天津城市大气污染物浓度垂直分布特征

利用2007年10月10日~2008年9月30日天津边界层气象观测塔得到的PM2.5质量浓度、O3和NO2体积分数等梯度资料,对比分析了不同高度上各污染物数据统计特征,并对各污染物数据的时间变化特征及垂直分布进行了讨论.结果表明,天津市PM2.5污染严重,且易发生光化学污染事件.各高度层PM2.5浓度在12、1和2月份存在较大差异,其他月份差异较小;O3体积分数均表现出夏季高冬季低的典型特征;NO2体积分数在220m高度处变化较为复杂且全年波动较大,120m处变化平稳,40m处则表现出春夏季高、秋冬季低的特点.PM2.5体积分数和NO2体积分数日变化均呈现双峰型,峰值的出现与早晚出行高峰以及边界层的变化有关,且污染物出现峰值的时间由低到高存在2~3h的延迟.O3体积分数与太阳辐射强度关系密切,各层均在14：00前后达到最大,而夜间的还原反应使各层臭氧体积分数下降.40m和120m处NO2体积分数变化较为一致,全天波动很小,而220m处波动较大,昼夜差异明显.     

天津滨海新区秋冬季大气污染特征分析

为了解天津滨海新区大气污染物浓度水平和污染来源,2009年9月1日~2010年2月28日对NOx、CO、SO2、O3、PM2.5、PM10进行了连续在线观测,并同步观测了气象要素.结果表明,秋冬季上述污染物最高日均值(秋冬平均值±标准差,O3为日小时均值最大值)分别达到300.7(65.4±52.9)×10-9、7.278(1.324±1.169)×10-6、53(13±12)×10-9、95(28±21)×10-9(体积分数)和287.4(62.3±53.6)μg/m3、1421.4(161.9±136) μg/m3. NOx和SO2秋季低于冬季,O3和PM10反之. CO和PM10相对国家二级标准超标率为2%和38%,PM2.5相对WHO标准(75μg/m3)超标率为31%.季节统计日变化显示CO和NOx为早晚双峰型,SO2为中午的单峰型,O3为午后单峰型,且秋季日变化振幅远大于冬季, PM10为早晚双峰型,但冬季比秋季晚出峰2~3h.除冬季PM10,大气污染物浓度49%~74%的逐日变化由气象要素影响.滨海新区大气污染受局地排放和外源输送共同影响,西南方向气流易造成污染物积累,其次是东北方向,而东和东南气流最有利于污染物扩散;各污染物具体表现为NOx主要受局地源控制;SO2主要受外来输送影响;CO和PM2.5同时受本地源和外来源的共同影响;PM10秋季表现为本地源污染,而冬季为本地源和外来源的共同影响.     

Strong ozone production at a rural site in theNorth China Plain: Mixed effects of urban plumesand biogenic emissions

Regional ozone (O₃) pollution has drawn increasing attention in China over the recent decade, but the contributions from urban pollution and biogenic emissions have not been clearly elucidated. To better understand the formation of the regional O₃ problem in the North China Plain (NCP), intensive field measurements of O₃ and related parameters were conducted at a rural site downwind of Ji'nan, the capital city of Shandong province, in the summer of 2013. Markedly severe O₃ pollution was recorded, with the O₃ mixing ratios exceeding the Chinese national ambient air quality standard on 28?days (a frequency of 78%) and with a maximum hourly value of 198 ppbv. Extensive regional transport of well-processed urban plumes to the site was identified. An observation-constrained chemical box model was deployed to evaluate in situ photochemical O₃ production on two episodes. The results show that the in situ formation accounted for approximately 46% of the observed O₃ accumulation, while the remainder (~ 54%) was contributed by regional transport of the O₃-laden urban plumes. The in situ ozone production was in a mixed controlled regime that reducing either NOx or VOCs would lead to a reduction of ozone formation. Biogenic VOCs played an important role in the local ozone formation. This study demonstrates the significant mixed effects of both anthropogenic pollution from urban zones and biogenic emission in rural areas on the regional O₃ pollution in the NCP region, and may have general applicability in facilitating the understanding of the formation of secondary pollution over China.     

近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析

利用北京环境空气质量定点监测资料,研究了北京市城近郊区近20年来环境空气质量的变化趋势及其影响因素.结果表明,从年际变化看,SO2、降尘、B[a]P浓度显著下降,而NOx、CO浓度和O3超标情况显著上升,空气污染处于由煤烟型向机动车尾气型转变的过程中,表现出典型的复合污染特征.年内变化显示,采暖期污染比非采暖期严重,尤其SO2在采暖期浓度是非采暖期的5.7倍.从空间分布上看,TSP、降尘、O3表现为近郊区污染重于城区;SO2、NOx、CO表现为城区污染重于近郊区.空气污染源增加的压力与环境保护措施的相互作用是驱动北京市近20年环境空气质量变化的主要因素.产业结构的变化、重点污染源的整治、能源结构调整、能源的清洁使用、机动车尾气排放标准的提高等对保护环境空气质量起到一定作用.     

Diurnal variation of OH radical and hydrocarbons in a polluted air mass during long-range transport in central Japan

Long-range transport (LRT) of photochemical air pollution from the coastal area, with large emission sources to the inland mountainous region, occurs frequently in central Japan on clear summer days. Hydrocarbons and other pollutants were measured together with meteorological parameters along this route, and the diurnal variations of OH radical and hydrocarbons in the polluted air mass were investigated in relation with these photochemical reactions.At inland sampling sites, hydrocarbon concentrations in a polluted air mass decreased during LRT in the daytime. In particular, olefins were destroyed significantly because of more active photochemical reactions. From these destruction rates and/or O₃ formation rates the OH radical concentration was estimated and found to increase from 0.5 × 10⁻⁷ in the morning to a maximum of 8.0 × 10⁻⁷ ppm at midday. These values, as well as the diurnal variation, compared well with the numerical result of the comprehensive transport/reaction/removal model (Chang et al., 1989, Atmospheric Environment23, 363–393, 1749–1773). The contribution of each hydrocarbon component to the total hydrocarbon destruction was also discussed.     

黑龙江海伦农业区冬春PM2.5和气态污染物污染特征

2011~2012年冬春期间(11月到翌年4月),通过设置在海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的在线监测仪器获取了PM2.5和气态污染物(NOx、O3和SO2)质量浓度的时间变化,同时结合地面气象资料和HYSPLIT后向气团轨迹模型分析了该地大气污染物的污染水平、可能来源及传输过程.结果表明:观测期间PM2.5、NOx和SO2的24h均值(范围)分别为(54.7±45.7)(8.0~217.8),(23.0±11.5)(4.5~59.6), (10.0±10.3)(0.3~56.0)μg/m3, O3的日最大8h平均值(范围)为(62.4±18.7)(24.1~173.5)μg/m3,其中除O3在4月份超过国家一级标准8d外,其它气态污染物均未超过国家一级标准;PM2.5超过国家二级标准的天数为40d,占整个观测期间的22.5%.PM2.5和SO2各月质量浓度变化较大,最高值出现在12月份,是冬季采暖的高峰期.NOx、PM2.5和SO2日变化呈双峰型,峰值出现在07:00和17:00左右;O3为单峰型,峰值出现13:00~15:00.通过对海伦地区72h内HYSPLIT后向气团轨迹模拟结果和该站点的气象数据进行分析,表明该农业区大气污染受本地源和区域输送共同影响,偏南气流易造成污染物积累,而偏北气流有利于污染物扩散.     

Variation of spatio-temporal distribution of on-road vehicle emissions based on real-time RFID data

High-resolution vehicular emissions inventories are important for managing vehicular pollution and improving urban air quality. This study developed a vehicular emission inventory with high spatio-temporal resolution in the main urban area of Chongqing, based on real-time traffic data from 820 RFID detectors covering 454 roads, and the differences in spatio-temporal emission characteristics between inner and outer districts were analysed. The result showed that the daily vehicular emission intensities of CO, hydrocarbons, PM_2.5, PM₁₀, and NOx were 30.24, 3.83, 0.18, 0.20, and 8.65 kg/km per day, respectively, in the study area during 2018. The pollutants emission intensities in inner district were higher than those in outer district. Light passenger cars (LPCs) were the main contributors of all-day CO emissions in the inner and outer districts, from which the contributors of NOx emissions were different. Diesel and natural gas buses were major contributors of daytime NOx emissions in inner districts, accounting for 40.40%, but buses and heavy duty trucks (HDTs) were major contributors in outer districts. At nighttime, due to the lifting of truck restrictions and suspension of buses, HDTs become the main NOx contributor in both inner and outer districts, and its three NOx emission peak hours were found, which are different to the peak hours of total NOx emission by all vehicles. Unlike most other cities, bridges and connecting channels are always emission hotspots due to long-time traffic congestion. This knowledge will help fully understand vehicular emissions characteristics and is useful for policymakers to design precise prevention and control measures.     

北京市轻型汽车排放新标准

如何有效地控制汽车污染,已经成为我国一些大型城市迫切需要解决的问题．对北京市机动车污染状况的调查分析表明,NOx和CO的排放分担率已达41％和82％;在4种不同控制方案的排放削减效果与成本计算中发现,严格的新车排放标准,才能有效地削减NOx排放;而且,这些严格的排放标准方案具有更低的削减成本,因此,在具备可行性的前提下,北京市应该尽可能采用严格的新车排放标准方案,才能尽快控制汽车排放污染,改善城市大气环境质量．     

天津夏季低层大气O3和NO2浓度垂直分布

利用2007年8月8-24日天津255 m气象铁塔上连续17 d的ψ(O3)和ψ(NO2)及同期气象观测数据,分析了ψ(O3)和ψ(NO2)(以小时平均值计)的日变化和垂直分布规律及其与气象因子之间的关系.结果表明:天津市近地层ψ(O3)分布具有明显的日变化和垂直分布特征,昼夜差异显著;一般情况下,ψ(O3)日均值在220 m高度处最大,120 m处次之,40 m处最小;ψ(O3)与温度和风速呈正相关,而与相对湿度呈负相关.ψ(NO2)日变化多为双峰型,白天较低;ψ(NO2)垂直差异较小,夜间稳定层使NO2产生局地积累,低层大于高层;ψ(NO2)与温度和风速呈负相关,与相对湿度的关系比较复杂,白天呈正相关,夜间呈负相关.     

大气污染物总量减排与空气质量的分析与对策研究——以苏州市高新区为例

利用2009年-2013年污染物大气的总量减排数据、大气污染物排放量和同期环境空气质量监测数据,采用大气污染综合指数法分析了苏州高新区的污染物总量减排、大气污染物排放量与空气质量的关系.认为大气环境主要污染因子为PM10、SO2和NO3,燃煤为SO2主要来源,机动车是NOx的重要来源.为预防与治理污染,应不断提高新生产机动车排放标准,推进车用油品升级,加强环保检验、工业企业大气污染治理和扬尘治理,完善公共交通体系,发展循环经济,推广清洁生产.     

京津冀地区火电企业的大气污染影响

以在线监测、环评、验收等火电企业排放数据为基础,自下而上编制京津冀火电企业排放清单,利用气象模式WRF生成中尺度气象数据,采用CALPUFF空气质量模式模拟了不同情境下京津冀地区火电企业排放SO2、NOx、一次PM10,以及二次生成硫酸盐、硝酸盐等污染情况.结果显示,2011年京津冀地区火电行业排放污染物对京津冀西南部地区影响较大,各污染物年均最大浓度均出现在石家庄市;采取减排措施后,京津冀地区火电排放量SO2、NOx、烟粉尘总量与2011年火电排放现状相比 ,分别下降了33%、71%、68%;减排后火电行业对各城市SO2、NOx、一次PM10,以及二次生成硫酸盐、硝酸盐年均贡献浓度均大幅度减少,年均贡献最大值分别降低46.34%、78.43%、76.34%、39.49%、73.87%.     

重庆市主城区交通干道空气污染特征分析

2002年2月对重庆市主城区6条交通干道空气中PM10、CO、NOx、THC进行了监测,分析了这些污染物的时空变化特征及其与车流量的关系。结果表明:六条主干道PM10、CO、NOx、THC的日平均浓度分别为0.30、5.34、0.307、12.84 mg／m3,按空气质量二级标准,超标率分别为95％、60％、74％和100％,最大超标倍数分别为4.97、1.94、8.5和6.05。除THC外,按照污染因子分担率评价,在九龙坡区、渝中区和江北区,首要污染物是PM10,在南岸区、沙坪坝区和大渡口区首要污染物是NOx。沙坪坝区CO和NOx污染最严重,九龙坡区PM10污染最严重。CO、NOx的日变化趋势大致相同,而且与车流量关系较为明显,随着车流量的增加CO、NOx的浓度逐渐增加,但PM10与车流量相关性不大,说明PM10浓度还受其它源的影响。     

沈阳市大气氮氧化物污染状况及控制对策

阐述了沈阳市各类污染源排放废气中NOx排放量所占比例、排放特征,分析了环境空气中NOx的污染状况、各功能区环境空气中二氧化氮浓度差异,污染源排放及其分布、气象条件等因素对沈阳NOx污染分布的影响,并提出确定重点控制行业和地区、建立NOx相应的监测、统计、评估体系、修订和完善环境空气质量标准和一批行业NOx排放标准、应用先进的烟气脱硝技术等几方面的NOx控制对策。     

基于车流和大气污染物浓度同步增量的机动车平均排放因子估算方法

机动车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源并受到了高度关注.机动车排放因子是反映机动车排放状况的最基本参数,但实测排放因子代价较高、代表范围有限,基于国外排放模式估算的排放因子又与我国的实际排放状况存在一定差距.本研究首先基于早高峰时段车流量和道路附近大气污染物浓度呈近线性增加、气象条件和背景污染物浓度相对稳定的特征,将时段内污染物浓度的增加主要归因为车流的增加,从而建立车流和污染物浓度增量之间的关系;然后采用无限线源高斯扩散模式,反推道路实际行驶机动车的平均排放因子.以北京市一条主干道为例,利用早高峰车流量、污染物浓度、气象观测数据,进行了实例研究,并将研究结果同COPERT4排放模型的预测结果进行了对比.本研究和COPERT4排放模型预测的8月一氧化碳平均排放因子分别为2.0 g·km-1和1.2 g·km-1,12月分别为5.5 g·km-1和5.2 g·km-1.结果表明,本方法估算的机动车排放因子在数值大小及季节变化上均与COPERT4排放模型较为接近.所提方法通过消除背景浓度的干扰,为实时获取车队实际排放因子提供了一种新思路.     

北京市夏季O3、 NOx等污染物“周末效应”研究

采用了2000-06-25~2000-07-07以及2000-07-26~2000-08-22在北京325 m气象塔观测平台观测到的O3、NOx(NO和NO2)、CO和SO2数据,分析了周末与工作日O3、NOx、NO、NO2、CO和SO2浓度变化的差异及成因.结果表明,除SO2之外,O3、NOx、NO、NO2和CO的周末浓度与对应工作日浓度相关性显著,均通过了显著性水平α=0.05的t检验,相关系数(R)依次为0.99、0.61、0.56、0.80和0.61.交通高峰时段(06:00~08:00)NOx和CO的周末浓度明显低于工作日浓度,该时段NOx和CO的周末浓度与工作日浓度的平均偏差分别为-28%和-9%.O3周末浓度与工作日浓度的回归系数为1.25±0.02.此外,周末O3的最大小时浓度值与最大8 h平均浓度值分别比工作日高23%和26%,表现出十分明显的"周末效应".     

天津市大气污染源排放清单的建立

通过调研天津市工、农业生产和居民生活的统计资料,研究分析文献报道的各种污染源排放因子,计算出天津市各行业、各区县NOx、SO2、NMVOC、CO、NH3、PM10、PM2.5等污染物的排放量,发展了天津市2003年排放源清单.结果显示,天津市2003年各类污染物质的排放量NOx为1.77×105t,SO2为2.59 ×105t,NMVOC为2.24×105t,CO为1.33×106t,NH3为7.40×104t,PM10为2.52×105t,PM2.5为1.10×105t.从排放源的行业分布来看,燃煤源、汽车移动源、秸秆燃烧源是天津市大气污染物的重要排放源,燃煤源对各污染物的贡献分别为NOx46%,SO284%,NMVOC 1%,CO 58%,PM1018%,PM2.5 24%.火电、水泥、钢铁、炼焦、原油加工等行业依然是重要的工业污染排放源,火电对SO2的贡献为13%,钢铁对SO2的贡献为24%,对CO的贡献为30%.2003年天津市区对NO,、S02、NMVOC、CO等污染物的贡献均高于其它区县,对PM10、PM2.5的贡献也很高;塘沽区对NOx、SO2、NMVOC、CO等污染物的贡献很大,蓟县、武清区、宝坻区对NH3、PM10、PM2.5的贡献很大.     

我国汽车尾气污染状况及其控制对策分析

随着我国汽车工业的快速发展和机动车拥有量的快速增长,汽车尾气污染给城市环境带来巨大的影响,由此引起的氮氧化物型污染有可能代替煤烟型污染成为城市主要大气污染源。目前国内各大城市机动车排气污染危害日益严重,一些城市潜在着发生光化学烟雾的危险,ＮＯｘ已经成为北京、广州、上海、武汉等一些城市的主要污染物,其它一些城市ＮＯｘ污染的严重程度也在提高。造成汽车尾气严重污染的原因主要是汽车工业落后、尾气控制水平低     

Sensitivity analysis of surface ozone to emission controls in Beijing and its neighboring area during the 2008 Olympic Games

The regional air quality modeling system RAMS (Regional Atmospheric Modeling System)-CMAQ (Community Multi-scale Air Quality modeling system) is applied to analyze temporal and spatial variations in surface ozone concentration over Beijing and its surrounding region from July to October 2008. Comparison of simulated and observed meteorological elements and concentration of nitrogen oxides (NOx) and ozone at one urban site and three rural sites during Olympic Games show that model can generally reproduce the main observed feature of wind, temperature and ozone, but NOx concentration is overestimated. Although ozone concentration decreased during Olympics, high ozone episodes occurred on 24 July and 24 August with concentration of 360 and 245 μg/m³ at Aoyuncun site, respectively. The analysis of sensitive test, with and without emission controls, shows that emission controls could reduce ozone concentration in the afternoon when ozone concentration was highest but increase it at night and in the morning. The evolution of the weather system during the ozone episodes (24 July and 24 August) indicates that hot and dry air and a stable weak pressure field intensified the production of ozone and allowed it to accumulate. Process analysis at the urban site and rural site shows that under favorable weather condition on 24 August, horizontal transport was the main contributor of the rural place and the pollution from the higher layer would be transported to the surface layer. On 24 July, as the wind velocity was smaller, the impact of transport on the rural place was not obvious.     

西宁地区大气边界层风、温场特征研究

利用西宁地区2009-2011 年地面气象及高空探测资料,统计及数值模拟研究了大气边界层风、温场特征。结果表明,西宁地面风场状况受地形的影响较大,风场复杂。地面较高频率风向与河谷走向基本一致,谷底平均风速较小,在北川河谷及湟中县西南为风速低值区。高空和地面主导风向在100 m以下发生转换,7：00 高空以西风和西西北风为主,19：00 则以东东南风和西西北风为主,风速均以西风和西西北风最大。风速垂直切变在冬季大,夏季小,夏季傍晚的风速垂直切变明显高于清晨。温度场特征表现为冬季出现逆温频率高,夏季低,清晨出现逆温层厚度较傍晚厚且逆温增温率强。逆温特征较黄土高原河谷城市及黄土高原较湿润地区更为明显,但较黄土高原干旱区则相对弱。混合层高度特征表现为春、夏季较高,冬季最小,气温相当的干旱季节混合层高度大于湿润季节,日混合层平均高度约在200～3 000 m变化,变化幅度大,扩散条件的日变化相差较大。     

人为源和生物源排放对臭氧的贡献 ——以春夏季东亚地区为例

利用因子分离法区分NOx与人为、生物源VOCs(AVOCs、BVOCs)分别对东亚地区近地面O3浓度的纯贡献与协同贡献,基于区域空气质量模式(RAQM)讨论了2000年春、夏季排放源的总贡献以及协同贡献的空间分布.结果表明,光化学反应在日最大O3浓度的形成中占很大比例,我国北方大部分地区源的贡献夏季最大,南方受东亚季风影响,夏季最小.AVOCs与NOx、BVOCs与NOx的协同效应加强了光化学反应中O3的形成.AVOCs与NOx的协同贡献季节性变化特征显著,我国南方大部分地区夏季最小.BVOCs与NOx的协同贡献在我国南北方差异很大,春季高值区主要分布在南方大部分地区,北方峰值出现在夏季.说明臭氧调控对策的制定除源排放大小外还须考虑地域差异和季节变化.