郴州市秋冬季PM2.5污染传输路径与潜在源贡献分析

通过应用HYSPLIT、MeteoInfo模型,计算2017—2021年秋冬季抵达郴州地区72 h的后向气流轨迹并进行轨迹聚类、潜在源贡献因子（PSCF）和浓度权重轨迹（CWT）分析,探讨郴州市PM2.5传输特征及污染潜在源分布。结果表明,郴州市秋冬季PM2.5潜在源区主要分布在北偏东方向,以近距离输送为主,频率最高的是从咸宁市通城县经岳阳市平江县、株洲地区的短距离轨迹,其频率为34.17%;WPSCF高值带起源于河南省,经湖北、平江、江西等地区,最终到达郴州。WCWT分析结果得出,PM2.5污染趋势与上述一致,影响范围更宽,影响程度相对较轻。2017—2021年间,郴州地区污染传输通道影响逐年减小,PM2.5浓度平均下降19.7%。     

焦作市大气中PM2.5的时间特征与潜在源区分析

以焦作市为研究区，基于2021年24 h自动监测大气PM2.5数据和同期气象数据，应用气团后向轨迹聚类分析、潜在源区贡献函数分析和浓度权重轨迹分析等方法探究大气污染物中PM2.5的时间分布特征及其潜在源区。结果表明：2021年焦作市PM2.5的质量浓度均值为47.3μg/m3，季节特征表现为春冬季高于夏秋季；来自河南省北部和中东部等地区气团轨迹对应的PM2.5浓度较高；春季和冬季PM2.5的潜在来源地区范围广于夏季和秋季，在污染较为严重的冬季，河南省的焦作市、新乡市、鹤壁市、安阳市、郑州市和开封市，以及河北省邯郸市和邢台市均是焦作市PM2.5的潜在源区。     

长株潭城市群大气污染潜在源区分析及传输通道研究——以株洲市为例

利用Hysplit、MeteoInfo模型,计算株洲2017—2019年特护期(10月至次年3月)的后向轨迹,并进行轨迹聚类、潜在源贡献因子(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)分析。结果表明,10—12月,污染物潜在源区主要分布在偏北方向,1—3月,偏南方向的源区不断扩大,这与季节更替、季风转换有关;12和1月,潜在源区面积最大,强度最强,传输通道最清晰。对特护期各月份进行权重潜在源贡献因子(WPSCF)和加权浓度权重轨迹(WCWT)分析,结果表明,12月有1条明显的WPSCF高值带起源于河南省中北部,一路向南,经平顶山、过南阳、再经襄阳进入湖北省,该高值带蛇形前进,过荆州跨长江经岳阳华容县进入湖南,再过常德、益阳,以弧形路径到达长株潭地区,这条路径是12月北方污染物影响长株潭的主要传输通道。WCWT分析也有类似结果,且通道路径更宽广,1月的潜在源区在偏北方向呈扇形分布,在较远距离上的河南、安徽等省份呈指状分布。经2017年12月5日重污染个例检验发现,传输轨迹与分析的传输通道一致。     

基于后向轨迹模式的区域大气污染及传输特征分析

选取南京市2017年PM2.5逐时观测数据,分析其颗粒物污染特征,并利用聚类分析、潜在源贡献因子法和GDAS气象数据,分析不同高度、季节下南京市主要气流输送路径及PM2.5污染的主要潜在源区。结果表明：南京市PM2.5污染冬季最严重,夏季最轻,逐时PM2.5浓度变化范围夏季小于冬季;夏季气流轨迹主要来自东南方向,秋冬春等季节以偏西和西北路径为主,且随着高度的增加,气流输送速度逐渐加快;冬季对南京市PM2.5污染的贡献最为显著,低层PM2.5污染贡献源区主要集中在近地区域,且贡献率较高,随着高度的增加,贡献源区由研究区域向四周辐散,贡献范围广,贡献率降低。     

徐州大气颗粒物污染特征及传输途径分析

利用徐州2015年PM2.5和PM10逐小时质量浓度数据,分析了徐州颗粒物时空变化特征。同时基于HYSPLIT后向轨迹模式,结合GDAS气象数据和空气质量数据,利用轨迹聚类及潜在源分析法研究徐州不同季节气流轨迹对颗粒物浓度的影响及PM2.5和PM10的潜在来源。结果显示,2015年徐州环境空气中PM2.5和PM10的年均值为65和122μg/m3,分别超过国家《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准限值86%和63%。各国控站点ρ(PM2.5)和ρ(PM10)月变化呈现一致的冬季高夏季低的"V"型变化特征,这与气象条件和气流轨迹特征季节性变化有关。秋冬季污染较高时期徐州主要受西北内陆性气团和较为稳定的气象条件影响,而春夏季来自较为干净的东部海洋性气团利于污染扩散。潜在源分析显示,山东、安徽、苏中南、浙西北等地区是影响徐州市PM2.5和PM10的主要潜在源区。各季节潜在源区分布范围有一定差异,冬季时潜在源区分布最广,并有明显向西北方向转移延伸的趋势。     

金昌市不同季节大气颗粒物的传输路径和潜在源分析

选取金昌市2019年3月-2020年2月PM2.5和PM10逐小时观测数据,分析该市颗粒物污染水平的季节差异,并利用HYSPLIT后向轨迹模式和GDAS气象数据,分析不同气流轨迹对金昌市颗粒物浓度的影响及不同季节颗粒物的潜在污染来源.结果表明,2019年金昌市冬季PM2.5污染最严重,春季PM10污染严重;春、秋季PM...     

福州地区冬春典型污染过程PM2.5特征及成因分析

综合使用HYSPLIT、PSCF与CWT、PMF等分析方法,针对福建省福州地区冬春季节发生的多次污染过程(P1～P4),深入研究PM_(2.5)典型污染特征、成因及其潜在源区等。初步分析认为PM_(2.5)为影响P1～P4过程中福州地区环境空气质量的首要污染物。PM_(2.5)组分特征分析表明,移动源对PM_(2.5)污染有较大贡献,每次污染过程中的二次反应明显。HYSPLIT后向轨迹分析表明,P1、P2以本地污染源贡献为主,P3、P4存在较强的污染气团输送。PMF源解析分析P1、P2结果认为,福州地区冬春PM_(2.5)主要来源均为机动车源,分别为35.86%和42.75%,二次源分别为24.55%和30.52%,而冬季P1过程中工业/燃煤源(29.06%)的来源贡献明显高于春季P2过程(19.92%)。P3、P4作为受到外来污染传输叠加影响的典型案例,颗粒物激光雷达监测发现P3的PM_(2.5)污染主要受北方污染传输影响;PSCF与CWT联合分析结果表明,P4中的PM_(2.5)污染主要来自福州地区西南方向,颗粒物浓度贡献值高于80μg/m~3。     

杭州城区大气颗粒物污染特征及PM2.5潜在源区研究

基于2015年9月1日至2016年8月25日杭州城区观测点PM₁、PM_2.5、PM₁₀小时浓度数据进行分析，利用HYSPLIT模型、潜在源贡献因子（PSCF）方法和浓度权重轨迹（CWT）方法，探讨了杭州城区PM₁、PM_2.5、PM₁₀时间分布特征和PM_2.5潜在来源。结果表明：研究期间PM₁季节平均浓度表现为冬季 > 秋季、春季 > 夏季，PM_1~2.5、PM_2.5~10浓度则表现为冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季；PM₁浓度日变化呈现明显的双峰现象，而PM_1~2.5和PM_2.5~10在同一时段均无明显浓度峰值；杭州城区PM_2.5受外源输送污染具有明显的季节性变化特征，夏季、秋季杭州城区PM_2.5的潜在源区主要是浙江北部、安徽东南部等，春季PM_2.5的潜在源区主要是浙江中部、江苏南部等，冬季PM_2.5的潜在源区主要是山东南部、江苏西南部、浙江北部、安徽南部、江西中部等地区。     

常州市臭氧污染传输路径和潜在源区

利用NCEP全球再分析资料和HYSPLIT4模式,计算了2013—2015年常州市臭氧(O_3)超标日的气流后向轨迹。结合聚类分析方法和常州市PM2.5、PM10、SO2、NO2、O_3数据,分析了O_3超标日不同类型气团来源对各污染物浓度的影响,并利用引入权重因子后的潜在污染源贡献函数分析了影响常州市O_3超标的潜在污染源区分布特征。结果表明:常州市O_3超标期间易受到东南和西南方向气流影响,其中从东海和黄海途经浙江东北部、上海、江苏南部等地的东南气流占比达50%以上。自内陆途经黄山-湖州-宜兴到常州的气流对应的O_3平均质量浓度最高,为116μg/m3。自山东经枣庄-宿迁-淮安-泰州-苏州-无锡到常州的气流对应的O_3平均质量浓度最低,为78μg/m3,但该气流对应的SO2和NO2平均值为各聚类中的最高。影响常州市O_3的潜在污染源区主要在常州周边200 km以内的区域,且集中在从南京至上海的长江下游沿线区域和杭州湾区域;其中太湖湖区为重点污染源源区之一。O_3超标日影响常州NO2的潜在污染源区主要集中在江苏南部、浙江东北部和上海3个区域,太湖周边的常州、无锡、苏州和湖州等几个临近城市为潜在的重点污染源区。与影响常州O_3的WPSCF高值区相比,影响NO2的高值区分布范围更大、距离更远。影响常州O_3的潜在污染源区分布,与长江三角洲地区人为源大气污染物的高排放区域较为一致,说明长江三角洲地区的O_3污染与本区域的人为源大气污染物排放有着极为密切的关联。     

上海市秋季典型PM2.5污染过程数值预报分析

基于2012年10月上海出现的一次典型PM2.5污染案例,验证评估上海市空气质量数值预报系统Model-3/CMAQ预报性能,采用过程分析技术,定量评估不同大气物理化学过程对上海代表性点位PM2.5浓度变化的作用规律。结果表明:Model-3/CMAQ模式系统能较好地反映PM2.5的浓度变化趋势与特点。对于上海市区点位(徐汇上师大)和东南部点位(奉贤海湾和浦东惠南),PM2.5浓度上升主要受本地源排放影响,其贡献比例超过40%,其次是区域大气传输作用的影响。对于西北部点位(崇明监测站和青浦淀山湖),区域大气传输是PM2.5浓度上升的主要原因,贡献比例超过70%,其次是源排放。各点位PM2.5浓度的主要去除途径均为大气传输,贡献比例均超过70%,其次是干沉降。气溶胶过程对PM2.5主要起二次颗粒物生成的作用,特别是市区及东南部点位,贡献比例较西北部点位更高。     

Estimation of the contributions of long range transported aerosol in East Asia to carbonaceous aerosol and PM concentrations in Seoul, Korea using highly time resolved measurements: a PSCF model approach

The contributions of long range transported aerosol in East Asia to carbonaceous aerosol and particulate matter (PM) concentrations in Seoul, Korea were estimated with potential source contribution function (PSCF) calculations. Carbonaceous aerosol (organic carbon (OC) and elemental carbon (EC)), PM(2.5), and PM(10) concentrations were measured from April 2007 to March 2008 in Seoul, Korea. The PSCF and concentration weighted trajectory (CWT) receptor models were used to identify the spatial source distributions of OC, EC, PM(2.5), and coarse particles. Heavily industrialized areas in Northeast China such as Harbin and Changchun and East China including the Pearl River Delta region, the Yangtze River Delta region, and the Beijing-Tianjin region were identified as high OC, EC and PM(2.5) source areas. The conditional PSCF analysis was introduced so as to distinguish the influence of aerosol transported from heavily polluted source areas on a receptor site from that transported from relatively clean areas. The source contributions estimated using the conditional PSCF analysis account for not only the aerosol concentrations of long range transported aerosols but also the number of transport days effective on the measurement site. Based on the proposed algorithm, the condition of airmass pathways was classified into two types: one condition where airmass passed over the source region (PS) and another condition where airmass did not pass over the source region (NPS). For most of the seasons during the measurement period, 249.5-366.2% higher OC, EC, PM(2.5), and coarse particle concentrations were observed at the measurement site under PS conditions than under NPS conditions. Seasonal variations in the concentrations of OC, EC, PM(2.5), and coarse particles under PS, NPS, and background aerosol conditions were quantified. The contributions of long range transported aerosols on the OC, EC, PM(2.5), and coarse particle concentrations during several Asian dust events were also estimated. We also investigated the performance of the PSCF results obtained from combining highly time resolved measurement data and backward trajectory calculations via comparison with those from data in low resolutions. Reduced tailing effects and the larger coverage over the area of interest were observed in the PSCF results obtained from using the highly time resolved data and trajectories.     

Evaluating PM₂.₅ ionic components and source apportionment in Jinan, China from 2004 to 2008 using trajectory statistical methods

The mass concentrations and major chemical components of PM(2.5) in Jinan, Shandong Province, China from Dec. 2004 to Oct. 2008 were analyzed using backward trajectory cluster analysis in conjunction with the potential source contribution function (PSCF) model. The aim of this work was to study the inter-annual variations of mass concentrations and major chemical components of PM(2.5), evaluate the air mass flow patterns and identify the potential local and regional source areas that contributed to secondary sulfate and nitrate in PM(2.5) in Jinan. The annual mean concentrations of PM(2.5), sulfate and nitrate in 2004-2008 were almost the highest in the world. The most significant air parcels contributing to the highest mean concentrations of mass and secondary ions in PM(2.5) originated from the industrialized areas of Shandong Province. Clusters with a lower ratio of NO(3)(-)/SO(4)(2-) in PM(2.5) originated from the Yellow Sea, while a higher ratio was observed in the clusters passing through Beijing and Tianjin. PSCF modeling indicated that the provinces of Shandong, Henan, Jiangsu, Anhui and the Yellow Sea were the major potential source regions for sulfate, in agreement with the cluster analysis results. Regional and long-range transport of NH(4)NO(3) played an important role in the nitrate concentration of Jinan. By comparing the distributions of secondary sulfate and nitrate over three years, enhanced emission control management before and during the 29(th) Olympic Games led to a discernible decrease in source contributions from Beijing and its environs in 2007-2008.     

利用后向轨迹模式研究上海市PM2.5来源分布及传输特征

利用后向轨迹模型，结合上海 PM2．5的浓度数据计算了2012年6月27日-2013年6月26日以上海为起始点的后向轨迹，并通过轨迹相关的分析方法，研究不同来源区域对上海 PM2．5浓度的贡献影响。结果表明：长三角地区的排放对上海的贡献最为显著；苏北、山东等地区的排放对上海也有较明显的贡献；来自海面的贡献总体低于大陆。所采用的轨迹多元回归分析法为 PM2．5的来源分布及传输特征研究提供了新思路。     

Receptor modeling for analyzing PCDD/F and dioxin-like PCB sources in Hong Kong

A total of 96 ambient air samples were collected from January 2004 to December 2004 for the investigation of dioxins (polychlorinated dibenzo-para-dioxins and polychlorinated dibenzofurans [PCDD/Fs]) and dioxin-like profile for polychlorinated biphenyls (PCBs) in the atmosphere of Hong Kong. Two-day back-trajectories were obtained using the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model from National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Air Resources Laboratory. Receptor models – potential source contribution function (PSCF) and concentration-weighted trajectory (CWT) – were built based on the measured PCDD/Fs and dioxin-like PCBs total toxic equivalent (TEQ) concentrations. Both models were modified in this study so as to integrate the information obtained from three sampling sites in Hong Kong. The PSCF modeling resolved two main PCDD/F and dioxin-like PCB polluting paths from Mainland China. In line with previous studies, the northerly path around the Pearl River Delta might be one of the pollution sources of Hong Kong air. On the other hand, the receptor models also indicated another potential northeasterly source from Yangtze River Delta, which was seldom mentioned as the source region of Hong Kong air. Results from the CWT modeling suggested that the most toxic air mass affecting Hong Kong is probably attributable to the northeast path rather than the north path.     

临汾市大气污染物的时间分布特征与源区分析

多年来，临汾市多次名列我国生态环境部公布的空气质量最差的重点城市之列，对其大气污染的时间分布特征和潜在源区进行分析对其环境管理与污染防治具有重要意义。利用2015—2019年临汾市5个国控空气环境质量监测站点的6种空气污染物(SO₂、NO₂、CO、O₃、PM_2.5和PM₁₀)浓度数据和气象观测数据，使用HYSPLIT模型研究了该市空气污染物的时间变化特征、轨迹输送特征和可能的来源。结果表明，PM_2.5和PM₁₀的年均浓度均超过了《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)Ⅱ级标准，SO₂仅在2016—2017年超过该标准，其余3种污染物的年均浓度均低于该标准。6种污染物2015—2019年的月均浓度的变化特征表现为O₃浓度呈以6、7月为中心的近似正态分布，SO₂、NO₂和CO以及PM_2.5和PM₁₀浓...     

宜都市PM2.5与O3季节性分布特征及潜在源区分析

为了解宜都市PM_2.5与O₃的污染特征及潜在来源,利用宜都市2020年3月至2022年2月在线监测数据及气象数据,对宜都市PM_2.5与O₃质量浓度变化特征、气象影响因素及潜在源区进行了分析,结果表明:宜都市PM_2.5质量浓度冬高夏低,日变化呈双峰特征,O₃质量浓度夏高冬低,日变化呈单峰特征。高湿、静稳的气象条件以及较强偏北风作用下的区域污染传输对PM_2.5污染有重要影响,高温以及中湿度对O₃污染过程有重要作用。春、夏、秋季偏南方向气流轨迹占主导,且携带较高的污染物浓度,冬季来自湖北东北及西南方向的气流占比较高且携带的PM_2.5浓度较高;宜都市PM_2.5、O₃的潜在源区具有季节性差异,总体来看,主要分布在河南南部、湖北东部及湖南的北部区域。