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2014年APEC期间北京及周边重点城市PM2.5中水溶性离子变化特征

刀谞 , 朱红霞 , 谭丽 , 陈烨 , 王绍俊 , , 吕怡兵 , 李国刚

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.08.2015012704

2014年11月北京APEC会议前后,采集了北京、天津、石家庄、保定、济南的PM2.5样品,并测定了其中CI-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+等8种水溶性离子的质量浓度.结果表明:(1)北京市在特殊减排期内水溶性离子浓度均有显著降低,2013年是该时段的1.2-5.2倍,会后为该时段的1.5-6.1倍.其中变化较大的是Ca2+,由2.58 μg·m-3降至0.494 μg·m-3,其次为SO42-、NOx,说明土壤尘、硫化物及氮氧化物的控制尤为显著.(2)APEC期间整个北京及周边城市群地区,水溶性离子特征呈现了一定的区域性特征,二次离子占水溶性离子的80%以上,模拟方程计算可知,大气气溶胶中SO42-、NO3-和NH4+是以(NH4)2SO4和NH4NO3形式共存.水溶性离子占PM25质量浓度的比重均较以往及会后降低,其中北京最低为37.8%.针对区域的阴阳离子平衡计算,阴阳离子较高的相关性(R=0.974)说明了区域呈现一定的整体性特征.会后NO3-/SO42-比值下降,说明硫化物在减排期间浓度显著降低.污染减排措施在APEC期间对大气颗粒物中的水溶性离子污染的减轻起到了积极作用.

关键词: 北京APEC , PM2.5 , 水溶性离子

APEC会期5个城市空气细颗粒物中重金属健康风险评估?

张霖琳 , 薛荔栋 , 吕怡兵 , 许人骥 , , 李国刚

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.06.2014123001

于2014年11月2日—12日,在北京、天津、石家庄、保定和济南等5个城市采集空气细颗粒物样品,微波消解ICP?MS法测定其中10种元素浓度,针对6种有毒有害且关注度高的重金属开展健康风险评估.结果表明,APEC会期5个城市PM2.5日平均值略高于二级标准限值75μg·m-3,在11月4日和11月9日前后出现两次高峰期.6种有毒有害的重金属浓度依次为Zn>Pb>Cu≈Mn>As>Ni.As致癌风险较低,石家庄>济南>保定>天津>北京,成年人健康风险高于儿童.Ni致癌风险可以忽略.非致癌金属元素风险大小为Mn>Pb>Zn>Cu, Pb、Zn和Cu的风险可以忽略,Mn存在潜在的非致癌风险.APEC期间6种元素的健康风险水平整体低于2012年和2013年同期.

关键词: PM2.5 , 重金属 , 健康风险 , APEC

环境空气中六价铬的分析方法研究进展?

刀谞 , 王超 , 张霖琳 , 吕怡兵 ,

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.10.2015030401

六价铬Cr(Ⅵ)对人体健康存在严重影响,是公认的致癌物质,2004年美国环保署将六价铬列为对人体危害最大的18种化学物质之一。我国新颁布的环境空气质量标准( GB 3095—2012)中明确规定了对环境空气中六价铬的标准限值。本文比较了不同国家及地区的环境空气中的浓度水平,综述了六价铬的环境空气样品分析方法进展,分析国内外前处理方法和仪器分析的现状,剖析技术难点,并对在我国进行相关研究提出了建议,以期推动六价铬的研究工作。

关键词: 环境空气 , 六价铬 , 监测方法

我国四个大气背景点颗粒物浓度及其元素分布特征?

张霖琳 , 刀谞 , 王超 , 金小伟 , , 吕怡兵

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.01.2014040401

选择全国由南至北的4个大气背景站(广东南岭、湖北神农架、山西庞泉沟和吉林长白山),于2013年分4个季度同步采集环境空气颗粒物PM10和PM2.5样品,采用微波消解电感耦合等离子体质谱法测定滤膜样品中60余种元素.结果表明,4个背景点PM2.5日均质量浓度平均值为17μg·m-3,PM10为29μg·m-3,低于《环境空气质量标准》( GB 3095—2012)规定的一级浓度限值.第一季度的PM10和PM2.5最高,除长白山第三季度高于第四季度之外,其他3个点位均呈现第二季度>第四季度>第三季度的趋势.PM2.5和PM10二者呈线性正相关,4个季度的PM2.5/PM10比值均小于0.5,第二、第三季度较高,而第一、第四季度较低.PM10和PM2.5中元素随季节变化不大,PM2.5含量在同一水平上低于PM10.Na、Mg、Al、S、K、Ca、Fe、Zn质量浓度在0.1—10μg·m-3之间,P、Ti、Mn、Ni、Cu、Ba、Pb质量浓度在10—100 ng·m-3之间,Cd、Co、Ge、Ga、Zr、Sr、V等质量浓度在0.01—10 ng·m-3之间.K、Al、Ca含量大于10%,S、Mg、Na、Fe、Zn、Pb、Mn含量大于1%,Cu、P、Ba、Ti量介于0.5%—1%,其他痕量元素含量所占比例小于0.5%.

关键词: 大气背景站 , 颗粒物 , 元素

硅胶吸附管采样-超高效液相色谱法测定空气中7种苯胺类化合物?

王超 , 王绍俊 , 陈烨 , 刀谞 , 吕怡兵 ,

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.03.2014112001

建立了空气中苯胺类化合物( ADs)的硅胶吸附管采样?超高压液相色谱分析方法.通过硅胶填料吸附管,以0.5 L·min-1流速采集空气中ADs.采用1 mL含1%氨水的甲醇,对硅胶填料解吸20 min.解吸溶液经0.22μm尼龙滤膜过滤,采用超高效液相色谱法分析,紫外检测波长为250 nm.7种ADs在5 min内实现基线分离,在0?05—2.0 mg·L-1线性相关系数均大于0.999,方法检出限为0.3—4.5μg·m-3(采样体积10 L),在0?05、0.2μg和2.0μg加标水平下,回收率分别为86%—121%、90%—119%和87%—103%,RSD分别为2?2%—4?8%、0.7%—3.6%和1.6%—3.6%.结果表明该方法适用于空气中7种ADs的同时测定.

关键词: 苯胺类化合物 , 超高效液相色谱 , 硅胶吸附管 , 空气

长江重庆段表层水体中多环芳烃的分布及来源分析?

王超 , 谭丽 , 吕怡兵 , ,

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.01.2014032003

采集了长江重庆段干流以及重要支流共7个断面的表层水样,采用液相色谱法分析15种优先控制的多环芳烃(PAHs).结果表明,水体中总PAHs浓度范围为6.44—109.39 ng·L-1,平均值为41.83 ng·L-1.在5个断面水体中检出苯并(a)芘,浓度为0.05—1.32 ng·L-1,低于我国地表水标准限值(2.8 ng·L-1).长江重庆段的PAHs浓度水平低于大部分国内其他河流,与国外一些河流的浓度水平相当. PAHs组成以中低环PAHs (3环和4环)为主,平均比例分别为55.7%和38.8%,高环PAHs(5环和6环)含量较低,分别占3.6%和1.9%.示踪PAHs比值法结果显示长江重庆段表层水体PAHs主要来源于石化产品的泄漏污染.

关键词: 多环芳烃 , 长江重庆段 , 表层水 , 分布 , 来源

京津冀冬季与夏季PM2.5/PM10及其水溶性离子组分区域性污染特征分析?

刀谞 , 张霖琳 , 王超 , 陈烨 , 吕怡兵 ,

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.01.2014032603

为研究京津冀地区冬、夏两季大气颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2月、7月对北京、天津、石家庄及4个国家大气背景点进行了PM2.5及PM10的采样,分析了质量浓度及9种水溶性离子,结果表明:(1)京津冀地区颗粒物污染冬季重于夏季,冬季污染水平石家庄>天津>北京,夏季污染天津、北京>石家庄,区域内PM2.5与PM10之间有很好的相关性,相关系数r冬季为0.8796,夏季为0.8424,说明整个区域颗粒物污染有较为相近的来源,大气颗粒物污染表现出区域性特征;(2)京津冀地区PM2.5及PM10中的9种水溶性离子浓度规律为NO-3、SO2-4、NH+4>Cl-、Ca2+>K+、Na+>F-、Mg2+.该地区水溶性离子污染冬季最重为石家庄,夏季则为北京;(3)在京津冀地区二次离子NO-3、SO2-4、NH+4是主要的污染离子,3种离子质量浓度总和在PM2.5、PM10中冬季分别占48.9%、27.8%,夏季分别占58.7%、48.5%.二次离子主要集中在PM2.5中,其对细离子浓度的升高起到直接作用,且二次离子的构成关系也在发生变化.整个区域向硝酸型污染转变,二次离子的季节分布也呈现区域特征,冬季NO-3离子质量浓度比重最大.夏季则为SO2-4;(4)粒径越小富集水溶性离子的能力越强,在PM1中分布了50%以上的水溶性离子,73.9%—94.8%的水溶性离子分布在PM2.5中.

关键词: 京津冀 , 大气颗粒物 , 水溶性离子

我国4个大气背景点环境空气颗粒物(PM2.5、PM10)中水溶性离子分布特征?

刀谞 , 王超 , 张霖琳 , 吕怡兵 ,

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.06.2014103101

为研究国家大气背景点颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2月、7月、9月、12月分别对4个国家大气背景点进行了PM2.5及PM10的采样,通过超声萃取?IC法测定了样品中的9种水溶性离子(F-、Cl-、NO-3、SO2-4、Na+、NH+4、K+、Mg2+、Ca2+)质量浓度,结果表明:(1)可吸入颗粒物浓度水平一、二季度重于三、四季度,PM2.5、PM10年均值分别为17μg·m-3、32μg·m-3,与其他主要国家和地区背景区域浓度相当,背景点大气状况良好;(2)PM2.5中水溶性离子比重全年波动不大,为35.5%—42.2%,浓度排序为SO2-4、NH+4、NO-3> Ca2+、Cl-、K+、Na+>F-、Mg2+,第一季度PM10中Ca2+浓度显著升高,控制风沙尘将有效降低PM10的浓度;PM2.5及PM10中的9种水溶性离子在不同季节的浓度分布规律与颗粒物浓度类似,一季度较高,三、四季度较低;(3)二次离子是背景点区域的主要水溶性离子,浓度值与其他主要国家和地区相当.NO-3、SO2-4的物质的量浓度与NH+4存在显著相关性,相关系数r为0.7539,斜率小于1,水溶性离子中酸性离子的量比铵根离子略占优势,对气溶胶酸度产生重要贡献.

关键词: 国家大气背景点 , PM2.5 , PM10 , 水溶性离子

液相色谱-二极管阵列检测器/离子阱质谱法检测水中的5种微囊藻毒素

王超 , 吕怡兵 , 许人骥 , 陈烨 , 阴琨 ,

色谱 doi:10.3724/SP.J.1123.2011.00212

建立了一种液相色谱-二极管阵列检测器(LC-DAD)/离子阱质谱(IT MS)对水中5种微囊藻毒索(microcystins)的分析方法.水中的微囊藻毒素经固相萃取富集和净化,经LC分离后,采用DAD和IT MS定性分析,DAD定量分析.在优化的条件下,水中5种微囊藻毒素的检出限为0.1 μg/L;3个质量浓度加标水平(0.2、0.8和5 μg/L)的平均回收率为52.2%~115.2%,相对标准偏差为1.2%~10.0%.该方法从紫外吸收光谱和质谱角度同时进行定性定量分析,可用于地表水和饮用水中多种微囊藻毒素的检测.

关键词: 固相萃取 , 液相色谱 , 二极管阵列检测器 , 离子阱质谱 , 微囊藻毒素 ,

离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定大气颗粒物PM2.5和PM10中的六价铬

刀谞 , 吕怡兵 , , 张霖琳 , 王超 , 李丽和

色谱 doi:10.3724/SP.J.1123.2014.05026

建立了大气颗粒物PM2.5、PM10中六价铬(Cr(Ⅵ))的离子色谱-电感耦合等离子体质谱(IC-ICP-MS)检测方法.采用碳酸氢钠(NaHCO3)溶液超声提取大气颗粒物样品中的Cr(Ⅵ),并使用含有0.22 g/L乙二胺四乙酸二钠盐(Na2EDTA)的75 mmol/L硝酸铵溶液(pH 7.0)淋洗液通过离子色谱柱(AG7,50 mm×4 mm)分离出样品中的Cr(Ⅵ),电感耦合等离子体质谱测定.标准溶液中Cr(Ⅵ)的质量浓度在0.05~5μg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数达0.999 9,标准溶液测定的精密度为1.0%~4.0%,标准样品测定的相对误差为3.3%;纤维素滤膜适用于Cr(Ⅵ)的采样,将纤维素滤膜碱化后,Cr(Ⅵ)的回收率从75%增加到102%;样品在20 mmol/L碳酸氢钠溶液中超声30 min后上机测试,提取完全且回收率稳定;当采样体积为20 m3,方法的检出限为0.000 4 ng/m3;采集并测定了PM25及PM10实际样品,样品的加标回收率为91.6%~ 102%,精密度为1.7%~7.6%.该方法高效、稳定、灵敏,适用于大气颗粒物中六价铬的测定.

关键词: 离子色谱-电感耦合等离子体质谱 , 六价铬 , 大气颗粒物 , PM2.5 , PM10

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