北京市夏季不同O3和PM2.5污染状况研究

从天气背景场、气象要素、前体物和PM_(2.5)化学组分、气团运动轨迹以及大气氧化性等方面对北京市夏季两种不同的O_3和PM_(2.5)污染状况进行了分析.结果表明,O_3达到中度污染而PM_(2.5)浓度优良(O_3和PM_(2.5)一高一低)污染状况的天气形势场为:高空为偏西北气流,地面受高压后部控制;而O_3和PM_(2.5)同时达到中度污染(O_3和PM_(2.5)两高)的天气形势场为:高空为偏西气流,地面受低压控制.与O_3和PM_(2.5)一高一低污染状况相比,O_3和PM_(2.5)两高时的气象要素特征为:偏南风更为明显和相对湿度更高.O_3和PM_(2.5)两高时污染物浓度演变特征为,O_3和PM_(2.5)的起始浓度较高,PM_(2.5)日变化特征更为明显,而O_3平均浓度却低于O_3和PM_(2.5)一高一低的污染状况.前体物、大气氧化性以及PM_(2.5)化学组分分析的结果表明,较高的起始浓度在不利气象条件下的积累和吸湿增长以及当天较大偏南风造成的区域传输可能是造成O_3和PM_(2.5)两高污染状况中PM_(2.5)浓度达到四级中度污染的主要原因.     

北京市水环境中精神活性物质污染特征

为评价北京市水环境中精神活性物质的污染水平和生态环境风险,利用高效液相色谱-质谱联用法检测了该地区地表水和地下水中6种典型精神活性物质[甲基苯丙胺(METH)、苯丙胺(AMP)、氯胺酮(KET)、麻黄碱(EPH)、甲卡西酮(MC)和羟亚胺(HY)]的质量浓度.结果表明,北京市地表水中共检测出3种目标药物,其质量浓度范围为低于检出限n.d.~70.9ng·L~(-1).EPH的检出频率和质量浓度平均值最高,分别为42%和10.1 ng·L~(-1);其次为METH,检出频率为25%,质量浓度平均值为1.8 ng·L~(-1).地下水样品中只检测到了AMP,检出频率21%,质量浓度水平在n.d.~2.2 ng·L~(-1)之间.与国内外其他研究相比,北京市水环境中精神活性物质的污染浓度总体处于较低水平.METH和EPH浓度最高值均出现在北京市第二大排污河和南城主要污灌渠凉水河.风险评估结果显示,北京市地表水中6种目标药物的风险熵值均小于0.10,表明存在较低的环境风险,但考虑到精神活性物质具有较强的生物活性,它们对水生生态系统的长期和综合风险值得关注.     

北京市冬季雾霾天人体呼吸高度PM2.5变化特征对气象因素的响应

依据实测北京冬季人体呼吸高度PM_(2.5)质量浓度、湿度、风速、风向、温度数据,利用相关性分析、非线性回归分析、统计分析,分别探讨轻中度空气污染天、一次重污染过程,气象因子对PM_(2.5)质量浓度生成、变化的影响.结果表明:1轻中度污染天,若温度较低、日平均风速较小,湿度大时,湿度是影响PM_(2.5)质量浓度变化的决定性因素;而温度、风速、湿度均较大时,PM_(2.5)质量浓度变化受三者共同作用;当风速、湿度、温度均较小时,PM_(2.5)质量浓度变化主要受前两者影响.这反映出,人体呼吸高度的PM_(2.5)质量浓度变化对气象因子微小变化响应极为敏感.2一次空气质量从良到重度污染的过程中,PM_(2.5)质量浓度积累主要是由于空气湍流较弱、加之湿度大导致的,此外白天西北风、东北风较大,但持续时间短,而夜间东南风、西南风风速较小,持续时间长,也有利于污染物的累积.3短时微小量降雪使温度降低、空气湿度增加,不仅不能降低PM_(2.5)质量浓度,反而使其上升了72%,造成颗粒物浓度的跃升现象.4短时风速较大,风速达到2.0 m·s~(-1),持续2 h,虽然在一定程度上降低局地PM_(2.5)质量浓度,但并不能彻底改变空气质量状况.只有当风速大于3.5 m·s~(-1),且持续4 h以上,才能够迅速地扩散空气中的细颗粒物,空气质量由重度污染转变为优.     

北京市春季交通干道移动源非甲烷总烃的在线跟踪观测与特征分析

机动车排放(Vehicular Emission,VE)是地面非甲烷烃(Non-methane hydrocarbon,NMHCs)的重要人为源之一.为获得北京市交通主干道NMHCs的实际排放情况,本研究以自主研发的吸附/热解吸前处理-单光子/化学复合软电离源飞行时间质谱(SPI/CI-TOFMS)为检测手段,于2018年3月14日在北京四环、五环主干道,对C_2～C_(10)挥发性有机物进行了车载在线跟踪观测.结果表明,C_2、C_3高挥发性物质浓度较高,其次是苯系物和丁烷;从空间分布来看,NMHCs浓度在离市中心较近的四环主干道相对较高,且车流量较大的南五环公路和西四环处NMHCs污染也较为严重;从NMHCs的结构组成来看,烷烃(63%、52%)占比最多,芳香烃(23%、32%)次之,烯烃(14%、16%)最少;对NMHCs特征物质之间的线性关系和比值关系进行分析,确定机动车排放对此次观测中NMHCs的生成贡献较大;通过计算各物种臭氧生成潜势(OFP),评估出C_3、C_4烯烃类物质和苯系物为北京四、五环地区优先控制物种.     

基于站点观测和模式模拟的北京市土壤湿度

为了获取全面的地面表层的时空变化信息,研究行政区域尺度内的水循环和能量循环,必需结合模型模拟和站点观测。基于国家气象局开发的时空连续的CLDAS土壤湿度产品,结合已获取的北京市区域内82个监测站点的逐日土壤湿度监测数据,评估CLDAS土壤湿度产品在行政区域尺度内的准确性与一致性,进一步获取北京市行政区域内的精确、全面、连续的土壤湿度时空变化信息,并在此基础上分析北京市土壤墒情时空变异特征。对比分析CLDAS产品和站点观测两种土壤湿度数据显示,北京市2013年10月1日至12月31日范围内CLDAS产品具有以下特点：CLDAS产品基本与观测数据具有一致变化的趋势,除顺义外CLDAS产品均高于观测数据。当日20∶00的土壤湿度均高于8∶00的土壤湿度,在平均气温降为0 ℃后,土壤湿度波动剧烈,20∶00与8∶00的土壤湿度出现显著差异。在时间尺度上,随着降水的减少,北京市的土壤湿度在逐渐降低。在空间尺度上,北京市干旱范围在逐渐扩大,并且呈现以昌平为中心的极旱逐渐蔓延至多个区。由于顺义区土壤相对湿度较高,呈现另外一个以顺义为中心的土壤相对湿度逐渐变小的区域,但空间范围变化较小。     

北京市场常见淡水食用鱼体内农药残留水平调查及健康风险评价

利用超声波提取-气质联用法调查了北京市不同水产品市场4种常见淡水食用鱼体内25种农药的残留水平,并利用商值法评价了农药的潜在健康风险.在采集的48个样品中,除七氯、o,p’-DDT、敌敌畏、对硫磷、毒死蜱、仲丁威和久效磷以外,其余18种农药均有不同程度检出.其中,检出率最高的为乙草胺(97.9%)和β-六六六(93.8%);检出农药含量最高的为百菌清(1 779.4μg·kg-1),其次为溴氰菊酯(620.3μg·kg-1).鱼体中有2～10种农药共存,其总浓度为2.7～1 932μg·kg-1.潜在健康风险评价结果表明,按照北京市民的平均水产品消费量,北京水产品市场上的4种主要食用鱼中的农药风险商值为0.043 43,处于较低水平.     

北京市近地层颗粒物浓度与气溶胶光学厚度相关性分析研究

利用2009年北京市大气颗粒物质量浓度和气溶胶光学特性的同步观测研究发现,北京市城区颗粒物污染严重.PM2.5、PM10年平均浓度分别为(65±14)、(117±31)μg·m-3,均超出国家2016年拟执行环境空气质量二级标准,PM2.5、PM10日均值超标率分别为35%、26%.细粒子PM2.5污染与可吸入颗粒物PM10污染呈显著性相关,相关系数R约为0.90(P<0.001),二者相关性伴随PM2.5在PM10中所占比重自春季到冬季逐渐增大而增强,年均PM2.5占PM10比重为61%.气溶胶光学厚度AOD(500 nm)与气溶胶波长指数(α)年均值分别为(0.55±0.10)、(1.12±0.08).PM2.5、PM10与AOD间全年及各季节均呈显著线性相关,相关系数R≥0.50;但其相关系数与相关函数存在着显著的季节差异,夏秋季节相关性显著高于春冬季节,且全年相关会掩盖较大的季节性系统差异.对PM2.5、PM10数据进行湿度订正,对AOD进行混合层高度订正,PM2.5、PM10与AOD之间的相关性得到一定提升,且更适合指数相关.     

2008~2010年北京城区大气BTEX的浓度水平及其O3 生成潜势

苯、甲苯、乙苯及二甲苯是典型的人为排放有机物,不仅危害人体健康还参与对流层的光化学反应,生成O3和二次有机气溶胶.为认知北京大气中BTEX的浓度水平,评估其O3生成潜势,于2007年12月～2010年11月使用被动采样和化学分析相结合的方法对BTEX和O3浓度进行了连续3 a的同步观测.结果表明,北京城区大气BTEX中甲苯的浓度高达(8.7±3.1)μg·m-3,其次为苯、乙苯和间对二甲苯,浓度分别为(7.1±3.3)、(4.2±1.4)和(3.4±1.5)μg·m-3.BTEX总浓度在春、夏、秋和冬季的平均值分别为(16.8±1.4)、(24.7±2.8)、(25.9±4.9)和(26.8±12.1)μg·m-3,冬季苯的浓度全年最高,而夏季甲苯浓度高于冬季.采用最大增量反应活性方法计算了北京城区大气BTEX夏季O3生成潜势,发现间对二甲苯的贡献最大.北京2008、2009和2010年夏季BTEX的O3生成潜势分别为65.2、60.2和75.7μg·m-3,与O3实际浓度的年际变化趋势一致(同期浓度分别为80.5、65.0和101.9μg·m-3).机动车尾气和溶剂挥发是北京城区大气BTEX的主要来源,冬季苯的浓度可能受取暖燃煤的影响,夏季溶剂挥发对BTEX影响更大,并对O3的生成有一定贡献.     

北京市燃气事故风险评估与控制对策

对北京市近年来的燃气状况进行了分析,从燃气系统存在的风险源出发,找出了北京市燃气系统存在的风险以及衍生和次生灾害;运用系统安全分析的＂人-机-环-管＂理论,考虑了燃气设施及管理的风险承受力和控制力,找出了影响燃气突发事件风险发生的可能性因素和后果严重性因素,从而建立了风险可能性和后果严重性的指标体系;利用风险矩阵从多角度对城八区天然气管网系统进行风险评估,确定风险等级,提出了防止燃气事故发生的安全防范措施,以增强北京燃气设施的安全稳定运行。     

北京市大气PM_（2.5）中四种水溶性阴离子的水平变化比较

了解北京市城区和郊区大气细颗粒物中的四种水溶性阴离子F-、Cl-、SO42-、NO3-的浓度水平,并分析影响其水平高低的因素。使用聚四氟乙烯滤膜分别采集北京市城区和郊区大气中的PM2.5,用纯水提取后采用离子色谱法测定水溶性阴离子质量浓度。采样期间北京市大气PM2.5、F-、Cl-、SO42-和NO3-质量浓度几何均数分别为55.36、0.02、0.46、6.72和1.09μg·m-3,四种水溶性阴离子质量浓度总和占PM2.5质量浓度的19.14%;同一季节（春季）郊区监测点大气PM2.5、SO42-和NO3-质量浓度显著高于城区监测点;城区大气PM2.5与四种水溶性阴离子质量浓度秋季高于春季,但差异无统计学意义;大气PM2.5与Cl-、SO42-和NO3-质量浓度均高度相关。Cl-、SO42-、NO3-是北京市大气PM2.5的重要组成成分。