1951─2012年沈阳市气象条件变化及其与空气污染的关系分析

气象条件对城市空气质量有重要影响,对比各气象要素和空气质量的相关性、分析气象要素的长期变化趋势是研究城市大气环境的重要内容。为增进对东北重工业城市沈阳市大气环境变化的理解,分析了1951─2012年沈阳市气温、地表温度、风速、降水、气压等气象要素的变化特征和趋势,阐明了2008─2013年冬季沈阳市空气污染指数和气象要素的相关性。对沈阳市1951─2012年气温、0 cm地温、风速、降水、气压日平均资料分析结果表明：沈阳市1951─2012年的气温与地表温度呈上升趋势,而风速、降水、气压则呈下降趋势,各气象要素呈显著的季节变化特征,其中冬春季的气温与冬季的地表温度上升趋势最明显,冬春季的风速、夏秋季的降水量和春秋季的气压下降最为明显。20世纪90年代以来,沈阳市的气温、地表温度升高显著,风速、气压下降明显,年际变化幅度都有增大趋势。分析2008─2013年冬季沈阳市空气污染指数的逐日资料。沈阳市冬季的大气污染呈线性上升趋势,空气污染指数与风速、气压、降水呈负相关,而与气温、地表温度呈正相关,且与地表温度的相关性最高。沈阳市的地表温度变化与东亚范围200 hPa的风速、500 hPa高压、850 hPa的南风呈正相关,而与850 hPa的北风呈负相关。这表明,沈阳市气候暖化及风速降低是空气污染加重的重要原因。     

北京市冬季大气气溶胶中PAHs的污染特征

利用大流量颗粒物采样器采集了2005-2006年冬季北京市大气气溶胶中PM10和PM2.5样品,采用气相色谱/质谱技术对样品中的多环芳烃进行检测.结果表明:北京市冬季大气颗粒物PM10和PM2.5中PAHs总量分别为520.5±476.9ng·m-3和326.8±294.3ng·m-3,且大部分存在于细粒子中,4环以上的稠环芳烃占总浓度的87%.根据荧蒽/芘等比值指标判别,北京市冬季PAHs主要以燃煤排放为主,其次是石油燃烧交通排放.风速增大和太阳辐射曝辐量增强,都会降低颗粒物中多环芳烃浓度.     

济南市城市扬尘的微观形貌和化学组分特征分析

城市扬尘作为大气颗粒物的主要来源之一,对环境空气质量的影响较大。为探究济南市不同区域城市扬尘物理特性、微观形貌和化学组分的季节变化特征,采集了济南市有代表性的四个区域(钢铁集聚区、城郊结合部、市区和县区)2021年不同季节的扬尘样品,分析了扬尘的比表面积、微观形貌、化学组分的变化特征。结果表明,春季扬尘颗粒粒径较小,比表面积较大;钢铁集聚区PM_2.5占比最高,为5.26%,比表面积为351.3 m²·kg^-1;其次为市区PM_2.5占比较高,为3.49%,比表面积为247.5 m²·kg^-1。扫描电镜结果显示钢铁集聚区和市区扬尘颗粒主要有规则的“块状”“簇状”“片状”的矿物颗粒、不规则的“链状”和“蓬松状”的烟尘集合体以及“球状”燃煤飞灰颗粒,钢铁集聚区链状密集的烟尘集合体主要来源于机动车尾气和燃煤,市区聚合蓬松状烟尘集合体主要来源于机动车尾气;春季矿物颗粒比例较大,冬季密集链状烟尘集合体和燃煤飞灰较多,主要来源于机动车尾气和燃煤,其他季节聚合蓬松状烟尘集合...     

广州城市湿地的景观特点及小气候效应

研究了广州城市湿地景观特点,对广州市5个不同类型湿地周边的气温、相对湿度及风速进行了一年的测定,分析了城市湿地周边的小气候效应.广州市湿地总面积为74 373 hm2,占国土面积的10%,其中老城区的湿地面积为18 400hm2,占老城区国土面积的15.8%.广州市老城区湿地斑块平均密度(以每10 000 hm2面积内拥有的湿地斑块数计)为2.8块,平均距离为3 270 m.气温随着与湿地距离的增大逐渐升高,200 m观测点的年平均气温比水边高0.8℃.相对湿度的变化与温度的变化相反,随着与湿地距离的增大而降低,200 m观测点的年平均相对湿度比水边低2.4%.湿地周围的平均风速(在100 m范围内)随与湿地距离的增大而降低.市郊湿地与市区内最高温的湿地比,年平均气温低2.7℃,夏季平均气温低1.1 ℃,冬季平均气温低4.1℃.气温的日变化呈单峰型,夏季13:00达到最高,冬季15:00达到最高.相对湿度的日变化和气温的日变化相反,早晨最高,13:00-15:00最低.市郊湿地的日平均相对湿度较市区内湿地高,夏季最大差值达7.5%;冬季最大差值达17.4%.风速的日变化冬季基本呈单峰型,1 d中以11:00的风速较大.夏季13:00风速有所下降,1 d中以15:00-17:00的风速较大.市郊湿地的日平均风速较市区内湿地夏季高30%,冬季高60%.气温和空气相对湿度的季节变化呈单峰型.     

孝感市开放源扬尘重金属污染特征、来源及健康风险评价

为了解开放扬尘源重金属成分谱特征,对孝感市孝南区道路扬尘、土壤扬尘、城市降尘、建筑扬尘和堆场扬尘进行调查取样,利用电感耦合等离子体发射光谱法分析扬尘中重金属的含量,并通过地累积指数法、相关分析、聚类分析和人体健康风险评价法对扬尘重金属污染程度和人体健康风险进行评价.结果 表明,扬尘中Mn、Cr、Zn、Cu、Co和Pb的...     

北京市三维景观格局的局地气象环境影响初探

探明城市三维景观格局对气象条件影响的规律性,可为城市规划与可持续发展提供科学依据与决策支持。以北京为例,利用北京市2011年大比例尺测绘数据,构建能够在小区尺度上表达景观结构及空间特征、同时可以在一定程度上反映出局地能量、辐射或动力学差异的三维景观格局指数;利用北京市2011年区域自动气象站观测数据,通过在不同空间尺度上开展三维景观格局指数与温度、湿度和风速3个表征局地气象条件的主要因子的相关性分析,研究城市三维景观格局对局地气象条件的影响。结果显示:在500、1 000和2 000 m范围内,景观容积密度(LVD)、景观高度密度(LHD)和天空开阔度(SVF)指数与区域大气环境温度和风速均显著相关;在1 000 m和2 000 m范围内,景观容积密度(LVD)、景观高度密度(LHD)和景观起伏度(LHR)与区域大气环境湿度显著相关。北京城市三维景观格局对大气环境的影响效应非常显著。城市三维空间密度(LVD)越大、高度密度(LHD)越大、景观起伏度(LHR)越大的地方,区域温度越高、湿度越低、风速越低;天空开阔度越低的地方,区域温度越高、风速越低。利用三维景观格局指数评估景观格局对区域气象环境的影响具有可行性,但要注意景观格局指数在空间尺度上的适用性。同时,本文构建的三维景观格局指数可作为地表统计参数来量化表达地表非均匀性特征,为大气数值模式中地表参数化方案提供了一种有效选择。     

济南市和石家庄市扬尘的化学组成

阐明了扬尘的含义,采集了济南市和石家庄市的扬尘源样品,研究了两城市粗粒子(粒径≤100μm)和细粒子(粒径≤10μm)扬尘源的化学组成特点,并对不同城市、不同粒径的扬尘源成分谱进行了比较。结果表明扬尘主要由地壳元素组成,一些微量元素在扬尘中富集说明一个地区的扬尘与该地区人类的生产、消费等活动密切相关。同一地区两种粒径的扬尘成分谱无明显差异;不同地区、同样粒径的扬尘的成分谱存在着显著差异。     

不同天气下景观生态林内外大气颗粒物质量浓度变化特征

为了探讨景观生态林对大气颗粒物的调控作用,以北京大兴区景观生态林为例(主要树种为旱柳Salix matsudana),研究不同季节、不同天气条件下景观生态林内大气颗粒物质量浓度差异以及林内和林外质量浓度对比。于2013年7月至2014年5月,分四季选择不同天气类型,采用水平同步监测法对林内和林外两个监测点3种粒径大气颗粒物(TSP、PM10和PM2.5)质量浓度和气象因子进行每日10 h的连续监测(8:00─18:00)。结果表明,(1)晴朗天气景观生态林内ρ(TSP)、ρ(PM10)和ρ(PM2.5)均处于较低水平,分别为(61.53±21.73)~(174.32±36.01)μg·m-3、(28.91±10.34)~(94.87±20.45)μg·m-3和(6.29±3.86)~(23.91±12.29)μg·m-3;多云、扬尘、雾霾和雾霭天气颗粒物质量浓度较高,污染明显加重,雾霾天气下ρ(PM2.5)的增加效果更为明显,而扬尘天气下ρ(TSP)显著增加。(2)雾滴对于PM2.5与PM10具有一定的湿清除作用,也可以与霾粒子共同作用形成相对稳定的雾霭天气,其颗粒物污染程度高于其他天气状况,此时以粒径为2.5~10μm的颗粒物污染为主。(3)夏、秋和春季晴朗微风天气(风速≤3 m·s-1)和扬尘天气林内ρ(TSP)和ρ(PM10)显著低于林外,多云、轻微至轻度雾霾天气,林内ρ(TSP)、ρ(PM10)和ρ(PM2.5)均显著低于林外,晴朗大风(风速5 m·s-1)和雾霭天气林内ρ(TSP)和ρ(PM10)不显著高于林外,雾霭天气林内ρ(PM2.5)显著高于林外;冬季不同天气下ρ(TSP)、ρ(PM10)和ρ(PM2.5)林内和林外对比没有明显规律。(4)空气相对湿度、风速和风向是观测时段内影响颗粒物质量浓度的主要因子。ρ(PM2.5)与相对湿度呈线性正相关,而与风速呈非线性负相关,偏南风对颗粒物主要起输送和积累作用,偏北风对颗粒物起到稀释和扩散作用。相对于TSP和PM10,PM2.5更易受近地面气象条件的影响而堆积或扩散。     

徐州市城市大气中的PAHs来源解析

采用化学质量平衡模型（CMB）对徐州市大气颗粒物中的多环芳烃（PAHs）进行来源分析,从而来确定各个源对大气的PAHs贡献值。主要通过利用大流量采样器配置PM10切割头在冬季和夏季对不同功能区,即生活区、工业区和旅游区采样大气中的可吸入颗粒物（PM10）样品,并用高效液相色谱法（HPLC）重点分析和研究了美国环保局（EPA）列出的16种PHAS优先污染物。研究结果表明：徐州市PM10污染比较严重,PM10污染质量浓度水平冬季是（288.81μg·m-3）大于夏季（276.34μg·m-3）,特别是工业区,污染数值达到393.13μg·m-3。夏季的总PAHs质量浓度为22.89 ng·m-3,分别是生活区28.35 ng·m-3、工业区21.75 ng·m-3和旅游区18.58 ng·m-3。冬季的总PAHs质量浓度为306.29 ng·m-3,分别是工业区388.03 ng·m-3、生活区276.29 ng·m-3和旅游区254.28 ng·m-3。夏季和冬季情况下,旅游区的污染相对来说都是最低的PM10中多环芳烃的源解析结果为,煤烟尘污染源的全年贡献率为64.00%,冬季煤烟尘污染源的贡献率为66.51%,夏季煤烟尘污染源的贡献率为57.21%,说明煤烟尘是PM10中多环芳烃的主要贡献源,土壤尘次之,全年贡献率为24.90%,冬季为25.48%,夏季为28.97%,因此,扬尘和烟煤尘的污染是徐州市的PM10中PAHs的最主要来源。     

中国地区大气汞沉降速度研究

借助箱模式对汞的干沉降过程进行敏感性分析,并利用区域大气环境模式系统Reg AEMS计算中国地区汞干沉降速度的时空分布特征。结果表明,森林下垫面下三类汞(气态零价汞、活性气态汞和颗粒态汞)的干沉降速度较大(0.13、4.5和0.45 cm·s-1),水体表面上的相对较小(0.0012,0.5和0.11 cm·s-1)。敏感性分析发现,三类汞的干沉降速度随着近地层风速增加;降水或者地表湿度降低会导致零价汞和活性气态汞干沉降速度增加;雪盖厚度会减小气态零价汞的干沉降速度而增加活性气态汞的干沉降速度。三类汞的干沉降速度在区域上分布类似,东北以及南部地区最高,华东地区最小。季节变化上,气态零价汞、活性气态汞的干沉降速度在多数下垫面都夏季最大,冬季最小;颗粒态汞季节变化不明显。     

北京市地方大气环境标准体系完善研究

大气环境保护标准是控制大气污染的重要手段,为进一步提高北京市大气环境质量,完善北京市大气环境保护标准。在深入研究国家和北京市大气环境标准体系现状的基础上,分析了目前标准体系存在的不足,并提出了体系完善的总体思路。根据北京市大气标准体系现状和北京市经济社会的发展,提出5个需要修订和制订的标准,分别是大气污染物综合排放标准、冶金建材行业及其它工业炉窑大气污染物排放标准、重型汽车整车排放测试试验方法标准、施工场地扬尘排放标准、建筑外墙涂料挥发性有机物含量限制标准。标准体系的完善有利于北京市大气污染的管理控制,具有重大现实意义。     

冬季降雪过程对城市大气气态汞污染的影响

2009年降雪和非降雪期间对北京西北城区的气态总汞浓度进行了连续采样,比较了降雪期间、非降雪期间的气态总汞浓度日变化过程;降雪期间气态总汞浓度的降低和恢复过程。结果表明,降雪和非降雪期间大气气态总汞浓度的日均值有显著差异,降雪期间气态总汞的平均浓度为5．64ng·m^-3,非降雪期间的平均浓度为7．43ng·m^-3,前者约为后者的70％。降雪后约7h气态总汞浓度恢复到降雪前水平。研究中分析了气象因素（气压、风速、阵风速度、气温和相对湿度）对于气态总汞浓度的影响,结果表明：降雪期间主要受到风速（r=-0．527）和阵风速度（r=-0．574）的影响;非降雪期间主要受到风速（r=-0．691）,阵风速度（r=-0．726）和相对湿度（r=0．692）的影响,并且相对湿度的影响与风速的影响相近。降雪和非降雪期间气态总汞的日变化有所差异：非降雪期间气态总汞浓度在午夜和清晨较高,日变化趋势与相对湿度一致;降雪期间气态总汞的日变化没有明显规律。     

北方地区典型高速公路近路区域大气污染特征研究

摸清高速公路近路区域大气污染特征对有针对性地制定交通大气污染防治对策具有重要意义。基于2016年1月及8月京藏高速毕克齐互通交通环境监测站以及呼和浩特市国控站点空气质量监测逐时数据,分析了冬、夏季节高速公路近路区域环境空气污染物质量浓度变化规律。结果表明,路侧污染水平冬季重于夏季,NO_x是最主要的交通污染物,其冬季和夏季日均质量浓度分别为(374.10±165.24)μg·m~(-3)和(300.57±60.11)μg·m~(-3)。受光化学反应影响,冬季NO_x质量浓度与交通量呈显著负相关(r=-0.492);夏季凌晨时段(00:00-06:00)NO_x质量浓度与交通量呈显著正相关(r=0.584),CO质量浓度也与交通量呈正相关(r=0.424);颗粒物质量浓度与交通量相关性不显著。从污染物质量浓度日变化特征来看,在昼间车流高峰时段PM10、PM_(2.5)、CO质量浓度均出现"峰值",而NO_x质量浓度则出现"谷值"。与气象因素的相关性分析可知,PM_(10)质量浓度与风速呈显著正相关(冬季r=0.890,夏季r=0.612);PM_(2.5)质量浓度与风速呈显著相关,受主导风向影响冬季呈负相关(r=-0.473)、夏季呈正相关(r=0.587),PM_(2.5)质量浓度还与温度呈显著正相关(冬季r=0.495,夏季r=0.565);NO_x质量浓度与相对湿度呈显著正相关(冬季r=0.707;夏季r=0.577),与温度呈显著负相关(冬季r=-0.763;夏季r=-0.528);冬季CO质量浓度与风速呈显著负相关(r=-0.629)。与城区国控站点相比,高速公路监测站PM_(2.5)、PM_(10)及CO质量浓度冬季显著低于城区,夏季与城区相近;近路区域NOx质量浓度在冬夏季均远高于城区,应列为高速公路交通环境监测站点首要监测污染物。     

柳林城市扬尘化学组成特征

采集柳林县城扬尘及空气颗粒物其他污染源(煤烟尘、土壤风沙尘、建筑水泥尘、机动车尾气尘)样品,测定了元素、离子、碳化学组分,并与其他城市的扬尘化学组分进行比较.结果表明,柳林细粒子(PM_(2.5))扬尘和粗粒子(PM_(10))扬尘的化学组成为:常量元素(32.66%、43.65%)TC(17.49%、15.13%)离子组分(4.68%、2.79%)微量元素(1.52%、1.43%).柳林粗粒子扬尘化学组成与其他城市相差较大:TC含量高于其他4个城市,SO_4~(2-)、Ca、Fe含量总体较低.分歧系数计算结果为:细粒子CD_(mk)=0.42,粗粒子CD_(mk)=0.46,均大于0.2,说明扬尘与土壤风沙尘的化学组成相似程度不高,受人类活动的影响较大.总之,土壤风沙尘、建筑水泥尘、煤烟尘是影响柳林扬尘的主要因素,煤炭使用、煤炭运输和机动车尾气尘对柳林扬尘也有一定影响.     

2018年杭州市主城区气溶胶散射特性的观测

本文利用2018年杭州国家基准气候站Aurora-3000浊度仪和相关气象要素观测资料,研究了杭州市主城区大气环境中气溶胶散射系数的变化特征.结果表明,2018年杭州市主城区年平均散射系数为(217.4±161.9)Mm^-1.受大气环流形势,季节性气象条件变化以及人为源的影响,气溶胶散射系数表现为冬季和春季高于秋季和夏季.在逆温层,交通排放,人为活动的共同作用下,散射系数呈“一峰一谷型”的日变化特征,峰值出现在8:00(北京时,下同),谷值出现在15:00.随着PM_2.5质量浓度的增加,散射系数和PM_2.5质量浓度表现出越来越明显的正相关关系.散射系数随地面风的增大而减小.并且由于春季地面风速达全年最大值,具有较好的扩散条件,因此导致散射系数较冬季小;秋冬季,由于人为排放的气溶胶局地性很强,因此不同风向的散射系数分布差异不大.对2018年11月27日—12月3日一次典型的空气污染过程分析表明,混合层高度与散射系数,PM_2.5浓度呈现负相关关系.该过程中散射系数的高值区一般都保持高湿低温的状态.结合天...     

中国地区大气汞的干沉降速度

借助箱模式对汞的干沉降过程进行敏感性分析,并利用区域大气环境模式系统RegAEMS计算中国地区汞干沉降速度的时空分布特征。结果表明,森林下垫面下三类汞（气态零价汞、活性气态汞和颗粒态汞）的干沉降速度较大( 0.13、4.5和0.45 cm·s^-1),水体表面上的相对较小（0.0012,0.5和0.11 cm·s^-1）。敏感性分析发现,三类汞的干沉降速度随着近地层风速增加;降水或者地表湿度降低会导致零价汞和活性气态汞干沉降速度增加;雪盖厚度会减小气态零价汞的干沉降速度而增加活性气态汞的干沉降速度。三类汞的干沉降速度在区域上分布类似,东北以及南部地区最高,华东地区最小。季节变化上,气态零价汞、活性气态汞的干沉降速度在多数下垫面都夏季最大,冬季最小;颗粒态汞季节变化不明显。     

北京大气中CO体积分数与风速关系

CO是城市大气中一种重要的污染物,在城市的光化学反应中扮演着重要的角色.以2004-08-2005-07期间北京中科院大气物理研究所连续观测的CO体积分数和风速数据为基础,研究了北京市大气中CO体积分数与风速的分布特征.结果表明,北京大气中CO体积分数受排放源和大气扩散能力的影响呈现冬季高,夏季低的季节变化特征.白天8 h (09:00-16:00) CO体积分数与风速分布频率存在负的统计相关性,相关系数r=0.93,K值为3.5±0.5.受观测点地理位置和周边道路机动车分布的影响,偏东气流控制时的CO体积分数是偏西气流的2.3倍.     

国庆前后北京城区PM2.5组分污染及来源特征分析

为探究北京城区国庆前后及国庆期间PM2.5主要组分的污染及来源特征情况,采集2019年9月27日-10月14日北京市大气PM2.5样本,并测定其中碳质气溶胶(OC、EC)及8种水溶性离子(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-、SO42-)的质量浓度,并分析PM2.5中各化学组分的浓度变化特征、来源特性及气象要素的影响,并对北京市细颗粒物进行源解析和区域传输分析.结果 表明,整个观测期间PM2.5基本呈现"M"型的变化趋势,国庆期间呈现"V"型的变化趋势.国庆期间总碳质气溶胶、水溶性无机离子质量浓度为(14.45±5.87)μg·m-3和(14.97±9.75)μg·m-3,占PM2.5质量浓度的59.7％,各组分质量浓度在国庆期间均有所下降,其中NO3-质量浓度下降最为明显,下降率达53.4％.来源分析结果表明,机动车尾气、燃煤和扬尘是大气PM2.5化学组分的主要来源,其中道路扬尘和建筑扬尘是Ca2+、Mg2+和Na+的主要来源,机动车车尾气排放是碳质气溶胶及二次无机离子的最主要来源.车流量的改变和气象因素与国庆前后PM2.5及其组分变化密切相关,PM2.5及各组分质量浓度在车流量高峰的9月30日和10月6、7日达到峰值,而1-5号移动源贡献减弱和气象要素(降水)导致了最低值的出现.较低的风速及来自于东北、西南方向的污染物输送是观测期间PM2.5较高的重要原因.     

城市扩张过程中沈阳市扬尘源的时空分布特征分析

以沈阳市为例,基于国产高分遥感影像,采用景观生态学格局指数和3S技术,对城市扩张过程中新增扬尘源斑块的结构组成、空间分布特征、变化趋势和原因进行分析。结果表明：2016—2020年,沈阳市新增扬尘源斑块1 349个,共50.9 km²,主要分布在沈阳市三环至五环内,以北四环、南四环和西南五环分布最为集中,各市辖区中,浑南区、沈北新区和铁西区最为集中,浑南区和皇姑区新增居民建设用地面积占比最大,大东区其他建设用地面积占比最大。2016—2020年,沈阳市扬尘源斑块数量呈持续增加趋势,但2018年后扬尘源斑块数量增加速度呈下降趋势。社会经济发展和城市扩张是影响沈阳市扬尘源斑块增量变化的主要因素。     

西宁市道路扬尘排放清单及时空分布特征

本研究通过实地采样与调查获取活动水平及相关数据,采用排放因子法建立2018年西宁市道路扬尘排放清单.利用Arc GIS进行3 km×3 km的空间分配,分析了其时空分布特征,利用蒙特卡洛模拟分析了道路扬尘排放清单的不确定性.结果表明,2018年西宁市道路扬尘PM_2.5和PM₁₀排放量分别为1904.10 t和8563.09 t,其中国道贡献率最高,分别为41.79%和39.74%.主要排放地区为大通县,贡献率分别为36.32%和35.47%.道路扬尘排放在全年各月出现差异,其中在6月出现最高值.蒙特卡罗模拟结果表明,在95%的概率分布范围内,西宁市2018年道路扬尘PM_2.5和PM₁₀不确定性范围为-26.49%—51.11%和-30.14%—30.06%.