOCs中的烯烃组分最敏感,1-丁烯、丙烯、顺-2-丁烯和乙烯是O_(3)生成的优控物种.

关键词：臭氧(O_(3)) 挥发性有机物(VOCs) 来源解析污染过程 OBM模型