周边烟雾对石家庄市环境质量的影响机理分析

利用极轨卫星监测、环境监测和实时气象观测资料,针对2002年10月石家庄市出现的严重烟雾污染个例进行了分析,对影响石家庄市环境质量的烟雾污染源区和烟雾扩散输送的范围、强度进行了实时监测;对烟雾污染的机理进行了初步探讨,结果表明:(1)华北中南部持续的逆温层阻挡了烟雾的垂直湍流扩散,使得烟雾在水平方向上长距离输送;(2)河北南部地面较强偏南风及低空流场为烟雾输送提供了动力条件;(3)地面及低空风的辐合及太行山地形影响形成的局地环流使得烟雾在石家庄区域汇集;(4)本地不利扩散的气象条件使得烟雾停滞。     

南京2013年12月初持续重污染天气特征及成因分析

利用空气质量监测及气象观测数据,对2013年12月初南京市持续重污染天气特征及成因进行分析,结果表明:此次过程表现出污染程度重、持续时间长及细颗粒物占比大等特征,其中PM2.5日均质量浓度最高达327μg/m3,超标3.36倍;各化学组分中二次无机盐(SNA)占比高达53.8%,且随着污染加重呈增大趋势;有机碳(OC)/无机碳(EC)比值平均为3.7,二次污染特征显著。分析此次污染成因,一方面是冷空气强度弱及大气静稳等气象条件不利于污染扩散;另一方面本地污染排放叠加区域输送影响,造成细颗粒物积聚增多,形成持续重污染天气。     

江淮地区秋季一次典型污染过程分析

结合2018年10月15—20日国控站点监测数据、气象资料及激光雷达走航观测结果,对江淮地区一次重度污染过程进行了分析。利用拉格朗日粒子扩散模型和拉格朗日混合单粒子轨迹模型定性分析了区域污染来源,分别基于激光雷达和空气站实测数据提出了外来源占比的估算方法,结合嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)的源解析结果,对比分析了外来源占比。以淮北市为例,结合NAQPMS和单颗粒气溶胶质谱的PM2.5在线源解析结果,对比分析此次污染过程的行业来源。结果表明,本地污染累积时段,主要以燃煤和机动车尾气混合源为主(占比>70%);受北方污染输送时段,机动尾气占比显著升高,从19.4%(16日00:00)升至66.7%(17日11:00),淮北市、蚌埠市、合肥市3个城市污染物外来输送占比分别为52.2%~70.6%、48.8%~58.8%、41.5%~59.0%。     

安阳市冬季观测期间PM2.5污染特征及来源解析

为探究安阳市冬季PM_(2.5)的污染特征及来源,于2019年11月19—26日在安阳市3个站点(柏庄镇政府、红庙街小学、安阳师专)采集PM_(2.5)样品,并对PM_(2.5)质量浓度和无机元素、水溶性离子进行测定,利用正定矩阵因子模型(PMF)并结合大气污染源排放清单进行源解析。结果表明:观测期间安阳市的PM_(2.5)平均质量浓度为104.09μg/m~3,水溶性离子平均质量浓度为48.9μg/m~3,占PM_(2.5)质量浓度的46.9%。PMF解析结果为二次源58.9%、燃煤源15.7%、机动车排放源9.2%、扬尘源8.6%、工业源2.5%、其他源5.1%。结合2018年安阳市大气污染源排放清单对二次源贡献进行重新分配,得到安阳市PM_(2.5)主要贡献来自燃煤源29.8%、工业源28.5%、机动车源27.1%。后向轨迹聚类结果显示,安阳市气团输送路径主要有远距离传输、城市间输送和本地运输3类,其中本地运输占比最大,其次为正南和东南方向上的城市间输送。     

长三角城市群污染输送相互影响的敏感性试验

利用WRF-Chem模式,对2013年11月29日至12月11日长江三角洲地区的严重空气污染事件进行数值模拟,研究长三角核心区不同污染物本地源和外来输送所占比重。分析长三角核心区排放源对本地不同污染物浓度的污染贡献。结果表明,在2013年12月的这一次污染事件中,颗粒物平均本地贡献与外来输送基本比重相当;而SO_2、CO、NH_3、NO_x这4种气体污染物则以本地贡献为主,本地贡献的差异与气体的化学反应活性有关,活性越强本地贡献比重越大。污染过程中12月7日至12月9日00:00为污染最严重的时段,污染物的本地贡献有明显上升。区域间输送的方向和强度与地面风向、风速有紧密的联系。在边界层高度范围内,大部分污染物越往高空本地排放源的贡献越弱,外来输送主导作用增强,而硝酸盐在地面、1 km和1.5 km的本地贡献差异远小于其他污染物。     

湖南省大气污染特征及气象影响分析

为深入探究湖南省大气污染过程变化特征及气象条件对不同首要污染物的影响,利用2015—2021年湖南省14个市州的大气环境监测数据及气象观测数据,分析研究了68次污染过程的持续时长、分布特征等,并根据污染来源分析结果、传输路径分析结果,结合地形特征,进行了污染影响区域划分,对不同首要污染物的气象因子反馈机制进行了细致剖析。结果表明:湖南省大气污染过程以颗粒物污染为主,年变化特征呈现为单峰形,单次污染过程持续时长一般不超过3 d;3条主要的污染物传播路径均是由湘北地区进入长株潭城市群;污染来源以本地积累为主,外来输送与本地污染叠加次之;颗粒物污染主要受边界层稳定程度、逆温情况和近地面空气湿度的影响,臭氧污染则主要受紫外辐射、前体物浓度和扩散条件等的影响。     

2017年江苏省PM2.5数值模拟及内外源解析

根据江苏省72个国控点监测数据,采用了区域大气模式和多尺度空气质量模式系统(RAMS-CMAQ)模拟了2017年江苏省ρ(PM_2.5)的时空分布,耦合综合源追踪算法(ISAM)分析了不同地区排放源对ρ(PM_2.5)的贡献特征。结果表明,PM_2.5模拟与观测值的相关系数(r)=0.76,标准平均偏差(NMB)=5.2%,均方根误差(RMSE)=23.4μg/m₃,模拟结果落于观测结果0.5~2倍的比例(FAC2)=84.2%。源追踪模块结果显示,夏季主要受东南风控制,本地排放的贡献更大(省内贡献为52.34%),其他季节受偏北风输送影响,外源输送的影响较大(省外贡献为53.48%~56.84%);冬季苏北5市的排放贡献比沿江8市的更大,而春、夏季沿江8市排放贡献较大。     

成渝地区一次区域重污染过程来源解析及减排效果研究

基于嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)及耦合的污染来源追踪模块模拟2017年12月16日至2018年1月3日成渝地区一次区域重污染过程,定量解析成渝地区主要城市PM2.5来源,评估过程中应急减排的成效。结果表明,天气静稳和风向辐合是造成此次重污染过程的重要因素,污染峰值阶段,成渝地区多个城市PM2.5日均质量浓度超过150μg/m3,达到重度污染级别。污染过程中,成都市PM2.5本地排放的贡献率为42%,眉山和德阳贡献率将近30%;重庆市PM2.5本地排放的贡献率为60%,外来输送以湖北、湖南和其他地区为主,贡献率为24%,成都和重庆市的工业源和交通源的贡献最大。区域联防联控应急减排对成渝各城市空气质量改善效果显著,成渝地区PM2.5浓度降低率为5%~11%,对于未实施应急预警方案的地区(如眉山市)受周边城市减排影响,浓度降低可达6%。     

沈阳市冬季重污染过程PM2.5浓度变化及成因分析

利用多种污染物浓度数据、气象观测数据,结合HYSPLIT后向轨迹模式,对2015年11月6—10日发生在沈阳的一次较长时间重污染天气过程,从大气浓度变化、天气形势特征及成因机制等方面进行综合分析。结果表明,重污染期间日空气质量指数均超过重度污染限值200,首要污染物PM_(2.5)最高小时质量浓度达到1 326μg/m3,为沈阳市监测PM_(2.5)以来的历史峰值。此次空气污染是气象及人为因素共同作用的结果,重污染过程时段内高空场不利于气流上升运动的发展,地面倒槽、稳定的大气层结不利于污染物的扩散。此次重污染过程与大范围秸秆集中燃烧、大量污染物排放有一定关系。通过后向轨迹计算分析,发现颗粒物长距离输送对区域污染产生一定影响。     

2020年江苏省机动车排放污染分布特征及与大气质量耦合性研究

依据生态环境部2021年6月发布的《排放源统计调查产排污核算方法和系数手册》,结合本地实测数据,在对汽油车颗粒物(PM)排放系数进行测算的基础上,核算了2020年江苏省机动车PM、氮氧化物(NO_(X))、挥发性有机物(VOC_(S))的排放总量,分析了机动车排放污染分布特征及与大气质量的耦合关系。结果表明:2020年江苏省机动车PM、NO_(X)、VOC_(S)排放量分别为0.5×10^(4),3.71×10^(5),1.17×10^(5) t。从区域分布来看,苏州、南京、无锡3市的3项污染物排放总量及NO_(X)、VOC_(S)排放量均位列前3位,PM排放量位列前3位的是苏州、徐州、无锡。从车型、燃料类型和排放阶段来看,国Ⅳ及以下排放标准的汽油小型客车是机动车VOC_(S)排放控制的重点,国Ⅲ排放标准的重型柴油货车是机动车PM和NO_(X)排放控制的重点。分析区域机动车PM排放量与大气中PM_(2.5)来源解析结果的耦合关系,其间存在不同程度的正相关性,控制机动车污染对改善大气环境会产生积极成效,南京、徐州和盐城3市的成效会尤为明显。     

长株潭区域一次重度污染过程气象成因

利用PM_2.5质量浓度、地面气象要素、NCEP、ERSST＿V3、GBL等资料,研究了2021年12月7—11日长株潭地区一次重度空气污染过程的特征及成因。结果表明,高空平直环流、无明显槽脊影响,地面弱冷空气活跃是本次重度空气污染过程的主要环流形势特征;地面均压场、小风和升温增湿是此次重度空气污染过程的主要气象要素特征。污染物浓度变化与主导风向和污染通道密切相关,本地风速对混合层的高度、污染物水平扩散影响较大,600～700 hPa逆温层有利于污染物在主导风作用下近距离传输及在低层交换积累。我国中东部污染物积聚是长株潭区域重要的污染来源,长株潭地区存在区域性同步污染现象。低层流入长株潭区域气流轨迹差异及地理条件是长株潭污染物空间分布差异的重要因素。     

成都市夏季近地面臭氧污染气象特征

利用2016年7月成都市8个环境监测站点的臭氧、NO_2的监测资料以及成都市国家基准气象站和基本气象站的观测资料,对成都市夏季臭氧、NO_2浓度和气象要素的日变化特征和臭氧污染过程进行了分析。研究结果表明:成都市臭氧污染受综合气象条件和NO_2浓度的影响,高温、低湿、强辐射有利于臭氧大量生成,NO_2浓度高低决定了臭氧浓度的峰值大小;在污染期间,大气边界层高度远高于本地平均水平,数值约为平均水平的2～3倍;成都市臭氧污染的主要影响因子存在地区差异,成都市区的臭氧主要来自于自身的光化学反应,而灵岩寺地区的臭氧来自于VOCs和大气水平输送。     

Smoke aerosols dispersion and transport from the 2013 New South Wales (Australia) bushfires

Environmental monitoring and modelling, especially in the regional context, has seen significant progress with the widely usage of satellite measurement in conjunction with local meteorological and air quality monitoring to understand the atmospheric dispersion and transport of air pollutants. This paper studies the application of these data and modelling tools to understand the environment effects of a major bushfire period in the state of New South Wales (NSW), Australia, in 2013. The bushfires have caused high pollution episodes at many sites in the greater Sydney metropolitan areas. The potential long-range transport of aerosols produced by bushfires to other region and states has been seen by regulators as a major concern. Using data and images collected from satellites, in addition to the results obtained from different simulations carried out using HYSPLIT trajectory model and a regional meteorological model called Conformal Cubic Atmospheric Model (CCAM), we were able to identify at least 2 days on which the smoke aerosols from bush fires in NSW has been transported at high altitude to the northern state of Queensland and the Coral Sea. As a result, widespread high particle concentration in South East Queensland including the Brisbane area, as measured by nearly all the air quality monitoring stations in this region, occurred on the day when the smoke aerosols intruded to lower altitude as indicated by the CALIOP (Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization) Lidar measurements on the CALIPSO (Cloud–Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation) satellite. The use of meteorological or air quality modelling to connect the ground-based measurements with satellite observations as shown in this study is useful to understand the pollutant transport due to bushfires and its impact on regional air quality.     

基于后向气团轨迹的区域大气污染颗粒物来源分析

大气污染区域间的联防联控是解决区域性灰霾产生的关键手段之一。如何确定目标控制区大气污染外源的相对位置和影响程度是实现联防联控的前提。基于后向气团轨迹理论,运用拉格朗日混合单粒子轨道模型,以桂林市全境作为研究对象,对研究区域2013年冬季的污染物传输进行了模拟。结果显示:研究区冬季大气污染主要来源于东北方向,轨迹与"湘桂走廊"相符。以数字矢量图的方式量化表示了大气污染来源区及数量,成果可为区域间大气污染联防联控措施提供决策支持依据。     

大连市臭氧污染特征及典型污染日成因

通过对大连市区10个空气监测子站的监测数据进行分析,探讨了大连市臭氧污染的时空分布、气象条件对臭氧污染的影响,对臭氧污染日进行了归类分析。结果表明,大连市臭氧污染主要出现在4—10月。在强紫外辐射、高温、低湿、低压和低风速的气象条件下,监测点位的臭氧浓度较高。臭氧污染日的日变化分为单峰型、双峰型和夜间持续升高型3种类型。通过对2015年的一次高浓度臭氧污染过程的气象条件、污染物浓度和污染气团轨迹进行分析,发现臭氧浓度在夜间持续升高现象与区域输送密切相关。     

基于激光雷达分析2020年冬季镇江地区一次大气污染过程

利用气溶胶激光雷达观测结果,结合环境监测站污染物浓度数据、气象观测资料及HYSPLIT后向轨迹模式结果,综合分析2020年1月17—22日镇江市一次大气污染过程。结果显示,此次污染过程前期天气形势稳定,不利于污染物的清除及扩散,后期受偏北风影响,北方污染物向镇江输送,使得本地污染物持续累积,污染不断加重。特征雷达图分析表明此次污染为以PM2.5为主的二次污染。激光雷达显示污染日消光系数为0.0~0.9 km-1,消光系数垂直廓线日变化特征明显,气溶胶粒子主要堆积在0.6 km高度以下,并且很好地揭示了污染气团从高空逐渐下沉最终与本地污染叠加的过程,与HYSPLIT模式解析的污染气团来源结果基本一致。     

西北部主要城市环境空气质量特征与预报影响因素分析

西北部地区经济和工业的快速发展导致各项污染物排放对空气质量影响形势较为严峻,近几年频发的重污染过程严重影响了当地居民的生产生活,因此开展西北部主要城市的空气质量预报工作十分必要。研究选取西北部主要城市展开讨论、分析,并初步总结了主要城市2013—2015年的空气质量分布特征、预报影响因素、预报要点等,为环境监测系统预报工作人员在未来预报业务工作中提供参考。     

国家大气颗粒物组分监测网的设计发展展望

中国现阶段大气污染呈现以细颗粒物(PM_2.5)及臭氧(O₃)为代表的复合型污染,PM_2.5的二次生成及区域性的大气污染已经成为影响中国环境空气质量的关键因素。笔者分析了中国开展大气颗粒物组分监测网(简称组分网) 监测工作的紧迫需求,梳理了组分监测的工作目标,提出组分网与城市空气质量监测网、背景站监测网、区域站监测网和光化学网等的联合运用,为污染防治提供精准支撑。研究了 组分网的业务组织:分析了目前技术体系存在的不足,提出了亟需开展的技术体系建设内容； 梳理了组分网工作内容、各方职责,提出了形成国家、地方及社会化服务机构联合参与的工作机制； 借鉴美国大气颗粒物化学成分监测网等先进经验,提出了加强科研与业务化的合作发展以及加强人才队伍培训等工作的重要性。总结了 组分网建设面临的重点问题,提出了监测网络发展的建议。     

京津冀地区一次污染过程的星载地基激光雷达联合观测分析

针对2018年3月9—15日京津冀地区的一次空气重污染过程,进行了基于地基颗粒物激光雷达组网的星载-地基联合观测分析。颗粒物激光雷达观测到污染前期为局地污染累积过程,中期有明显的污染物区域传输过程,北京受太行山沿线城市污染输送影响较大。风廓线激光雷达观测结果表明:此次污染过程近地面主要为偏南风且风力较弱,冷空气到来时风向转为较强东北风,导致污染消散。微波辐射计观测到保定在污染过程中出现持续6 d的逆温层,同时在污染过程中近地面相对湿度较高,逆温层被打破后污染开始消散。在污染过程的各个阶段中,污染团的空间分布与变化特征均被很好地反映出来,可见地天联合观测对污染物的累积与输送研究有较大的意义,能对京津冀及周边地区的大气污染联防联控提供有力支持。     

城市空气质量的管理

根据“城市空气质量管理，欧盟和中国的实践与经验”国际会专家的发言，整理出有关中国城市空气质量管理的１０条建议，城市空气质量管理工作要加强其有生的评估，环保立法 和标准工作要体现先进性，发挥引导作用，城市空气质量管理要有科学研究的支持增强科学性；城市空气质量管理要有区域性的观点，城市质量管理要有前瞻性；城市质量要贯彻可持续发展战略，环保部门负责做好；空气质量管理，积极参与空气的污染治理，深化空气质量