2015年长三角地区城市PM2.5时空格局及影响因素分析

PM_2.5浓度值增加对大气能见度、人体健康和气候变化有着重要影响。采用2015年长三角地区监测数据，运用探索性空间数据分析法和相关系数法，分析长三角地区城市PM_2.5污染的时空格局和影响因素，结果表明：（1）2015年长三角地区城市PM_2.5年均浓度值为54.54 μg/m³，季节变化总体呈现春冬高夏秋低的季节性周期变化规律，1月和12月为一年中PM_2.5污染最严重的月份，污染范围最广，5~9月是PM_2.5浓度值优良时段，日均值春季和冬季的波动周期较短而剧烈，夏季和秋季波动周期相对较长而平缓。（2）2015年长三角地区城市PM_2.5年均浓度值整体上从江苏到浙江呈减少趋势，具有北高南低，局部突出的特征。（3）长三角地区城市PM_2.5浓度空间上存在集聚现象，低值集聚主要分布在浙江沿海地区，高值集聚主要分布在苏南地区。（4）燃烧排放的烟尘和前体物的二次转化对长三角地区PM_2.5浓度有显著影响。风速和降水量是影响PM_2.5浓度的两个重要气象因素。     

长江中游城市群PM2.5时空特征及影响因素研究

近年来，伴随着工业化和城市化进程的加快，长江中游城市群灰霾天气持续增多，空气污染问题日益突出。基于2015年1月至2016年2月长江中游城市群189个空气质量监测站点的PM2.5逐时监测数据，采用普通克里金插值、探索性空间数据分析法和相关系数法，从年、季、月尺度上分析了PM2.5的空间分布格局及其影响因素。结果表明：（1）在年尺度上，长江中游城市群PM2.5浓度空间分布总体呈现出明显的北部高南部低，局部地区略有突出的特征，该区PM2.5浓度年均值为55.28 μg/m3，其中湖北省PM2.5的年均值为三省市最高，为68.17 μg/m3；其次为湖南省，年均值为53.66 μg/m3；江西省PM2.5的年均值较小，为44.01 μg/m3。（2）在季节尺度上，长江中游城市群PM2.5浓度表现出冬春季高，夏秋季低的现势性，这与区域内夏季高温多雨、冬季低温少雨的气候条件密切相关。（3）长江中游城市群PM2.5月浓度变化大致呈U形分布，1月份PM2.5浓度最高， 1~6月份，PM2.5浓度呈逐步下降趋势， 6~8月份，区域PM2.5浓度处于“U”字的谷底。（4）NO2、CO是影响PM2.5浓度的两项主控大气污染物，而降水量和相对湿度则是影响PM2.5浓度的两个重要气象因素。 关键词： PM2.5浓度；时空特征；气象因素；长江中游城市群     

四川盆地逆温特征及其对PM2.5的影响研究

基于2000-2020年ERA5逐时温度廓线数据探究了四川盆地逆温特征时空变化,量化了逆温对PM_2.5的贡献,分析了成都和宜宾重污染期间逆温特征及边界层结构。空间上,盆地中部逆温频率最大,在15～25%之间,东部和南部地区次之,盆地西北和西南地区最低;盆地逆温厚度季节变化的空间分布差异较小,整体集中在200～350 m之间;逆温强度冬季最强,中部地区逆温强度最大可达0.45°C/100 m左右。时间上,逆温频率12月至次年4月达到最大,最大可达25%,6～8月最小,逆温厚度3～4月达到最大,多在280.85～400.97 m之间,7～8月最小,逆温强度总体变化不显著,多小于0.4°C/100 m。四川盆地站点逆温频率、厚度、强度与PM_2.5呈正相关,相关系数分别为0.3,0.28和0.25。成都和宜宾逆温特征与PM_2.5的拟合关系表明,成都和宜宾逆温厚度分别为376和374 m时,PM_2.5平均浓度均达到75μg/m³左右,逆温强度与PM_2.5浓度的拟合曲...     

基于理性预期理论的大气污染经济成本评估

我国大气污染形势严峻,科学合理地评估大气污染的经济损失不仅有益于政策效益分析,同时是“绿色国民经济”核算的一项基础性工作。基于我国2013年2月到2018年7月的区县月度房屋交易数据和7种大气污染指标(AQI、SO₂、NO₂、CO、O₃、PM₁₀、PM_2.5)的浓度数据,运用特征价格模型实证量化大气污染物减少的边际支付意愿(MWTP)和总经济损失。首先通过改变理性预期的时间段验证理性预期假设的成立,在此基础上采用理性预期方法解决遗漏变量所导致的内生性问题。研究结果显示:①NO₂、CO、PM_2.5和PM₁₀每上升1μg/m³,房价分别降低约2.04%、0.028%、0.34%和0.39%;而SO₂与O₃对房价的影响并不显著。②近年来大气污染的经济损失有所降低,政府的治理效果显著,但仍不容小觑。2013年AQI、PM₁₀和PM_2.5未达标导致的经济损失分别约为35600亿元、19300亿元和24100亿元,约占当年GDP的6.06%、3.29%和4.11%;2018年分别降低至19200亿元、5300亿元和6700亿元,占当年GDP的2.14%、0.60%和0.74%。尽管PM₁₀和PM_2.5浓度也在逐年下降,但仍未达到《环境空气质量标准》所要求的二级限值。最终评估结果显示,PM₁₀和PM_2.5二者导致的经济损失的加总数值,与AQI得到的数值相差无异。进一步证实了我国当前大气污染导致的社会经济福利损失主要是来自PM₁₀和PM_2.5的超标,因此治理“雾霾”是改善当前空气质量的关键。     

长三角PM2.5和O3变化特征及与气象要素的关系

依据2017年长三角地区的空气质量小时数据,结合同期ECMWF气象资料,采用GIS空间分析、相关性分析和数理统计研究了区域O3、PM2.5的时空变化特征及其与气象因素的关系.结果 表明:(1)长三角城市群O3浓度在5和9月值最高,O3_8 h日变化特征呈拉伸型S曲线,在19:00、20:00达到浓度峰值,峰值浓度最大的地区是滁州,为111 μg/m3;O3空间分布由北到南逐渐降低,并且春季(136.57 μg/m3)＞夏季(117.35μg/m3)＞秋季(83.23 μg/m3)＞冬季(77.06 μg/m3);O3与其前体物CO、NO2相关性较强;当15＜T≤20℃,100＜PRS≤100.5 kpa时,O3浓度超标最严重.(2)PM2.5浓度月均值呈不规则U型分布,低谷期在7、8月;上海浙江区域日均浓度第一个峰值在9:00～10:00,安徽江苏区域是11:00～12:00,第二个峰值均在21:00;PM2.5空间分布内陆城市高于沿海城市,冬季(62.21 μg/m3)＞春季(44.70μg/m3)≈秋季(44.14 μg/m3)＞夏季(31.33μg/m3);与NO2、SO2相比,PM2.5和CO相关性更强;O3与温度、相对湿度是正相关,与风速、风向、气压、边界层高度、降水量则是负相关,PM2.5与风向、气压是正相关,与其他因素是负相关;当温度低于5℃,100＜PRS≤100.5 kpa时,长三角城市群PM2.5超标率最高.     

长江中游城市群土地利用变化对PM2.5污染的影响及空间溢出效应

城市群已成为当今中国空气污染的重灾区，严重损害了区域生态环境与人体健康，但少有研究考虑如何通过优化土地利用结构，使大气环境的自然净化能力最大化，进而减少既定污染排放对空气质量的负面效应。鉴于此，以城市化进程迅速、空气污染严重的长江中游城市群为实证对象，从土地利用结构的视角出发，利用自主反演的高精度PM_2.5数据，基于广义可加模型与空间回归模型，揭示2005～2020年土地利用变化对PM_2.5浓度的非线性影响及其空间溢出效应。研究结果表明：(1)2005～2020年长江中游城市群建设用地大幅增加而耕地持续减少，PM_2.5浓度在2011年前后呈现先上升后下降趋势，并具有显著的空间自相关性；(2)土地利用变化对PM_2.5浓度的影响为复杂的非线性关系，其中建设用地与耕地变化对PM_2.5浓度的影响存在边际递减效应；(3)土地利用变化对PM_2.5浓度的影响存在显著的空间溢出效应，且除草地外，各地类对PM_2.5浓度影响的直接效应均大于间接效应；(4...     

基于多源遥感数据的中国PM2.5变化趋势与影响因素分析

基于长时间序列的遥感反演PM_(2.5)数据,采用Theil-Sen median趋势分析、Mann-Kendall、R/S和相关系数分析法,分析了1998～2014年我国PM_(2.5)时空格局、空间变化特征以及污染来源。结果表明:1998～2014年期间,最高只有24.67%的国土面积上,PM_(2.5)浓度达到世界卫生组织(WHO)的年平均准则值10μg/m~3的要求;PM_(2.5)浓度小于10μg/m~3地区主要是青藏高原、台湾、北疆,内蒙古北部和黑龙江西北部,年均PM_(2.5)浓度大于95μg/m~3的地区主要是南疆和华北平原。1998～2014年期间,全国61.84%的国土面积PM_(2.5)浓度呈上升趋势,平均上升了3.91μg/m~3,上升最大值为39.1μg/m~3。其中,呈显著上升的地区主要分布在中西部地区和华北平原,且未来部分地区仍呈增长的趋势。PM_(2.5)浓度上升的驱动因素包括自然因素与人类活动排放,其中,南疆的PM_(2.5)主要来自塔克拉玛干沙漠的沙尘气溶胶,而其他地区PM_(2.5)主要来自人类活动排放。     

基于PM2.5的空气污染防治政策框架设计

中国PM_2.5污染防治进入新阶段：PM_2.5年均浓度从快速下降期进入缓慢下降和平稳期，全国超标现象大幅改善，但季节性和地域性超标与重污染问题仍然突出。以治理工程减排和可承受的产业和能源结构调整为核心的长期治理措施边际成本不断提升，而治理效率逐渐降低，尤其在重污染天气下难以发挥即时效益。中国仍处于经济和城市化发展的关键时期，将污染物整体排放量降低到重污染气象条件下的PM_2.5达标的允许排放量，在短期内不具技术可行性和成本有效性。公众健康与公共福利要求PM_2.5继续改善和稳定达标，只能在日常排放管理上寻求突破。而现行空气污染防治政策体系在日尺度达标管理和排放控制方面的约束力相对薄弱，地方缺少落实空气质量精细化治理的激励和实践指导。随大数据技术进展和信息化建设水平提高，科学治污、精准治污条件日趋完善，空气污染防治思路和政策框架亟须更新和转变，以适应新时期的空气污染防治需求。现阶段，推动空气污染防治由粗放式长期治理向精细化日常管理转型是改革的关键。以固定源管理为例，在现有制度的基础上，构建兼顾PM_...     

上海崇明岛近三年PM_(2.5)浓度变化特征与气象条件的关系

利用2011年1月~2014年2月上海崇明岛地区颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))的连续监测资料,研究了PM_(2.5)总体分布、季节变化、日变化及浓度频率分布规律,初步分析了逆温、相对湿度、风向风速等气象要素对颗粒物浓度的影响。结果表明:2011~2013年该地区PM_(2.5)平均值分别为24.7,33.6和28.3μg/m~3,均低于PM2.5的年平均浓度限值35μg/m~3,细粒子污染程度较轻。PM_(2.5)浓度日变化幅度不大,呈微弱的单峰型分布,9∶00左右达到一天中的最大值,15∶00左右达到最小值。PM_(2.5)浓度的季节分布特征明显,呈现出冬季春季秋季夏季,一般情况下5月份PM_(2.5)月均浓度值最高,8月份浓度最低。PM_(2.5)日平均浓度有57.9%达到国家空气质量一级标准,有93.4%达到国家空气质量二级标准,超标率为6.6%。对PM_(2.5)与各气象要素进行分析后发现:PM_(2.5)质量浓度在逆温层结稳定、风速小、高湿以及近地面盛行西北到西风这样的静稳天气条件配合高空西北方向上的外来污染物输送,容易造成高浓度的PM_(2.5)污染。     

长江三角洲城市群空气质量时空分布特征

基于数理统计、空间插值技术、相关性分析与GIS地图表达,研究长江三角洲城市群AQI及各空气含量因子污染浓度的时间、空间分布特征。通过提取国务院最新规划的长江三角洲城市群空间分布数据,划分研究区为"一核五圈",探讨了空气质量指数的时间变化特征和AQI、首要污染物的空间分布规律,定量评价了AQI与其污染因子的相关性,结果表明:(1)时间变化上,长三角城市群空气质量季均变化规律为夏季最好,冬季最差;月均变化呈波浪形分布,在1月份的平均浓度皆为最高;周均变化为:在一周后半段达到一周最大值;(2)空间分布上,分季节看,AQI在春、秋、冬三季空间梯度变化显著,呈现北高、南低的分布格局。在首要污染物的分布上,以PM_(2.5)和O_3均分长三角地区;(3)PM_(2.5)含量空间分布与AQI有较高相似性,均处于北高南低的分布状态,臭氧分布呈现东高西低,即较发达的城市臭氧含量相对较高的空间分布格局。最后通过相关性计算,AQI与PM_(2.5)相关性显著,与O_3没有明显相关性,为长三角大气污染防治提供依据。     

长江三角洲城市群PM_(2.5)时空演变及影响因素

科学识别PM_(2.5)的空间分异及其驱动因素,是实现区域空气污染治理的关键。以国测点日均PM_(2.5)浓度为数据来源,基于多种空间分析方法,研究长江三角洲城市群PM_(2.5)浓度的时空演变及影响因素。结果发现:(1)2013～2017年,长江三角洲城市群的PM_(2.5)年平均浓度,处于不断下降的趋势;城市间的差异,呈现逐渐减少的趋势。(2)一年中,12月份的PM_(2.5)浓度最高,8月份的PM_(2.5)浓度最低。1～12月,PM_(2.5)浓度先减后增。(3)2013年,PM_(2.5)高浓度区域主要分布在江苏省;2017年,PM_(2.5)高浓度区域主要分布在安徽省。5年间,PM_(2.5)浓度的空间重心,向安徽省转移72 km。(4)长江三角洲城市群PM_(2.5)浓度存在明显的空间自相关。存在PM_(2.5)浓度高-高值区、低-低值区"扎堆"现象,且集聚程度趋于增大。(5)影响PM_(2.5)浓度的因素包括了自然因素和社会因素。自然因素中,降雨与PM_(2.5)浓度显著相关。社会因素主要来自工业排放、交通排放和能源消耗。其中,能源消耗的影响程度最大,工业排放次之,交通排放最后。     

大型浅水湖泊太湖霍甫水丝蚓次级生产力的研究

作为湖泊底栖动物优势种类的霍甫水丝蚓在长江中下游湖泊分布广泛,在湖泊生态系统的能流和物流中占有十分重要的地位。为了了解霍甫水丝蚓在大型浅水湖泊中的种群动态规律、生活史和周年生产量等的状况,于2005年1~12月对太湖霍甫水丝蚓进行周年的研究,以期为了解太湖这一优势种类的生产力状况及合理利用这一资源提供理论依据。研究发现,2005年太湖霍甫水丝蚓年均密度和生物量分别为3 274ind./m~2(0~13 800ind./m~2)和4.70g/m2(0~29.15g/m~2),一般均在冬季达到高峰,空间分布上霍甫水丝蚓密度和生物量呈现出明显的差异性,在太湖北部梅梁湾和竺山湾及西部河口湖区分布较高,而在其它区域的现存量均较低。根据体长频数分布的周年变化特征,推测太湖霍甫水丝蚓约为一年三代,繁殖可能发生在3、7和11月份期间。2005年太湖霍甫水丝蚓年生产量为480.21g·m~(-2)·yr-1,P/B为14.17,与同类研究报道相比属于较高水平。分析表明太湖霍甫水丝蚓的高世代数导致其高P/B系数,而高周年生产量与其所处的营养水平相对较高有关,这对于太湖渔产潜力具有显著意义。     

常州市大气PM_(2.5)中水溶性离子组成及来源

于2013年3月~2014年4月采集常州市郊区、工业区、居民区和背景点的春季、秋季大气PM_(2.5)样品,用离子色谱法分析其中水溶性离子成分,对其组成、分布特征及来源等进行研究。结果表明:SO_4~(2–)、NO_3~–和NH_4~+是常州市PM_(2.5)中的主要水溶性离子,3种离子在PM_(2.5)中占比为18%~33%。不同功能区之间水溶性离子的占比和差异较小,常州背景点可能受到周边城市污染输送的影响。在PM_(2.5)中,NH_4~+与SO_4~(2–)和NO_3~–主要以(NH_4)_2SO_4和NH_NO_3存在;硫转化率(SOR)和氮转化率(NOR)是衡量二次无机粒子转化的有效手段,常州市各功能区的SOR均大于NOR;春季SOR0.25,NOR0.1,满足发生强烈光化学氧化反应的条件。     

香格里拉区域大气本底站地面臭氧浓度的变化特征

对2009年香格里拉区域大气本底站地面臭氧观测结果进行分析,研究其浓度水平、变化特征、影响因素及其区域代表性。结果表明:香格里拉站地面O₃月均值浓度在21.8~57.7 ppb,年平均值为38.0±12.1 ppb,在春季最高,平均值为54.1 ppb,在夏季最低,平均值为28.0 ppb。O₃小时均值浓度超过60 ppb的小时数占总有效小时数的6.6%,超过40 ppb的小时数占43.0%。与相近纬度中国东部地区区域大气本底站地面臭氧观测结果相比,香格里拉站体现出不同的O₃日变化和季节变化特征,具有特殊的地域特征。影响香格里拉站的气流主要来自于其西南方向,3 d的后向轨迹可追溯到孟加拉湾东北部地区。偏南的气流主要出现在夏秋季节,O₃浓度相对低,偏北的气流以冬春为主,O₃浓度相对高。     

桂林毛村地下河水-气界面CO_2通量的变化特征及其影响因素

为揭示不同时间尺度下岩溶区地下河出口CO_2通量的变化特征及其影响因素,本研究采用静态浮游箱-气相色谱法对毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量开展季节性和连续48小时昼夜监测。结果显示:水-气界面CO_2交换通量具有明显的季节性和昼夜变化特征,并且均表现为由水体向大气释放CO_2,呈现出大气CO_2源的特征。在季节性尺度上,CO_2交换通量的变化范围为90.27～406.32 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为253.50 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的季节性特征表现为雨季大于旱季。在昼夜尺度上,CO_2交换通量的变化范围为46.8～244.45 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为137.81 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的昼夜性特征表现夜晚大于白天,最高值出现在凌晨0∶00和1∶00,最低值出现在下午14∶00和15∶00。由于毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量受到诸多因素的影响。通过相关分析表明,毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量在季节性尺度下的主控因素为岩溶水体中碳酸的平衡系统,但是在昼夜尺度下的主控因素为局地区域环境参数。