河南省2014-2020年PM2.5浓度时空分布特征及气象成因分析

利用2014—2020年河南省18个地级城市空气质量监测资料和气象数据，运用空间自相关分析、ArcGIS制图及相关性分析等方法，从时空分布特征上揭示河南省PM_2.5污染特征，并分析其气象成因。结果表明：河南省2014—2020年PM_2.5年均浓度为40～100μg/m³,总体呈递减趋势。PM_2.5浓度季节分布特征为冬季>秋季=春季>夏季。河南省2019年和2020年PM_2.5污染空间分布存在显著自相关，污染程度严重的地区主要是中部和东北部地区。冷热点分析发现，热点城市为濮阳、安阳、济源、郑州、新乡、焦作、鹤壁，冷点城市为信阳、驻马店、周口。PM_2.5在年尺度上与气压、气温、相对湿度、风向、风速、能见度显著相关，其中，与气温相关性最高，相关系数为-0.424。当相对湿度处于90%以下时，PM_2.5浓度与相对湿度呈正相关；而在相对湿度超过90%之后，PM_2.5浓度下降至70μg/m³...     

重庆市北碚区空气质量改善效果评估分析

基于2014—2020年重庆市中心城区北碚区环境监测数据及地面观测气象要素，分析了北碚区大气污染特征，利用KNN算法建立大气污染的评估模型，对空气质量改善效果进行评估。结果表明，重庆市中心城区北碚区的PM_2.5浓度逐年呈明显下降趋势，O₃浓度除夏季有一个弱的下降趋势外，其余3个季节和年平均值整体均呈上升趋势。全年以优良天气为主且呈增加趋势。O₃与气温、日照时间呈正相关，与相对湿度呈负相关性，PM_2.5与气温、降水及风速呈负相关。基于KNN算法对空气质量改善状况评估表明，减排对O₃污染平均贡献率在-4.7%左右，对PM_2.5污染平均贡献率为-52%,气象条件对O₃污染的平均贡献率在17%左右，对PM_2.5污染的平均贡献率在-7%左右。该大气污染评估模型能够有效地评估空气改善效果。     

襄阳市秋冬季PM2.5污染特征及潜在源区分析

为了解襄阳市秋冬季PM_2.5的污染特征及来源，基于2020年11月至2021年1月在线监测数据，对PM_2.5质量浓度、气象因素、化学组分、来源及潜在源区进行了分析。结果表明，襄阳市秋冬季污染天首要污染物均为PM_2.5,且随污染程度加重，PM_2.5与PM₁₀质量浓度比呈上升趋势，二次颗粒物的形成对PM_2.5的贡献更高。在PM_2.5化学组分中，水溶性离子占比最大，随着污染程度加重，二次离子(SNA)快速增长，二次离子的生成转化是污染的重要成因。轻度、中度污染时，湿度高、风速小、气温低，有利于污染的积累，重度污染时湿度大、风速回升，有利于上游污染的输送与二次转化。PMF模型解析出襄阳市PM_2.5主要来源及贡献率为二次源58.0%、工业企业源22.6%、机动车源10.7%、扬尘源8.7%。襄阳市潜在源区主要分布在河南省中北部、河北省南部、山东省西部、安徽省北部、江汉平原东部及南部区域，极少量分布在襄阳区域，长距离区域传输...     

成都气象要素等级对大气污染的改善作用研究

为找到对成都空气质量有改善作用的气象要素等级，量化成都气象条件对大气污染物的影响，对2015—2018年成都环境监测站空气质量监测数据和温江国家气候观象台同时段的气象观测资料进行了研究分析。结果表明：(1)成都中部地区的空气质量污染较为严重，全年主要以PM_2.5和O₃污染为主，占比达75%,2015—2018年成都的PM_2.5污染呈下降趋势，而O₃污染虽有所波动但没有显著改善。(2)PM_2.5持续重污染过程中，过去12 h降水量和过去24 h降水量均大于1 mm,均为有效降水，大于2.5 mm对PM_2.5污染的改善作用显著增强；相对湿度低于70%对中度及以上PM_2.5污染的改善作用同步增加，低于40%对轻度PM_2.5污染的改善作用较为明显，优良天气的发生概率显著增加；风速大于1 m/s时PM_2.5浓度随风速的增大而减小，大于2 m/s对PM_2.5浓度的改善作用显著加强。...     

苏州大气颗粒物PM2.5和PM10质量浓度异常“倒挂”现象的成因及影响分析

为深入研究PM_2.5和PM₁₀质量浓度异常“倒挂”现象的成因及影响，在苏州市相城区国控点开展比对监测分析，回顾性分析了2016—2020年苏州全部国控点颗粒物浓度数据。苏州市相城区国控点PM_2.5浓度的比对分析结果表明：该国控点频繁出现PM_2.5浓度高于其他国控点PM_2.5浓度和高于该站点PM₁₀浓度(“倒挂”率高达34%)的“双高”现象，PM_2.5平均浓度比其他9个国控点高12.5%～37.2%,比位于同一站点的备用监测仪器(“倒挂”率为0)高38.1%。2016—2020年，苏州全部国控点“倒挂”时间的总体趋势都是逐年递增，且集中发生在相对湿度较高的20:00至次日07:00。这5年间各国控点PM_2.5浓度异常偏高导致的异常“倒挂”现象对全市年均浓度产生的正误差分别为1.6%、2.8%、6.0%、6.2%和4.1%,基本呈现出逐年递增的趋势。上述结果表明：苏州PM_2.5浓度偏高是由动态加...     

广州市城区站点冬季PM2.5时间变化及碳氮同位素组成特征

于2018年冬季在广州城区磨碟沙站点开展细颗粒物(PM_2.5)样品采集，并获得PM_2.5中水溶性离子、含碳组分、稳定碳氮同位素的组成及时间变化特征，重点讨论了PM_2.5浓度升高时段的化学组成特征变化，进而利用稳定碳氮同位素变化特征探究了主要污染来源。结果表明：采样期间，研究站点PM_2.5平均质量浓度为22.1μg/m³,共出现两个PM_2.5浓度水平升高时段，所对应的平均质量浓度分别达46.0μg/m³和63.0μg/m³。风速降低、温度升高等不利气象条件是导致上述时段PM_2.5浓度上升的重要原因。在上述时段，伴随着PM_2.5浓度的升高，NO^-₃和NH⁺₄浓度均出现显著升高，NO^-₃与SO^2-₄的摩...     

基于KZ滤波法的江淮地区PM2.5浓度变化影响分析

基于2018—2020年合肥、芜湖和马鞍山3个城市国控站点的PM_2.5逐日监测数据和同期地面气象观测资料，利用Kolmogorov-Zurbenko(KZ)滤波对PM_2.5日浓度的原始时间序列进行分解，获取短期分量、季节分量和长期分量，并进行多元线性逐步回归构建各分量与气象因子的模型，最后依据短期分量和基线分量的回归模型和残差分析，对序列进行重建，获取消除气象条件影响的PM_2.5长期分量。KZ滤波分析结果表明：2018—2020年气象条件对江淮区域PM_2.5污染改善影响存在波动，在2018—2019年为负贡献，而在2020年秋冬季则变为正贡献；江淮地区3个城市2018年和2020年PM_2.5修正后的长期分量均值表明气象条件对各市PM_2.5改善影响存在差异较大，气象条件对合肥PM_2.5改善的贡献仅为1.0%,芜湖为7.8%,马鞍山为21.0%;NAQPMS数值模式情景分析结果显示，减排措施对江淮之间PM_2.5浓度改...     

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...     

基于复合LSTM模型的PM2.5浓度预测

在对淄博市19个空气质量监测站点监测数据进行分析后，提出了一种基于机器学习的复合模型——灰色关联度分析(GRA)-改进的完备总体经验模态分解(ICEEMD)-长短期记忆网络(LSTM)模型。通过分析淄博市2019年大气污染物和气象数据，选用LSTM模型预测PM_2.5浓度。由于传统单一模块机器学习模型具有训练时间较长和预测精度较低的问题，提出了复合LSTM模型。该模型由3部分组成：GRA,用于PM_2.5浓度影响因素变量筛选；ICEEMD,用于PM_2.5分解、分量筛选和原始大气污染物及气象数据处理；LSTM,用于PM_2.5浓度预测。预测结果表明：淄博市中部丘陵地带PM_2.5浓度高于南部山区和北部平原，东部高于西部；淄博市逐月PM_2.5浓度呈“U”形分布，1月最高，8月最低；淄博市PM_2.5浓度受PM₁₀和CO影响较大，受湿度和温度影响较小。对比单一LSTM模型和GRA-LSTM模型，GRA-ICEEMD-LSTM模型...     

漯河市一次秋季典型PM2.5和O3复合污染过程中挥发性有机物污染特征分析

基于漯河市大气灰霾站在线观测数据，分析2022年10月12—19日PM_2.5-O₃复合污染过程中VOCs的污染特征及来源，以期判别复合污染过程中需要优先管控的VOCs物种及来源，为PM_2.5和O₃协同管控提供依据。结果表明：污染期间VOCs平均质量浓度(96.7μg/m³)显著高于污染前(49.4μg/m³)和污染后(54.8μg/m³),以烷烃和卤代烃占比较高；整个污染过程中质量浓度较高的物种包括乙醛、乙烷、丙烷、异戊烷、氟利昂-12、二氯甲烷、甲苯、苯、一氯甲烷、氟利昂-11、正丁烷和1,2-二氯乙烷；污染期间正丁烷、异戊烷、丙烷、二氯甲烷、一氯甲烷和苯的质量浓度增幅均超过100%。漯河市VOCs的O₃生成潜势(OFP)以OVOC和烯烃占比较高，二次有机气溶胶生成潜势(SOAp)以芳香烃占比最高。OFP贡献较高物种为乙醛、乙烯、甲苯和丙烯，SOAp贡献较高物种为甲苯、苯、间、对二甲苯、乙苯和邻二甲苯；污染期间...     

北京地区不同季节PM2.5和PM10浓度对地面气象因素的响应

利用2013年1月—2014年12月北京地区PM_(2.5)和PM_(10)监测数据和同期近地面气象观测数据,采用非参数分析法(Spearman秩相关系数)研究了北京地区PM_(2.5)和PM_(10)的浓度对不同季节地面气象因素的响应。结果表明:北京地区大气颗粒物浓度水平具有明显的季节特征,冬季大气颗粒物污染最严重,夏季最轻。不同季节影响颗粒物浓度水平的气象因素各不相同,其中风速和日照时数为主要影响因素。PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度对气象因素变化的响应程度也有较大区别,PM_(2.5)/PM_(10)比值冬季最高,PM_(2.5)影响最大,春季最低,PM_(10)影响最大。这些结论可对制订科学有效的大气污染控制策略提供参考。     

基于GIS的烟台市PM10时空分布与气象因素分析

以2006-2010年的烟台城区PM₁₀监测数据及同期烟台市气象数据为依据,采用ArcGIS分析其时间、空间分布,研究几种气象因素对PM₁₀分布的影响。发现PM₁₀浓度呈现出春、冬季较高,夏、秋季较低的变化趋势,但各区域PM₁₀的变化有一定的不同。在空间上,PM₁₀表现出了一定的污染集中性,且其污染的中心随季度不同会出现移动。烟台城区内PM₁₀浓度分布与风速、湿度具有一定的相关关系,而与气温的关系为非线性。     

杭州秋冬季PM2.5污染特征分析

为研究杭州PM_2.5污染来源特征，利用2013—2019年杭州市PM_2.5监测数据和气象观测数据，分析了杭州市2013—2019年PM_2.5浓度变化，选取本地积累型和输入型2种PM_2.5污染过程，结合单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪（SPAMS）和在线离子色谱数据，探讨杭州市PM_2.5化学组分和污染来源。结果表明：每年秋冬季（11月至次年3月）杭州以东北风、西北风及偏南风为主，风速低于4 m/s时，大气扩散条件差，受本地污染物积累影响，PM_2.5浓度容易出现超标；风速较大且为东北风和西北风时，受上游污染输入影响，易出现PM_2.5重度污染。本地积累型和输入型案例中，PM_2.5化学组分中占比最大的为NO₃^-、SO₄^2-和NH₄⁺；PM_2.5浓度上升过程中，二次NO₃^-和SO₄^2-转换率明显上升，其中NO₃^-上升更为显著，二次气溶胶污染严重。2次案例中，PM_2.5来源贡献占比前3位均为机动车尾气源、燃煤源和工业工艺源，其中本地积累型PM_2.5浓度上升阶段，机动车尾气源占比会明显上升；输入型案例中，输入阶段机动车尾气源占比显著上升，燃煤源贡献也小幅上升。     

西宁市城区冬季PM2.5和PM10中有机碳、元素碳污染特征

2014年11月—2015年1月对西宁市冬季开展PM_(2.5)和PM_(10)的连续监测。利用DRI 2001A型热光碳分析仪(美国)对有机碳和元素碳进行分析,结果表明:西宁市冬季PM_(2.5)和PM_(10)中碳气溶胶所占比例分别为33.13%±6.83%、24.21%±6.27%,说明碳气溶胶主要集中在PM_(2.5)中;OC/EC值均大于2,说明西宁市大气中存在二次污染;SOC占PM_(2.5)和PM_(10)的质量浓度比例分别为46.50%和57.40%,PM_(2.5)中SOC浓度占PM_(10)中SOC浓度的61.88%,说明SOC主要存在于PM_(2.5)中,且SOC形成的二次污染和直接排放的一次污染都是西宁市碳气溶胶的主要来源;与其他城市比较发现,西宁市冬季PM_(2.5)中的碳气溶胶含量普遍高于其他城市,PM_(10)中OC质量浓度相对其他城市较高,EC质量浓度偏低;OC和EC的相关性不显著,说明来源不统一;进一步对OC和EC各组分质量浓度进行分析知,西宁市冬季碳气溶胶主要来源于机动车汽油排放、燃煤和生物质燃烧。     

宁波PM10中有机碳和元素碳的季节变化及来源分析

为了探讨宁波市大气颗粒物中浓度水平与季节变化,2010年1、5、8、11月分季节采集了宁波市大气中PM10样品,在宁波连续观测了PM10以及有机碳(OC)、元素碳(EC)的浓度变化,并探讨宁波全年各季碳气溶胶污染变化特征;PM10中OC和EC相关性较好,说明OC与EC的来源相同,各采样点PM10中OC/EC的各季均值大部分超过2.0,表明宁波空气中存在一定的二次污染。宁波秋季SOC占OC含量高于其他季节。从PM10中8个碳组分丰度初步判断宁波市颗粒物中碳的主要来源是汽车尾气、道路扬尘及燃煤。     

2021年青岛市一次PM_(2.5)和沙尘混合空气污染过程分析

以2021年3月青岛市空气自动站监测数据为依据,借助环境气象激光雷达、气溶胶激光雷达、在线离子色谱仪等技术手段,并利用后向轨迹模式(HYSPLIT)对青岛市一次PM_(2.5)和沙尘混合空气污染过程、气象条件、颗粒物组成以及传输路径等进行了综合分析。结果表明:静小风、湿度大、垂直方向逆温以及高空多次向近地面的污染物输送是第1阶段PM_(2.5)污染的主要原因,NO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)、NH^(+)_(4)浓度分别占水溶性离子浓度总和的51.7%,24.8%,22.4%,三者之和占ρ(PM_(2.5))的52.3%,机动车源、工业源和燃烧源贡献较大,其中尤以机动车源影响最显著;第2阶段各子站颗粒物浓度变化呈现明显的传输特征,PM_(2.5)中Ca^(2+)浓度升至第1阶段的6倍,沙尘源影响显著,污染气团主要来自蒙古国和我国内蒙古,前期由西北地区直接到达青岛,后期是经渤海湾、烟台到达青岛东南海域,最后回流至青岛;冷高压强度较弱导致近地面水平扩散条件不利,ρ(PM_(10))长时间维持在较高水平。     

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。     

空气自动监测中PM2.5与PM10 “倒挂”现象特征及原因

采用不同原理的自动监测仪器在不同季节同时测定PM2.5与PM10,对所得数据中的PM2.5与PM10"倒挂"现象进行分析。结果表明,当PM10采用振荡天平法时,PM2.5与PM10的"倒挂"率较高;冬季和夏季"倒挂"现象发生率明显高于其他季节;造成PM2.5与PM10"倒挂"的原因主要有监测过程中的随机误差,PM2.5与PM10的监测方法原理不同,监测方法之间存在显著差异等。