大气超级站网建设及在江苏区域的集成应用实践

当前全球大气环境问题趋于复杂化,区域性灰霾、酸雨和以臭氧、二次有机气溶胶生成为主的光化学污染问题成为大气环境保护领域关注的重点、热点问题。江苏省大气污染由过去单一的煤烟型污染逐步转变为多种污染物、多种作用机制同时存在且相互影响的复合型污染,成为影响广大人民群众身体健康和生态文明发展的重要因素。笔者对欧美和中国关于大气超级站网设计和建设进行了简要评述和比较分析,提出适合江苏省环境监测体系现状的大气复合型超级站网建设、区域数据综合集成及应用发展等方面的建设理论。     

基于超级站多仪器联合观测的大气气溶胶遥感研究

大气气溶胶在气候变化、大气环境和人体健康等多个方面产生重要影响。遥感是获得气溶胶时空分布信息的重要手段,并且具有非破坏性、观测瞬时性、可获取整层大气信息等特点,因此在环保、气象等行业得到越来越多的应用。研究介绍了由多种监测仪器构成的中国科学院(北京)大气气溶胶遥感研究超级站的仪器配置、观测指标和相关研究方向,并阐述了其在4方面的具体应用:(1)针对沙尘、灰霾等典型过程的多仪器遥感联合观测;(2)将光学遥感拓展到气溶胶成分信息等前沿应用;(3)遥感获得近地面PM_(2.5)等环境关键参数的方法;(4)主被动结合的大气颗粒物垂直分布特性研究。通过超级站多仪器联合观测,可加强对大气气溶胶的全方位观测和分析,为环境研究提供综合数据支撑。     

对地级市空气自动监测多参数站建设的思考

阐述了地级市空气自动监测多参数站(超级站)建设的必要性,提出了统筹考虑、分期实施与突出重点、兼顾一般的建设思路,介绍了站房选址原则。指出超级站建设应以常规监测、霾监测、光化学烟雾监测、空间立体监测和源解析监测为目标,实施质量控制和质量保证手段,设置数据采集和显示平台,满足对大气复合污染的监测需求。     

利用大气超级站对乌鲁木齐市一次沙尘天气过程及组份的分析

本研究利用大气超级站对乌鲁木齐市4月9日至10日沙尘天气过程,粒径谱、离子和重金属组成及变化进行分析。研究结果表明激光雷达观测结果与环境空气质量监测基本一致;小粒径颗粒在沙尘和非沙尘时段含量最多,但在沙尘时段大粒径颗粒的增长幅度远大于小粒径;沙尘过程中的离子主要来源于土壤一次源;沙尘过程中地壳元素浓度及占比均显著升高,会稀释环境空气中人为污染元素。     

重庆市主城区大气水溶性离子在线观测分析

2015年12月—2016年3月期间,利用在线气体与气溶胶成分监测仪(IGAC)在重庆市大气超级站开展连续观测分析,并捕捉到2次持续时间较长的空气重污染过程。对PM_(2.5)中9种水溶性离子及5种气态前体物的观测结果分析表明:NO_3~-、NH_4~+和SO_4~(2-)是重庆市主城区PM_(2.5)中主要的水溶性离子成分,其浓度均表现出明显的日变化特征,主要以(NH4)_2SO_4和NH_4NO_3的形式存在。NH_3和SO_2是最主要的气态污染物。2次重污染过程的水溶性离子组分有明显差异,细颗粒物累积型污染的NH_4~+、SO_4~(2-)、NO_3~-浓度高,二次转化十分明显;春节期间烟花爆竹集中燃放,Cl~-、K~+浓度高,主要属于一次排放;污染期间主要离子组分的同源性特征显著。     

区域大气重污染过程识别指标及算法研究

重点区域秋冬季大气重污染应对是大气污染防治工作的重中之重，但针对区域大气重污染过程尚无明确、统一的判定依据，给空气质量管理造成不便。以京津冀大气污染传输通道"2+26"城市为研究对象，依据秋冬季大气重污染过程的区域性特征，以及"发生—发展—消散"的演变规律，将区域内3个及以上相邻城市至少1 d空气质量达到重污染水平判定为一次区域大气重污染过程；若前后两次重污染过程仅间隔1 d，将两次过程及间隔日视为一次完整的区域大气重污染过程。基于"2+26"城市空间相邻矩阵设计了区域大气重污染过程识别算法，以2019—2020年秋冬季为研究时段，在"2+26"城市识别出7次区域大气重污染过程。该研究可为统一区域大气重污染过程的统计口径、优化区域重污染天气的预警范围和重点区域的划定等提供技术支持。     

大气气溶胶中痕量金属元素的研究进展

综述了近年来国内外学者对大气气溶胶中痕量金属元素的研究进展,介绍了痕量金属元素的地球化学行为,以及大气气溶胶中痕量金属的源解析方法、在环境中的循环与污染、生物有效性及对人体的健康效应。建议研发更可靠的分析方法或在线检测仪器,避免采样和样品前处理过程中痕量金属的污染和损失;建立监测网络,形成区域性的大气监测模式,更全面地分析污染来源;与监测超级站建设、空气污染流行病学设计和毒性机制研究相结合,建立更加完善的研究体系。     

城市大气重污染事件预警机制研究

分析了中国城市大气重污染预警机制的现状和存在问题。通过对比分析,得出了适合中国国情的大气重污染事件预警等级的划分方法,并构建了合理的预警运行体系,优化了预警机制的运行流程,为政府有效应对重污染天气给出了合理的建议。     

北京市2013年1月一次空气重污染过程分析

采用数值模式与观测资料相结合的方式，对北京市2013年1月9～15日一次空气重污染过程的大气环境背景、气象条件和形成原因进行了初步分析。结果表明，此次重污染过程北京市空气质量从9日的二级跳至10日五级重度污染，11日一13日空气质量维持连续3d严重污染，14日降为重度污染，15日转为轻度污染；重污染过程期间10—14日P（PM2.5）平均值为323μg／m。，平均风速为1．47m／s，平均相对湿度为73．6％，24h变温基本为一2．72～2．68℃，24h平均变压为一3．65～2．63hPa。指出，此次重污染过程与当地气象条件密切相关，稳定的大气环流形势为污染的持续提供了大气环流背景，风速较小、湿度较大、边界层较低、持续逆温是造成重污染的主要原因，地面风场辐合及边界层下沉运动是造成重污染的重要原因。     

临安大气本底站酸雨污染变化特征与影响因素分析

利用临安大气本底站酸雨观测数据,研究临安大气本底站降水pH,酸雨发生频率的时间分布特征、变化趋势及其影响因素;借助后向轨迹分析法分析输送形势对临安大气本底站酸雨的影响。研究表明:最近6年间临安大气本底站降水pH各月均值均小于4.5,均达到强酸雨的程度;临安大气本底站的酸雨发生频率表现为夏季低、秋季高;1985—2009年临安大气本底站降水的年均pH全部达到酸雨程度。根据Daniel趋势检验,临安大气本底站年均降水pH总体上呈逐年下降的趋势。风速越小,酸雨出现频率就越高;降水pH受降水量的影响较大。临安大气本底站的酸雨与降水前的大气中SO2浓度存在负相关的关系。根据气团的来向与酸雨污染程度的关系分析,临安大气本底站的酸雨污染受到其北部地区和浙西地区的酸雨气体物输送的影响较大。临安大气本底站的酸雨污染特征已由原来的硫酸型转为硫酸型与硝酸型并重。     

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。     

土壤重金属快速监测技术研究与应用进展

土壤重金属污染已经日益成为社会的主要环境污染问题之一,土壤重金属快速监测技术对于土壤重金属污染的快速有效筛查与监控具有重要意义。介绍了近年来国内外土壤重金属快速监测方法,并阐述了相关土壤重金属快速监测仪器的研究现状。在土壤重金属快速监测领域,X射线荧光光谱技术优势明显,激光诱导击穿光谱技术亦发展迅速,基于免疫学、酶抑制原理的快速监测技术正处于发展阶段。随着快速监测技术理论和方法的不断完善,土壤重金属快速监测仪器朝着高精度、小型化、智能化的方向发展,在区域性土壤重金属含量评估方面的应用将逐步拓展。     

儿童的形态发育和肺功能生长

根据中国 4城市 8所小学儿童的调查研究结果 ,报告了在不同环境条件下 ,儿童体格和肺功能发育的基本情况 ,并试图从营养条件和空气污染两个方面对儿童肺功能发育情况进行解释。研究指出营养条件和空气污染对儿童肺功能的影响作用相反。两种相反的作用互相抵消了一部分影响 ,可能是造成了儿童肺功能波动的原因。空气污染严重、营养条件较差 ,二者均可使肺功能指标下降。有一定的空气污染、营养条件又好 ,肺功能指标可能相对较高 ,因此营养条件可能是研究空气污染对儿童肺功能影响的一个较为重要的混杂因子     

长株潭区域一次重度污染过程气象成因

利用PM_2.5质量浓度、地面气象要素、NCEP、ERSST＿V3、GBL等资料，研究了2021年12月7—11日长株潭地区一次重度空气污染过程的特征及成因。结果表明，高空平直环流、无明显槽脊影响，地面弱冷空气活跃是本次重度空气污染过程的主要环流形势特征；地面均压场、小风和升温增湿是此次重度空气污染过程的主要气象要素特征。污染物浓度变化与主导风向和污染通道密切相关，本地风速对混合层的高度、污染物水平扩散影响较大，600～700 hPa逆温层有利于污染物在主导风作用下近距离传输及在低层交换积累。我国中东部污染物积聚是长株潭区域重要的污染来源，长株潭地区存在区域性同步污染现象。低层流入长株潭区域气流轨迹差异及地理条件是长株潭污染物空间分布差异的重要因素。     

典型高原山地城市环境空气质量预报预警平台设计

空气质量预报系统作为一种重要的工具用于为公众提供空气质量预报信息、评估城市空气质量,为污染控制战略、动态环境管理以及决策制定提供支持。研究对国内外环境空气质量预报现状进行了回顾,以云南省为例提出了高原山地城市环境空气质量预报预警体系建设的整体思路,针对系统建设现状,提出了环境空气质量预报预警系统建设所面临的问题以及对未来发展方向的建议。     

唐山市环境空气TSP达标实施方案的研究

TSP是唐山市中心区大气污染的首要污染物,根据唐山市大气监测数据,对TSP的污染状况及污染物来源进行了全面的调查和分析,并依据唐山市大气污染控制多年的研究成果,结合国内外污染控制措施经济技术的进展,提出综合治理达标方案。     

2015—2020年全国重污染天变化趋势及时空分布特征分析

2015—2020年,全国重污染发生天数、比例及城市数量整体呈逐年下降趋势。与2015年相比,2020年全国337个地级及以上城市重污染天数减少1 847 d,降幅达55.2%;重污染天数比例下降1.6个百分点;发生过重污染天气的城市数量减少60个。其中,全国细颗粒物重污染天数整体呈下降趋势,沙尘重污染天数随气象条件的差异波动变化,臭氧重污染天数呈波动上升趋势。"十四五"期间,消除重污染天气的主要对象仍是细颗粒物重污染。应将天山北坡城市群、"2+26"城市、汾渭平原及苏皖鲁豫交界地区作为"十四五"期间污染减排的重点关注区域。此外,需遏制"2+26"城市臭氧重污染上升势头。     

上海市交通环境空气质量监测与发展探讨

机动车的快速增长引发了严重的车辆尾气污染问题.通过分析上海市交通环境空气质量现状,评估污染物浓度改善效果,回顾交通环境空气质量监测发展的进程,建议借鉴国外交通环境空气质量监测网络的经验,加快完善上海的交通环境空气质量监测网络.