京津冀中部夏季大气颗粒物空间分布特征

为研究京津冀地区雾霾成因,以Y-12（运-12）飞机为大气颗粒物观测平台,对2016年夏季京津冀中部大气颗粒物污染特征进行了观测研究.结果表明,天津市颗粒物数浓度垂直分布特征为1 500 m（以下均为标准气压高度）以下呈单峰分布,1 500 m以上呈单调下降,峰值均出现在0.35~0.40 μm之间,峰值的最大值出现在900 m左右;颗粒物体积浓度谱呈三峰分布,分别在0.30~0.40、0.50~0.60和1.00~2.00 μm之间,峰值的最大值出现在450 m左右.天津市、保定市和衡水市600与2 400 m数浓度谱分布特征为单调下降和单峰分布并存;600 m表面积浓度谱呈三峰分布,分别在0.30~0.40、0.50~0.60和0.90~1.00 μm之间;2 400 m表面积浓度谱呈双峰分布,分别在0.30~0.40和0.50~0.60 μm之间;600与2 400 m体积浓度谱均呈三峰分布,分别在0.30~0.40、0.50~0.60和1.00~3.00 μm之间.天津市大气颗粒物数浓度谱峰值的最大值出现在900 m左右,说明逆温层对气溶胶累积的形成有重要影响.城市间数浓度谱峰值高低受地面颗粒物质量浓度大小影响.京津冀中部大气颗粒物表面积浓度谱在600 m呈三峰分布,在2 400 m呈双峰分布,可能是因为2 400 m空中以细粒子为主.京津冀中部大气颗粒物体积浓度谱在600与2 400 m空中均为三峰分布,而国外为双峰分布,发现粗粒子峰值粒径范围差别较大,这是由于国内PM_2.5在PM₁₀中占比较大.研究显示,京津冀中部600和1 200 m大气颗粒物多来源于山东、河南,经近地面输送;2 400 m大气颗粒物多来源于内蒙古地区,经高空和近地面两种途径输送.      

山东淄博玉米产区土壤砷含量空间变异研究

采用地统计及地理信息(GIS)技术研究了山东省淄博玉米产区土壤砷含量空间变异性及其分布特点.淄博玉米产区土壤砷监测数据呈正偏态分布,为实现数据集正态化及降低偏大值对预测结果的影响,对原始数据集进行了自然对数变换.结果表明,变换后数据集的经验半变异函数存在明显各向异性,在北偏东70°方向上变异性最弱.应用指数模型拟合经验半变异函数,采用普通克里格法预测砷元素的空间分布状况.研究表明,本区域土壤砷含量存在明显的空间异质性,污水灌溉是引起土壤砷元素空间变异最主要的因素,监测区内土壤As元素含量存在实际“亏损”状况.     

沈阳市PM2.5污染组分特征及其来源解析

为了解沈阳市空气细颗粒物的污染特征及主要来源,于2015年2月、5月、8月和10月在沈阳市采集PM_2.5样品,对PM_2.5质量浓度及其化学组分（无机元素、含碳组分和水溶性离子）进行测定.结果显示,采样期间沈阳市PM_2.5平均质量浓度为69 μg/m³,是《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）年均二级标准限值（35 μg/m³）的2.0.水溶性离子在PM_2.5中的含量最高,其次为碳组分、无机元素.富集因子结果表明：沈阳市富集因子值最高的元素来自于燃煤、交通污染、工业排放等污染源.正交矩阵因子分析（PMF）结果表明：PM_2.5结果中燃煤源、二次源、工业源、扬尘源和交通源的贡献比分别为33.4%、27.2%、16.7%、11.5%、11.2%.     

华北工业城市夏季大气臭氧生成机制及减排策略

为了分析工业城市臭氧(O₃)污染的特征及形成机制,2021年6月在华北平原淄博市开展了综合观测,利用盒子模型(基于MCMv3.3.1化学机制)探究O₃前体物削减优化方案.结果表明：(1)O₃污染时期伴随静稳、高温低湿和强辐射等气象条件,含氧挥发性有机物(OVOC)和烯烃等人为源挥发性有机物(AVOC)组分对O₃生成潜势(OFP)和·OH反应速率(k_·OH)贡献率最大;(2)模型研究发现O₃主要受本地光化学生成和以输出性为主的区域传输影响,本地污染管控对降低O₃污染更为重要;(3)污染时期高浓度的·OH(10×10⁶ cm^-3)和HO₂·(14×10⁸ cm^-3)引发局地瞬时O₃生成速率高值(峰值36×10^-9 h^-1),HO₂·+NO和·O...     

淄博市道路尘细粒子载带金属元素的来源与健康风险评价

为研究淄博市道路尘细粒子中金属元素的污染特征及其来源和生态及健康风险,于2016年10月至2017年5月在淄博市8区县共采集97个道路尘样品,使用再悬浮系统将道路尘中粒径小于2.5 μm的颗粒物悬浮并采集到滤膜上,通过ICP-MS和ICP-OES分析测定其中的18种金属元素.结果表明,Ca的质量分数ω（Ca）最高,均值达到120307.7 mg·kg^-1,是山东省土壤背景值的7.2倍,ω（Zn）、ω（Cu）、ω（Sb）和ω（Cd）的均值分别为背景值的13.9、11.7、13.3和29.6倍.地累积指数（I_geo）表明,道路尘细粒子中Cd、Zn、Cu和Sb这4种元素受污染程度较高,冬季都受到了重度以上的污染.富集因子值（EF）同样表明,道路扬尘中的Cd、Zn、Sb和Cu这4种元素富集比较严重,受人为影响明显.主成分分析（PCA）表明,生物质燃烧、燃煤、机动车排放、钢铁冶炼和土壤扬尘为淄博市道路尘中金属元素的5个主要来源.潜在生态风险评价显示,Cd的潜在风险和总的潜在风险在3个季节都达到了极强且在冬季最高.健康风险评价显示As和Pb对儿童存在非致癌风险,Cr存在致癌风险.总之,淄博市道路尘细粒子载带金属元素受人为源影响,在冬季污染较强,存在潜在生态风险,对儿童具有一定的非致癌风险和致癌风险,对于道路尘的源头控制需要引起重视.     

我国环境空气颗粒物质量基准研究框架及研究体系的构建

空气颗粒物来源广泛、组成复杂,我国目前尚未有一套基于完整科学理论和足量实测数据支持的颗粒物基准体系,导致其来源、暴露水平、健康和环境风险信息量不足,相关标准制、修订的依据不足. 解析了美国环境空气质量管理的模式,并追踪了美国基准文件的发布历程和世界卫生组织导则值的发布和修订历程. 辨析了环境空气颗粒物质量基准与标准的内涵,分析了空气颗粒物质量基准研究对环境空气质量标准制/修订的支撑作用. 综合国外环境基准体系框架构成和已有研究成果,结合国内空气颗粒物质量基准研究现状和存在的问题,基于“污染源—环境空气浓度—暴露水平与剂量—健康/环境效应与风险”的各环节研究方法与目标,提出了“2-4-4”基准研究框架体系,即颗粒物质量基准研究包括空气颗粒物人体健康基准和空气颗粒物环境效应基准两部分,其中人体健康基准包括颗粒物污染特征与来源解析、个体暴露、剂量-效应关系及人体健康效应四部分,空气颗粒物环境效应基准包括颗粒物对生态系统、能见度、建筑物和材料、气候的影响四部分. 建议我国应开展大气污染健康影响前瞻性队列研究和对生态环境影响研究,采用多种方法,包括近期发展的暴露组学方法,系统研究空气颗粒物特别是PM_2.5载带的有毒有害组分对公众健康的危害和风险;基于我国人群或区域调查结果,建立我国空气颗粒物特别是PM_2.5环境质量基准体系,定期发布质量基准文件.      

天津市老年人PM2.5暴露研究

为了解老年人PM2.5暴露特征并为流行病学研究提供数据支持,本研究选取天津市某社区101名老年人(平均年龄为67岁),在2011年夏季(6月13日~7月2日)和冬季(11月30日~12月12日)分别对其PM2.5暴露水平进行了监测,并对其时间活动模式进行了记录.结果显示,老年人平均85%以上的时间是在居室内度过的.夏季和冬季老年人PM2.5个体暴露浓度分别为 (124.2±75.2)μg/m3和(170.8±126.6)μg/m3.使用时间加权模型对老年人个体暴露浓度进行预测,夏季和冬季个体暴露实测浓度与预测浓度差值分别为0.6~220.9 μg/m3和0.6~416.8 μg/m3.吸烟活动会导致老年人个体暴露浓度升高.相关性分析表明PM2.5个体暴露浓度与环境浓度的相关性强于其与室内浓度的相关性,这为使用环境浓度替代或预测个体暴露浓度提供了支持.     

鞍山市大气PM10中多环芳烃(PAHs)的污染特征及其来源

2005年3月和8月在辽宁省鞍山市8个采样点采集PM₁₀样品,用液相色谱-质谱法分析了PM₁₀上负载的11种多环芳烃(PAHs),并探讨了其分布特征和来源.结果表明:鞍山市PM₁₀中ρ(PAHs)时空变化特征显著,冬季高于夏季,且工业区PAHs污染最严重;在PAHs中4环以上的组分占主导,冬季ρ(4环PAHs)较高,而在夏季ρ(5～6环PAHs)较高.运用比值法和主成分分析法对PAHs来源进行分析,发现冬季的主要污染源为燃煤排放、机动车尾气排放和炼钢工业排放;夏季主要污染源为燃煤排放、机动车尾气排放、生物质燃烧排放和炼钢工业排放等,来源较冬季复杂.机动车尾气排放对PAHs的贡献在2个季节都较为明显,冬季燃煤排放的贡献比重明显增加.      

基于GA-ANN改进的空气质量预测模型

基于人工神经网络的空气质量预测模型优于传统的逐步回归模型,但由于性能差异不明显而较少在空气质量预报中应用. 设计了将遗传算法和神经网络算法相结合的基于GA_-ANN的空气质量预测模型,并利用天津市2003—2007年气象和污染物监测资料对该模型进行验证. 对2007年全年的ρ(SO₂),ρ(NO₂)和ρ(PM₁₀₎进行预测,预测值与实测值的相关系数分别为0.899 6,0.828 3和0.600 0. 与一般的人工神经网络预测模型相比较,GA_-ANN模型将空气质量等级预报的准确率从77.57%提高到79.67%. GA_-ANN模型可结合其他方法进行日常空气质量预报.      

日本核泄漏对我国北方典型区域的影响

为研究2011年3月日本核泄漏对我国北方典型区域的影响,通过采集北京、青岛两地的TSP和PM₁₀样品,对大气颗粒物中的放射性核素进行监测,分析其污染水平;并结合气象条件等因素,运用Models-3/CMAQ模式数值模拟和HYSPLIT-4轨迹,分析了日本放射性核素的传输方向及其可能对我国的影响. 结果表明:①北京监测点于3月29日开始监测到微量的131I、134Cs、137Cs、7Be,随后几天各核素浓度迅速增加,于4月1—3日达到峰值(在PM₁₀中的浓度分别为1.87×10-3、4.60×10-4、6.52×10-4、8.52×10-3 Bq/m3)后,131I逐渐减小直至检测不到,134Cs、137Cs的浓度则保持在较低浓度水平(<5×10-5 Bq/m3)且稳定,7Be则保持较高的浓度水平(4.23×10-3~9.42×10-3 Bq/m3),并随时间的波动出现峰值. 青岛监测点的各放射性核素浓度特征与北京监测点类似. ②4种放射性核素均保持在较低的浓度水平,从监测数据看对人体健康应该不会造成太大影响. ③Models-3/CMAQ模式数值模拟和HYSPLIT-4轨迹分析均显示,日本核泄漏期间,福岛的气团均是向其东南、东北方迁移,因此检测到的放射性核素应该主要是通过高空扩散由西向东绕地球一圈后传输到我国的.