灰霾期间气溶胶的污染特征

从颗粒物的时空分布和浓度水平方面综述了灰霾期间气溶胶的污染特征,介绍了灰霾期间气溶胶中金属元素、水溶性离子、有机碳和元素碳的浓度特征,以及颗粒物与能见度的相关性研究进展。指出:灰霾天气多发生在冬季,且气溶胶中PM2.5占的比重大;气溶胶污染与地理环境、气候条件、经济发展水平等有密切关系;水溶性离子多集中在PM2.5中;能见度的下降与气溶胶特别是细颗粒物有很大关系。提出目前灰霾研究中主要存在3大问题:一是对灰霾期间气溶胶中含有的有机物类别及其对不同季节发生灰霾的贡献率仍需进一步研究;二是灰霾期间气溶胶中有机物的形成机理尚不明确;三是不同源排放的气溶胶对灰霾形成的贡献率有待探讨。建议系统地开展大气细颗粒物有害成分的鉴定、源排放颗粒物的物理化学特性、扩散过程中各种物质间的反应和转化等方面的研究,为大气污染防治法规的制定提供依据。     

武汉地区沙尘天气气溶胶粒径分布特性研究

通过利用湖北省大气复合污染自动监控预警中心的振荡天平法颗粒物监测仪、光散射法气溶胶粒径谱仪,对武汉地区一次典型沙尘天气过程中记录的不同粒径气溶胶颗粒数量浓度、相对质量浓度进行研究。结果表明,在武汉地区沙尘天气过程中,粗颗粒显著增多,而细颗粒显著减少,这与部分研究发现的沙尘天气过程中粗颗粒与细颗粒共同显著增多的结论有所不同。粒径谱仪分析显示,大于PM5颗粒的增多对粗颗粒浓度增加有显著贡献,而小于PM0.5颗粒的减少则对细颗粒浓度降低有主要贡献,这可能是武汉地区沙尘天气过程颗粒物的变化特点。     

广州市灰霾期PM10的化学组成对能见度的影响

采集广州市大气可吸入颗粒物(PM10)样品,并分别对冬、夏两季灰霾和非灰霾期PM10中有机碳(OC)、元素碳(EC)和水溶性离子进行分析。广州市灰霾期大气PM10中的主要化学成分按质量浓度大小排序为OC>NO3->SO24->NH4+>EC(非灰霾期则依次为OC>SO24->EC>NH4+>NO3-),其质量浓度分别为非灰霾期的4.7、12.5、3.7、3.2和2.3倍。相关性分析表明,灰霾期总碳[TC(OC+EC)]及NO3-的质量浓度对大气能见度的降低起主要作用,而非灰霾期则主要是TC和SO24-。     

基于多源资料的徐州地区气溶胶时空变化特征

综合利用AERONET、MODIS、CALIPSO、MERRA-2气溶胶反演产品和CHAP PM_2.5产品,对徐州地区2014—2020年的气溶胶光学特性水平和垂直分布、气溶胶组分和PM_2.5质量浓度的时空变化进行了综合分析。分析AERONET数据发现,徐州地区气溶胶光学厚度(AOD,550nm)夏季最高,其次为春季和秋季,冬季最低,而波长指数(AE)则相反;季节平均AOD和AE分别为0.53~0.71和1.11~1.33;2014—2018年平均AOD为0.70~0.47,呈显著下降趋势。粒子谱呈双峰分布,且季节差异显著,其中春夏季主导粒子分别为粗、细粒子,秋冬季的粗、细粒子浓度相当。粒子有效半径在春季最大、夏季最小。冬季单次散射反照率(SSA,440~1 020 nm) 最小,气溶胶吸收光学厚度(AAOD,440 nm) 最大,而夏季相反。气溶胶直接辐射强迫 (ARF) 与AOD呈显著正相关,大气层底部ARF对AOD的变化更敏感,且其辐射强迫效率 (ARFE) 与SSA有较强负相关。分析CALIPSO气溶胶廓线发现,冬春季气溶胶消光系数随高度减小的趋势更显著;受边界层高度影响,夏季气溶胶消光系数随高度减小的趋势显著减缓。近地面气溶胶消光系数有逐年减小趋势,其中冬春季的下降更显著。分析MODIS AOD空间分布发现,AOD总体呈市区高、周边地区低的分布特征。徐州全域AOD年均值呈下降趋势,其中市区下降最快,年下降率约为-0.12。从CHAP PM_2.5空间分布来看,徐州西北部PM_2.5最高,所有区域均呈下降趋势,其中冬季下降幅度最大,年下降率为-6 μg/m³。从MERRA-2再分析资料来看,颗粒物柱质量浓度中沙尘占比最大,其次为硫酸盐。颗粒物柱质量浓度总体呈逐年下降趋势,年下降率为-0.29 mg/m²,其中沙尘气溶胶下降最大。     

日本核泄漏期间南京地区空气中放射性气溶胶的监测和评价

在日本“3.11”大地震核泄漏期间,对南京地区空气中气溶胶开展了超大流量快速采样,利用高纯锗γ谱仪对采集到的气溶胶样品进行放射性核素识别和浓度分析.监测结果表明,气溶胶取样中存在极微量的人工放射性核素131 I,137Cs和134Cs,初步确认其来自日本福岛核事故.经分析,气溶胶中的人工放射性核素不会对环境和公众健康造...     

能见度分级约束下的大气气溶胶光学厚度特征

利用ＰＩＳ太阳光谱仪观测了北京地区１９９３年３月—１９９５年３月晴天和少云天气的太阳直接辐射光谱,波长范围为０．４０－１．０４μｍ。光谱分辨率１．２５ｎｍ,共有１０６４组数据。观测期间,将地面能见度分为五级。由太阳直射谱获得了各能见度下大气气溶胶光学厚度谱。研究表明,北京地区大气气溶胶光学厚度虽然其总体季节统计规律为春夏大,秋冬小,然而,当加入能见度分级约束后,各能见度下气溶胶光学厚度的季节变化,近于消失。这表明少数“反常”垂直结构不影响能见度分级的平均结果。而不分级的光学厚度季节起伏主要由各季节的几率能见度决定。文中还把年平均五种能见度下的光谱光学厚度与ＬＯＷＴＲＡＮ模式作了对比。由光学厚度谱反演出了气溶胶粒子谱分布,为建立我国北方局地气溶胶模式构造了基本框架     

灰霾期间武汉城市区域大气污染物的理化特征

利用湖北省大气复合污染自动监测站2013年的全年监测数据,分析了灰霾期间武汉城市区域大气污染物的理化特征。霾日主要出现在春季、秋季和冬季。霾日与非霾日大气污染物质量浓度和气象参数的对比分析结果显示:高湿度、静风是武汉城市区域霾日的重要气象特征;PM1、PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、CO、NH3的质量浓度,SOR、NOR值以及PM_(2.5)中的二次无机离子(SO2-4、NO-3、NH+4)和部分元素(Pb、Se、Cd、Zn、K)的质量浓度均在霾日明显高于非霾日,而霾日SO2质量浓度仅在冬季略高于非霾日。选取2013年1月的连续灰霾日进行相关性分析,结果表明:污染组分主要来自当地排放(包括直接排放和二次形成),并受当地气象条件影响。此次灰霾过程中PM_(2.5)中的硫酸盐和硝酸盐主要来自气相反应,气态NO_2主要生成了气态HNO_3,而不是HNO_2。     

深圳大运会期间环境控制措施对气溶胶特性的影响分析

利用全自动太阳辐射计,对深圳世界大运会主场馆附近大气特性开展了连续观测(2011-08-11-2011-09-03)。获得了大运会期间(12 d)和大运会后(11 d),气溶胶光学厚度(AOD)等参数的变化情况,并对气溶胶光学和微物理特性进行了分析。结果表明,大运会期间440 nm处的AOD平均值为0.273,大运会之后的AOD平均值为0.983,大运会期间较大运会之后AOD平均值有显著降低。粒子谱分布等气溶胶微物理特性参数的分析还表明, AOD降低主要是由于细粒子含量的减少,说明环境控制措施对于空气质量产生了较好的改进效果。     

长三角卫星气溶胶光学厚度的空间插值研究

以长三角为研究区域,从数据采样密度、实测数据和空间分布等方面探讨空间插值方法插补气溶胶光学厚度(AOD)的适用性。研究结果表明,随着采样密度降低,AOD空间插值结果与原始影像的拟合优度R²呈幂函数递增,拐点在5%附近,自然邻域插值法表现最好;插值后卫星AOD有效数据天数比例提高到约70%,相关系数R>0.8,年均值由0.48升高到0.66,从西北往东南逐渐减低。标准差由0.27升高到0.38,从北往南逐渐降低;有效数据天数比例随降水量由南到北递减呈现相反递增趋势,水面和山地有效数据天数比例低。数据采样密度为5%时,插值结果与原始影像的空间自相关、标准差和均值的相关系数分别为0.74、0.73和0.69。     

云南省气溶胶光学厚度时空变化特征的遥感研究

利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)的气溶胶产品研究云南省气溶胶光学厚度(AOT)的时空变化特征。研究结果表明:在长时间尺度上,区域月平均AOT没有明显的增长趋势,年平均值大约为0.19,反映了人为活动排放进入大气的气溶胶没有明显的增加;月平均AOT的变化呈双峰分布特征,2个峰值分别出现在3、8月,AOT大约为0.35±0.08和0.31±0.05,5月出现明显的谷值(0.20±0.03),AOT减少的原因可能是该地区降水增多,大量的降水可以清除大气中的气溶胶粒子,最小值常出现在1月或12月,AOT大约为0.09±0.02。在空间上,云南省AOT普遍较低,年平均值的空间分布为0~0.4,低值区出现在西北部的迪庆州、怒江州和丽江市;AOT高值区分布在云南省的南部和东北部地区,3月AOT值最大可达0.80以上,南部和北部差值达到0.60以上,8月AOT的高值区主要出现在中部的玉溪市红河州北部、玉溪市和昆明市。云南省AOT北高南低分布格局的原因主要是北部地区人为气溶胶排放较少,另外,由于地形的影响,北部地区风速较大,气溶胶停留在大气中的时间较短,AOT较小。     

常州城区秋冬季黑炭气溶胶的浓度变化特征

根据常州市2012年9月-2013年1月的黑炭气溶胶（Black Carbon,以下简称BC）在线监测数据及常规气象资料,分析了BC在秋冬季不同时间段的变化特征及气象要素对BC的影响。结果表明,常州秋冬季BC平均值为5．17（1．48～17．02）μg／m^3,主要集中在1．00斗μg／m^3～7．50μg／m^3,冬季较高于秋季,小时均值最大值达33．87μg／m^3;BC本底值为3．50μg／m^3;1月份BC日均值变化幅度最大,发生高污染的频率最高。Bc的日变化具有明显的双峰结构,一天中最大浓度多出现在上午06：00-09：00,特殊天气条件下,BC小时值存在不同的分布情况;BC在不同风向的输送条件下有明显的不同,偏东北方向过来的气团易造成BC高污染。     

Comparison of EC and BC and evaluation of dust aerosol contribution to light absorption in Xi'an, China

The concentrations of EC, BC and dust aerosols were determined for atmospheric samples collected from an observation station in Xi'an, China. The results show that the averaged correlation coefficient between EC and BC was founded to be 0.72 with 0.81 (n = 49) in autumn, 0.70 (n = 112) in winter and 0.69 (n = 57) in spring, respectively. Absorption coefficients of dust aerosol were estimated to be 2.7 m² g⁻¹ in autumn and 4.4 m² g⁻¹ in winter. The comparison of absorption coefficients of dust aerosol with those of BC implies that BC is the principal light-absorbing aerosol over Xi'an atmosphere. By combining thermal analysis of elemental carbon and dust contents in the aerosol samples, however, the fraction of dust absorption to total light absorption is estimated to be 19% in autumn and 31% in winter, respectively.     

霾污染对输变电设备外绝缘影响的研究进展

为了研究霾污染对电力安全的影响,综述了近年来国内外针对霾污染对输变电设备外绝缘影响的研究进展,总结了影响输变电设备外绝缘的霾天气指标,霾对外绝缘运行状态的危害和绝缘子沉积吸附的研究。展望了大气颗粒物在绝缘子沉积的外场综合观测,霾颗粒沉积物的实验室物理化学分析以及沉降过程的数值模型等亟待解决的问题。     

上海城区交通干道黑碳污染调查

采用设置在上海市中心城区交通主干道旁空气质量自动监测站2018年1—12月的观测数据,分析黑碳气溶胶(BC)污染特征及其与PM_(2.5)、SO_2、NO_x、CO、O_3、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和气象参数的相关性。结果表明,观测期间内,BC小时均值为(3 038±22) ng/m~3,ρ(BC)在ρ(PM_(2. 5))中占比为(11. 48±0. 12)%。日内ρ(BC)变化呈双峰型,各月份之间ρ(BC)变化不大。ρ(BC)与风速呈负相关,与PM_(2. 5)、NO_x、CO、苯、甲苯、乙苯和二甲苯呈正相关。     

大连市区大气气溶胶的无机化学特征分析

通过对大连市的两个采样点从2002年4月至12月三个期间的气溶胶的三种粒径的采样分析,结果表明,大连市区气溶胶中PM10质量浓度约占TSP的50%,PM2.5质量浓度约占TSP的30%;8种可溶性离子在不同粒径气溶胶中所占的比例,随着粒径的减小而增大,冬季的SO42-、NO3-、NH4 在各种粒子中含量高于夏季,沙尘暴期间各种可溶性离子在不同粒径颗粒物中的含量较低;11种常见元素在细粒子中的含量比粗粒子中的含量高,春季各种粒子中的元素含量要高于冬季.     

2021年苏州黑碳气溶胶浓度特征及来源解析

于2020年12月1日—2021年11月30日利用7波段黑碳仪（AE-31）观测苏州地区黑碳（BC）浓度变化特征,并使用黑碳仪模型和后向轨迹模型分析BC排放来源和潜在源区。结果发现,苏州地区BC年平均质量浓度为（1.29±0.64）μg/m³,冬季BC质量浓度最高,为（1.61±0.89）μg/m³,秋季为（1.34±0.61）μg/m³,春季为（1.23±0.48）μg/m³,夏季最低,为（1.03±0.43）μg/m³。各季节工作日、非工作日BC质量浓度日变化均呈早晚双峰分布规律。BC质量浓度与风速、气温、降水量呈负相关,与相对湿度相关性并不显著。黑碳来源解析结果表明,相比于固体燃料（如煤和生物质燃烧）,液体燃料（如交通排放）对苏州BC质量浓度的贡献在各季节均占主要地位（74.2%～76.3%）,且夏季最高,冬季最低。同时,后向轨迹模拟和浓度轨迹权重分析的潜在源区结果显示,与本地污染相比,影响苏州地区BC的更多为输送型气团;各季节BC的潜在源区也稍有差异,主要以西南方向的影响为主。     

气溶胶中的微小粒子计数技术

分析了单个微粒的光能和粒径之间的关系。鉴于单个颗粒的散射光信号很弱 ,提出在激光器的内腔测量小粒径颗粒。实践证明 ,该方法对较小粒径的颗粒检测有效。     

遥感技术在灰霾监测中的应用综述

介绍了灰霾遥感监测的基本原理,论述了基于图像变换的TC法、HOT法和基于反演气溶胶光学厚度的灰霾遥感监测技术,以及造成灰霾天气的秸秆燃烧遥感监测方法.指出卫星遥感技术可以提供大尺度、长时间序列的污染物时空分布特征和变化趋势,以及全球性的大气环境综合遥感数据,是灰霾监测与综合治理的重要途径.     

冬季南京城区气溶胶化学组分和吸湿性观测

大气气溶胶的吸湿特性改变了颗粒物的粒径、光学性质、云凝结核活性,进而对大气能见度、地面辐射强迫和人体健康产生重要影响.针对长三角腹地城市南京重污染天气频发现象,笔者使用吸湿串联电迁移差分分析仪(H-TDMA)结合在线气体组分及气溶胶监测系统(MARGA)和相关气象数据对冬季南京城区气溶胶吸湿增长特性进行外场观测研究.结...     

Aerosol characteristics and surface radiative forcing components during a dust outbreak in Gwangju, Republic of Korea

Atmospheric surface aerosol radiative forcing (SARF) ΔF, forcing efficiency ΔF_e and fractional forcing efficiency ΔFF_e evaluated from cloud-screened narrowband spectral and thermal-offset-corrected radiometric observations during the Asia dust outbreak episodes in Gwangju, Republic of Korea are reported in this study. Columnar aerosol optical properties (aerosol optical depth (AOD), τ _aλ, Angstrom exponent α, mass concentration of fine and coarse mode particles) were also reported for the station between January 2000 and May 2001 consisting of 211cloud-free days. Results indicate that majority of the AOD were within the range 0.25–0.45 while some high aerosol events in which AODs ≥ 0.6 were observed during the severe dust episodes. For example, AOD increases from annual average value of 0.34 ± 0.13 at 501 nm to values >0.60 during the major dust events of March 27–30 and April 7–9, 2000, respectively. The α _{501–870 nm} which is often used as a qualitative indicator of aerosol particle size had values ranging from 0.01 to 1.77. The diurnal forcing efficiency ΔDF_e at Gwangju was estimated to be −81.10 ± 5.14 W m ⁻²/τ _{501 nm} and −47.09 ± 2.20 W m ⁻²/τ _{501 nm} for the total solar broadband and visible band pass, respectively while the fractional diurnal forcing efficiency ΔFDF_e were −15.8 ± 0.64%/τ _{501 nm} and −22.87 ± 1.13%/τ _{501 nm} for the same band passes. Analyses of the 5-day air-mass back trajectories were further developed for Gwangju in order to classify the air-mass and types of aerosol reaching the site during the Asia dust episodes.