石家庄市NO2时空分布特征及影响因素

为了解石家庄市NO₂时空分布特征及影响因素,结合GIS和相关性分析,对2018年环境空气自动监测站监测数据、气象数据和社会经济数据进行统计分析。结果表明：261个乡镇NO₂年均质量浓度范围为11～68μg/m³,超标率为47.9%,仅有49个乡镇NO₂日均质量浓度达到国家二级标准。主城区NO₂质量浓度高于周边县(市、区),NO₂总体呈圆环形带状分布。月变化方面,1—3月、10—12月污染较重,峰值出现在1月。NO₂日变化呈“高-低-高”的变化趋势,区域差异明显。NO₂与温度、湿度、风速呈负相关,与大气压呈正相关,气象条件的月际差异是导致NO₂月差异的重要因素,NO₂空间分布主要受地形、人口密度和机动车排放等因素影响。研究结果提示秋冬季是NO₂治理的关键时期,主城区为重点防控治理区域。     

2020—2021年江苏省秋、冬季NO2污染特征

基于二氧化氮（NO₂）地面监测数据,结合对流层观测仪（TROPOMI）卫星观测结果,分析了新型冠状病毒流行期间（2020—2021年）江苏省NO₂污染特征,并使用气象-空气质量-源解析（WRF-CAMQ-ISAM）数值模式对NO₂进行溯源分析。结果表明：2020和2021年江苏省NO₂年均质量浓度均为29 μg/m³,同比2019年下降了21.6%,但秋、冬季（11—12月）仍然是NO₂管控的艰难期。TROPOMI卫星和地面观测结果均表明,NO₂质量浓度高值区集中在沿江8市。2021年秋、冬季NO₂首要污染物天数超过2019年同期,秋、冬季NO₂首要污染物情况仍会出现反弹。气象-空气质量（WRF-CAMQ）数值模式给出的管控效果评估表明,2021年秋、冬季气象和人为因素是共同促进江苏省NO₂浓度升高的原因,与2020年相比,其气象和人为因素将2021年NO₂质量浓度分别抬升了3.1,0.9 μg/m³。沿江8市对NO₂浓度人为贡献多为正值,NO₂质量浓度变化值介于-0.6～6.7 μg/m³;苏北5市人为贡献多为负值,NO₂质量浓度变化值介于-4.6～1.7 μg/m³。行业贡献结果表明,秋、冬季NO₂来源主要是道路移动源、工业源、非道路移动源,贡献占比分别为39.2%,33.0%,20.8%,船舶和居民源贡献均为3.5%。     

山东省2015年PM2.5和O3污染时空分布特征

利用中国环境监测总站的城市空气质量自动监测数据,分析了2015年山东省细颗粒物（PM_2.5）和臭氧（O₃）污染的时空分布特征,并初步探讨了其与气象要素的相互关系。研究发现：山东省PM_2.5年均质量浓度和年超标天数的空间分布均呈现由东部向西部递增的趋势,半岛地区的浓度最低,其他地区浓度均较高,年均质量浓度最大值出现在德州（101 μg/m³）。各城市PM_2.5的月均质量浓度均呈现出季节性变化,冬季最高,夏季最低。O₃-8h年均值和O₃年超标天数的空间分布与PM_2.5不同,半岛地区污染天数最少,其次为南部地区,中部地区和西北部地区污染最为严重并且各区域的城市之间O₃污染情况存在较大差异,具有明显的局地性特征。O₃质量浓度在春末夏初最高,超标现象主要出现在5—8月。分析各城市PM_2.5污染和O₃污染的协同性与差异性发现,虽然不同城市之间两者污染情况存在一定差异,但整体上看,山东省大气复合污染特征明显,全年有10个城市的PM_2.5和O₃同时超标天数都在20 d以上,并且该现象主要发生在夏季。夏季高温低湿的大陆气团控制更有利于O₃和PM_2.5叠加共存形成复合型污染。温度≥26℃时,O₃-8 h与PM_2.5日均质量浓度的相关系数为0.63,相对湿度≤60%时,两者相关系数为0.69。此外,当在大陆气团的控制下发生O₃污染时,相对湿度的提高更有利于PM_2.5浓度的增加。     

珠海市PM2.5时空分布特征及其成因分析

选取2015年珠海市国控监测站ρ(PM_(2.5))数据,分析PM_(2.5)中有机碳(OC)、元素碳(EC)、水溶性离子组分等化学组成,ρ(PM_(2.5))时空分布特征,以及与气象因素的相互关系。结果表明,2015年珠海市PM_(2.5)年均值为31.0μg/m3,表现出显著的时间分布规律,月均值呈现\"V\"型趋势,PM_(2.5)中主要化学组分是有机物(OM),占总质量的34.0%,其次是硫酸根(SO2-4),占总质量的26.9%,具有明显的季节分布特征,呈现冬高夏低分布;ρ(PM_(2.5))日变化呈现双峰型分布,其值工作日显著高于非工作日;ρ(PM_(2.5))与平均温度、相对湿度、风速呈现负相关关系,与气压呈现显著正相关关系;珠海市ρ(PM_(2.5))空间分布总体呈现\"东高西低,北重南轻\"变化趋势,有机物、SO2-4和NH+4空间分布呈现东部高于西部趋势,颗粒物浓度受地形、气候因素和海域环境等影响呈现多样化分布趋势。     

川南6市空气中SO2和NO2空间分布特征

利用简单、方便、不用电源的被动采样技术分别对川南地区6市区域范围内空气中SO2和NO2在雨季和旱季的空间分布特征进行研究。按16 km×16 km的均匀网格布设点位162个,并在雨季于6市各选1个空气自动站布设城区点位采集空气中SO2和NO2。获得的样品经0.3%的双氧水浸提后采用离子色谱法进行分析,经换算后获得空气中SO2和NO2的浓度,了解了其含量水平,绘制了SO2和NO2的空间分布图,掌握了其空间分布特征,并对可能的来源进行了浅析。将被动采样监测结果与自动站监测结果进行相关分析,两者高度线性相关,NO2和SO2线性相关系数分别为0.901 3和0.874 5,均大于r0.05(4)=0.811 4。     

基于GIS的石家庄市PM10和PM2.5时空分布研究

利用2018年261个乡镇环境空气自动监测站监测数据,结合GIS空间分析技术,对石家庄市PM10和PM2.5的时空污染特征进行了研究。结果表明,石家庄地区PM10和PM2.5污染的空间分布整体表现为西北部山区好于东南部的平原地区,主城区好于周边县(市、区)的特征。采暖期PM10和PM2.5的污染程度明显重于非采暖期。PM2.5稳定性差于PM10,PM10和PM2.5的稳定性与污染程度具有一定的负相关性,表现出污染越轻的区域稳定性越差。两者的日均值浓度变化在时间序列上呈极强正相关,且污染越重的区域时间相关性越强。与日均值相关性不同,污染程度越轻的区域PM10和PM2.5年均值的线性相关性越强。     

基于卫星遥感的中国东部地区NO2减排成效验证

基于Aura卫星臭氧监测仪(OMI)数据,分析了2011—2018年中国东部地区对流层NO₂柱浓度的时空分布规律,以广泛而客观地验证NO₂减排成效。结果表明:进入\"十二五\"以来,中国东部地区对流层NO₂柱浓度快速下降,高值区域范围快速收缩甚至消失;华北平原、长江中下游平原污染相对严重,同时这些地区污染程度正在得到较快速的缓解;京津冀、长三角、珠三角是中国东部地区对流层NO₂柱浓度相对最高、下降速度最快的典型区域;中国东部地区NO₂减排取得的成效与产业转型升级、能源结构调整及严控移动源排放等政策措施密不可分。     

近地面NO2浓度卫星遥感估算问题

对卫星遥感监测大气NO_2的差分算法涉及的科学问题进行了综述,包括去除大气散射和地表反射噪声影响、大气拉曼散射引起的Ring效应校正、不同大气成分分离和观测垂直归一化等问题。国际上通过剔除平流层NO_2获得对流层柱浓度产品,文章绕开平流层NO_2获取问题,提出了结合大气化学模式模拟的垂直廓线直接估算近地面NO_2浓度技术方法,以更好地满足环境空气质量的观测需求,阐述了几个影响NO_2反演精度的相关问题。     

珠海市大气污染时空分布特征及成因分析

应用统计方法分析了珠海市的大气污染物SO2、NO2、PM10浓度的时空分布特征.针对珠海市的污染源分布格局和当地的气象条件对上述污染物时空分布特征的成因进行了分析.研究表明,珠海市的污染物浓度空间分布较为均匀,没有显著的空间变化梯度出现;但在时间分布方面明显存在着冬春高、夏秋低的季节性差异,并受区域环境的影响较大.相关分析表明,珠海市单点源污染比例大的污染源分布格局以及典型的季风气候是造成如上污染特征的主要原因,此外珠海市的经济产业结构也存在着一定的影响.     

京津冀区域臭氧污染趋势及时空分布特征

为研究京津冀区域的臭氧(O_3)污染情况及其时空分布特征,对2013—2015年京津冀区域13个城市80个国家环境空气监测点位的监测数据进行了统计分析。结果表明:2013—2015年,京津冀区域O_3污染状况整体呈加重趋势,其中2014年污染状况最为严重。13个城市中O_3污染最严重的城市为北京和衡水,连续3年均超标,且处于上升态势中。区域内不同城市O_3污染趋势并不相同。京津冀区域O_3浓度变化呈明显的季节变化特征,春末和夏季的O_3污染最严重。O_3-8 h(臭氧日最大8 h均值)年均值的高值区主要分布在北京中北部、承德和衡水等,2013—2015年第90百分位O_3-8 h的高值区均集中分布在北京。O_3的浓度峰值时间要晚于NOx2~5 h。O_3在春、夏季呈单峰分布,白天15:00左右出现最大值,在秋、冬季浓度较低,全天波动不大。     

中国高分辨率近地面NO2浓度反演

通过分析2010年全国333个县级以上城市卫星遥感的NO2对流层年均柱浓度与地面实际观测浓度之间的相关性,发现两者具有一定的线性相关性(r=0.54,n=333),并建立了NO2\"遥感柱浓度\"与\"地面观测浓度\"之间的关联方程,通过该方程反演了中国0.125°分辨率近地面NO2污染分布特征。结果表明,全国近地面NO2浓度超过《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)要求的年均浓度二级标准(0.04 mg/m3)的区域约为5.95万平方千米,超标地区主要集中在华北平原、长三角地区、四川盆地和珠三角地区,这些地区NO2污染水平远高于333个城市的年平均值(0.028 mg/m3)。NO2污染极不平衡,以大中型城市为中心的区域污染特征显著。NO2人口加权浓度分析结果表明,NO2人口加权浓度高值区主要集中在能源消费量大、机动车保有量大及人口密集的地区,全国约5.7%的人口暴露在NO2超标区域。     

“十一五”时期乌鲁木齐市大气污染特征及影响因素分析

为全面了解\"十一五\"时期(2006—2010年)乌鲁木齐市大气污染状况,评估污染源治理及气象条件对空气质量变化的影响,利用2001年1月—2010年12月主要大气污染物浓度数据和同期地面气象资料,总结\"十一五\"时期乌鲁木齐市大气污染变化特征,重点分析其变化原因。结果表明:\"十一五\"时期PM10和SO2年均浓度分别比\"十五\"下降1.7%和10.3%,采暖季降幅最明显,分别达到2.2%和21.9%;而NO2年均浓度比\"十五\"升高8.9%,非采暖季增幅最大,为11.7%。2006—2010年PM10、SO2年均浓度整体呈下降趋势,NO2浓度有升高趋势。5年中非采暖季各污染物浓度均达标,采暖季PM10和SO2超标倍数逐年减小,煤烟型污染特征仍然典型。污染源管控(特别是减排工程实施)是\"十一五\"时期SO2和PM10浓度下降的重要原因,气象条件作用相对有限。NO2浓度升高主要与机动车保有量逐年增加和氮氧化物治理启动滞后有关。     

2017年佛山市大气复合污染特征及来源分析

利用2017年佛山市8个国控监测点位的6项常规大气污染物自动监测数据,研究细颗粒物(PM_(2.5))、可吸入颗粒物(PM 10)、臭氧(O_(3))的时空变化和复合污染特征,并采用单颗粒气溶胶质谱仪对佛山市大气PM_(2.5)进行来源解析,分析O_(3)与二次气溶胶的协同增长关系。结果表明,2017年佛山市空气质量综合指数(AQI)为4.75,主要的空气质量污染物为PM_(2.5)、二氧化氮(NO_(2))和O_(3),除O_(3)呈现第2,3季度较高外,其他5项污染物均呈现第1,4季度较高的趋势。ρ(PM_(2.5))和ρ(PM_(2.5))/ρ(CO)在1—4月和11,12月较高,二次生成强度较大。机动车尾气源、燃煤源和工业工艺源是大气PM_(2.5)的主要来源。佛山市中心城区等道路密集以及交通枢纽地区的ρ(NO_(2))较高,机动车尾气排放是大气NO_(2)的主要来源。O_(3)污染主要发生在4,5,7—10月。ρ(O_(3))和ρ(PM_(2.5))/ρ(CO)的日变化均在12:00—17:00达到峰值。ρ(PM_(2.5))随光化学活性水平增强而提高,高度和中度光化学活性水平下ρ(PM_(2.5))/ρ(CO)明显大于轻度和低光化学活性水平。在统计时段,PM_(2.5)和O_(3)协同增长的时间占37.3%,O_(3)污染对二次气溶胶的氧化生成有明显的促进作用。     

典型生态功能区臭氧生成敏感性及气象驱动力解析——以千岛湖地区为例

千岛湖地区是我国重要的自然保护区,属于典型生态功能区。当前,臭氧(O₃)正频繁成为影响千岛湖地区空气质量的首要污染物,但对于与此相关的千岛湖地区O₃生成敏感性,研究人员目前仍未了解清楚。利用2019—2021年TROPOMI卫星观测数据,运用O₃生成敏感性指示剂方法,即甲醛对流层垂直柱浓度和二氧化氮对流层垂直柱浓度的比值(FNR),量化解析了千岛湖地区O₃生成敏感区的时空演化特征。结果表明,千岛湖地区FNR呈现逐年升高趋势,且显著高于杭州市主城区。千岛湖地区氮氧化物(NO_x)控制区逐年扩张,自2019年开始,由西南向东北逐步蔓延。截至2021年,NO_x控制区已基本覆盖整个千岛湖地区。千岛湖地区O₃生成敏感区在夏季基本属于NO_x控制区,在其他季节属于NO_x控制区或协同控制区。结合气象再分析数据发现,FNR与温度呈强正相关(r=0.8),与相对湿度呈较弱正相关,与风速和云液态水含量呈较弱负相关。当温度大于7.0 ℃、风速小于6.2 m/s、云液态水含量小于5.5×10^-5 g/m³、相对湿度大于57.5%时,O₃生成趋向于受NO_x控制。此外,与杭州市相比,千岛湖地区O₃生成对气象参数变化更为敏感。研究成果对我国典型生态功能区O₃污染防控具有重要的启示作用。     

2001年~2008年及奥运会期间天津市大气污染特征分析

根据天津市大气质量监测数据,对2001年～2008年及奥运会期间天津市大气污染特征和主要大气污染物的变化规律进行了分析。结果表明,2001年～2008年天津市的PM10、SO2和NO2污染总体呈下降趋势,但质量浓度仍相对较高。2008年8月奥运会期间天津市PM10和SO2质量浓度达到国家空气质量二级标准,NO2质量浓度达到国家空气质量一级标准,空气质量良好。天津市PM10污染相对稳定,SO2和NO2的污染分布呈现明显的季节性,时间上表现为冬强夏弱。气象条件对污染物浓度影响明显,沙尘、大雾等天气可使污染物浓度急剧升高。     

2018年长三角一次持续重污染过程分析

利用常州市6个环境空气质量评价点PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和水溶性离子数据,结合后向轨迹、激光雷达探空资料、气象资料等,分析了2018年1月29日—2月2日长三角区域一次持续重污染过程。结果表明,重度污染时次高达94 h,PM_2.5最高值达235 μg/m³,由外来输送污染物与本地排放的污染物叠加而成,在不利气象条件影响下,污染物在长三角区域长时间滞留;重污染期间,污染物日变化规律显示,PM_2.5受外来源影响更显著,而SO₂、NO₂受本地污染源影响更显著,水溶性粒子组分与常州市本地源存在较大差异,其中NO₃^-、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺和SO₄^2-值增加最为明显,较污染前分别增加了9.1,5.9,4.3,4.2和4.1倍;K⁺值升高较快,说明污染期间也受到了生物质燃烧的影响。此外,NO₃^-和SO₄^2-在空气质量较好时,在水溶性离子中的占比日变化幅度较大,而在重污染期间,NO₃^-和SO₄^2-日变化幅度明显减小。     

上海淀山湖地区颗粒物污染特征及其对臭氧的可能影响

基于上海淀山湖超级站2017—2021年的监测数据,系统分析了PM_2.5浓度和组分、颗粒物光学散射和吸收特性的变化特征及其影响因素。结果表明:淀山湖地区PM_2.5浓度逐年下降,年均下降率约为2.1%。以西北区域和本地影响为主导的天气型PM_2.5改善幅度最大且具有显著年际变化趋势,年均降幅为6.1~7.8 μg/m³;而以滨海区域影响为主的天气型PM_2.5改善幅度较小且变化趋势不显著。硫酸盐浓度大幅下降,但硝酸盐和二次有机组分的占比较高且处于上升趋势,PM_2.5二次生成贡献愈加显著。随着PM_2.5浓度的显著下降,颗粒物散射系数也呈逐年下降趋势,冬季下降率可达30.6%,在4个季节里下降幅度最大,但吸收系数则无明显改善。初步评估颗粒物对O₃和NO₂光解速率的影响发现,吸收性颗粒物对O₃生成起抑制作用,散射性颗粒物与O₃之间的相关性则存在季节差异。具体来说,冬春季O₃受“气溶胶抑制机制”影响,夏秋季节两者呈正相关的协同污染特征,其影响因素可能包括季节间的颗粒物不同来源,太阳天顶角的变化以及颗粒物散射效应对近地面光化辐射通量的影响差异。夏秋季J (NO₂)与PM_2.5呈正相关,进一步验证了太阳辐射较强时,颗粒物浓度增加可能使多次散射效应增强,增加光化辐射通量,有利于J (NO₂)升高和O₃生成的推论。