北京地区冬季典型PM2.5重污染案例分析

对2013年1月10—14日发生的持续性PM2.5重污染过程从污染过程演变、气象条件影响、与气态污染物关系、区域污染背景、PM2.5浓度空间分布演变及其与地面风场的关系、PM2.5组分特征等多个方面进行全面的分析,较为完整地还原了该次重污染案例的形成原因以及主要影响因素。主要结论包括:该次重污染过程是稳定气象条件下导致的局地污染物积累,再叠加华北区域性污染的影响共同造成,其中10、12日北京地区PM2.5浓度的快速增长反映了周边污染传输的显著影响;逆温不但造成污染物难以扩散,且不同的逆温类型对PM2.5浓度水平有显著影响,同时还发现逆温的破坏导致近地面高浓度污染物向上扩散,造成百花山出现峰值高污染浓度现象;NO2与PM2.5浓度水平的高相关性反映交通污染二次转化对PM2.5浓度水平的影响,在较高湿度条件下,SO2浓度水平对湿度敏感且表现为负相关性;该次污染过程中OM、SO2-4、NO-3、NH+4等组分在PM2.5质量浓度中的占比超过70%,说明燃煤、机动车等仍是北京地区最主要的污染来源,同时SO2-4占比最高也说明区域污染传输对该次重污染的显著贡献。     

北京地区PM_(2.5)与空气污染物的关系模型

为了研究北京地区PM2.5与空气污染物的质量浓度关系。从PM2.5监测网收集2013-04-01~2014-05-15期间PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3等主要空气污染物数据,用多元线性回归模型建立PM2.5与空气污染物的质量浓度关系。结果表明:北京地区PM2.5与空气污染物PM10、SO2、NO2、CO、O3的质量浓度相关系数分别为0.9172、0.6332、0.7683、0.8166和-0.1797,优化的拟合方程为:[PM2.5]=-22.5925+0.569109×[PM10]+23.94913×[CO]+0.113025×[BPM2.5],模型的估算值与观测值相关系数为0.9426,此方程能较好地模拟北京地区的PM2.5质量浓度。     

西安市区大气中PM2.5和PM10质量浓度污染特征

2013年3月—2014年2月期间,设置1个监测点位,采集了西安市区大气环境中PM10和PM2.5样品,采用重量法测定了PM2.5和PM10质量浓度。结果表明,西安市区PM2.5质量浓度为16~558μg/m3,平均值为128μg/m3,超标率69.1%;PM10质量浓度范围为32~887μg/m3,平均值为249μg/m3,超标率71.8%。虽然PM2.5和PM10质量浓度的逐日变化幅度比较大,但是整体变化趋势非常相似,存在显著的正相关关系(r=0.831 9)。PM2.5和PM10质量浓度存在明显的季节变化,均为冬季最高,春季次之,秋季较低,夏季最低。ρ(PM2.5)/ρ(PM10)为0.245~0.822,平均值为0.510,说明PM2.5在PM10中所占比例大于PM2.5~10;此外,该比值呈现一定的季节变化规律,冬季、夏季较高,秋季次之,春季最低。霾天气发生时,该比值和PM2.5质量浓度明显高于无霾天气。     

城市环境空气中PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度分布的均匀性研究

对长沙市环境空气中PM10、PM2.5质量浓度进行自动监测,并统计分析其分布的均匀性。结果表明,在1 d的4个典型时刻以及日内,PM2.5的质量浓度分布总体上较PM10均匀;从月内日均值及2013年1月—10月的月均值变化情况看,PM2.5质量浓度的相对标准偏差(RSD)总体高于PM10,表明PM2.5在长时间尺度上的分布较PM10更不均匀;就功能区分布而言,PM10、PM2.5质量浓度分布的均匀性没有明显的区域差异,两者的变化幅度与功能区类别没有必然联系。     

内蒙古干草原冬、春季大气气溶胶的若干特征观测研究

内蒙古半干旱草原区大气气溶胶浓度以及散射等特性对生态环境、气候变化与预测研究有重要意义,文利用2009年1～4月在锡林浩特观象台草原站的观测资料,分析了冬、春季背景大气气溶胶质量浓度、黑碳质量浓度、散射系数的分布特征。研究发现,背景天气下,PM10、PM2.5、PM1.0浓度值都较低,平均值分别为22.7、9.5、6.1μg/m3,3种PM浓度值间的相关性不同;黑碳浓度平均值为0.59μg/m3,小粒子中的含量较高,其日分布规律受人类活动影响较大,与各PM浓度分布有较大不同;散射系数平均值为31.2Mm-1,与PM10、PM2.5、PM1.0、黑碳质量浓度都显著相关。三种PM中,PM2.5对散射和吸收的影响最大。风速、相对湿度对不同粒径的PM以及黑碳浓度、散射系数的影响有所不同。     

烟花燃放对空气中PM2.5及水溶性离子的影响研究

于2013年2月9日—2月16日在南京城区连续观测PM10、PM2.5、PM1的质量浓度、能见度、PM2.5中水溶性离子浓度等参数,探讨了因春节期间烟花爆竹的燃放导致大气中颗粒物浓度出现短时峰值,同时能见度急剧降低,空气质量下降的原因。研究发现:因烟花爆竹的燃放,PM2.5局地短时间浓度可达863μg/m3,能见度仅为1.2km;PM2.5中Cl-、K+与SO2-4浓度短时间上升,这与烟花爆竹中氧化剂、还原剂等组分的燃烧释放有关。由春节期间观测结果统计发现,因烟花爆竹燃放对PM2.5中水溶性离子的贡献约占50%。     

乌鲁木齐市可吸入颗粒物污染水平及其与气象因素的相关性分析

为了解可吸入颗粒物污染水平与气象因素之间的关系,从2008年9月—2010年2月采集乌鲁木齐市可吸入颗粒物样品,并对其随时间的变化特征及其与气象因素之间的相关性进行了统计分析。结果表明,采样时间内可吸入颗粒物中PM2.5和PM2.5-10的质量浓度的范围分别为38.2~468.7μg/m3和20.8~243.1μg/m3,平均浓度分别为134.2μg/m3和69.2μg/m3。可吸入颗粒物同时受几种气象因素的影响,其浓度与温度、能见度、风速呈负相关,与湿度呈正相关。     

冬季大气中PM_(10)和PM_(2.5)污染特征及形貌分析

2008年冬季采集大气中PM10和PM2.5样品,利用SPSS软件进行分析。结果表明,PM10质量浓度在92.87～384.7μg/m3之间,平均值为201.09μg/m3,超标率71.43%。PM2.5浓度跨度为57.27～230.21μg/m3,平均值为133.82μg/m3,超标率89.47%。PM10和PM2.5空间分布略有差异。PM2.5/PM10在29.10%～94.76%之间,均值为66.55%。PM2.5与PM10质量浓度之间有显著相关性,相关方程:PM2.5=0.7993×PM10-55.984(R2=0.9524,置信度为95%)。通过颗粒物形貌分析,初步判定冬季大气主要污染源为燃煤和机动车尾气排放。     

珠三角秋冬季节长时间灰霾污染特性与成因

利用珠三角大气超级站2012年10月与2013年1月能见度、不同粒径颗粒物与BC质量浓度、气溶胶光散射系数、O3、相对湿度等在线监测数据,分析秋冬季节2次持续时间超过10 d的长时间灰霾过程污染特性与成因。结果表明,冬季灰霾过程中气溶胶吸光系数和光散射系数对大气总消光系数的贡献分别为13%和67%;PM2.5、PM1占PM10质量浓度分别为66%和39%;较高的PM2.5与BC日均浓度相关系数(R2=0.88)体现了一次排放对颗粒物质量浓度及能见度的显著影响。秋季灰霾过程中气溶胶吸光系数和光散射系数对大气总消光系数的贡献分别为11%和69%,由BC导致的吸光效应较冬季下降了约20%;PM2.5和PM1占PM10质量浓度比例分别为68%和45%,均高于冬季;O3浓度日最大小时值的平均值接近冬季的2倍;二次来源对PM2.5浓度升高和能见度下降起主导作用。来自不同方向的2种气团在珠三角僵持,大气扩散条件差是导致这2次灰霾过程的重要外在条件,应成为灰霾预报预警的重点关注对象。     

太原市2013年环境空气质量变化特征分析

为全面了解太原市的环境空气质量状况及污染物的时间变化规律,本文选取太原市8个站点2013年1月至12月六种主要污染物(SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5)为期一年的监测数据,评价该市2013年环境空气质量的总体情况,研究各污染物在不同时间尺度的变化特征及相互之间的关系。结果表明,2013年太原市环境空气质量以良和轻度污染为主,首要污染物主要为PM2.5和PM10;SO2、NO2、PM10、CO和PM2.5的小时变化规律较为一致,都呈现"双峰型"的变化特征,O3则呈显著的"单峰型"变化规律;上述六种污染物具有明显的季节变化特征,SO2的浓度峰值主要集中在供暖期,NO2和O3—8h浓度在夏季要高于其他季节,PM10的浓度峰值出现在春季(3月)和秋季(10月),CO的浓度峰值集中在11月和12月,PM2.5的浓度峰值主要集中在冬季;相关性分析结果表明,SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5浓度日均值在全年各时段均具有很好的正相关性,化石燃料的燃烧可能是上述污染物质的共同来源。     

广州冬季霾天气大气PM2.5污染特征分析

收集了2005年12月至2006年2月的PM2.5浓度观测数据及同步气象数据,分析了冬季PM2.5质量浓度日变化趋势以及霾日期间PM2.5质量浓度日变化和小时变化趋势.结果发现,观测期间PM2.5日均值浓度为69μg/m3,霾日期间PM2.5日均值浓度为72μg/m3.冬季霾天气的发生频率为45%,霾天气过程最短持续2天,最长持续9天.较高的PM2.5浓度和较高的相对湿度及较小的风速是导致霾天气形成的主要原因.霾日期间PM2.5小时浓度变化趋势与人类活动周期和气象条件密切相关.     

贵阳市夏季大气颗粒物及多环芳烃污染特征研究

采集贵阳市老城区夏季5个典型监测点(太慈桥、贵州师范大学、大西门、省政府及省植物园)的样品进行PM2.5、PM10质量浓度分析。同时对PM2.5中PAHs的质量浓度进行分析。结果表明:贵阳市夏季PM2.5和PM10浓度排序均为太慈桥省政府大西门贵州师范大学省植物园,且PM2.5和PM10之间有良好的相关性,PM10=0.931 3 PM2.5+0.019 4,R2=0.996 7,PM2.5污染较重。此外,5个监测点总PAHs和苯并(a)芘的分析结果均为太慈桥省政府大西门贵州师范大学省植物园,苯并(a)芘浓度均未超标。     

降雨对长三角区域PM2.5浓度的影响

利用WRF-CAMx模式分析首届中国国际进口博览会(简称进博会)期间一次降雨过程对长三角地区PM2.5浓度影响,结果表明,降雨量分布区域与因降雨造成的PM2.5浓度减少量分布区域并不完全一致,湿沉降量受降雨量、PM2.5浓度和风速等多个因素共同影响。数值模拟结果表明,降雨导致浓度下降幅度排前5位的组分分别是有机气溶胶、硫酸盐、硝酸盐、铵盐和细颗粒原生气溶胶,下降幅度分别为44. 28%、16. 55%、11. 55%、9. 53%和5. 23%。结合观测资料和数值模式模拟结果可知,首届进博会期间上海本地减排和周边区域协同控制作用使PM2.5日均质量浓度降低33. 23μg/m3,因降雨引起的湿沉降作用使上海市PM2.5质量浓度降低15. 88μg/m^3。     

大中型商场PM10、PM2.5污染水平与来源分析

利用便携式气溶胶监测仪,对平顶山市区的中原商场、商业大楼、食品城总店三家大型商场不同楼层空气PM10和PM2.5进行了现场测定。结果显示,平顶山市大中型商场可吸入颗粒物污染严重,PM10、PM2.5污染平均超标率分别为13.7%和48.0%;PM10、PM2.5的质量浓度在时间和空间分布上存在很大差异;PM10中PM2.5所占比例为83%。     

库尔勒市大气颗粒物污染特征与影响因素分析

针对库尔勒市PM 10、PM 2.5年均浓度超标现象,基于市区3个环境监测站2013—2017年的逐时观测数据,分析PM 10、PM 2.5污染特征、成因及其主要影响因素。结果表明:①2013—2017年库尔勒市PM 10年均浓度变化较大且无明显趋势,PM 2.5年均浓度整体呈下降趋势;②季节尺度上,库尔勒市PM 10在每年2—5月呈现高浓度,PM 2.5高浓度期则为10月至翌年5月;③城郊的开发区站PM 10浓度最高,老城区的州政府站PM 2.5浓度最高,在PM 10和PM 2.5的高浓度期空间差异尤其显著;④PM 10与风速显著正相关,来自塔克拉玛干沙漠的风蚀沙尘颗粒物是库尔勒地区颗粒污染物的主要来源;⑤库尔勒市PM 10主要为外源输入,PM 2.5则以城市内源为主,相对湿度、风速、风向、温度等气象条件是影响大气颗粒物浓度及分布的重要因素。     

克拉玛依市大气PM2.5、PM10污染水平浅析

根据从2012年1月1日至2012年3月30日在同一个监测点取得的PM2.5和PM10监测数据,分析采暖期颗粒物污染水平特征。结果表明,PM2.5浓度和PM10浓度之间高度线性相关;克拉玛依市冬季空气环境中PM2.5是PM10中的主要组成成分;PM2.5浓度在一天内基本保持稳定,而PM10浓度在一天之中的变化幅度较大,峰值出现在中午上下班高峰期。     

大同市大气颗粒物浓度与水溶性离子季度分布特征

为研究大同市大气颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2、7、9、12月,分别对大同市及其对照点庞泉沟国家大气背景点进行了PM2.5及PM10的采样,通过超声萃取-IC法测定了样品中的9种水溶性离子,结果表明,大同市大气颗粒物污染1、4季度重于2、3季度,PM2.5季度均值全年均未超标,PM10仅第1季度超标1.4倍,污染状况总体良好,PM2.5与PM10相关系数R为0.75,说明大同市颗粒物污染有较为相近的来源,且不同季节均以粗颗粒物为主;大同市PM2.5中水溶性离子浓度分布为SO2-4、NO-3、NH+4Cl-、Ca2+K+、Na+F-、Mg2+,PM10中Ca2+浓度仅次于SO2-4、NO-3,控制扬尘将有效降低PM10的浓度;PM2.5及PM10中的9种水溶性离子在不同季度的浓度与颗粒物浓度分布规律类似,1、4季度较高,2、3季度较低;由阴阳离子平衡计算结果可知,相关性方程的斜率K为1.045,表明大同市大气颗粒物中阳离子相对亏损,大气细粒子组分偏酸性。NO-3与SO2-4浓度比值均小于1,大同市以硫酸型污染为主,大气中的SO2-4主要来源于人类活动排放。     

无锡市MODIS气溶胶光学厚度与PM_(2.5)质量浓度的相关性分析

将MODIS数据反演得出的气溶胶光学厚度与无锡市区实测得到的PM2.5质量浓度进行相关性分析,结果两者的直接相关性较低,相关系数为0.283 4。气溶胶光学厚度经垂直分布和湿度修正后,两者相关性显著提高,相关系数为0.565 9。虽然修正过程存在误差,相关性未达预期程度,但该方法得到的气溶胶光学厚度可作为PM2.5监测的有效补充。     

春节烟花爆竹燃放期间苏州市区PM2.5中水溶性离子特征分析

使用在线离子色谱分析了苏州市区春节期间PM2.5中水溶性离子.结果表明：春节期间存在2个空气污染高峰时段（初一和初五）,其中初一凌晨PM2.5达到最高峰,小时质量浓度为571μg/m3;烟花爆竹集中燃放时段,PM2.5中K＋、Cl-、Mg2＋质量浓度明显上升,初-凌晨与腊月三十凌晨相比,K＋、Cl-、Mg2＋质量浓度分别增加了117倍、80.7倍、18.0倍;相关性分析表明,PM2.5中K＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋在烟花爆竹燃放时段可能具有相同的来源.     

沈阳市大气中PM2.5来源解析研究

通过2015年在沈阳市采集PM2.5样品及源类样品,分析样品的质量浓度和化学组成,用化学质量平衡(CMB)模型对该市PM2.5来源进行解析。结果表明:沈阳市大气中PM2.5浓度时空变化特征明显;各主要源类对沈阳市PM2.5的分担率依次为煤烟尘(28.03%)、二次无机离子(22.63%)、机动车尾气尘(17.27%)、城市扬尘(13.28%)、建筑尘(5.94%)、土壤风沙尘(5.82%)、道路尘(3.04%)、生物质燃烧尘(2.74%)和冶金尘(1.25%)。燃煤和机动车的有效控制既能降低本类源的贡献,也能降低二次无机离子,体现了多源类综合治理原则。