基于MODIS数据的长三角地区气溶胶直接辐射效应研究

以长三角地区为研究区,基于MODIS卫星遥感数据和6S大气辐射传输模型,模拟计算长三角地区地表和大气层顶的气溶胶直接辐射效应(aerosol direct radiation effect,ADRE),并利用南京信息工程大学北辰楼站点CE-318实测数据进行精度验证,在此基础上分析长三角地区气溶胶直接辐射效应的时空分布特征。结果表明,利用MODIS数据反演的地表ADRE、大气层顶ADRE与实测值的拟合精度R2分别为0.92和0.95。在空间上,地表与大气层顶直接辐射效应值的分布区域与变化趋势在整体上趋于一致,其绝对值均呈现北高南低的态势,地表ADRE为-31.60~-20.54 W·m-2、大气层顶ADRE为-3.48~-2.61 W·m-2之间的ADRE绝对值高值区主要集中在北部,尤其在江苏南部的苏州、无锡和常州地区,气溶胶辐射效应显著增大;在时间上,ADRE绝对值的年变化呈波动下降趋势,地表和大气层顶ADRE均值分别在-21.78~-5.94和-2.45~-0.73 W·m-2之间。其中江苏、上海地区气溶胶辐射效应的季节性变化明显,浙江地区辐射效应的季节性差异较小,地表ADRE变化范围大多分布在-10~0 W·m-2区间,大气层顶ADRE变化范围大多分布在-1~0 W·m-2区间。     

太原市城区臭氧变化特征及影响因素

通过对太原城区环境空气质量监测站~(201)4年全年臭氧的连续观测,分析了其浓度变化特征,并结合二氧化氮的浓度以及气象数据研究了臭氧变化的影响因素.数据分析显示:太原市城区环境空气中臭氧的小时平均值为32.1μg·m~(-3),日变化总体呈现日间高(44.7μg·m~(-3))于夜间(18.0μg·m~(-3))的特点,季节变化呈夏季(67.7μg·m~(-3))高于冬季(11.1μg·m~(-3))的特征;夏季和冬季的臭氧浓度与二氧化氮、环境温度、相对湿度、能见度的相关系数分别是-0.50、0.75、-0.53、0.14和-0.38、0.32、-0.34、0.25;全年节假日的臭氧浓度比工作日高4.37%.研究结果表明,日间太阳辐射的增强和臭氧前驱物浓度的上升,臭氧浓度在15时达到峰值,此后随着太阳辐射的降低和大气化学反应消耗从而导致臭氧浓度不断降低;人为活动排放的二氧化氮是环境空气中的臭氧生成的重要前体物;温度的增加会加快臭氧的生成,相对湿度的增加有利于前驱物和大气中自由基的累积从而影响臭氧浓度,能见度的增加导致的太阳辐射能力增强会一定程度上增加臭氧的浓度,风速的增加会使臭氧出现先升后降的变化,在西南风和南风情况下臭氧的浓度最高;臭氧浓度具有一定的节假日效应.总之影响太原市城区臭氧浓度变化的主要因素是臭氧前驱物(NO_2等)和气象条件(太阳辐射、温度等)的变化,控制NO_2等臭氧前驱物的排放是控制臭氧污染的主要途径.     

基于AERONET典型污染天气下香河气溶胶光学特性研究

气溶胶光学特性是研究气溶胶气候效应的基础,气溶胶辐射强迫估算中最大的不确定性源于对气溶胶光学特性估算的不确定性,详细了解气溶胶光学特性尤其是典型污染天气下的光学特性对研究气溶胶辐射强迫估算具有重要意义。为深入了解香河地区大气气溶胶光学特性,利用AERONET数据资料研究了香河冬、春季节气团来向、气溶胶光学厚度(AOD)以及气溶胶的类型,对比分析了春季沙尘和冬季雾霾天气条件下大气气溶胶光学性质的差异。结果表明:移动速度较慢的气团伴随着高AOD(AOD1.0),而移动速度快的气团伴随着较低的AOD(AOD0.5)。Gobbi气溶胶图解法分析显示,香河站沙尘和细粒子气溶胶都会产生高光学厚度。香河沙尘和雾霾期间粗、细粒子消光占比差异明显,其中细粒子消光分别占总消光的40%和95%,说明雾霾天气发生时细粒子消光对总消光具有重要贡献。沙尘期间,平均AOD稍高于雾霾天气,其中高AOD(1.0)出现的频率达到86%,说明沙尘天大量的粗粒子对总消光具有强烈贡献。两种污染天气下的AOD和Angstrom波长指数(AE)的关系明显不同,其中雾霾污染下的AE随AOD增大表现出缓慢减小的趋势,而沙尘期间AE随AOD变化复杂,当AOD大于1.8时,AE约为0.05。沙尘期间,平均AE为0.45,其中低于0.1和大于0.6的AE分别占41%和32%,表明香河作为沙尘下游地区,沙尘发生时气溶胶主要源于长距离传输的粗粒子和局地产生的细颗粒的共同贡献。雾霾天气下平均AE(1.19)是沙尘天的2倍多,其中大于0.9的AE频率分布高达93%,说明香河雾霾期间气溶胶以细粒子为主。研究结果对香河地区大气污染控制具有重要作用,可为京津冀地区大气污染治理及气溶胶气候效应研究提供参考依据。     

气象条件对西安市夏季和冬季近地面大气环境污染特征影响

利用2018年1—12月西安市13个环境空气质量监测点的六项大气污染常规分析指标(PM_(10)、PM_(2.5)、O_3、SO_2、NO_2和CO)逐小时监测数据,结合气象条件(温度、相对湿度、风向、风速、大气压、光照、紫外辐射、混合层高度及大气能见度)和颗粒物样品采集,对西安市近地面大气污染物浓度特征进行分析,结果表明,西安市近地面大气污染物浓度呈现明显的季节变化特征,冬季空气污染物主要为颗粒物(PM_(10)、PM_(2.5))对应质量浓度分别为:(154.04±92.88)、(101.84±60.11)μg·m~(-3),PM_(2.5)/PM_(10)的值为0.66,夏季空气污染物主要为O_3,质量浓度为(89.07±20.62)μg·m~(-3);西安市冬季PM_(2.5)数浓度、表面积浓度、质量浓度分别为(51 890±14 619)cm~(-3)、(2 882.21±939.83)μm~2·cm~(-3)、(0.32±0.13)mg·m~(-3),PM_(10)数浓度、质量浓度、表面积浓度分别为(51 897±14 618)cm~(-3)、(3 410.50±1 060.31)μm~2·cm~(-3)、(0.86±0.29)mg·m~(-3),数浓度粒径分布集中在0.010≤d_p≤0.484μm,占总数浓度的99.13%,表面积浓度粒径分布集中在0.072≤d_p≤8.136μm,占总表面积浓度的98.32%,质量浓度粒径分布集中在0.316≤dp≤8.136μm,占总质量浓度的98.75%。颗粒物数浓度对大气能见度影响最大的3个粒径段分别为d_p=0.762μm、d_p=1.956μm、d_p=1.232μm,3个粒径段与能见度的R~2(拟合优度)分别为:0.840、0.789、0.775;西安市夏季,在近地面环境温度大于30.23℃,相对湿度小于58.09%,光照强度大于107.83 W·m~(-2),紫外辐射强度大于324.10μW·cm~(-2)时,有利于近地大气层中高质量浓度O_3((112.16±53.01)μg·m~(-3))的生成与累积。研究结果可为西安市及汾渭平原其他城市大气污染物减排、大气污染防治策略的制定提供数据支持。     

南京地区地表热通量的遥感反演分析

利用南京地区2013年8月11日、2013年10月14日、2014年1月2日和2014年5月26日的4景Landsat 8 OLI/TIRS1B遥感影像,结合地面气象观测资料,借助SEBAL模型反演了南京地区地表热通量,并利用地表温度实测数据进行验证,且与他人研究结果进行了比较。结果表明,(1)南京净辐射通量与土壤热通量表现为春季最大,夏季次之,冬季最小;感热通量呈暖季(春、夏)大于冷季(秋、冬)的特征;秋季潜热通量最大,冬季最低,夏春季居中。(2)南京净辐射通量值为长江最高,均值达614.8 W·m~(-2);湖泊与林地次高,均值大于500 W·m~(-2);旧城、草地、农田较高,均值在480~500 W·m~(-2)之间;裸地与新城最低,均低于460 W·m~(-2)。土壤热通量值为旧城、裸地、新城最高,均值在75~85 W·m~(-2)之间;湖泊、农田、草地次之,均值在65~75 W·m~(-2)之间;长江与林地最低,均值低于60 W·m~(-2)。感热通量值为城区最高,均值均高于200 W·m~(-2);林地、裸地、农田、草地次之,均值在100~200 W·m~(-2)之间;水体区域最低,均低于60 W·m~(-2)。潜热通量值为水体区域最高,均值高于400 W·m~(-2);林地、草地、农田、裸地次高,均值在220~320 W·m~(-2)之间;城区潜热通量最低,均低于200 W·m~(-2)。(3)土壤热通量占净辐射的比值除冬季均低于0.1外,其余季节均在0.05~0.25之间;新老城区的感热通量占净辐射比值在四季典型日均高于0.4,除春季的裸地和冬季外,其余土地利用类型均低于0.3,水体区域均低于0.15。潜热通量占净辐射比值为水体区域在四季均高于0.7,新老城区均低于0.5,除春夏季裸地和冬季的林地外,其余土地利用类型均高于0.5。不同土地利用类型的波文比呈现"新城旧城裸地林地农田草地湖泊长江"的空间分布和"春季冬季夏季秋季"的时间分布。新城区的波文比在四季典型日均为最高,且均值大于1,而水体的均为最低,均值小于0.2。     

雾霾期北京大气中多环芳烃污染特征及暴露风险评估

雾霾对我国尤其是华北平原地区造成了极大的困扰,其发生常以颗粒物浓度急剧增长为特征,给人群健康带来了极大的风险。为进一步阐释雾霾的形成过程及其健康效应,在冬季雾霾期对北京城区大气颗粒态及气态中18种多环芳烃(PAHs)进行了连续测定,同步监测颗粒物、痕量气体污染物以及气象参数的变化,并对PAHs的浓度、组成、气粒分配等大气行为以及其与气象因素的作用机制进行了探讨。北京城区大气气相和颗粒物相中ΣPAHs浓度分别为585 ng·m~(-3)和705 ng·m~(-3)。雾霾发生时,PM_(2.5)浓度升高了3.6倍,PAHs浓度升高了2.6倍,18种PAHs同系物的浓度均随PM_(2.5)的浓度线性增加,其线性相关性受PAHs来源以及氧化活性的影响;夜间较重质量数的PAHs相对比例增加,主要受日间交通源以及夜间燃烧源贡献强度影响。受颗粒物组成以及湿度的影响,雾霾天气下PAHs颗粒相分配率降低。进一步评估了北京城区人群的PAHs吸入健康效应,冬季雾霾频繁发生下其对人群癌症风险为6.2×10~(-5)。     

黑河中游绿洲化地表特征参数研究

绿洲化影响地表水热传输和植被生长等能量物质的变化。以空间代替时间的方法,选择绿洲内部、荒漠绿洲过渡带及荒漠的不同演化阶段,采用地面调查和遥感反演的方法,定量分析了土壤水分、植被覆盖度、地表温度、地表反照率及地表净辐射等参数的变化及其之间的关系,为该地区地气系统能量与水分交换提供理论基础。结果表明,(1)绿洲化改变了地表的植被类型和土壤水分,依次为裸露沙丘(2.1%)-泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)+沙拐枣(Calligonum mongolicum)(2.4%)-梭梭(Haloxylon ammodendron)+柽柳(Tamarix chinensis)(2.2%)-沙枣(Elaeagnus angustifolia)+沙柳(Salix psammophila)(3.8%)-杨树(Populus tremula)(4.6%)-制种玉米(7.8%)。(2)绿洲化增加了地表的植被覆盖度和净辐射,植被覆盖度由8%增加到85%,净辐射由480 W·m~(-2)增加到756 W·m~(-2),而降低了地表温度和地表反照率,地表温度由325 K降低到302 K,地表反照率由0.235降低到0.125。(3)植被覆盖度决定了地表能量的分配,改变了地表温度、地表反照率、地表净辐射,即植被盖度每增加1%,地表净辐射增加3.64 W·m~(-2),地表温度降低0.31 K,地表反射率降低0.002。绿洲化地表能量、水分和植被生长等参数的变化研究有助于理解绿洲可持续发展及水土气生相互作用,对荒漠绿洲过渡带生态系统稳定健康发展具有重要的参考价值。     

天津市大气中全氟化合物挥发性前体物的分布和季节变化

城市是全(多)氟烷基化合物(Per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)典型的来源地区,本研究利用大流量主动采样器对天津市3个典型位点的大气分别在冬夏两季进行了短期连续监测.发现PFASs的挥发性前体物氟调聚醇(Fluorotelomer alcohols,FTOHs)在天津地区的市中心、乡村和污水处理厂位点的大气中均普遍检出,其总浓度(气态+颗粒态)在冬、夏两季分别达到25.6—95.3 pg·m~(-3)和16.7—2003 pg·m~(-3),中位值分别为71.6 pg·m~(-3)和50.6 pg·m~(-3),其中最高浓度出现在市中心位点;而对于全氟辛烷磺酰胺类化合物(Perfluorooctane sulfonamide derivatives,PFOSAs),除在两个样品中有N-乙基全氟辛烷磺酰胺超过100 pg·m~(-3),在大部分样品中均未检出PFOSAs或显著低于FTOHs的浓度.本研究发现,FTOHs在冬、夏季间发生了显著的相间转化,在夏季FTOHs主要存在于气相,因而可能具有较高的长距离迁移潜力;而在冬季颗粒态FTOHs所占比重显著增加,因而其大气迁移和转化能力可能更多地受到大气颗粒物的影响.在大气总悬浮颗粒物浓度较高的天津地区,颗粒态FTOHs的贡献不可忽视.     

亚热带竹林挥发性有机物排放的模拟

2012年7月至2013年1月,采用松弛涡度积累(Relaxed Eddy Accumulation)技术在我国浙江省亚热带竹林测量了挥发性有机物(BVOC)冠层尺度的排放通量,同步测量了气象参数、太阳辐射(总辐射、直接辐射、光合有效辐射PAR)。利用PAR能量平衡原理,建立了冠层尺度异戊二烯和单萜烯排放的经验模式,经验模式对于日变化、季节变化有较好的模拟。采用不同方法对经验模式进行检验,一般而言,BVOC的模拟值高于测量值。经验模式与MEGANv2.1全球生物排放模式对BVOC排放有比较一致的模拟结果,标准状况下(温度t=30℃、PAR=1 500μmol·m~(-2)·s~(-1)排放因子较接近(异戊二烯分别为4.00和3.60 mg·m~(-2)·h~(-1),单萜烯分别为0.12和0.16 mg·m~(-2)·h~(-1))。经验模式的计算结果表明:竹林BVOC排放主要集中于夏季(7-9月)且以异戊二烯为主(占BVOC排放的87.3%~95.8%)。利用经验模式计算了BVOC排放对各个因子(PAR、水汽、S/Q-散射因子,散射辐射/总辐射)变化的敏感性:当各个因子增加率大于40%时,异戊二烯对PAR的变化最敏感,其次是水汽因子,再次是S/Q;单萜烯对S/Q的变化最敏感,其次是水汽因子,再次是PAR;单萜烯比异戊二烯对S/Q的变化更敏感;异戊二烯和单萜烯对各因子变化的响应是非线性的。冠层尺度上BVOC的排放量与卫星测量的HCHO柱浓度(molec·cm~(-1))之间有良好的线性关系:异戊二烯排放量(mg·m~(-2)·h~(-1))=3.93×10~(-16)HCHO-2.81,单萜烯排放量(mg·m~(-2)·h~(-1))=1.24×10~(-17)HCHO-0.05。对比我国不同生态系统实测的排放通量、排放因子,异戊二烯排放以亚热带竹林最高,其次为温带森林,草地最低;单萜烯排放以温带森林最高,亚热带竹林次之,草地最低。     

机动车限行期间大气颗粒物(TSP、PM10)中二(口恶)英(PCDD/Fs)的削减

为探讨不同交通状况下大气颗粒物中二■英(PCDD/Fs)的污染特征以及评估交通限行对大气颗粒物中二■英(PCDD/Fs)变化趋势的影响,在中国地质大学(北京)东门使用中流量采样器对大气颗粒物PM_(10)和TSP样品进行了连续同步采集,应用同位素稀释高分辨率气相色谱/高分辨率质谱(HRGC/HRMS)联用法和US EPA 1613B标准方法,检测分析了北京市交通限行期间以及交通限行前后等不同交通状况下大气颗粒物TSP和PM_(10)中17种2,3,7,8-氯取代PCDD/Fs浓度及其变化特征,结果显示,PCDD/Fs在TSP中的浓度和毒性当量(TEQ)分别是交通限行前2117 fg·m~(-3)(120.85 fg I-TEQ·m~(-3))、限行期间550 fg·m~(-3)(25.26 fg I-TEQ·m~(-3)),在PM_(10)中的浓度(毒性当量)分别是交通限行前2045 fg·m~(-3)(112.87 fg I-TEQ·m~(-3))、限行期间484 fg·m~(-3)(19.67 fg I-TEQ·m~(-3))、限行结束后1572 fg·m~(-3)(81.06 fg I-TEQ·m~(-3)). PCDDs浓度远低于PCDFs,体现了典型"热源"特征,除OCDF外,PCDDs和PCDF同族体浓度变化趋势表现为随着取代氯原子个数的增加而增大,PCDD/Fs主要附着在PM_(10)中,占TSP中总浓度的87%—97%,平均92%.交通限行期间PCDD/Fs污染水平明显降低,临时交通流控制措施是PCDD/Fs降低的主要因素.当前的研究结果力求为评价交通源对大气环境中PCDD/Fs的影响以及交通限行对PCDD/Fs的削减贡献提供支撑.     

上海市大气颗粒物中多环芳烃的季节变化特征和致癌风险评价

对上海市城区和郊区采集的64个总悬浮颗粒物(TSP)样品进行GC/MS分析,结果表明:全年PAHs浓度范围为2.25-221.6ng·m~(-3),并呈现明显的秋、冬季节高而夏季低的变化特征,且PAHs年平均值郊区稍微高于城区.多环芳烃中苯并(b k)荧蒽、茚并(1,2,3-cd)芘、晕苯等化合物相对含量较高,四环以上的组分全年平均含量在90%以上.采用苯并(a)芘和苯并(a)芘等效质量浓度(BaPE)对上海市大气颗粒物中的PAHs进行致癌风险评价,BaP年均值在城区和郊区分别为2.57ng·m~(-3)和2.86ng·m~(-3),秋季BaP年均值超过了居民区标准限值(5.0ng·m~(-3)).BaPE在城区和郊区的年均浓度分别为5.82ng·m~(-3)和7.24ng·m~(-3),秋季污染最为严重.     

山东禹城夏季PM_(2.5)中碳质组分污染特征

为研究华北平原夏季PM2.5中有机气溶胶污染特征,于2015年6月20日至2015年7月30日对山东禹城生态站大气中PM_(2.5)进行了观测研究.结果表明,观测期间禹城大气PM_(2.5)日平均浓度为87.15±32.27μg·m~(-3),与我国《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准75μg·m~(-3)相比,超标率为58.53%.检测到的10种糖醇的平均总浓度为177.89±145.38 ng·m~(-3)(白天)和226.97±196.88 ng·m~(-3)(晚上),分别占WSOC的3.18%(白天)和4.97%(晚上).脱水糖(左旋葡聚糖、半乳聚糖和甘露聚糖)是检测到的糖类化合物中的主要组成部分,分别占总浓度的58.52%(白天)和75.61%(晚上).EC、OC、WSOC的平均质量浓度分别为2.68±2.8μg·m~(-3),7.51±4.4μg·m~(-3)、5.57±3.95μg·m~(-3),分别占PM_(2.5)质量浓度的3.08%、8.62%和7.34%.WSOC占OC的74.16%,表明有机碳中大部分是水溶性组分.利用EC示踪法和WSOC法估算的二次有机碳(SOC)的质量浓度分别为4.08±2.25μg·m~(-3)和4.90±3.11μg·m~(-3),且两种方法计算的SOC呈现很好的相关性(r=0.77,P0.001).估算得到的SOC为白天高于夜间,与白天光化学反应比较强烈、产生的二次有机物较多一致.相关性分析表明,OC、WSOC和SOC与相对湿度呈现显著的负相关,与SO_2表现出较强的正相关关系,与温度均没有表现出相关性.     

长治市秋冬季PM2.5组分特征及来源解析

采集了2017—2018年秋冬季长治市审计局站、监测站、清华站等3个监测站点的大气PM_(2.5)样品,分析了其元素、水溶性离子及碳质组分特征,并利用化学质量平衡模型(CMB)对PM_(2.5)进行来源解析.结果表明,采样期间长治市PM_(2.5)浓度为67.9μg·m~(-3),其中审计局站PM_(2.5)浓度最高(70.6μg·m~(-3)),其次为监测站(70.0μg·m~(-3))和清华站(63.0μg·m~(-3));二次无机离子(SO_4~(2-)、NO~-_3、NH~+_4)平均浓度(20.7μg·m~(-3))占PM_(2.5)浓度的30.5%,与大量排放到大气中的SO_2、NO_2二次生成有关;OC(12.6μg·m~(-3))和EC(6.6μg·m~(-3))分别占PM_(2.5)的18.6%和9.7%;OC/EC为2.06,且SOC(5.9μg·m~(-3))在OC中占比高达63.1%,表明长治市秋冬季二次污染较重;典型地壳元素Si和Ca占元素组分平均浓度的29.8%和22.8%,说明扬尘污染对长治市PM_(2.5)的有一定影响;源解析结果表明,长治市秋冬季PM_(2.5)主要来源为:机动车源17.0%、燃煤源16.5%、扬尘源14.6%、二次硝酸盐13.9%、二次硫酸盐11.0%、二次有机气溶胶10.8%、工艺过程源9.3%、生物质燃烧源1.9%、其他源5.0%.因此,为进一步降低长治市环境空气中PM_(2.5)的污染,需在加强管控机动车,燃煤和扬尘等一次排放源的基础上,降低一次污染物SO_2、NO_2等的排放,从而实现对二次污染源前体物的控制.     

烟炱气溶胶的光学辐射特性研究

烟炱气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,它能直接或间接地影响地-气辐射平衡,进而对全球气候产生重大影响.目前,关于烟炱气溶胶光学性质的研究已经成为气溶胶科学中的前沿和热点课题,对其进行系统的实验室研究可以为更好地分析和认识外场观测结果提供基础,并为数值模式模拟研究提供准确的基本参数.本文简要介绍了烟炱气溶胶的来源和分类,...     

石河子市PM_2.5中有机碳和元素碳的变化特征与来源解析

本研究采集2015年9月至2016年8月石河子市不同类型天气下大气颗粒物样品,根据气象条件进行霾与沙尘分类,使用热光碳分析仪DRI 2001A进行有机碳(organic carbon,OC)与元素碳(elemental carbon,EC)测定,采用最小比值法估算二次有机碳(second organic carbon,SOC)质量浓度,主成分分析法(principle component analysis,PCA)分析其可能来源.结果表明:中霾天气下OC和EC平均质量浓度达到20.85±5.03、2.75±0.46μg·m~(-3)(沙尘天气18.9±4.4μg·m~(-3),2.6±0.9μg·m~(-3)).二次有机碳SOC在中霾天气下质量浓度为10.62±3.94μg·m~(-3)(沙尘天气9.3±3.7μg·m~(-3)),占OC浓度67%(沙尘天气67%).霾与沙尘天气OC与EC相关系数低于非霾非沙尘天气,表明霾与沙尘天气较非霾非沙尘天气有着复杂的污染源.PCA分析表明,霾与沙尘天气下的碳气溶胶的主要排放源为机动车尾气,固定燃煤源和道路扬尘.本项研究分析了石河子市霾和沙尘天气下的碳气溶胶分布,有望为中国西部城市的霾和沙尘天气治理提供依据.     

北京市冬季大气气溶胶中PAHs的污染特征

利用大流量颗粒物采样器采集了2005-2006年冬季北京市大气气溶胶中PM10和PM2.5样品,采用气相色谱/质谱技术对样品中的多环芳烃进行检测.结果表明:北京市冬季大气颗粒物PM10和PM2.5中PAHs总量分别为520.5±476.9ng·m-3和326.8±294.3ng·m-3,且大部分存在于细粒子中,4环以上的稠环芳烃占总浓度的87%.根据荧蒽/芘等比值指标判别,北京市冬季PAHs主要以燃煤排放为主,其次是石油燃烧交通排放.风速增大和太阳辐射曝辐量增强,都会降低颗粒物中多环芳烃浓度.     

2009—2011年北京地区大气气溶胶光学特性季节变化规律研究

利用AERONET北京站2009—2011年气溶胶地基反演资料,分析了该地区气溶胶光学特性的季节变化特征.结果表明,不同季节大气气溶胶光学厚度(AOT)、Angstrom波长指数(α)具有不同的日变化规律,AOT的变化受当地气溶胶人为排放、大气稳定度条件、大气辐射等因素的影响较大,因太阳辐射的影响,α在午后存在高值或有略微增加的趋势.AOT具有明显的季节变化特征,主要表现为春、夏季大,秋、冬季小,与北京地区温带季风气候特点有关.AOT年均值为0.63.α在四季中均表现为单峰型结构,春季受沙尘粒子不连续性导入的影响,α概率分布最宽,值最小,标准差最大,α0.5的概率超过10%,粗粒子在四季中占比最多.夏、秋两个季节α均值1.1,属于典型的城市-工业气溶胶粒子.4个季节α值均大于0.9,年均值为1.07,表明北京地区以气溶胶细粒子为主.水汽柱含量具有明显的季节变化,与降水量具有相同的变化规律,夏季最多达2.33 cm,冬季最少仅有0.3 cm,春、秋季次之.     

单一汞同位素示踪大气与农田作物汞的交换过程

汞是引人注目的全球性污染物,植被叶片吸收是大气汞的主要去除途径之一.然而,当前对于大气-植被叶片汞通量交换过程及吸收后的汞在植被体内的归趋等认识尚有不明确之处.本文利用单一大气汞同位素标记技术,测定了大气汞浓度为0、2、5、10 ng·m~(-3)时,C3植物水稻与C4植物玉米叶片汞交换通量的变化特征,并分析了标记的汞同位素在植被体中根-茎-叶的分布比例.结果表明:(1)水稻和玉米叶片汞的沉降通量与大气汞浓度呈显著正相关关系;(2)植物叶片汞的沉降通量有明显的昼夜变化,水稻和玉米的吸收通量白天均高于晚上;(3)玉米对大气汞的补偿点白天为0.63 ng·m~(-3),夜间为2.85 ng·m~(-3);水稻白天为1.24 ng·m~(-3),夜间为1.32 ng·m~(-3),水稻对大气汞的富集能力强于玉米,但二者的补偿点均显著低于国内大气汞浓度;(4)植被从大气吸收的汞主要集中在植物地上部,水稻叶片分布88.92%,茎中分布11.08%,而玉米叶片分布90.95%,茎中分布7.09%,根中分布1.96%.这些结果表明,农田系统的植被能富集大气中的汞,并主要贮存在叶片内部,向茎、根迁移量较少,是大气汞的重要汇.上述结论为进一步估算中国农田系统的大气汞汇与认识汞在大气-叶片-茎-根-土壤中循环提供了科学依据.     

不同交通状况下大气颗粒物中多氯联苯的污染特征

采集了北京市北四环附近典型交通路口不同交通状况下大气颗粒物(TSP、PM_(10)、PM_(2.5))样品,利用高分辨率气相色谱/高分辨率质谱(HRGC/HRMS),按照US EPA 1668A方法,对19种多氯联苯(PCBs)浓度水平、组成特征和粒径分布规律进行了监测分析,并评估了交通控制对大气颗粒物中PCBs的影响.结果表明, PM_(2.5)、PM_(10)和TSP中19种PCBs的质量浓度和毒性当量(TEQ)变化范围分别为567—2481 fg·m~(-3)和0.33—1.42 fg WHO-TEQ·m~(-3)、875—2845 fg·m~(-3)和0.34—1.71 fg WHO-TEQ·m~(-3)、1118—3922 fg·m~(-3)和0.46—2.09 fg WHO-TEQ·m~(-3),北京市大气颗粒物中PCBs处于较低水平,且主要富集在PM_(2.5)上,占51%—87%;3个采样期PCBs单体组成模式没有明显不同,说明释放源和转化过程是相似的;对总浓度贡献最大的是PCB-209和PCB-28,两者的贡献率为52%—77%,而对总TEQ贡献最大的是PCB-126,占86%—92%(平均值89%),其次是PCB-169,占6%—11%(平均值8%);交通限行期间PCBs的污染水平明显低于限行前,约降低69%—77%(平均值72%),临时交通控制措施的实施对PCBs污染水平降低具有积极的影响.     

广州大气PM_(2.5)中含碳组分的污染特征及来源解析

于2015年1月至11月在广州利用大流量大气颗粒物采样器采集细颗粒物(PM_(2.5))样品,并利用热光反射法(TOR)测定大气颗粒物中有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度。结果表明,广州ρ(PM_(2.5))年均值为(69.5±35.6)μg·m~(-3),是GB 3095—2012《环境空气质量标准》中PM_(2.5)年均质量浓度二级标准限值(35μg·m~(-3))的2.0倍,表明广州大气细颗粒物污染严重。OC、EC和总碳气溶胶(TCA)的年均质量浓度分别为(8.31±4.53)、(3.56±2.72)和(16.85±9.60)μg·m~(-3),分别占PM_(2.5)质量浓度的13.2%、5.9%和27.0%,表明含碳组分是PM_(2.5)的重要组成部分。OC和EC浓度季节变化规律存在差异性,OC浓度在冬季最高,而EC浓度在秋季最高。OC和EC的相关性弱和比值高的特征结果表明冬季二次有机碳(SOC)污染最严重,其平均质量浓度为6.9μg·m~(-3),占OC质量浓度的62.4%。主成分分析结果表明,冬季和春季广州PM_(2.5)中碳组分来源较复杂,主要包括机动车尾气、燃煤和生物质燃烧,夏季碳组分的主导污染来源是燃煤和机动车尾气,而秋季碳组分主要来源于机动车尾气。