衡山地区酸性降水来源和成因的研究

运用大气物理和大气化学相结合的方法,通过对衡山气态污染物、大气气溶胶、云水和降水的同步综合观测和分析,探讨了衡山地区酸性降水的来源和成因,指出衡山地区的酸性降水与大气污染物的传输有关.     

庐山春季降水化学的研究

对庐山春季降水的化学组成进行了研究。庐山大气中SO₂、NO_X、NH₃、HNO₃浓度较低;降水酸化严重,所采样品的pH值全部小于5.6,最小pH值为3.71,平均pH值为4.26,降水中主要酸性物质是硫酸,而硝酸则占次要地位;云雾水组成高于降水,且酸度强于降水;对不同相态降水的比较表明,固相降水组成比雨水高2～6倍,但Ph值比雨水高0.6倍。根据研究结果推测,降水酸化是局地大气污染物的清除与酸性物质长距离输送共同作用的结果。     

上海市冬季几种典型天气下SO_2、CO污染与气象要素关系的分析

一、引言上海地处我国东南沿海。近几年来,随着经济的发展,废烟废气严重污染了城市大气。就年平均而言,冬季的污染比夏季严重。这是因为在夏季,城市下垫面受太阳强烈辐射加热,低层大气很不稳定,城市上空产生了较强烈的向地性对流,污染物很快被输送到高层大气中。同时,夏季的局地对流性降水较多,污染物受到降水的冲刷。因此,夏季的天气条件有利于污染物的稀释。相反,在冬季,不具备象夏季那样的有利于污染物稀释的天气条件,于是,常造成     

典型背景点降水化学组份的分析

在全球背景降水的三种类型背景点中，海洋型背景降水受海洋大气环流控制，化学组份来源于海洋气溶胶，内陆在海洋相间型背景降水的化学组份主要来源于海洋气溶胶与仙陆大气污染物，内陆型大气背景降水的化学组份则主要来源于杨法和内陆大气传输。     

四川西部山区土壤和大气有机氯污染物的区域分布

为研究持久性有机污染物（POPs）的长距离传输和边远山区POPs的区域分布与来源,于2005年10月—2008年4月在四川西部山区的卧龙自然保护区内沿巴朗山迎风坡1个海拔梯度（1 242～4 475 m）采集表层土壤和大气被动采样样品.对色谱-高分辨质谱（GC-HRMS）的数据分析表明,在卧龙山区2 800 m以上的高海拔地区,土壤和大气中HCB,HCHs和DDTs具有浓度低、分布均匀的特点,这可归因于大气长距离传输的贡献;在有人居住和活动的地区,也观测到HCHs和DDTs的浓度异常和污染情况.通过对有机氯污染物浓度水平、相对化学组成、浓度空间分布特征和季节变化等情况的综合分析,可以区分大气长距离传输和局地污染源排放2种源贡献.大气被动采样技术能够提供边远山区有机氯污染物大气浓度水平和时空分布的信息. 结合大气和土壤的现场数据,可以综合观测和表征山区环境有机氯污染物的浓度异常现象.      

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(Ⅰ)--空中气态污染物污染特征研究

为掌握致酸大气污染物SO2和NOx的空间浓度分布,并探讨上述污染物扩散、迁移和传输规律,进而研究其在酸性降水形成过程中的作用,在"八五"期间酸性降水的研究中,针对中国华北地区城市和工业集中以及SO2和NOx等酸性大气污染物排放量大的特点,以石家庄及其以东地区为飞行区域,进行了华北地区冬季空中SO2和NOx污染特征的航空测量.通过测定发现在华北地区1.5 km左右的空中存在着SO2和NOx高浓度污染空域,同时SO2存在着高浓度汇集区.     

1997~2011年北京市空气中酸性物质与降水组分变化趋势的相关性分析

依据北京市环境保护监测中心1997～2011年降水监测资料、大气环境质量监测资料,结合北京经济发展和能源结构变化,分析了酸雨前体物的排放与环境空气中酸性物质及降水中组分的相关性,为政府部门评定大气污染治理效果,制定未来防控政策和规划提供科学决策依据.研究表明,环境空气中NO2、NOx、SO2年均浓度显著相关,说明北京地区环境空气中氮与硫的来源基本相同,均来自化石燃料燃烧排放,这也是酸雨形成的根本原因.北京市大气中的污染物主要来自局地排放源,而降水中硫、氮的湿沉降量与环境空气中SO2、NO2、NOx浓度变化趋势的相关性较差,表明降水中各离子浓度受局地源和外来大气输送共同作用的影响.同时发现降水中硝酸根浓度与机动车数量呈现相同变化趋势,反映出机动车尾气排放的NOx与降水中硝酸根浓度增长密切相关.     

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(Ⅰ)——空中气态污染物污染特征研究

为掌握致酸大气污染物ＳＯ２ 和ＮＯｘ 的空间浓度分布，并探讨上述污染物扩散、迁移和传输规律，进而研究其在酸性降水形成过程中的作用，在“八五”期间酸性降水的研究中，针对中国华北地区城市和工业集中以及ＳＯ２ 和ＮＯｘ 等酸性大气污染物排放量大的特点，以石家庄及其以东地区为飞行区域，进行了华北地区冬季空中ＳＯ２ 和ＮＯｘ 污染特征的航空测量。通过测定发现在华北地区１－５ ｋｍ 左右的空中存在着ＳＯ２ 和ＮＯｘ 高浓度污染空域，同时ＳＯ２ 存在着高浓度汇集区     

北京2011年10月连续重污染过程气团光化学性质研究

于2011年10月份对北京市大气痕量气体、颗粒物及单颗粒组成进行了观测,分析了观测期间各项污染物的关系、单颗粒物物理化学特征及气团光学性质,并结合后向气流轨迹分析了污染物来源.结果显示,2011年10月份存在3次明显的重污染过程:第1次过程区域性特征明显,气团光化学年龄较长,主要来源于河北省和山西省交界处;第2次过程呈区域与局地性叠加特征,气团光化学年龄开始呈现缩短趋势,气团主要来源于河北省;第3次过程中局地特征较明显,气团光化学年龄较短,主要来源于京津及河北省中北部.     

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(I)—空中气态污染物污染特征研究

为掌握致酸大气污染物SO₂和NO_x的空间浓度分布,并探讨上述污染物扩散、迁移和传输规律,进而研究其在酸性降水形成过程中的作用,在“八五”期间酸性降水的研究中,针对中国华北地区城市和工业集中以及S0₂和NO_x等酸性大气污染物排放量大的特点,以石家庄及其以东地区为飞行区域,进行了华北地区冬季空中S0₂和NO_x污染特征的航空测量。通过测定发现在华北地区1.5km左右的空中存在着S0₂和NO_x高浓度污染空域,同时S0₂存在着高浓度汇集区。      

Acid deposition and its effects in China: an overview

Acid rain is an increasing environmental problem in China. At present SO₂ emission is about 20–22 million tons. However with a growing number of large power plants the long-range transport of air pollutants is expected to increase. The highest acid deposition is near the emission sources. Wind-blown, alkaline soil dust is important in neutralizing the acidity of the emissions, especially in large parts of northern China. In the south, where alkaline soil dust contributes less to acid neutralization, the annual pH in precipitation was below 4.5 at monitoring stations in several provinces and as low as 4.1 in some urban areas. Total sulfur deposition has been estimated to be about 10 g S m−² year⁻¹ in heavily exposed areas. Negative effects on forests, including die-back, have been reported for relatively small areas near large cities. Since large, regional surveys have not been carried out, there are large uncertainties about effects on a regional level. The high concentrations of gaseous pollutants, especially within and near the cities, are likely to have severe effects on human health as well as on materials and vegetation. Several field and laboratory studies, as well as computer simulations, indicate that acidification of soil and soil water has occurred in the past few decades. This has probably caused elevated concentrations of toxic aluminum in soil water. At present, the toxic effect of Al is likely to be counteracted by high concentrations of calcium at many places. The Chinese authorities have recognized air pollution and acid rain as serious environmental problems, however, there are difficulties in implementing effective measures to reduce the problems. With respect to ecological effects we lack a comprehensive regional overview of the extent of the acid deposition problem in China. Such information is necessary before effective countermeasures can be developed.     

中国沿海地区大气污染特征及其聚类分析

为识别我国沿海地区的大气污染分布特征,基于2015—2016年我国沿海12个省（自治区、直辖市）的115个地级以上城市ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（NO₂）、ρ（O₃）、ρ（CO）和ρ（SO₂）监测数据,在分析其时空分布特征的基础上,结合主成分分析和AIC（改进赤池信息准则）开展我国沿海地区大气污染聚类分析研究.结果表明:我国沿海地区颗粒物污染严重,其中70%和54%的城市未达到GB 3095—2012《环境空气质量标准》中ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）二级标准,ρ（PM_2.5）在空间上以浙江省金华市为界呈“北高南低”、金华市以北地区“西高东低”的分布特征;环渤海带及长三角地区ρ（O₃）处于相对较高水平,山东省中部ρ（SO₂）突出,最高值达71.3 μg/m3.根据6种大气污染物监测值,可将115个地级以上城市聚为3类:类Ⅰ包括河北省南部和山东省西部在内的21个城市,空间分布连续且相对集中,受本地源和扩散条件的影响,各项大气污染物质量浓度均处于较高水平;类Ⅱ包括辽宁省、山东省东部和长三角等地区的42个城市,各项大气污染物质量浓度较类Ⅰ有所降低,ρ（PM_2.5）降低（比类Ⅰ低34.2%）明显,更多表现为受工业和散煤燃烧影响的SO₂污染,和受海运船舶和陆路交通源影响的NO₂污染;类Ⅲ包括福建省、广东省和广西壮族自治区沿海一带的52个城市,大气污染物质量浓度相对较低,空气质量较优,受季风和外来源影响的秋季O₃污染特征明显.3类城市ρ（O₃）平均值相近但季节性变化有所差异,类Ⅰ和类Ⅱ ρ（O₃）峰值均出现在6月,类Ⅰ ρ（O₃）季节性差异更为显著,类Ⅲ峰值出现在10月,全年变幅相对较小.研究显示,我国沿海地区山东省西部、江苏省北部与京津冀地区南部呈较为相似的污染特征,广西壮族自治区柳州市与周边城市呈不同聚类特征,ρ（PM）和ρ（SO₂）相对较高,为大气污染热点.      

汾渭平原复杂地形影响下冬季PM2.5污染分布特征、来源及成因分析

汾渭平原受其复杂地形特征及产业结构影响,和京津冀、长三角地区一起被列为大气污染重点防治区域.本研究应用2014—2019年冬季中国环境监测总站汾渭平原各城市的六大空气污染物逐小时数据,结合欧洲中心ERA-5数据,利用HYSPLIT后向轨迹模型及T-model斜交旋转主成分分析法（PCT）,揭示过去6年汾渭平原冬季颗粒物浓度演变规律,厘清汾渭平原复杂地形影响下大气污染来源特征、潜在源区及成因,识别影响汾渭平原冬季空气污染的主要天气系统类型.HYSPLIT模拟结果表明,冬季喇叭口地形城市主要受本地和邻近区域污染源影响;山区盆地地形城市更易受到100~300 km距离以内污染源的传输影响,其中,来自陕北的气团对其影响最大;峡谷地形城市更易受到300~600 km范围内污染源的传输影响;平原地形城市的污染物浓度受区域传输的影响较大.影响汾渭平原冬季颗粒物重污染的天气系统可分为高压前部型、高压后部型、均压场型及低压倒槽型,其中,高压前部型是汾渭平原冬季重污染时段最易出现的天气形势.     

2015—2017年“2+26”城市生态文明发展水平评估及动态变化分析

“2+26”城市是我国实施大气污染防治攻坚战的重点地区之一.为量化评估“2+26”城市生态文明建设取得的成效,在全国生态文明发展水平评估的研究基础上,进一步完善了评估技术方法,基于双基准渐进法评估了2015年和2017年“2+26”城市生态文明发展水平,揭示了该区域生态文明发展的短板;对比分析了2015—2017年生态文明发展水平的年际变化及其主要原因,特别是空气质量改善对该区域生态文明发展水平提升的影响.结果表明:①2017年“2+26”城市生态文明中国指数（ECC）得分为64.98分,整体上达到一般水平,但与长三角、珠三角等城市群以及全国平均水平相比,生态文明发展水平相对落后,依然存在生态环境质量较差、区域与城乡发展不协调、经济发展与环境保护不协调等短板.②2015—2017年“2+26”城市生态文明发展水平明显提升,ECC得分增加了3.64分,高于长三角、珠三角等城市群及全国平均水平,地表水环境质量、主要水污染物排放强度及主要大气污染物排放强度是其生态文明发展水平提升的主要贡献指标.③2015—2017年“2+26”城市空气质量改善不明显,对生态文明发展水平提升的贡献相对较小,这可能与气象条件变化、大气治理成效的滞后效应有关.研究显示,“2+26”城市生态文明发展取得了明显成效,但依然存在突出短板,应优化国土生态空间、转变经济发展方式、建立协同发展机制,补齐短板,从而进一步提升生态文明发展水平.      

生活垃圾无害化处理大气污染物排放清单

为全面评估中国大陆地区生活垃圾处理大气污染物排放状况,系统收集和整理全国31个省市基础统计信息,采取排放因子法建立了2016年中国大陆地区生活垃圾无害化处理大气污染物排放清单.结果表明,2016年,全国生活垃圾填埋处理排放气态污染物的CH₄、VOCs、NH₃、TSP、PM₁₀和PM_2.5总量分别是3472084.50、185117.10、66.45、54.94、25.99和3.92 t,焚烧处理排放气态污染物的CH₄、SO₂、NO_x、NH₃、VOCs、CO、TSP、PM₁₀、PM_2.5和BC总量分别是25389.10、6419.30、70923.84、221.36、435.33、3025.19、221.36、221.36、2.21和2.86 t.通过对固体废弃物处理源、大气污染物时空分布特征以及对各省市焚烧厂在生活垃圾无害化处理厂数量的占比分析,确定生活垃圾焚烧源和填埋源处理排放的气态污染物总量在2010~2016年期间呈现上升趋势,2016年生活填埋处理是我国最主要的垃圾处理方式,主要集中在中部和西部等人口密度适中和土地资源较多的地区,生活垃圾焚烧处理主要集中在长三角、珠三角和京津冀等地区的发达城市.     

基于卫星遥感和地面观测资料的霾过程分析

利用MODIS、CALIPSO卫星观测的气溶胶产品和地面空气质量、气象资料,并结合HYSPLIT后向轨迹模式,探讨了2013年12月1~9日长江三角洲地区一次持续性的严重霾污染过程的形成、特征及其可能来源.研究表明,此次污染过程中长江三角洲地区8个代表城市大部分时间处于霾污染的状况下,气溶胶光学厚度(AOD)显著增长,空气质量指数(AQI)均达到或超过污染限值,且以中度以上污染为主.污染发生时,气溶胶主要存在于地面至2km的大气层内,尤其是850m以下.根据体积退偏比和色比得出球形气溶胶出现频率高于非球形气溶胶,大粒径气溶胶出现频率高于小粒径气溶胶,进而得到污染期间气溶胶的主要类型为“污染型”气溶胶.污染物的近距离的输送和持续小风,无降水的静稳气象条件而导致污染物难以扩散稀释而累积在本地是造成长江三角洲区域污染范围广、时间长、程度重的主要原因.     

珠三角一次重空气污染过程特征分析及数值模拟

以珠江三角州地区(珠三角)2009年11月23─29日一次重空气污染过程为例,利用常规观测资料及中尺度气象模式(MM5)、污染源排放模式(SMOKE)和空气质量模式(CMAQ)的模拟,研究此次重空气污染过程的特征. 结果表明,造成此次重污染的主要原因有:①前期高压脊带来的稳定层结和静小风条件使得大气污染物逐日累积,难以扩散;②西太平洋台风向南海附近发展移动时,其外围下沉气流导致珠三角大气污染物向低层输送并积累. 珠三角区域污染分布特征表明,广州和佛山的本地贡献明显,而肇庆等地受外地源输送的影响更为显著.      

基于环境统计调查数据的中国省会城市煤炭消费变化历史趋势研究

煤炭是我国主要能源,分析煤炭消费变化趋势对于预测我国二氧化碳及大气污染物排放具有重要意义。基于全国环境统计调查数据,分析了2011—2018年主要城市煤炭消费的利用情况,利用热力聚类图对我国省会城市（含直辖市）聚类分析其工业源和生活源的煤炭消费趋势,并按东部、中部和西部城市进行煤炭消费的区域性对比。结论如下:通过聚类分析发现,位于同一簇的城市之间工业企业煤炭消耗总量的基数和变化趋势有一定的相似性;总体上,城市工业企业的煤炭消耗呈逐年递减趋势,东部城市煤炭消耗总量高于中部、西部城市煤炭消耗总量,东部城市煤炭消费量下降情况总体好于中部和西部城市;除北京等少数城市外,电力、热力生产和供应行业每年的煤炭消耗量基本变化不大;城市生活源煤炭消费量变化趋势总体呈逐年递减趋势,西部呈上升趋势,东部、中部城市呈下降趋势;东部城市中的城市总煤炭消费达峰情况优于中部、西部城市。     

华南地区春季冷锋云系中污染物的输送

研究了华南春季冷锋云系中污染物的三维输送和酸沉降特点.该地区低空经常存在一个稳定的逆温层结构,且混合层顶也较低,有利于污染物在层内聚集.冷锋南下时,锋前上升气流把原稳定层中的污染物抬升并送入云内,形成“逆温层内累积——被锋面抬升——高空平流输送——湿沉降到地面”的循环.一个地方排放的污染物可以造成其周围几百公里范围内云和降水的酸化.轨迹烟团模式计算的结果也表明,即使在冷锋的北来气流作用下,本地源的影响仍是主要的.     

东北强降水时空变化的特征和原因分析

利用东北地区近45 a(1961-2005年)4-9月逐日降水量资料计算了强降水集中度和集中期,分析了强降水集中度和集中期时空变化特征,讨论了影响强降水集中度和集中期的环流特征变化。结果发现,东北强降水集中度与强降水有很好的相关性,对于强降水有着很好的指示作用。从空间分布上看东北雨季强降水集中度由东向西趋于集中。从时间变化方面来看,1960年代中期到1980年代初,强降水集中度处于低值区,而在1991年之后东北地区强降水集中度大多处于高值区。强降水集中期仅在1970年代处于低值偏多的时期。对于东北不同区域大部分地区(除东北西北部外)在1990年代之后集中度都有所增加,集中度大值年出现的频率增加,而东北西北部的变化正好相反。东北地区强降水集中度偏高时,东北地区整层处于低压中心,在东北东部海面上有高压存在。东北地区存在着偏西气流和东南暖湿气流的交汇,在40～50°N纬度范围内高度场呈"+－+"波动。集中度偏高时东北东部地区有上升的垂直速度中心,并且上升速度随高度升高(300 hPa以下)而增强。东北地区水汽主要来源于鄂霍次克海冷湿空气。在东北地区存在着水汽通量散度的负距平中心,形成水汽异常辐合区,有利于强降水的出现。