空气质量和气溶胶研究室简介

中国环境科学研究院大气环境研究所空气质量和气溶胶研究室是中国环境科学研究院最早成立的研究室，拥有国际一流、国内领先的实验设备和高水平的研究人员，其中包括先进的污染气体自动采集分析装置、全套气溶胶发生、标定、采集和分析系统、污染源气体和烟尘自动采集系统、机动车排放颗粒物采集系统、低空大气污染物和降水分层采集系统、带有长光路傅立叶红外气体分析装置的光化学烟雾箱实验模拟系统、负离子和空气净化效果分析检测系统、降水和云水采集系统等。该研究室主要从事空气质量和气溶胶的科学研究、地面和空中大气污染物现场监测…     

武汉市一次重霾天气AQI演变及气象因子特征分析

利用空气质量指数AQI数据,分析了武汉市2013年10月30日到11月3日AQI指数的演变特征,并结合自动站雨量、相对湿度、高空探测气温、风速数据探讨了与霾天气相关的气象因子特征。结果表明,武汉市各站点的AQI指数变化趋势大致相同,数值上稍有差异,日际变化非常明显;逆温层和低风速是制约污染物扩散的两大因素,30日武汉上空逆温层的减弱,对于污染物的扩散是非常有利的;降水对于AQI指数有一定的影响,在有利污染物扩散的大气条件下,可考虑增加降水带动气溶胶粒子的湿沉降改善空气质量。     

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.     

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。     

降水自动垂直采样系统

降水自动垂直采样系统中国环境科学研究院大气所刘红杰等人设计和开发了一套适用于酸雨化学成分观测的自动降水垂直采样系统。系统组成如图１所示。该采样系统由４部分组成。包括系留气艇，系绳，采样器和绞盘。采样器用系留气艇（６～１０ｍ３）提升到所需高度，一般在１...     

北京夏季SO_2-NO_2-O_3的DOAS观测结果及变化特征

利用实施北京市奥运空气质量保障计划"北京市与周边地区空气污染物的输送、转化及北京市空气质量目标研究"项目的有利时机,2006年8月对北京城区空气污染物进行加强观测。文章利用SO2、NO2和O3等污染气体的差分吸收光谱仪(DOAS)的观测数据,初步分析这些污染气体的变化特征,得到了一些有价值的结果:2006年8月空气质量总体较好,但NO2和O3小时平均浓度有时超标;北京8月份主导风向是东南风,空气对流活动及降水可明显降低大气中的污染物浓度;NO2污染主要来自局地污染源排放,O3污染来自光化学反应和大气输送;DOAS观测结果与北京市环境保护局发布的空气污染指数间具有比较好的一致性。     

大气污染对石灰质文物的风化影响及防护新材料

综述了大气污染对石灰质文物风化影响的研究进展,涉及大气中气体污染物、大气中酸性降水、大气中的气溶胶。文章介绍了目前开发的防护新材料,主要包括有机氟聚合物材料、纳米材料和仿生材料,并指出开发未来新型防护材料的方向是寻找安全生物钙化菌和开发与石灰质文物相匹配的新型保护材料。     

郑州市降水对大气污染物浓度的影响分析

基于2017—2020年郑州市空气质量监测数据和同期地面气象观测资料，采用数理统计方法，分析了郑州市降水对空气质量和大气污染物浓度的影响。结果表明，有降水时的空气质量等级为优和良的频率比无降水时的频率高，且降水量级越大空气质量越好。除SO₂外，郑州市其他大气污染物PM_2.5、PM₁₀、NO₂、O₃和CO在降水天气后浓度降低时次占比为42.97%～56.12%，其中PM₁₀浓度降低最明显，CO最不明显。小时降水量越大，污染物浓度降低值越小，PM_2.5和PM₁₀在降雨天气后浓度降低时次占比越大，当小时降水量(R)>1 mm时，浓度降低时次占比显著高于升高时次占比，且粒径越大效果越好；SO₂没有明显变化规律；NO₂和CO变化不大。降水天气前大气污染物浓度越高，降水天气后浓度降低值的范围越大；同时浓度降低时次占比也越大(NO₂除外)。在小时降水量较大...     

区域空气质量模拟中查表法的应用研究

在自行开发完善的区域空气质量模式系统RegSRRMS中应用查表法,模拟中国典型城市群对流层大气主要污染物的浓度变化,评估该方法在大气复合污染事件预测和控制中的有效性.首先,利用具有国际先进水平的空气质量模式WRF-CHEM中的化学模块建立了包含完善气相化学、气溶胶过程的箱模式WRFBOX.其次,利用WRFBOX进行化学反应敏感性分析,基于影响污染物的重要因子分别建立了臭氧(O3)及其前体物、无机盐气溶胶和二次有机气溶胶(SOA)查算表数据库,并检验其有效性.最后,将此查算表数据库引入RegSRRMS,建立简化的查表算法.利用直接耦合机制法和查表法对2000年3月珠三角地区污染个例中主要大气污染物浓度进行模拟.通过比较2种方法的模拟结果,显示查表法计算效率提高了57%,能够反映大气光化学反应的非线性特征、气溶胶及其前体物的平衡关系,具有高分辨率、高时效性,能够方便快捷地给出源和受体之间的响应关系,结果可靠.在区域空气质量模式中应用查表法有利于大气污染事件的快速预测以及大气污染控制的快速决策.     

浦口地区气溶胶和气象条件的关系

分析了浦口地区同步观测的大气气溶胶和气象资料,得到了浦口地区气溶胶与风向,风速、降水等气象要素关系密切。在偏东风期间,浦口地区的气溶胶主要来自于高架源排放的污染物的输送和扩散。      

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(Ⅱ)——空中大气气溶胶污染特征研究

大气气溶胶在酸性降水中的作用非常重要。在“八五”期间酸性降水的研究中，进行了华北地区冬季空中大气气溶胶污染特征的分析和研究，填补了国内外相关研究领域的空白。结果表明，华北地区冬季空中大气气溶胶污染比较严重，形成了浓度与地面相近的空中污染区域，大气气溶胶主要来源于煤炭燃烧等人为过程。同时大气气溶胶具有较强的酸性，有利于酸性降水的形成     

新冠疫情前和疫情期间岳阳市区大气环境分析

文章利用冬季空气质量指数、大气污染物浓度、气溶胶质量浓度、降水pH值以及地面气象要素、NCEP、ERSST_V3、GBL等资料,对岳阳市区新冠疫情前和疫情期间以及历史同期大气环境的变化进行对比,并对2次气溶胶质量浓度增长过程的气流后向轨迹及边界层扩散条件进行了分析。结果表明:疫情期间除O3外,其他污染物浓度均减小,且空气质量明显提升。主要是PM10、PM2.5、NO2浓度历史罕见减小导致的。疫情前和疫情期间酸雨频率基本相当,降水的酸性强度均为历史最弱。疫情期间气温明显偏高且偏东北风频率减小而偏南风频率增大、偏南风风速增大。疫情前气溶胶质量浓度增长过程中2支气流均来源于北方并以回流的方式从偏南方向影响岳阳,而疫情期间一支气流来源于北方而另一支气流来自海上。气溶胶质量浓度低、外源输送弱且输送时间短等使得疫情期间气溶胶质量浓度增长过程中污染程度较轻。近地层偏东北风频率减小而偏南风频率增大导致疫情期间气溶胶质量浓度增长幅度较疫情前偏小。     

区域污染对本底地区气溶胶光学特性及辐射强迫影响的地基和卫星遥感观测研究

基于华北区域大气本底站(北京上甸子站)地面观测和卫星遥感监测数据,分析了2011年10月1~15日在天气系统和人为污染物排放的影响下3次华北平原地区污染输送事件对本底地区气溶胶质量浓度及其光学特性的显著影响.结果表明,受人为污染事件输送影响,上甸子站10月4~5日、7~9日及11~12日气溶胶浓度和反应性气体浓度显著增加,和10月1~3日背景条件相比,反应性气体NOx、CO体积浓度增加3~6倍,SO2体积浓度增加了10~20倍;PM2.5质量浓度10月9日达到200μg·m-3;污染期间500 nm日平均气溶胶光学厚度达到0.60~1.00,气溶胶单次散射反照率低于0.88,黑碳浓度增加4~8倍,表明此次污染事件气溶胶吸收很强,因气溶胶吸收作用导致大气吸收太阳辐射增加100~400 W·m-2,气溶胶吸收和散射导致地表入射太阳辐射下降100~300 W·m-2,地表入射太阳辐射减弱且大气加热增强将导致大气稳定度增加,这可能将显著影响云和降水过程,对区域天气和气候产生重要影响.     

星载激光雷达CALIOP功能、产品和应用

星载激光雷达CALIOP实行对地例行的垂直切片式扫描,形成对地球大气中气溶胶和云高分辨的立体监测网。系统介绍星载激光雷达CALIOP的功能、特性、数据结构、反演过程、产品和不确定性,CALIOP资料和产品在示踪沙尘和污染物输送,验证模型模拟的云和气溶胶空间分布,云和气溶胶相互作用,气溶胶和云空间分布三维结构的长期平均状态,更新有关气溶胶和云特性的认识等方面的应用,以及在我国区域空气质量研究中的应用前景。     

酸雨对材料腐蚀模拟实验箱的研制

为了确定材料腐蚀速率与降水酸度和气体污染物SO₂浓度的定量关系,并建立材料损伤函数,设计并制造了酸雨对材料腐蚀模拟实验箱。该实验箱可以模拟不同的气候以及不同的环境条件。实验结果表明:该装置完全适用于大气污染物的干湿沉降对材料影响的研究。      

粉尘污染的危害性及其防治措施

粉尘污染是大气污染物的一种。也是气溶胶状态污染物的一种。气溶胶系指沉降速度可以忽略不计的固体粒子、液体粒子或固 体和液体粒子在气体介质中的悬浮体。粉尘烟尘、飞灰、烟、液滴、轻雾、雾、降尘、飘尘、总悬浮微粒都属于气溶胶。     

近三年乌兰察布市空气污染气象条件分析

利用2015～2017年乌兰察布市空气质量日报数据,分析主要大气污染物及其时间序列变化,并研究气象条件与主要大气污染物之间的相关性。结果表明:当空气质量指数级别达到Ⅲ级(轻度污染)或以上时,首要污染物以PM2.5、PM10和O_3为主。PM2.5污染多发生在冷高压控制下的冬季,大气层结稳定、降水少不利于污染物的清除;PM10污染多发生在春季,此时冷暖空气活动频繁,蒙古气旋多发,易形成大风、扬沙、空气干燥的气象条件;O_3污染主要出现在夏季,较高气温和强烈日照造成光化学作用,催化O_3的大量产生。不同季节的气候特征对空气质量影响显著,天气系统和各个气象要素也与污染的形成有密切关系。     

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(Ⅱ)--空中大气气溶胶污染特征研究

大气气溶胶在酸性降水中的作用非常重要.在"八五"期间酸性降水的研究中,进行了华北地区冬季空中大气气溶胶污染特征的分析和研究,填补了国内外相关研究领域的空白.结果表明,华北地区冬季空中大气气溶胶污染比较严重,形成了浓度与地面相近的空中污染区域,大气气溶胶主要来源于煤炭燃烧等人为过程.同时大气气溶胶具有较强的酸性,有利于酸性降水的形成.     

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(II)—空中大气气溶胶污染特征研究

大气气溶胶在酸性降水中的作用非常重要。在“八五”期间酸性降水的研究中,进行了华北地区冬季空中大气气溶胶污染特征的分析和研究,填补了国内外相关研究领域的空白。结果表明,华北地区冬季空中大气气溶胶污染比较严重,形成了浓度与地面相近的空中污染区域,大气气溶胶主要来源于煤炭燃烧等人为过程。同时大气气溶胶具有较强的酸性,有利于酸性降水的形成。      

基于核探针研究的大气气溶胶单颗粒指纹数据库的研制

探讨了基于核探针研究的大气气溶胶单颗粒脂纹数据库研制的几个问题，主要包括指纹数据库的设计思想与数据结构、数据库系统功能、系统功能实现以及实验方法。同时该数据库被应用于上海市大气气溶胶环境监测当中，结果表明：该数据库不但能够快速的提供来自不同污染源颗粒物的信息，而且还可以追踪解析大气污染物的来源及其贡献率，为大气环境监测提供实时监测服务。