广州大气挥发性醛酮类化合物的污染特征及来源研究

采用DNPH-HPLC-UV分析方法,研究了2006年广州夏季空气污染较严重日17种挥发性醛酮类化合物的污染特征及其初步来源.结果表明,广州大气中主要的醛酮类污染物是丙酮、甲醛、 2-丁酮和乙醛,其日均浓度分别为10.84、 9.29、 8.35和8.0 μg·m^-3,占总醛酮类化合物日均浓度的72.29%.城区省站测点总醛酮类化合物日均浓度最高,达到59.66 μg·m^-3,而郊区从化测点的总醛酮类化合物日均浓度最低,为43.51 μg·m^-3.各种化合物在不同垂直高度的采样点表现出不一致的浓度变化规律,而在水平方向上均表现出昼间明显高于夜间的日变化规律.大气中甲醛、乙醛和丙酮相关性好,具有较好的同源特征,而C1/C2、C2/C3比值分别为1.12、 7.51,反映出机动车尾气排放对大气醛酮类化合物具有相当重要的贡献.     

2007年春节期间北京大气颗粒物中多环芳烃的污染特征

利用大流量颗粒物采样器分昼夜采集了2007年春节前后大气气溶胶中PM₁₀和PM_2.5样品，并采用气相色谱-质谱技术对PM_2.5样品中的多环芳烃进行了检测.春节期间大气颗粒物中PM₁₀和PM_2.5夜间平均质量浓度为232 μg·m^-3和132 μg·m^-3,分别高于白天的PM₁₀(194 μg·m^-3)和PM_2.5(107 μg·m^-3)；除夕后颗粒物日平均质量浓度为252.3 μg·m^-3 (PM₁₀)和123.8 μg·m^-3 (PM_2.5)，分别高于除夕前的166.7 μg·m^-3(PM₁₀)和106.8 μg·m^-3(PM_2.5)；同时夜间PM_2.5中多17种多环芳烃(PAHs)的总浓度都高于相应白天的总浓度，且除夕前多环芳烃日均总浓度为95.9 ng·m^-3，高于除夕后的58.9 ng·m^-3.结果表明，除了受一定的气象条件的影响外，大量燃放烟花爆竹会对大气颗粒物浓度有影响，但对大气中的多环芳烃影响不大，而春节期间工业及交通污染排放的减少削减了排放到大气中的PAHs.根据荧蒽/芘等比值指标判别北京PAHs主要以燃煤为主、交通为次的混合局地源污染.     

西安西南郊“夏防期”大气VOCs污染特征及来源解析

于2021年8月1日—9月30日开展“夏防期”西安西南郊大气挥发性有机物（VOCs）污染监测,累计监测到不同大气VOCs组分70种. 基于监测结果梳理分析西安西南郊大气VOCs污染分布特征及进行臭氧生成潜势（OFP）评估,并运用PMF模型解析VOCs主要来源.结果表明：①监测期间西安西南郊平均TVOCs浓度为181.89 μg·m^-3,工业园区污染物浓度（189.32 μg·m^-3）整体略高于城区（164.96 μg·m^-3）,以甲醛和 乙醛为主的醛酮类物质占比最高（88.10%）,醛酮类物质浓度下午时段高于上午时段.②OFP评估结果表明,醛酮类物质对西安西南郊臭氧生成贡献较大,其中,甲醛、乙醛和丙醛是对该区域近地面O₃生成贡献最大的3种物质.③PMF源解析结果显示,西安西南郊大气VOCs主要来源依次为移动源、油气挥发源、溶剂涂料源、工业过程源,其中,以工业企业生产排放为主的溶剂涂料源与工业过程源均指向工业园区,表明当前西安西南郊大气VOCs来源以机动车尾气排放和工业园区企业生产排放为主.     

北京道路尘负荷分布及对大气环境影响

以北京平原地区铺装道路为研究对象,利用车载移动监测系统于2019年四季选择4个周期开展了道路尘负荷监测,分析数值分布及对大气环境影响.结果表明,道路频率在不同道路尘负荷范围内呈极显著的幂律分布,4个周期道路尘负荷小提琴图形状相似,存在部分道路数值显著高于其它道路.差道路与最清洁道路数值可相差100倍以上.各季节至少25%的道路数值在0.37 g·m^-2以内,至少50%的道路数值在0.64 g·m^-2以内,至少75%的道路数值在1.25 g·m^-2以内.核心区、中心城区、郊区、通州区道路尘负荷依次增大,且均呈现春季最高秋季最低的特征,城六区冬季高于夏季,郊区夏季高于冬季.核心区整体较低,通州区北部高值较多.道路尘负荷越高的道路类型,数据离散程度也越大.随着道路扬尘管控力度的加大,不同类型道路的尘负荷差距减小.道路扬尘排放量核心区占全市3%,中心城区占23%,郊区占74%（其中通州区13%）.排放强度为核心区、中心城区、环路、国道等交通活动密集的区域高,而这些区域或道路的尘负荷低.典型道路PM_2.5影响距离主要在下风向1 km范围内,日均最大影响浓度为18.08~237.9 μg·m^-3,且排放源强越大,影响浓度越高.     

青岛大气中HNO3、HNO2和NH3的浓度及其影响因素

硝酸(HNO₃)、亚硝酸(HNO₂)和氨气(NH₃)是大气中重要的含氮化合物,不仅影响大气的光化学氧化能力和酸碱性,还在大气氮沉降中有重要贡献.利用2012年5月4—13日在青岛采集的denuder大气样品,分析了其中HNO₃、HNO₂和NH₃的浓度.青岛大气中HNO₃、HNO₂和NH₃浓度分别为0.88~6.15 μg·m^-3、0.07~2.02 μg·m^-3和0.47~7.87 μg·m^-3,平均分别为2.06 μg·m^-3、0.92 μg·m^-3和3.03 μg·m^-3.大气中3种气体浓度的昼夜变化均无显著性差异.平行采集的样品分析结果显示:denuder涂层的差异对HNO₃和NH₃的观测结果影响较小,但对HNO₂的影响较大,且高温天气易于造成HNO₂更大的观测误差.青岛大气中HNO₃浓度与温度呈正相关、与湿度呈负相关关系,高温低湿天气时样品中HNO₃的浓度一般较高,而高湿或降雨天气时的浓度则较低.NH₃浓度与风向呈显著相关关系,主要受局地一次排放源的影响, NH₄NO₃和NH₄NO₂分解对青岛大气中NH₃的贡献小于23%.青岛大气样品中NH₃的浓度在阵雨时以受土壤释放的影响为主,浓度较高;而连续降雨时则以受湿清除作用的影响为主,浓度较低.     

天津冬季两个典型污染过程高浓度无机气溶胶成因及来源分析

无机气溶胶是天津冬季霾天出现的主要成分,研究挑选了2020年1月污染天中两个典型的高浓度无机气溶胶（SIA）过程（CASE1和CASE2）,利用观测数据和耦合了在线污染物来源追踪方法的大气化学传输模式NAQPMS综合探究了气象要素、区域输送和化学过程的影响.两个过程的ρ（SIA）均值分别为76.8 μg·m^-3和66.0 μg·m^-3,硝酸盐浓度高于硫酸盐和铵盐,均为硝酸盐为主导的污染过程.气象条件影响了无机气溶胶的生成,CASE1过程ρ（SIA）>80 μg·m^-3对应的温度和相对湿度区间分别是[-6℃,0℃]、[2℃,4℃]和[50%,60%]、[80%,100%];CASE2过程对应的温度和相对湿度区间分别是[2℃,4℃]和[60%,70%].外来源对CASE1和CASE2过程SIA的平均贡献率为62.3%和22.1%,分别为区域传输主导和局地生成主导过程.CASE1本地排放对硝酸盐和硫酸盐的贡献分别为16.2 μg·m^-3和8.2 μg·m^-3,均高于外来源的贡献（31.7 μg·m^-3和8.8 μg·m^-3）;CASE2过程本地排放对硝酸盐和硫酸盐的贡献分别为29.3 μg·m^-3和25.1 μg·m^-3,而外来源的贡献为8.1 μg·m^-3和9.4 μg·m^-3.这表明CASE1本地生成和外来源输送贡献造成硝酸盐高于硫酸盐浓度,而CASE2仅本地源造成硝酸盐浓度高于硫酸盐.两个污染过程气相氧化反应是无机气溶胶生成的首要来源,贡献率分别为48.9%和57.8%;非均相反应也是重要过程,对SIA的贡献率分别为48.1%和42.2%;液相反应的影响小.     

前体物排放变化对珠江三角洲地区秋季臭氧污染演变的影响研究

自2013年以来,珠三角地区SO₂、NO_x及颗粒物等污染物浓度逐渐下降,但臭氧污染日渐凸显.作为二次污染物,臭氧污染演变受到排放与气象条件共同影响.而评估本地前体物人为排放变化、外部传输和气象变化对臭氧污染演变的影响,并识别臭氧污染长期演变趋势的重要驱动因素,是开展区域臭氧污染防控的关键基础.因此,本文采用WRF-SMOKE-CMAQ模拟平台,以2006—2017年广东省和中国大气污染物排放趋势清单为输入清单,以2014年的气象数据为基准年气象场,通过设置不同案例,结合观测数据,定量评估本地、外部排放变化和气象变化对珠三角秋季O₃污染长期演变趋势的影响.结果表明：在2006—2017年期间,整个珠三角9—10月臭氧日最大8 h（MDA8）浓度上升主要由 人为排放变化主导,平均每年贡献0.7 μg·m^-3,而气象条件总体上抑制了2006—2017年期间珠三角秋季臭氧MDA8浓度的增长,使得秋季臭氧MDA8浓度上升速率下降为0.2 μg·m^-3·a^-1;人为排放变化对珠三角秋季臭氧的影响主要集中在珠三角中心地区的佛山和广州南部、珠三角 下风向区域的珠海和江门北部及肇庆东部,整体主要由本地人为排放主导,但在2006—2012年主要受外部人为排放变化影响,平均每年贡献0.9 μg·m^-3,而在2013年后主要受本地人为排放变化影响,平均每年贡献0.6 μg·m^-3;其中,本地人为排放影响主要集中在珠三角中心地区, 外部人为排放影响主要集中在珠三角上风向和下风向区域.     

西安大气PM2.5中有机氮和无机氮的理化特征

本文于2008年7月至2009年8月在西安站点开展了大气细粒子（PM_2.5, 空气动力学粒径小于等于2.5 μm的大气颗粒物）中含氮组分的观测,通过元素分析仪、TOC分析仪,离子色谱分析获得PM_2.5中的总氮（TN）、水溶性总氮(WSN)、水溶性无机氮（WSIN）,水溶性有机氮（WSON）的年平均浓度分别为9.35 μg·m^-3、 8.93 μg·m^-3、5.31 μg·m^-3、3.62 μg·m^-3,其中WSN占同期大气PM_2.5质量浓度的7.04%,WSON对总氮的贡献达43%,说明水溶性有机氮是西安大气细粒子中氮的主要组分。氮组分浓度水平明显分为秋、冬季高值和春、夏季低值的模式;WSON在各个季节、月份的百分比变化以及与部分离子相关性分析,揭示了西安有机氮和无机氮组分受不同的来源影响,其中生物质燃烧、腐殖质、农业活动等对水溶性有机氮贡献显著。     

2016—2020年广州市PM2.5时空分布特征

对大气污染物进行时空分布特征研究是开展大气污染防治的关键技术支撑.本研究基于广州市52个城市环境空气质量监测站点数据,采用系统聚类法、经验正交函数 （EOF）等方法分析了2016—2020年广州市PM_2.5浓度的时空分布特征.结果表明：①2016—2020年广州市PM_2.5污染改善显著,PM_2.5年均浓度从35.9 μg·m^-3下降至23.0 μg·m^-3,达标比例由96.2%上升至100%;PM_2.5干季平均浓度为湿季的1.54倍, 国控点超标天数为湿季的10.5倍;PM_2.5浓度日变化曲线峰谷值浓度差由7.5 μg·m^-3下降至3.9 μg·m^-3,日变化幅度趋于平缓.②广州市PM_2.5浓度最高值区主要分布在东西两侧,高值区域范围逐年减小,全市PM_2.5浓度分布趋于均匀;采用系统聚类法可将广州市PM_2.5分成北部、中北部、 南部、中南部4个污染区,其中,北部区PM_2.5浓度下降率仅为其他污染区的1/2,推测其PM_2.5浓度下降可能更多地由区域背景浓度的下降贡献;EOF分解前3模态累积方差贡献率达93%,分别可表征PM_2.5总体污染程度、在南北方向上的区域输送特征及由外围区域向中心城区聚集的 污染特征.     

长春市大气颗粒汞及其干沉降通量

在1999-07～2000-01,监测了长春市5个功能区及一个对照点的大气颗粒汞浓度.非采暖期,市区颗粒汞浓度范围为0.022ng·m^-3～0.398ng·m^-3,平均为0.145 ng·m^-3,对照点平均为0.084ng·m^-3.采暖期,市区颗粒汞浓度范围为0.148ng·m^-3～1.984ng·m^-3,平均为0.461ng·m^-3,对照点平均为0.211ng·m^-3.采暖期颗粒汞浓度平均超出非采暖期2倍以上.燃煤与地面扬尘是大气颗粒汞的2个主要来源.地面扬尘对颗粒汞的贡献约占8%～30%.应用理论模型估算汞的干沉降通量,市区颗粒汞干沉降通量为43.06μg·(m2·a)^-1,对照点为21.28ng·(m²·a)^-1.     

兰州城市和远郊区黑碳气溶胶浓度特征

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)2010年9月至2011年8月的黑碳气溶胶观测资料,分析了兰州市区和郊区黑碳气溶胶的浓度变化特征.结果表明:市区的年平均黑碳浓度要远大于郊区.日变化都呈明显的双峰结构,最大值出现在08:00~10:00,最小值出现在16:00左右;对于月最大频数浓度的年变化,市区和郊区均是5月黑碳浓度最小,其值分别为1143和932ng/m3,1月黑碳浓度最大,分别为10230和5063ng/m3;市区的周变化较郊区明显;沙尘条件下黑碳气溶胶浓度值低于当月的日均值.     

珠江三角洲秋季典型气溶胶污染的过程分析

为了解大气中各物理和化学过程对气溶胶浓度的贡献情况,利用Models-3/CMAQ模式系统对珠江三角洲(以下简称珠三角)秋季典型气溶胶污染进行研究.模拟时间是2012年10月,期间珠三角主要受高压系统的控制,在17日冷锋过境前后高压天气形势发生转变,风向从东北风转为偏东风.结果表明,珠三角秋季PM2.5浓度呈现西高东低的水平分布特征,随着高度的上升浓度高值中心也向西南方向偏移;受大气边界层高度的影响,陆地上PM2.5输送高度呈现白天高夜晚低的变化特征;过程分析结果表明源排放,水平输送和垂直输送是影响近地面PM2.5浓度变化的主要过程;本地污染物排放是城市中心(广州站)PM2.5浓度升高的主要原因,而在下风向位置(江门站)外来污染物的水平输送过程是PM2.5的最主要来源.     

Gaseous elemental mercury concentration in atmosphere at urban and remote sites in China

An investigation of gaseous elemental mercury concentration in atmosphere was conducted at Beijing and Guangzhou urban, Yangtze Delta regional sites and China Global Atmosphere Watch Baseline Observatory (CGAWBO) in Mt. Waliguan of remote continental area of China. High temporal resolved data were obtained using automated mercury analyzer RA-915 . Results showed that the overall hourly mean Hg0 concentrations in Mt. Waliguan were 1.7± 1.1 ng/m3 in summer and 0.6±0.08 ng/m3 in winter. The concentration in Yangtze Delta regional site was 5.4±4.1 ng/m3, which was much higher than those in Waliguan continental background area and also higher than that found in North America and Europe rural areas. In Beijing urban area the overall hourly mean Hg0 concentrations were 8.3±3.6 ng/m3 in winter, 6.5±5.2 ng/m3 in spring, 4.9±3.3 ng/m3 in summer, and 6.7±3.5 ng/m3 in autumn, respectively, and the concentration was 13.5±7.1 ng/m3 in Guangzhou site. The mean concentration reached the lowest value at 14:00 and the highest at 02:00 or 20:00 in all monitoring campaigns in Beijing and Guangzhou urban areas, which contrasted with the results measured in Yangtze Delta regional site and Mt. Waliguan. The features of concentration and diurnal variation of Hg0 in Beijing and Guangzhou implied the importance of local anthropogenic sources in contributing to the high Hg0 concentration in urban areas of China. Contrary seasonal variation patterns of Hg0 concentration were found between urban and remote sites. In Beijing the highest Hg0concentration was in winter and the lowest in summer, while in Mt. Waliguan the Hg0 concentration in summer was higher than that in winter. These indicated that different processes and factors controlled Hg0 concentration in urban, regional and remote areas.     

北京地区SO2、NOx、O3和PM2.5变化特征的城郊对比分析

2006-01-01～2006-12-31在北京上甸子区域大气本底站和城区宝联环境观测站连续观测了SO2、NOx、O3和PM2.5的浓度,分析了北京城区和郊区的季节变化及日变化的差异,并结合风向讨论了城区污染对于大气本底的影响.结果表明,①NOx、SO2浓度在采暖季城郊差异最大,城区是本底的4～6倍,城郊O3有一致的浓度变化.本底站PM2.5在4、5月达到100μg/m3以上,是年平均的2～3倍;②NOx和SO2的日变化在城区表现为双峰型,在09:00前后和22:00前后形成高值,郊区表现为单峰型,在22:00前后出现高值.郊区O3的日变化峰值滞后于城区大约2 h.PM2.5日变化规律表现得较不规则;③西南风条件下本底各污染物浓度明显受城区输送影响而升高,东北风条件下干洁气团的影响比较明显.     

东莞与帽峰山黑碳气溶胶浓度变化特征的对比

将东莞(海拔30m,位于平原地区)与帽峰山(海拔550m,位于山地地区)的黑碳气溶胶(BC)浓度进行对比,结果表明,东莞地区BC浓度年均值为5.27mg/m3,帽峰山BC浓度值为2.43mg/m3,两个站点的浓度都比位于珠三角核心区的南村站浓度(8.42μg/m3)低.雨季,东莞与帽峰山BC浓度的日变化特征在中午呈现反位相,这是因为两站近地层受上升气流控制,热对流把地面的BC气溶胶带至高空,地面浓度下降,东莞出现谷值,而高空有了地面的垂直输送补充,帽峰山出现峰值.旱季,华南地区受高压控制,微弱下沉气流对于BC的垂直输送不利,BC的扩散以平流扩散为主,两地日变化情况相近.此外,受BC源远近的影响,东莞的逐月变化(标准差为0.60μg/m3)大于帽峰山(标准差为0.14 μg/m3).通过分析BC吸收系数的波长幂指数α探讨可能的污染来源,发现两地的α值均接近于1,说明两地BC的污染来源相同,均来自于化石燃料的燃烧.     

珠三角地区冬季大气中PCBs的空间分布

为了考察珠三角地区冬季大气中PCBs的空间分布,于2001年12月24日至2002年1月16日在广州的市区、郊区和背景区进行连续的空气样品采样.采用GC-MS-SIM模式进行PCBs分析.结果表明,空气中PCBs的总浓度按照距离市区从近到远的次序依次降低.市区PCBs平均浓度是郊区的1.61倍,是背景区的2.54倍.PCBs各单体化合物的浓度分布表现出明显的地区差异.低氯取代PCBs的市区浓度比郊区和背景区的浓度高出很多,而高氯取代PCBs的空间差异不明显.在不同氯数PCB浓度之和对PCBs总浓度的百分贡献率分布中,市区、郊区和背景区都表现为三氯和四氯取代PCBs的贡献最大,而且不同地区两者的贡献率之和非常接近.市区和郊区空气中三氯和四氯取代PCBs的贡献比较接近;而背景区空气中四氯取代PCBs的贡献高达52.79%,是三氯贡献的近2倍.郊区和背景区空气中五氯取代PCBs的平均贡献率分别是9.65%和10.87%.仅就颗粒相而言,其PCBs平均贡献率在市区、郊区和背景区表现出非常好的一致性.对市区、郊区和背景区空气中log Kp与log PLo进行回归分析,其斜率mr分别是-0.60、-0.42和-0.45,都明显地偏离空气中气/固分配的理想平衡状态.     

北京市臭氧的时空分布特征

对2012年12月~2013年11月期间北京市35个自动空气监测子站的O3浓度进行分析,探讨北京市O3浓度的时间、空间分布特征,并对夏季的一次O3高浓度过程进行了分析.结果表明,北京市O3浓度在5~8月维持相对较高浓度,其他月份则维持较低浓度.整体来看,4类功能的监测站点中O3平均浓度由高到低分别是对照点及区域点、郊区环境评价点、城区环境评价点和交通污染监控点;O3浓度日变化呈单峰型分布,一般在15:00、16:00达到峰值;O3还呈现明显的"周末效应",即周末白天时段O3浓度大于工作日浓度.北京市O3浓度城区相对较低,周边区县相对较高,生态植被优良的东北部地区浓度最高.2013年6月3日北京市发生一次O3高浓度过程,在下午西南风的作用下,榆垡、丰台花园、奥体中心和怀柔监测站O3峰值出现的时间从南到北依次滞后,且怀柔站在20:00才出现峰值,体现了这次过程中存在明显的O3输送特征.     

北京城区臭氧日变化特征及与前体物的相关性分析

对2012年12月至2013年11月北京城区12个自动空气监测子站的臭氧及其前体物的浓度进行了分析,探讨北京城区臭氧浓度的日变化特征以及与前体物的关系.研究发现,北京市城区臭氧在5~8月份维持相对较高浓度,其他月份则较低.臭氧浓度呈现单峰型分布,基本在15:00、16:00达到峰值;同时臭氧呈现较明显的“周末效应”,即周末臭氧浓度高于工作日浓度. CO、NO、NO2和NOx等前体物多呈现双峰型分布,与O3均呈显著的负相关性,相关性在夏季较低.通过大气氧化剂OX和NOx的拟合方程发现,冬季北京市城区OX在白天受区域O3影响相对较大,在夜间受局地NOx污染影响相对较大.计算了在理想情况下的城区NO2光解速率,春季、夏季、秋季和冬季的平均值分别为0.180,0.209,0.169,0.149min-1.在白天臭氧的高浓度时段城区O3、NO和NO2体现出近似光化学平衡态的特征.     

北京城区与下游地区臭氧对比研究

2005年6月～2006年9月,分别在北京城区和兴隆对臭氧和气象要素进行了连续观测. 结果表明,除冬季外,北京地区臭氧的产生和消耗速度明显高于兴隆;期间北京和兴隆观测到的臭氧最大值(体积分数)分别为198.9×10^-9和151.2×10^-9. 臭氧超过国家二级标准的时数两地分别为171 h和255 h,北京城区90%以上集中在16:00前,而兴隆夜间臭氧污染占82%. 受到北京输送的影响,兴隆臭氧日变化的最高值出现时间比北京晚3～4 h,但是冬季兴隆受到的影响较小. 兴隆观测到的超标事件与北京的输送具有良好的相关性,持续稳定的天气条件和昼夜循环的局地环流可以导致兴隆臭氧持续积累,并在夜间形成臭氧“双峰”现象. 兴隆的AOT40分别为23.1×10^-6×h、 26.5×10^-6×h、 14.1×10^-6×h,表明北京对下游区域的农业产生具有严重影响.     

2015~2018年中国代表性城市PM2.5浓度的城乡差异

选取中国6大城市群中的11座代表性城市为研究区域,将监测站点划分为城区、郊区和乡村站,进而分析各城市间PM_2.5浓度的城乡差异规律.结果表明,同一城市群各城市之间,或同一城市的城区、郊区、乡村站间PM_2.5日变化皆较为相似.京津冀和长三角地区的城市城区PM_2.5浓度最高,高于郊区7.8%~9.7%,高于乡村11.3%~16.9%,而粤港澳大湾区和内陆城市群（成渝、长江中游、关中平原城市群）的城市郊区PM_2.5浓度最高,高于城区2.6%~11.2%,高于乡村16.7%~26.5%.各城市间城乡PM_2.5浓度差值的日变化规律不尽相同,可呈单峰（如上海）或双峰（如杭州）变化,极值可出现在白天（如广州）,亦可在夜间（如深圳）.PM_2.5的排放与传输扩散共同对11城市城乡PM_2.5浓度分布产生影响.