河源市城区春季PM_(2.5)典型污染过程案例分析

以河源市区2016年3月27日—4月4日污染过程为研究对象,基于同期气象条件与空气质量监测数据,分析了PM_(2.5)与气象因子间的相关性,探究河源市区PM_(2.5)污染变化特征。结果表明,3月30日河源市ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))和ρ(PM_(2.5))/ρ(CO)分别为0.87和0.08,明显高于其他时段,说明当天细颗粒物污染老化和二次转化程度突出。在此次污染过程的2个不同阶段,河源市ρ(PM_(2.5))波动受到多项气象要素共同影响,其中与气压先后呈现较强负相关(R~2=0.646 2)和不明显正相关(R~2=0.006 5),与气温呈现不明显正相关(R~2=0.008 4,R~2=0.033 9),与风速先后呈现弱负相关(R~2=0.105 2)和不明显正相关(R~2=0.072 9),与相对湿度先后呈现弱正相关(R~2=0.391 3)和弱负相关(R~2=0.176 9)。通过比较该时段河源市与周边城市的ρ(PM_(2.5))变化趋势及后向轨迹分析,发现河源市与周边城市在相似的气象背景条件下,PM_(2.5)污染主要来源于本地源排放和珠三角区域传输。     

珠海市PM_(2.5)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。     

连云港春季PM2.5中主要水溶性无机离子污染特征及来源解析

于2017年3月1日—5月31日监测分析了连云港市大气PM_(2.5)中主要水溶性无机离子质量浓度的日变化规律,以及与气象因子、PM10、PM_(2.5)相关性。结果表明,水溶性无机离子质量浓度与环境空气中NO_2、CO、PM_(10)、PM_(2. 5)显著相关,与气温、风速、能见度等呈负相关;日变化呈明显单峰型,峰值出现在08:00左右;水溶性无机离子季度均值为27. 2μg/m~3,占ρ(PM_(2.5))平均50%左右,ρ(NO_3~-)、ρ(SO_4~(2-))和ρ(NH_4~+)占ρ(水溶性无机离子)总85%以上;指出,SO_4~(2-)主要受远距离传输的影响,NO_3~-和NH_4~+主要受局地源的影响。     

苏州市一次PM_(2.5)污染过程分析及其来源解析

利用TEOM1405F型PM_(2.5)测量仪、MARGA水溶性离子在线分析仪和激光雷达对苏州市2016年8月24日—9月6日PM_(2.5)、水溶性离子和气溶胶垂直分布进行了观测,结合气象数据分析了水溶性离子的变化规律及其主要来源。结果表明,观测期间PM_(2.5)平均值为43.4μg/m3,与2014和2015年同期相比下降了42.9%和40.3%。总水溶性无机离子平均值为24.18μg/m~3,约占ρ(PM_(2.5))55.7%,其中ρ(SO_4~(2-))、ρ(NH_4~+)和ρ(NO_3~-)分别占ρ(总离子)的46.0%、25.8%、21.0%。夜间边界层降低,大气垂直扩散条件较差,是造成ρ(PM_(2.5))及ρ(水溶性离子)显著升高的主要原因。ρ(NO_3~-)/ρ(SO_4~(2-))为0.056~1.939,平均值为0.432,表明固定源(燃煤源)仍然是PM_(2.5)的主要来源;PCA方法表明苏州水溶性离子的主要来源于二次污染和燃烧源、海盐和土壤源以及地面扬尘、建筑尘。     

南京市城区PM2.5中化学组分演变特征

于2011—2017年在江苏省南京环境监测中心办公楼顶开展PM_(2.5)监测采样,分析其样品中OC、EC、水溶性离子和20余种无机元素等组分演变特征。结果表明,NO3-、SO24-、NH4+、OC、EC等是PM_(2.5)的主要组分,且大部分组分值随ρ(PM_(2.5))降低呈下降趋势; OC在2016—2017年成为占比最大的组分;ρ(NO_3~-)/ρ(SO_4~(2-))由0. 9上升至1. 3,ρ(OC)/ρ(EC)由3. 2上升至3. 6,均呈持续上升趋势;机动车污染和有机碳污染明显加重,南京大气污染类型从传统煤烟型污染向煤烟型与氧化型污染共同主导的复合型污染转变; K~-、Cl~-、SO_4~(2-)等水溶性离子和痕量元素K、Al、Ca、Na、Mg等值持续下降,说明工业污染减排、燃煤总量控制和污染治理、扬尘管控和秸秆禁烧效果显著。     

上海浦东新区城区大气PM_(2.5)中水溶性离子污染特征研究

为研究大气中细颗粒物(PM_(2.5))在中低浓度水平下的污染特征及来源,于2018—2020年在上海市浦东新区采用在线气体组分及气溶胶监测系统对大气ρ(PM_(2.5))及其水溶性离子的质量浓度进行了在线连续观测。结果表明,2018—2020年ρ(PM_(2.5))变化总体均呈现冬季较高,春、秋季其次,夏季较低的特征。PM_(2.5)中水溶性离子组分按质量浓度大小排序为:ρ(NO_(3)^(-))>ρ(SO_(4)^(2-))>ρ(NH_(4)^(+))>ρ(Cl^(-))>ρ(K^(+))>ρ(Na^(+)),SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)(SNA)占总离子浓度的94%以上,占PM_(2.5)的52%以上,是影响PM_(2.5)的重要组分。Cl^(-)约占3%,Na^(+)和K^(+)占比均<1%。NO_(3)^(-)离子浓度随季节变化程度最大。春季颗粒物明显表现为弱酸性,冬季颗粒物则呈现出向弱碱性发展的态势,全年总体基本呈中性。通过离子平衡计算,SNA在大气中主要倾向于以(NH_(4))_(2)SO_(4)和NH_(4)NO_(3)的形式存在。SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)相关性较高,Cl^(-)和K^(+)相关性较高,具有同源性。硫氧化率(SOR)与氮氧化率(NOR)均>0.1,SO_(2)和NO_(2)的二次转化程度较高。机动车尾气排放及其引起的二次粒子和区域输送已经成为观测期间内PM_(2.5)的主要来源。     

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。     

荒漠草原无林地PM2.5、PM10时间变化特征及与气象因素的关系

选取荒漠草原无林地的PM_(2.5)、PM_(10)浓度以及气象因子数据,对颗粒物浓度的时间变化特征及其与气象因子的关系进行分析。结果表明:(1)1月的PM_(2.5)、PM_(10)月平均浓度最高,7月的PM_(2.5)与PM_(10)达到最低。季节尺度上PM_(2.5)、PM_(10)浓度变化为由大到小顺序依次为冬季秋季春季夏季。(2)风速≤4.0 m/s时,随着风速增加,PM_(2.5)、PM_(10)浓度不断降低;当风速4.0 m/s时,PM_(2.5)、PM_(10)浓度随风速增加而增加。PM_(2.5)、PM_(10)浓度与温度负相关。相对湿度≤50%时,随着相对湿度增加,PM_(2.5)、PM_(10)浓度呈增加趋势;相对湿度50%时,随着空气湿度增加,PM_(2.5)、PM_(10)浓度呈降低趋势。随着大气气压上升,PM_(2.5)与PM_(10)浓度随之增加。(3)不同季节的气象因子对PM_(2.5)、PM_(10)影响存在差异。     

武汉市秋季PM2.5中硫酸盐、硝酸盐理化特征及影响因素

为了解武汉市秋季PM_(2.5)中硫酸盐、硝酸盐理化特征,2016年9—11月利用热还原法在线连续监测分析系统对此进行了采样分析,并同步收集气象因子和离子色谱方法监测结果。结果表明,硫酸盐、硝酸盐的热还原分析方法与离子色谱法的相关系数分别为0.88、0.94;PM_(2.5)中硫酸盐、硝酸盐的水溶性部分占比达92.5%,难溶性部分为7.5%;空气质量为优、良和轻度污染时,硫酸盐、硝酸盐与PM_(2.5)的占比分别为45%、42%、45%;硫酸盐、硝酸盐在降水日和非降水日平均质量浓度分别为(19.6±18.5)μg/m~3和(31.0±9.1)μg/m~3;硝酸盐与硫酸盐的质量比为1.1,高于国内其他城市,与武汉市机动车保有量大幅增加有关。     

盐城市秋冬季节PM_(2.5)污染特征及来源分析

于2019年10月—2020年2月在盐城市开展大气PM_(2.5)离线监测,对PM_(2.5)的浓度变化、质量平衡、组分及来源进行了分析。结果表明,监测期间盐城市ρ(PM_(2.5))月均值为43.32～62.59μg/m~3,其中1月最高;监测期间ρ(PM_(2.5))平均值为54.25μg/m~3,质量重建后该值为52.38μg/m~3,与实测值的相关性达到0.98; PM_(2.5)占比最多的成分是硫酸盐、硝酸盐和铵盐(SNA); m(NO_3~-)/m(SO_4~(2-))的平均值为2.16,说明监测期间盐城市机动车相比固定源对NO_2和SO_2有更高的贡献;通过主成分因子分析,可知盐城市秋、冬季节PM_(2.5)主要来源于土壤和扬尘源、燃烧源以及二次无机源。     

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。     

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。     

一次强沙尘过程对江苏省空气质量的影响研究

2021年3月15—17日，江苏省自北向南经历了一次严重沙尘污染过程，在此期间对连云港和苏州2市的PM₁₀和PM_2.5质量浓度，以及退偏振比参数进行连续观测，结合后向轨迹（HYSPLIT）模型对沙尘气团来向进行分析。结果表明，本次沙尘过程起源于蒙古国南部，起沙之后自西北至东南传输，约24h后开始影响江苏省。受其影响，江苏省3月16日4市达重度污染，沙尘对苏北和苏南城市影响差异较大，连云港市PM₁₀质量浓度短时高达978μg/m³，近地面至高空2 km退偏振比值达0.3左右，沙尘特征较明显；苏州市受沙尘影响时间较连云港滞后约14 h，PM₁₀质量浓度峰值仅为155 μg/m³，以浮尘天气为主。     

PM1与PM2.5切割器性能与测试系统研究

切割器是PM_2.5监测设备的关键部件,其切割性能直接影响PM_2.5和PM₁等环境空气颗粒物质量浓度监测数据的真实、准确。该研究采用粒径范围为0.6~4 μm的聚苯乙烯微球(PSL)标准粒子、单分散气溶胶发生器、混匀(分流)装置和颗粒物数量浓度测量仪等仪器设备集成搭建了适用于PM₁和PM_2.5切割器性能测试的通用系统。测试结果表明:该系统发生的PSL粒子能够保持稳定的数量浓度,并在切割气路和非切割气路间具有较好的数量浓度一致性,能在3 h内快速完成一台切割器切割效率的测试。采用该系统测试了1种类型的PM₁切割器和3种类型的PM_2.5切割器的关键切割性能。结果显示:VSCC型PM_2.5切割器D₅₀分别为2.48、2.52、2.48 μm,σ_g1分别为1.20、1.23和1.15,σ_g2分别为1.21、1.21和1.16,各项关键性能指标均符合美国和中国相关环境保护标准规范的要求,且优于SCC型和URG型切割器。推荐使用VSCC型切割器开展环境空气中PM_2.5质量浓度的监测。SCC型PM₁切割器的D₅₀为0.91 μm,σ_g1和 σ_g2为1.20和1.18,结合其他相关研究,建议PM₁切割器D₅₀合格标准应为(1.0±0.1)μm,σ_g合格标准为不超过1.20。     

基于转置EKMA曲线的湖南省臭氧生成敏感性分析

基于湖南省2015—2020年夏秋季的污染物及气象观测数据，分析了臭氧（O₃）污染的时空特征和生成敏感性。湖南省中部和北部的O₃污染较为严重，且主要发生在9月，午后O₃峰值常与早高峰的NO₂浓度有较高的相关性。采用转置EKMA曲线方法探究了O₃在NO₂维度和VOCs反应活性维度下的生成敏感性。在 NO₂维度下，NO₂控制区和NO₂-VOCs过渡区的NO₂质量浓度为7 ~ 13 μg/m³，NO₂-VOCs过渡区和VOCs控制区的NO₂质量浓度为15~17 μg/m³。在VOCs反应活性维度下，当NO₂质量浓度大于10 μg/m³时，VOCs反应活性越高，O₃浓度越高。在高VOCs反应活性（30 ℃或以上）时，NO₂浓度每降低1 μg/m³，各区域的O₃质量浓度能降低约8 ~ 9 μg/m³。结合NO₂ 和VOCs反应活性2个维度，得出湖南省午后O₃生成以 NO₂控制区和NO₂-VOCs 过渡区为主，在晴天干燥和高温条件下，减排NO₂可有效降低O₃浓度。转置EKMA曲线方法为缺少长期VOCs观测的区域提供了研究O₃生成敏感性的新思路。     

基于WoS文献计量分析PM2.5研究现状

运用文献计量学的研究方法,以Web of Science(WoS)为数据源,利用Excel软件对1990—2015年发表的相关PM_(2.5)研究的文献进行数据统计与分析,从文献发表年代、主要发文国家/地区、研究机构、期刊分布、热点文献等方面采用定量、定性的方法揭示了目前世界PM_(2.5)的研究进展。结果表明,近10年关于PM_(2.5)研究发文量增长较快,PM_(2.5)研究全球关注度较高,美国无论发文量、总被引频次和H指数都远超过其他国家/地区,体现了美国在PM_(2.5)研究领域的主导地位;PM_(2.5)相关领域的研究机构主要集中在美国和中国(未包含港、澳、台地区数据);文献多发表在相关大气化学与物理学、环境、健康、气溶胶等领域的刊物上;当前研究热点由PM_(2.5)所引发全球关注的生态环境问题转入对人体健康的影响上,且国际合作研究成为发展趋势。中国自2006年以来PM_(2.5)的研究文献增速显著,发文量和累计被引频次位居世界第二,仅低于美国。     

连云港黑碳气溶胶污染特征研究

采用2016年大气多参数站监测数据,分析连云港市大气中ρ(黑碳气溶胶)的小时及月度变化规律,结果表明,观测期间,黑碳气溶胶与NO_2、CO、PM_(10)、PM_(2.5)显著相关,与风速、能见度等呈负相关;黑碳气溶胶年均值为2.10μg/m~3,日变化呈明显双峰型,峰值出现在08:00和21:00左右;从季节看,ρ(黑碳气溶胶)冬春季高、夏秋季低;在不利气象条件时,ρ(黑碳气溶胶)有所增高,通过模型分析化石燃料燃烧产生的黑碳占比增大,说明在不利气象条件时,化石燃料燃烧产生的黑碳是影响ρ(黑碳气溶胶)及ρ(颗粒物)上升的主要因素。     

山西省大气污染特征及对公众健康的空间影响

利用山西省11个地级市大气环境监测站的PM_2.5、PM₁₀和O₃浓度数据,分析了2015—2020年山西省PM_2.5、PM₁₀和O₃浓度时空变化特征,采用空间计量模型和岭回归方法,分析了空气污染对公众健康的空间影响。结果表明:PM_2.5和PM₁₀年均质量浓度总体下降,两者在2017年最高,2020年最低;O₃年均浓度总体增加。在季节尺度上,PM_2.5和PM₁₀质量浓度在冬季的12月和1月最高,夏季的8月最低;O₃浓度在6月最高。空间上,相较2015年,2020年山西省各地级市PM_2.5污染程度均有改善,其中长治改善效果最好;2020年山西各地级市PM₁₀污染兼有加重和减轻的情形,所有地级市PM_2.5和PM₁₀污染水平均超过国家二级污染浓度限值;2020年山西多数地级市O₃浓度升高。山西公众健康水平具有明显的空间离散特征,PM_2.5和PM₁₀浓度的局部空间自相关特征高度一致,呈现"南高北低"的格局,O₃浓度分布呈"南部高,中北部低"的格局。大气环境质量和经济发展水平均对医疗机构诊疗人数和健康体检人数的变化有正向影响,每万人卫生技术人员数量和公共财政支出比例对公众健康均有负向影响,其中经济发展水平和大气环境质量的影响最显著。山西省PM_2.5治理取得一定成效,但大部分城市PM_2.5和PM₁₀达标率较低,O₃浓度有持续升高的趋势,PM₁₀和O₃污染改善缓慢,深度减排仍面临挑战。PM_2.5和PM₁₀是危害山西公众健康的主要大气污染物,未来需要加强PM_2.5、PM₁₀和O₃的精细化管理及协同治理。     

北京城区降水对PM2.5和PM10清除作用分析

基于北京市PM_2.5和PM₁₀质量浓度、组分浓度以及降水数据，利用数理统计、相关性分析等方法分别从降水总量、降水时长和降水前颗粒物浓度3个角度研究降水对PM_2.5、PM₁₀的清除作用，同时以一次典型降水过程为例，具体分析降水对颗粒物的影响。结果表明：降水总量的增加有助于促进PM_2.5、PM₁₀的清除，随着降水总量增加，PM_2.5、PM₁₀的平均清除率提高，有效清除的比例增加；连续降水可增强对大气颗粒物的湿清除作用，连续降水达3d可有效降低PM_2.5、PM₁₀浓度；降水对PM_2.5、PM₁₀浓度的清除率和大气颗粒物前一日的平均浓度有较好的正相关性。降水对大气颗粒物的清除可分为清除、回升和平稳3个阶段，各个阶段大气颗粒物的变化趋势不同。降水对于大气气溶胶化学组分和酸碱性的改变具有明显作用，对于大气颗粒物各种组分的清除效果不完全相同。对于大气中OC、NO₃^-、SO₄^2-和NH₄⁺去除率较高，且这4种组分主要以颗粒态形式被冲刷进入降水中，加剧了北京市降水酸化程度。     

北京昌平某地冬季大气PM2.5元素污染特征分析

以北京昌平区某地大气PM_(2.5)和重金属污染状况为研究对象,应用射线法与XRF技术相结合的分析技术,对PM_(2.5)浓度和其重金属组分浓度进行同步监测,以重金属元素为污染物示踪因子进行污染特征分析。结果表明,监测期间该区域PM_(2.5)平均质量浓度达92μg/m~3,Ca、Fe、K元素含量较高。通过主成分分析该区域PM_(2.5)元素影响因素主要为工业和生活燃料燃烧、冶金工业废气、扬尘3类,贡献比分别为52.42%、26.82%、13.10%。