南京及周边区域亚青期间大气监控预警走航观测研究

2013年8月,为了解亚青会期间南京及周边地区大气污染物的来源、时空分布和输送规律,江苏省环境监测中心联合中科院大气物理所等15家单位,开展了为期一个月的夏季联合观测,监测区域覆盖江苏沿江8市以及安徽部分地区。该次联合观测,江苏首次利用空气质量数值预报模式指导开展走航观测,实现了动静、水平与垂直相结合的立体式巡航观测,并初步揭示了现阶段江苏省大气污染主要特征,观测结果直接服务于亚青空气质量会商,为保障南京市空气质量提供技术支撑,同时为2014青奥会空气质量保障积累经验。     

传感器技术在环境空气监测与污染治理中的应用现状、问题与展望

大气环境污染物监测是建立污染源与环境污染关系的重要技术途径,也是大气综合治理决策所需数据的主要来源。近年来,空气质量精细化管理和污染源精准控制的需求逐渐增长,对监测技术提出了更高的要求。传感器技术作为空气质量监测标准方法的补充,是实现城市空气质量高时空分辨率测量的新手段。研究从传感器的原理及分类入手,通过综述其在环境空气质量监测、污染源监控管理、个人暴露风险评估等领域的应用,总结了传感器技术的研发进展、应用现状和存在问题,并提出其发展方向和前景。     

Monitoring Air Quality in Mountains: Designing an Effective Network

A quantitatively robust yet parsimonious air-quality monitoring network in mountainous regions requires special attention to relevant spatial and temporal scales of measurement and inference. The design of monitoring networks should focus on the objectives required by public agencies, namely: 1) determine if some threshold has been exceeded (e.g., for regulatory purposes), and 2) identify spatial patterns and temporal trends (e.g., to protect natural resources). A short-term, multi-scale assessment to quantify spatial variability in air quality is a valuable asset in designing a network, in conjunction with an evaluation of existing data and simulation-model output. A recent assessment in Washington state (USA) quantified spatial variability in tropospheric ozone distribution ranging from a single watershed to the western third of the state. Spatial and temporal coherence in ozone exposure modified by predictable elevational relationships ( 1.3 ppbv ozone per 100 m elevation gain) extends from urban areas to the crest of the Cascade Range. This suggests that a sparse network of permanent analyzers is sufficient at all spatial scales, with the option of periodic intensive measurements to validate network design. It is imperative that agencies cooperate in the design of monitoring networks in mountainous regions to optimize data collection and financial efficiencies.     

Geostatistical Analysis of data on AIR Temperature and Plant Phenology From Baden-Württemberg (GERMANY) as a Basis for Regional Scaled Models of Climate Change

The rise of the air temperature is assured to be part of the global climatic change, but there is still a lack of knowledge about its effects at a regional scale. The article tackles the correlation of air temperature with the phenology of selected plants by the example of Baden-Württemberg to provide a spatial valid data base for regional climate change models. To this end, the data on air temperature and plant phenology, gathered from measurement sites without congruent coverage, were correlated after performing geostatistical analysis and estimation. In addition, geostatistics are used to analyze and cartographically depict the spatial structure of the phenology of plants in spring and in summer. The statistical analysis reveals a significant relationship between the rising air temperature and the earlier beginning of phenological phases like blooming or fruit maturation: From 1991 to 1999 spring time, as indicated by plant phenology, has begun up to 15 days earlier than from 1961 to 1990. As shown by geostatistics, this holds true for the whole territory of Baden-Württemberg. The effects of the rise of air temperature should be investigated not only by monitoring biological individuals, as for example plants, but on an ecosystem level as well. In Germany, the environmental monitoring should be supplemented by the study of the effects of the climatic change in ecosystems. Because air temperature and humidity have a great influence on the temporal and spatial distribution of pathogen carriers (vectors) and pathogens, mapping of the environmental determinants of vector and pathogen distribution in space and time should be performed in order to identify hot spots for risk assessment and further detailed epidemiological studies.     

米泉市城市环境空气污染状况分析和污染防治对策探析

根据2000年以来的环境监测数据,分析新疆首府乌鲁木齐市的重要卫星城米泉市的环境空气污染状况,结果显示米泉市环境空气质量污染严重,超越乌鲁木齐市。成为全疆冬季大气污染最严重的城市之一,大气环境质量亟待改善。本文针对米泉市环境空气严重污染的状况提出了控制对策和减缓措施,以期为改善乌鲁木齐市及周边城市大气污染状况提供依据。     

基于深度学习的空气质量预报方法新进展

空气质量预报与人们的日常生活密切相关,其基本思想是分析历史空气质量数据,发现其内在的时空相关性,结合未来气象信息以及污染源排放量,对未来的空气质量进行预测。目前,环境管理和社会公众服务对空气质量预报提出了长时间、多维度、高精度的预测要求,一些新型的空气质量预测方法仍处于起步探索阶段。近年来,随着人工智能的普及与推广(特别是云计算与大数据的发展),深度学习这项基于传统人工神经网络的技术被国内外研究者所重视。笔者对现有典型的空气质量预报方法进行了阐述,包括数值预测模型方法、统计预报模型方法、基于机器学习模型的预测方法等,并重点介绍了该领域最新进展:基于深度学习模型的预测方法,并在此基础上进行了总结与展望。     

环境空气质量自动监测系统质量保证工作的探索

根据全国多个省市的环境空气自动监测质量保证工作的经验和做法,结合乌鲁木齐市环境空气自动监测质量保证工作实际情况,对点位设置要求、制度体系建立、仪器质量控制难点、数据审核与研判等环境空气自动监测质量保证工作的关键环节进行探索,为加强环境空气自动监测质量保证体系提供参考依据.     

地表水环境质量综合评价方法研究与应用进展

水质评价是目前水环境质量管理的重要支撑,水质综合评价方法已经逐渐由断面评价向流域综合评价进行转变与突破。该文对目前的断面水质评价方法进行了归类综述,并且对流域水质综合评价方法及其在各个国家流域的应用进行了重点评述。分析认为中国在流域评价中所使用的"断面比例法"不够准确,缺乏污染物时空分析以及生物评价等问题,并据此提出了未来的研究方向,为未来地表水质评价方法的提升以及水环境管理的完善提供科学的参考依据和建议。     

2005—2010年沙尘天气影响我国城市环境空气质量分析

根据2005年建成较完整的环保重点城市空气质量日报监测网后的监测数据,分析2005—2010年期间,影响113个环保重点城市空气质量的沙尘天气过程次数范围在每年5~14次之间,平均每年10次左右,总计59次。在此期间,影响113个重点城市空气质量的沙尘天气过程累计的影响时间总计130 d,平均在每年22 d左右。影响环保重点城市的沙尘天气过程主要集中在3—5月,在部分年份的1—2月、6月和11—12月也有出现。受沙尘天气影响,113个重点城市总共的超标天次平均每年在332 d次左右,每年范围在147~546 d次之间。其中,受沙尘暴天气影响的重污染天次平均每年在40 d次左右,每年范围在14~78 d次之间。受沙尘暴天气影响的超标天和重污染天主要出现在3~5月。近年来沙尘天气对我国尤其是北方地区的影响程度很大。每年沙尘天气过程对我国城市空气质量影响的时间不短,尤其在春季对我国东中部地区城市造成了很严重的影响,近年大范围的沙尘天气过程还影响到了我国东南包括台湾地区和香港澳门地区。     

NARX神经网络模型在昆明市环境空气质量预测中的应用

神经网络模型作为一种重要的手段被广泛应用于数学计算、物理建模、水文模拟、环境预测、人工智能等研究领域。为验证神经网络模型在高原山地城市环境空气质量预测中的作用,以昆明市环境空气自动监测站气象因子和污染物浓度数据为基础,构建NARX神经网络模型,对污染物浓度进行预测。结果表明,基于NARX神经网络建立的预测模型具有很强的非线性动态描述能力,能够对环境空气6参数做出较为准确的预测,其预测浓度相对误差显著低于CMAQ、NAQPMS空气质量数值模式以及LSTM统计模型预测结果。优化后的NARX神经网络对污染物浓度变化趋势的预测较其他几个模式更为敏感。     

环境空气自动监测质量管理框架体系研究

以环境监测管理各项法规政策、空气自动监测技术规范和方法标准的技术规定及管理要求为准绳,研究搭建环境空气自动监测质量管理总框架,制定体系化的环境空气自动监测质量管理框架体系及管理文件规程,从而规范环境空气自动监测活动,提高空气自动监测数据的科学性和准确性,为环境保护管理部门实施环境空气预报预警及规划空气污染治理各项工作奠定坚实基础。     

环境空气质量监测数据采集与传输的标准化研究及设计

目前中国空气质量监测数据缺乏统一的数据采集及传输管理规范,导致数据集成困难,各监测网络间的数据无法充分共享,形成信息孤岛。该研究在深入分析中国环境空气质量监测数据采集与传输现状及问题的基础上,遵循已有的标准规定并结合实际业务需求,针对环境空气质量监测数据传输系统结构、通讯协议以及监测数据编码提出具有良好扩展性、通用性及规范化的设计方案,以期促进监测设备及系统集成工作的标准化,实现系统间信息数据高度集成,信息资源充分共享和互融互通,环境空气质量监测业务紧密互动。     

区域环境空气质量预报的一般方法和基本原则

为响应公众服务和环境管理对环境空气质量预报的迫切需求,中国环境监测总站率先在京津冀区域开展了区域环境空气质量预报测试。结合目前积累的预报经验和国内外相关研究,探索出区域空气质量预报的一般方法和基本原则,讨论了客观订正环节中大气扩散条件、污染源排放、物理化学过程和空气质量变化规律的分析方法及系统建立、结果确定、天气控制形势分析和信息表述等基本原则,以期为各地开展环境空气质量预报提供技术参考。     

浦东新区环境空气质量监测对比研究及发展对策探讨

以浦东新区为例,介绍了上海区域环境空气质量变化历程,对比研究了中、美环境空气监测发展历程及成效,提出了区域尤其是浦东新区环境空气监测发展方向、环境空气污染控制及监测相结合进行阶段评估并不断调整的发展战略。     

融合拓扑信息与气象信息的空气质量预测网络

通过空气质量监测数据对正在形成或即将到来的空气污染进行预测是一项具有重要意义的工作，而空气质量监测站只能检测其周围一定范围内的空气污染情况。为了衡量整个城市的空气污染情况，获取任意时间、任意位置的空气质量信息，结合交叉注意力机制，提出了一种融合拓扑信息与气象信息的空气质量预测网络(CGMIM)。将西安市空气质量监测数据与气象数据转换为图像拼接起来，作为输入信息。在高阶非线性时空动态神经网络(MIM)的基础上引入注意力机制，并增加拓扑图编码器模块，提高模型提取能力以及对空气质量监测数据中的空间特征的利用率。最后，使用时空损失函数替代传统的均方误差损失函数，提高模型对空间关系的关注。结果表明：CGMIM网络模型能够在准确预测的同时，对位置区域合理填充，能够有效提升空气质量监测数据的空间分辨率。     

基于韦伯-费希纳拓广定律的环境空气质量标准

基于韦伯--费希纳(Weber-Fischna)定律并加以拓广,指出空气污染物浓度成等比变化时,其对人体和生态环境产生的危害程度成等差变化;应用‘等比赋值,等差分级'的指数标度法,确定出7项空气污染物的日平均浓度的环境空气质量标准,并与国家<环境空气质量标准(GB3095-1996)>进行了比较.结果表明,除NO2、CO和TSP在两种标准中各有一个级别的浓度限值差异稍大外,其余空气污染物的两种标准的相同级别浓度限值十分接近,从而为制订的国家<环境空气质量标准(GB3095-1996)>提供了理论依据.     

高精度船舶排放清单在城市空气质量管理中的应用

上海港船舶大气污染物排放对城市空气质量的影响不容小觑。基于船舶AIS数据，高精度船舶大气污染物排放清单得以建立并应用。2018年11月5—10日召开的第一届中国国际进口博览会期间，在气象条件不利的情况下，通过提前实施船舶排放控制区政策等措施，使船舶单日SO_x排放量下降28.5%，一次PM_2.5排放量下降25.5%，全市空气质量达到了保障要求。     

An Analogy on Assessment of Urban Air Pollution in Turkey Over the Turn of the Millennium (1992–2001)

Rapid industrialization and urbanization in Turkey, especially over the last twenty five years, has provided better living standards to its residents, but it also caused a decrease in environmental quality. In late 1970's, air quality monitoring activities were started in some major cities by individual researchers in Turkey. It was just around the 1990's that a countrywide program on continuous air pollution monitoring in major province centers and selected large towns was launched. The impact of air pollution on people depend on various factors, such as existence and magnitude of coal powered energy generation plants, type of urban heating and their efficiency, and the numbers and specifications of vehicles. In this study, current Turkish urban air quality over the turn of the Millennium (1992–2001) is studied in the light of the country's worst cities in terms of outdoor air quality, the number of upper respiratory diseases, sinusitis, bronchitis, and pneumonia cases in these provinces reported by the state medical treatment facilities in 2001. The population that is under outdoor urban air pollution hazard was computed. A comparative analysis between the provinces that use natural gas and others that use fossil fuels was also completed in order to project monetary gains if the studied provinces will transform their indoor heating and industrial operations to be run by natural gas or other cleaner energy sources. If natural gas use in air polluted urban centers could be realized in the near future, approximately 212 to 350 million US dollars per annum could to be saved just by reducing health related problems caused by outdoor air pollution.     

关于环境空气质量评价的一些思考

不断变化的大气污染形势和不断发展的监测技术对中国的环境空气质量评价工作提出了新的要求。总结中国环境空气质量评价的发展历程和国外环境空气质量评价的主流做法,分析存在的主要问题,提出在学习国外先进经验的基础上,结合实际情况,建立符合科学规律和中国国情的环境空气质量评价方法,以达到如实反映环境空气质量状况,客观评价环境管理成效及为改善环境空气质量服务的目标。     

环渤海地区空气质量时空变化特征及动态预测

基于环渤海地区2017—2021年各城市空气质量指数(AQI)、污染物浓度与社会经济数据,利用数理统计、克里金插值法对环渤海地区AQI与污染物浓度的时空变化特征进行分析,运用皮尔逊相关性分析方法探讨AQI与污染物浓度、社会经济因素的相关关系,采用时间序列预测模型对2022年6月—2023年12月空气质量及污染物浓度进行预测。结果表明:环渤海地区AQI及污染物浓度大致呈逐年降低的趋势。AQI的逐月变化呈"W"形,O₃浓度的年内变化呈倒"V"形,其余污染物则呈现与O₃相反的变化趋势。AQI大致呈现西南高、东北低的空间分布特点,而污染物浓度分布具有明显的空间差异。环渤海地区5个代表性城市的AQI类别以良好为主,冬季首要污染物主要为PM_2.5、PM₁₀,夏季首要污染物以O₃为主。人口数量是影响AQI的主要因素,城市园林绿地面积对AQI具有一定影响。预测结果显示,未来环渤海地区AQI、主要污染物浓度(O₃除外)均呈现出随时间的推移逐渐下降的变化趋势。