霾天气下我国6城市PM_(2.5)污染水平相关性及影响因素分析

我国城市PM_(2.5)污染存在空间分布差异,在霾天气下,需对其空间分布关系作进一步研究。本文对2015年冬季我国6个城市PM_(2.5)污染数据进行Pearson相关性分析,并探讨主要影响因素。结果表明:入冬后由于大面积采暖,北方城市的PM_(2.5)污染明显高于南方;季风气候对各地PM_(2.5)污染有影响;建筑施工面积与PM_(2.5)污染有明显的相关性;经济结构与各城市PM_(2.5)污染的相关性不明显。     

北京市Himawari-8AOD与PM2.5质量浓度相关性分析

基于2016年Himawari-8 AOD产品、地面监测PM_(2.5)质量浓度以及相关气象资料,分析了北京市AOD与PM_(2.5)质量浓度的相关性。通过与全球自动观测网AOD产品比较,对Himawari-8 AOD进行精度评估,结果显示二者表现出显著的相关性,表明Himawari-8 AOD产品能有效表征气溶胶光学厚度的变化,适用于北京地区气溶胶的相关研究。研究结果表明:Himawari-8 AOD数据与近地面PM_(2.5)质量浓度相关性较弱,决定系数R2为0. 384 2。以气象资料中边界层高度对Himawari-8 AOD进行垂直订正,订正后AOD与PM_(2.5)的相关性显著提高,决定系数R2为0. 483 2。引入相对湿度进行湿度订正及垂直-湿度订正,二者的相关性显著降低。结合IMPROVE观测的气溶胶吸湿增长特征,采用相对湿度分区订正的方法可以提高Himawari-8 AOD与近地面PM_(2.5)的相关性,可作为辅助监测北京市近地面PM_(2.5)质量浓度的有效方法。     

银川市环境空气中PM_(10)、PM_(2.5)时空分布特征

以银川市空气质量自动监测站点2014年的数据为基础,对银川市环境空气中PM_(10)和PM2.5质量浓度的空间和时间分布特征进行了分析。结果表明,受冬季燃煤采暖锅炉排放源的影响,PM_(10)和PM2.5的质量浓度在采暖期远高于非采暖期;PM_(10)和PM2.5的质量浓度具有较明显的季节、月份、区域变化特征;PM_(10)和PM2.5的逐日变化趋势较一致;全市PM2.5与PM_(10)的比值为47.3%,小于50%,表明银川市细颗粒物污染程度较轻,但也不应忽视。     

唐山PM2.5污染特征及区域传输的贡献

为研究唐山PM_(2.5)污染特征及区域传输贡献,对唐山冬夏2季PM_(2.5)环境样品进行测试分析,并采用WRFCAMx对京津冀地区PM_(2.5)及二次离子进行定量模拟,获取了PM_(2.5)成分谱数据,估算了PM_(2.5)和二次离子的区域传输贡献.唐山冬夏2季PM_(2.5)平均质量浓度分别为(117.9±56.6)、(77.3±29.8)μg/m3,超标率分别为65.0%和41.7%;水溶性离子的平均质量浓度分别为(58.4±17.9)和(42.6±23.6)μg/m~3,分别占PM_(2.5)的49.4%和55.0%,是PM_(2.5)的主要成分.Cu、Zn、As、Sr、Cd、Sb、Pb主要来自人为源,Na、Mg等其余元素主要来自地壳源.冬夏2季PM_(2.5)受外来源贡献分别为26.9%和31.1%,二次无机气溶胶(secondary inorganic aerosol,SIA)传输作用较PM_(2.5)更为显著,夏季PM_(2.5)和SIA外来源贡献高于冬季,高质量浓度时段外来源贡献会有一定幅度的上升.稳定的大气环流背景场、低风速等气象条件和燃煤排放源的增加是造成冬季重污染发生的重要原因.     

青岛海滨大气PM_(2.5)与PM_(10)观测

2007年5～10月在黄海海滨青岛的观测表明大气PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度呈同步变化,且变化范围较大.海陆风转换对海滨空气质量有重要影响:海风输送时空气较洁净,而陆风输送通常导致空气质量变差.PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度与相对湿度(RH%)呈显著反相关,可能与RH%较高时多为海风输送有关.海风输送条件下较高的RH%和细粒子吸湿增长可能导致了此时PM_(2.5)对PM_(10)质量载荷的贡献率(64.7%)小于在海风/陆风混合输送和陆风输送条件下的贡献率(70.9%和77.5%).PM_(2.5)占PM_(10)质量载荷的72.3%,表明细粒子贡献显著.整个观测期PM_(10)未"达标"(PM_(10) 24 h均值 < 150 μg m~(-3),空气质量"良")的观测日仅占14 7%;但PM_(2.5)未达到美国EPA标准(PM_(2.5) 24 h均值 < 35 μg m~(-3)的观测日约为68.6%,表明大气细颗粒物PM_(2.5)的达标任务尚很艰巨.     

基于GAM的北京PM_(2.5)浓度变化的影响因素研究

为辨识与测度不同影响因子对PM_(2.5)浓度变化的作用机理,以2015年北京PM_(2.5)浓度时间演变模式为基础,建立PM_(2.5)与各大气污染物(PM_(10)、SO_2、NO_2、CO、O_3)及气象因素(日均温度、风力、风向)的GAM模型,探索不同因素对PM_(2.5)浓度变化的影响作用。结果显示:(1)北京PM_(2.5)浓度具有夏秋季低、春冬季高的时间分布特点;(2)2015年北京PM_(2.5)浓度变化与PM_(10)、SO_2、NO_2、CO大体呈线性正相关,且正相关程度由强到弱为:COPM_(10)SO_2NO_2,而与O_3、温度和风因子的关系更为复杂;(3)GAM模型的拟合优度R~2为0.725,线性回归模型的拟合优度R~2为0.519,相比较,GAM模型对PM_(2.5)浓度变化的解释度提高了20.6%。研究表明,GAM模型对于建立PM_(2.5)浓度变化与影响因素间综合性复杂关系更灵活、更可靠,优于线性回归模型。     

上海地区某住宅除霾系统测试分析与评价

为了解上海市过渡季居民室内PM_(2.5)及PM_(10)的污染水平,并初步分析住宅除霾系统的工作效率,利用格雷沃夫PC-3016A对样板房室内外PM_(2.5)及PM_(10)质量浓度进行同时测试,以计算除霾系统除霾效率;利用仪器对室内PM_(2.5)及PM_(10)质量浓度进行逐时测试,以评价除霾系统除霾效果.测试发现,样板房内除霾装置除霾效率并不理想,故设备招标采购时应对空调机组的过滤效率在PM_(2.5)及PM_(10)两方面加以限制.     

基于银川市大气颗粒物组分网观测的夏季沙尘污染过程分析

利用银川市大气颗粒物组分监测网在线观测数据,分析了2018年7月沙尘天气下不同粗细颗粒物(TSP,PM_(10),PM_(2.5),PM_1)的质量浓度变化趋势,PM_(2.5)中的水溶性离子、金属元素、有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度变化趋势和污染来源,及本次沙尘过程区域污染传输情况。结果表明,7月14—18日受沙尘天气过境影响,TSP,PM_(10)的小时质量浓度均在15日10:00达到了峰值,分别为2 692,2 173μg/m~3,PM_(2.5)的小时质量浓度在15日9:00达到了峰值,为608μg/m~3,PM_1的小时质量浓度峰值出现在7月16日15:00,为54.2μg/m~3;7月沙尘期PM_(2.5)中水溶性离子日均质量浓度由大到小排序为Ca~(2+)SO_4~(2-)NH_4~+Mg~(2+)Na~+K~+NO_3~-,Ca~(2+)日均质量浓度增幅最大,升高16.2倍,PM_(2.5)中金属元素日均质量浓度由大到小排序为CaFeKMnPbCrZnVTiCuNiAs,Ca日均质量浓度为31 945.6 ng/m~3,PM_(2.5)中有机碳和元素碳的日均质量浓度分别为7.22,1.09μg/m~3,比值为6.6。后向轨迹图和气溶胶激光雷达消光图显示,本次沙尘污染是由外来源输入的颗粒物沉降和本地地面扬尘叠加共同造成。     

银川市环境空气PM_(10)和PM_(2.5)中无机元素污染特征及来源

根据银川市1个国控环境空气质量监测点,采集4季PM10和PM2.5样品,测试样品及19种无机元素的质量浓度,分析了各无机元素的污染特征及来源。研究发现,银川市PM_(10)和PM_(2.5)中地壳元素Si、Ca、Al、Fe、Mg、K和Na质量浓度占无机元素总质量浓度的93%,是主量元素;无机元素质量浓度季节变化表现为春季高,夏、秋和冬季低;冬季PM_(10)和PM_(2.5)污染严重,但无机元素贡献值低,其中,人为污染元素Mn、Cu、Zn、As、Cd和Pb富集因子较高,说明银川市环境空气颗粒物具有复合型污染特征。因子分析结果表明,银川市环境空气颗粒物中无机元素主要来源于土壤尘、城市扬尘、燃煤尘等。     

武汉市冬季灰霾期PM_(2.5)中水溶性无机离子的特征

2018年1月,利用颗粒物采样器采集武汉市大气PM_(2.5)样品并进行水溶性无机离子(F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、Na~+、NH_4~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+))的分析.结果表明,NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+是PM_(2.5)中最主要的3种水溶性无机离子,除Mg2+与Ca2+外,PM_(2.5)与WSIIs(水溶性无机离子)之间的相关性显著,且移动源贡献占主导地位.阴阳离子平衡表明武汉市冬季灰霾期PM_(2.5)呈中性或弱酸性.通过混合单粒子拉格朗日综合轨迹模式模拟并采用分层聚类得出了4种主要的后向气流轨迹及相应的PM_(2.5)和水溶性离子浓度,结果表明区域传输对此次灰霾期影响较大.     

宁夏宁东能源化工基地环境空气质量污染水平分析

利用宁夏宁东能源化工基地4个环境空气质量自动监测站点2015—2017年监测数据资料,研究了该基地近3 a空气质量状况,并分析相关影响因素。结果表明,2015—2017年,影响宁东能源化工基地空气质量的污染物按污染负荷由大到小排列依次为PM_(10)、PM_(2.5)、O_3、NO_2、SO_2、CO,且以PM_(10)为首要污染物,PM_(10)、PM_(2.5)和O_3三者的污染负荷系数之和接近70%;除O_3外,其他5项污染物月均质量浓度变化较为一致,冬、春季节污染较重,夏、秋季污染轻;该基地环境空气质量综合指数连续3 a变化不大,表明仍需对其加大环境管理力度,持续改善其环境质量。     

2017年春节期间赣州市城区空气质量时空分析

为探究春节时期烟花爆竹的燃放对赣州市城区空气质量的影响,运用数理统计、GIS方法等对2017年春节期间赣州市通天岩、气象台、市图书馆、华坚鞋城和地委监测站的PM_(2.5)、PM_(10)、CO、NO_2、O_3_8 h、SO_2浓度数据进行分析,探讨烟花爆竹燃放对赣州市区空气质量的影响.结果表明:燃放烟花爆竹在短时间内会造成严重的空气污染,除夕夜间AQI达369,处于严重污染状态,其中对PM_(10)、PM_(2.5)和SO2的影响最为显著,颗粒物浓度急剧增加,PM_(2.5)和PM_(10)分别达到303μg/m~3和425μg/m~3.空间上AQI呈现城区内高,城区外低的分布,且除夕期间气象台、市图书馆、华坚鞋城和地委监测站空气质量严重超标,"破五"和元宵节时段烟花爆竹对赣州市城区空气质量污染不明显,总体为良状态.     

2017年春节期间赣州市城区空气质量时空分析

为探究春节时期烟花爆竹的燃放对赣州市城区空气质量的影响,运用数理统计、GIS方法等对2017年春节期间赣州市通天岩、气象台、市图书馆、华坚鞋城和地委监测站的PM_(2.5)、PM_(10)、CO、NO_2、O_3_8 h、SO_2浓度数据进行分析,探讨烟花爆竹燃放对赣州市区空气质量的影响.结果表明:燃放烟花爆竹在短时间内会造成严重的空气污染,除夕夜间AQI达369,处于严重污染状态,其中对PM_(10)、PM_(2.5)和SO2的影响最为显著,颗粒物浓度急剧增加,PM_(2.5)和PM_(10)分别达到303μg/m~3和425μg/m~3.空间上AQI呈现城区内高,城区外低的分布,且除夕期间气象台、市图书馆、华坚鞋城和地委监测站空气质量严重超标,"破五"和元宵节时段烟花爆竹对赣州市城区空气质量污染不明显,总体为良状态.     

宁波市近地层大气环境中PM2.5空间分布研究

为研究近地层大气环境中的PM_(2.5)的浓度分布和影响因素,于2018年7月13日至16日期间,利用Dylos air quality monitor DC1700和BLATN smart-126s型空气质量检测仪获得大气颗粒物质量浓度进行研究,分析和探讨了其质量浓度分布及日变化特征,得到以下结论:宁波市内PM_(2.5)浓度水平与距城市中心的距离成反比;越靠近城市中心,PM_(2.5)浓度变化幅度越明显;近地层(h40m)PM_(2.5)日平均质量浓度总体分布与高度呈负相关趋势;分时段PM_(2.5)浓度呈现"三峰趋势",分别在8:00、12:00、17:00三个时间段出现峰值,不同峰值之间差值不同。     

区域城市化程度与大气污染的相关性研究 ——以河南省为例

为探究区域城市化程度对大气污染物质量浓度的影响,以河南省18个城市为研究对象,收集2016年1—12月的PM_(2. 5),PM_(10),SO_2,NO_2,CO,O_3等数据,结合《河南省统计年鉴(2017)》,从人口规模、经济发展、城镇建设等方面出发,选取人均生产总值、综合能源消耗量、城镇化率、建成区面积、第三产业比例等8项城市化指标与大气污染指标进行相关性分析。结果表明:(1)河南省各城市PM_(2. 5)和PM_(10)的质量浓度与城市化程度有显著的正相关性,在城市化进程中,控制污染源排放,提高能源利用效率有利于降低PM_(2. 5),PM_(10)的质量浓度;(2)河南省各城市经济发展水平和第三产业比例对SO_2污染影响较大,能源消耗量对NO_2污染影响较大,O_3污染程度受城市经济发展水平、建成区面积、能源消耗量、机动车使用量等影响较大。     

上海浦东地区冬季大气PM2:5 和PM10 污染特征分析

为了解上海浦东地区冬季大气PM_(2.5)和PM_(10)污染特征和状况,以上海第二工业大学作为监测点进行了为期3个月的连续自动监测,并对污染物进行了分析。结果表明,监测时段内该地区空气污染情况较为严重,PM_(2.5)和PM_(10)日均浓度均超过我国现行的国家空气二级质量标准浓度限值。根据污染物形态和成分分析结果,综合气象、地理因素可见:该地区大气颗粒物污染以外部输入为主,本地道路扬尘、汽车尾气等对其也有较大的贡献;污染物中含有多种重金属元素,对空气质量和人体健康危害较大。     

湖北省PM_(2.5)质量浓度遥感估算与时空分布特征

针对地面站点稀疏不足以提供高空间覆盖、高空间分辨率的面域PM_(2.5)数据支撑区域细颗粒物污染防治的问题,以湖北地区2015—2017年的MODIS卫星遥感气溶胶光学厚度(AOD)产品数据为主预测量,结合温度、湿度、风速、压强等气象参数和植被指数数据等辅助预测量,建立了AOD-PM_(2.5)关系逐日变化的线性混合效应(LME)模型,用于估算湖北地区的PM_(2.5)浓度水平.利用十折交叉验证方法进行了模型精度评估.结果表明:1) 2015—2017年的交叉验证R2分别达到0.89、0.85和0.88,利用MODIS AOD数据反演近地面PM_(2.5)质量浓度的线性混合效应模型能很好地用于区域细颗粒物遥感监测; 2)省内PM_(2.5)质量浓度空间差异显著,鄂东、鄂南和鄂北高,鄂西北和鄂东南低; 3)全省PM_(2.5)估算时空数据年均值呈下降态势,分别为65.6±39.8、57.1±34.1和48.1±28.3μg/m~3,各市除随州、咸宁2016、2017年年均值持平外,都呈下降趋势.     

太行山东麓煤矿区气溶胶重金属元素污染特征及来源分析

为了探究太行山东麓煤矿区气溶胶中重金属元素的污染特征及来源,于2017年春、夏、秋、冬四季分别在峰峰矿区采集PM_(2.5)和PM_(10)样品,使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测试样品中的重金属元素,分析讨论PM_(2.5)和PM_(10)中重金属元素的污染特征。结果表明,峰峰矿区春、夏、秋、冬四个季节PM_(2.5)的平均质量浓度分别为84、108、107和174μg/m~3,春、夏、秋季PM_(10)质量浓度分别为204、177和179μg/m~3,均超过我国环境质量二级标准,表明矿区大气污染较为严重;PM_(2.5)/PM_(10)的比值夏秋季明显高于春季,这可能与夏秋季强烈的光化学反应生成大量二次粒子有关;峰峰矿区PM_(2.5)中Zn元素含量最高,Pb次之,其他元素含量由高到低依次为Mn、Cr、Cu、As、Mo、V、Sn、Ni、Cd、Co。PM_(10)中Zn元素含量最高,Mn次之,其他元素含量由高到低依次为Pb、Cr、Cu、V、As、Mo、Ni、Sn、Cd、Co。峰峰矿区PM_(2.5)和PM_(10)中Cd元素的富集系数超过100,严重富集,明显受到人为活动影响;Mo、Pb、Sn、Zn元素富集系数均超过了10,表明Mo、Pb、Sn、Zn等四种元素在峰峰矿区轻微富集,受到人为活动影响;Cu、As、Cr、Ni、V、Mn、Co元素的富集系数小于10,表明Cu、As、Cr、Ni、V、Mn、Co这七种元素主要来自于地壳。     

杭州市PM_(10)水溶性离子特征及源解析

可吸入颗粒物(PM_(10))是大气的主要污染物之一,对其进行控制有助于改善空气质量。2018年12月至2019年11月在杭州市采集PM_(10)样品,分析样品中水溶性无机离子的组成特征及其季节变化规律,并通过潜在源贡献因子法(PSCF)、浓度权重轨迹分析法(CWT)、相关性分析和PMF模型等方法探讨PM_(10)中水溶性无机离子的来源。结果表明:PM_(10)年均质量浓度为(105.97±50.01)μg/m~3,低于国家二级标准;受季风气候影响,PM_(10)季平均质量浓度在冬季最高,夏季最低;PM_(10)中各离子质量浓度由大到小排列为NO~-_3SO■NH~+_4Ca~(2+)Na~+Cl~-K~+Mg~(2+);NO~-_3,SO■,NH~+_43种离子,约占总水溶性无机离子质量浓度的85.0%,可见杭州市大气中二次气溶胶污染程度高,主要以(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3的形式存在;大气中PM_(10)的水溶性离子主要来源有机动车排放源相关性二次气溶胶、生物质燃烧源、煤燃烧源相关性二次气溶胶、海洋源以及土壤和建筑扬尘源等5类。     

银川市大气重污染特征研究

通过对2013—2016年银川市大气重污染过程进行分析,初步探讨了银川市重污染天气的特征及其影响因素。2013—2016年,银川市出现五级及以上的重污染天气共40 d,重污染频率为2.7%,其中,首要污染物为PM_(2.5)的污染天数达27 d,首要污染物为PM_(10)的污染天数为13 d。从季节分布看,重污染主要分布在冬季(12月至次年2月)、春季(3—5月),重污染天数分别占全年重污染天数的70%,30%。银川市重污染主要类型为静稳积累型重污染,其次是沙尘复合型重污染。静稳积累型重污染天气下,各污染物质量浓度呈明显的正相关,有明显的污染积累过程,颗粒物存在明显的细化趋势,以细粒子为主。2015年、2016年较2013年重污染天数有所减少,但重污染持续过程的次数、天数增加,说明银川市重污染天气的污染状况有加重趋势。部分沙尘重污染天气下,PM_(10)、PM_(2.5)质量浓度同步升高,说明以细颗粒物为主的复合型污染问题已经凸显。