陕西师范大学长安校区夏冬季节臭氧垂直变化特征

本文通过观测陕西师范大学长安校区52 m高度范围内的臭氧浓度和相关气象条件,研究了西安市长安区O_3浓度的昼夜变化和垂直变化规律,探究O_3浓度与NOx浓度、与气象条件之间相关性,为客观地掌握西安市长安区O_3污染特征提供参考和依据。观测结果表明:(1)西安市长安区52 m高度范围内夏季的臭氧浓度比冬季高,大约是冬季浓度2倍。冬季和夏季的臭氧浓度昼夜变化趋向大致相同,将变化特点分为3个阶段,分别是04:00?—?08:00、10:00?—?20:00和22:00?—次日02:00,呈现一高一低的阶段变化。(2)西安市长安区夏季与冬季臭氧浓度垂直变化规律各有2种类型。夏季第1种类型出现在08:00?—?18:00,其变化特点是臭氧浓度在1?—?16 m、19?—?28 m、31?—?52 m高度分别随着高度增加而呈现递增、递减再递增的变化规律。冬季08:00?—?18:00出现第1种类型,在1?—?16 m、19?—?37 m、40?—?52 m高度臭氧浓度也随着高度增加而呈现递增、递减再递增的变化规律。夏季与冬季20:00?—?次日06:00均出现第2种类型,臭氧浓度在1?—?16 m、19?—?52 m高度随高度增加而呈现先递增后递减的变化规律。(3)西安市长安区夏季与冬季臭氧浓度与风速、相对湿度以及氮氧化物浓度呈负相关,与温度呈正相关,与气压的相关性较低。     

长江经济带空气质量的时空分布特征及影响因素

基于2015~2018年空气质量实时监测数据，研究了长江经济带AQI的时空变化特征，从大气污染物排放量和气象因素两方面选取评价指标，利用地理探测器揭示了长江经济带AQI分布的影响因素及其季节变化.结果表明：2015~2018年长江经济带空气质量总体趋于改善，平均超标率由19.8%降至16.2%，除O₃超标率上升外，其余常规监测指标均有不同程度的下降.2017年开始O₃的超标率超过PM₁₀，成为长江经济带仅次于PM_2.5的大气污染物.AQI月变化曲线大体呈U型，具有冬春高、夏秋低的特点.长江经济带空气质量改善主要体现在冬、秋两季，O₃浓度的上升使夏季空气超标率上升，春季变化不大.AQI和空气超标率总体呈东高西低、北高南低的分布特征，其中上海、江苏、安徽中北部和浙江北部污染最严重，湖北中部和成渝地区其次，云南、贵州和四川西部空气质量良好.春夏季AQI的差异主要表现为东西向，秋冬季则主要表现为南北向.污染物排放量因子对长江经济带AQI分布有显著的正向影响，气象因子的影响方向则随季节变化而变化.全年和春、秋、冬3季AQI的分布格局主要由大气污染物排放量决定，夏季气象因子的影响力则更大.     

长三角城市群臭氧浓度的时空分异及驱动因素

运用克里金插值、空间自相关分析、冷热点分析和地理探测等定量分析方法，对长三角城市群2015~2017年O3浓度的时空分异特征及驱动因素进行了探讨。结果表明：（1）2015~2017年长三角城市群O3浓度呈上升趋势，O3日最大8 h滑动平均值第90百分位数平均浓度由149 μg/m3上升到166 μg/m3，平均超标率由9.3%上升到12.1%，以O3为首要污染物的天数占超标总天数的比例由32.3%上升到46.4%。（2）受气温和降水量年际波动的影响，各年份O3月均浓度变化曲线形状不同。但O3超标都主要发生在4~9月，超标天数分别占2015、2016、2017年的88.3%、98.2%和97.0%。（3）由于安徽O3浓度快速上升，长三角城市群O3浓度空间分布格局由东高西低演变为北高南低，且同质化增强、异质性减弱。（4）随着O3浓度的上升，O3浓度热点区由环太湖地区向南京都市圈扩展，冷点区在安徽有明显收缩。（5）地理探测表明，长三角城市群O3浓度空间分异主要受经济规模、城市化和排放源等社会经济因素驱动，且均呈正向影响。自然因素中的降水量和风速呈负向影响，分别对O3有显著的清除和扩散作用。     

南京北郊夏季近地层臭氧及其前体物体积分数变化特征

南京北郊,钢铁、石化等重工业集中,大气污染现状不容乐观.为了研究此类重工业地区夏季光化学污染特征,于2013年5月18日~8月31日连续观测了臭氧及其前体物的浓度并同时记录了常规气象要素.结果表明,观测期间臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)平均体积分数分别为(32.01±15.20)×10-9、(21.50±14.02)×10-9、(33.16±25.20)×10-9,一氧化碳(CO)为(0.66±0.44)×10-6;O3体积分数小时均值最大值达146.42×10-9;O3超过国家环境空气质量二级标准14.1%.对污染物进行浓度频率分布近似得到观测期间O3、NOx和VOCs背景体积分数分别为(5.71±2.51)×10-9、(12.20±0.36)×10-9和(22.44±0.38)×10-9,CO为(0.28±0.01)×10-6.观测点污染物受周边排放源的影响较大.在风速为2~3 m·s-1的西南风作用下,VOCs中的活性物种体积分数较高,O3体积分数容易累积达到高值;偏东风主导下主要来自周边工业源和交通源的NOx、CO和VOCs体积分数易出现高值.南京亚青期间对工业生产和部分机动车采取了调控措施,O3体积分数未明显减少,并有4 d超过国家二级标准.     

华山地区PM2.5中无机离子垂直分布特征

2016年夏季在华山山腰及山脚设两个采样点（垂直高程相差约700 m）,运用大流量采样器进行每4 h 1次PM_2.5样品采集,对其无机离子进行分析,探讨其浓度、组成、垂直变化、日变化及酸度的特征.结果表明：采样期间,华山山腰及山脚的PM_2.5分别为：（46.9±38.2）μg·m^-3和（76.0±44.3）μg·m^-3,PM_2.5中无机离子分别为：（16.6±15.7）μg·m^-3和（24.0±15.0）μg·m^-3.两个点位无机离子浓度依次为：SO₄^2- > NO₃^- > NH₄⁺ > Ca²⁺.SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺为主要组分,占华山山腰及山脚大气PM_2.5总离子质量浓度的89%和85%.线性回归分析显示：PM_2.5中的NH₄⁺在华山山腰主要以（NH₄）₂SO₄和NH₄NO₃的形式存在,而在华山山脚主要以NH₄HSO₄和NH₄NO₃的形式存在.华山山腰和山脚PM_2.5及其离子呈现出不同的日变化特征：山腰在12：00~16：00出现峰值,主要是因为边界层抬升和山谷风输送地表污染物的缘故;山脚则分别在白天08：00~12：00和夜晚00：00~04：00出现双峰值,这主要是由于早高峰交通排放增加和夜间大型载货卡车流量增大所致.利用阴阳离子当量平衡法及ISORROPIA Ⅱ模型进一步探讨了PM_2.5酸度特征,结果表明：华山山脚PM_2.5的酸度（pH=2.9±2.0）强于山腰（pH=3.2±2.3）.     

京津冀冬季大气混合层高度与大气污染的关系

大气混合层高度(MLH)是影响大气扩散的主要因子之一,其对大气质量评估和污染物的存储量及分布起着重要作用.本实验利用云高仪对2014年污染严重的2月京津冀区域4个站点(北京、天津、石家庄和秦皇岛)MLH进行了同步连续观测,分析了其各自及其区域总体变化特性.结果表明,秦皇岛MLH月均值最高,达到865 m±268 m;石家庄最低,为568 m±207 m;北京和天津介于这两城市之间,分别为818 m±319 m和834 m±334 m;结合气象数据分析发现,辐射和风速是影响混合层高度的主要因素;对4个站点颗粒物浓度与混合层高度的关系研究表明,混合层低于800 m,4个站点细颗粒物浓度均会超过国家二级标准(GB 3095-2012,75μg·m-3),观测期间北京、天津、石家庄和秦皇岛这4个站点混合层高度低于800 m天数所占比例分别为50%、43%、80%和36%.石家庄虽然近地层污染物浓度较高,但是大气混合层以内污染物负荷并不高,不利的大气垂直扩散条件是石家庄近地面长时间高浓度污染的主要原因.研究结果对于认知京津冀区域污染分布现状具有重要意义,并可为区域内污染源合理分布提供科学参考.     

关中地区冬季PM2.5中碳气溶胶的污染特征及来源解析

为研究关中地区冬季PM2.5中碳气溶胶的污染特征和来源,于2012年12月至2013年2月在西安、宝鸡、渭南和秦岭进行PM2.5的采集,并利用热光反射法测定了样品中的有机碳(organic carbon,OC)和元素碳(elemental carbon,EC).结果表明,4个采样点OC的平均质量浓度分别为47.8、45.8、31.2和37.0μg·m-3,EC分别为8.5、6.7、7.6和5.7μg·m-3,总碳气溶胶(total carbonaceous aerosol,TCA)分别占PM2.5的36.4%、46.2%、36.9%和33.4%.OC和EC的相关性在西安(R2=0.93)和秦岭(R2=0.91)高于宝鸡(R2=0.58)和渭南(R2=0.62),表明OC和EC在西安和秦岭可能具有更为相似的来源,也可能具有更高的混合程度.所有样品的OC/EC比值均大于2.0,表明有二次气溶胶(secondary organic carbon,SOC)的生成,4个采样点SOC分别占OC的21.6%、40.3%、23.2%和27.8%.正定矩阵因子分析法(positive matrix factorization,PMF)解析结果显示,燃煤是关中地区冬季碳气溶胶的首要来源,占45.3%~47.9%,汽油车和生物质燃烧是次要来源,分别占26.1%~33.1%和14.3%~20.1%,此外柴油车也有一定贡献.     

宝鸡市PM_(2.5)中水溶性离子组分污染特征及来源分析

本文通过对2012年3月至2013年3月宝鸡市大气PM_(2.5)中各个水溶性无机离子组分的质量浓度进行研究,获得了水溶性离子的时间变化特征,并结合主成分分析方法讨论了不同离子的来源。结果显示,宝鸡市PM_(2.5)中水溶性离子主要由、和组成,分别占总水溶性离子质量浓度的40.47%、30.75%和15.07%;PM_(2.5)整体偏酸性。/比值随API指数的升高而增大,当空气质量较好时PM_(2.5)中硫酸盐居多,而随着空气污染发生硝酸盐逐渐增多并占优势。主成分分析结果表明PM_(2.5)中水溶性离子的主要来源有二次气溶胶、生物质燃烧和土壤尘。     

西安地区夏季臭氧的模拟研究

本文利用WRF-CHEM模式对关中地区2015年7月25日至30日的一次O_3污染事件进行了数值模拟。通过与地面观测数据对比发现,WRF-CHEM模式基本上可以合理模拟西安和咸阳城市群O_3和NO_2的质量浓度的时空分布。敏感性试验表明,在臭氧生成的峰值期(12:00—18:00 LT),交通源是城市重要的O_3源,无论在高浓度臭氧条件下还是低浓度臭氧条件下,贡献量都高于15μg?m~(-3),平均贡献量均高于24μg?m~(-3);工业源仅在臭氧峰值生成时期贡献明显;生物源无论在高浓度还是低浓度臭氧的条件下,平均贡献都在16μg?m~(-3)以上;居民源的贡献基本低于10μg?m~(-3);能源生产源有降低O_3质量浓度的作用,但在臭氧生成的峰值时期,能源生产源可以增加O_3质量浓度。随着交通源排放量的增加,O_3的质量浓度逐渐增加,尤其在臭氧的峰值期。在臭氧生成峰值期,当氮氧化物(NOx)减少50%时,除城市中心臭氧浓度略增加,其他地区臭氧质量浓度均在下降;当挥发性有机物(VOCs)减少50%时,城市群内臭氧质量浓度都在下降;当NO_x和VOCs同时减少50%时,臭氧质量浓度都呈现下降趋势,减少量可达20μg?m~(-3)以上。在整个研究区域内,H_2O_2/HNO_3比值均在0.6以上,这表明西安和咸阳城市群属于NO_x控制区。     

鄂东典型工业城市大气PM10中元素浓度特征和来源分析

为了解鄂东典型工业城市——黄石市可吸入颗粒物中元素的浓度水平、污染特征及来源,于2012年4月至2013年2月在黄石市城区采集PM_(10)样品,利用能量色散X射线荧光光谱仪测定了17种元素的质量浓度.运用富集因子法讨论了PM_(10)中14种元素的污染特征,并通过主成分分析法和正定矩阵因子分析法(PMF)分析了这些元素的来源.结果表明,观测期间黄石城区PM_(10)中元素质量浓度变化范围较大,在0.01~9.83μg·m~(-3)之间,其中S的浓度最高,Ni和V的浓度最低.与国家二级标准相比,Pb和Cd日均浓度超标较为严重,全年超标天数分别达到36.4%和89.1%.富集因子分析表明,PM_(10)中Ti、V、Mn和Ni为轻度富集,受自然源和人为源的双重影响;Ca、Cr和Ba为中度富集,Cu、Zn和Pb为高度富集,Sn、Sb和Fe为超富集,说明这些元素受到人为源的影响较大.主成分分析和PMF源解析结果表明,PM_(10)中元素主要来源于地壳源/土壤扬尘、燃煤源、工业源和机动车源,且两种方法的解析结果具有较好的一致性.