Characterization and source identification of submicron aerosol during serious haze pollution periods in Beijing

Submicron aerosol is of extensive concern not only due to its significant impact on air quality but also because it is detrimental to human health. In this study, we investigated the characteristics, sources and chemical processes of submicron aerosol based on realtime online measurements of submicron aerosols（NR-PM 1） during December 2015 at an urban site in Beijing. The average mass concentration of NR-PM 1 was 92.5 ±84.9 μg/m³, the hourly maximum was 459.1 μg/m³ during t...     

上海室内外降尘磁学空间变化特征

采用磁学方法分析上海市室内外降尘样品的磁学参数在不同功能区和不同行政区的变化特征,探讨影响室内外降尘磁学性质的影响因素。研究结果表明:上海市大气降尘污染有自然和人为2种影响因素;室内外降尘样品的磁性特征均受磁铁矿控制,主要以假单畴和多畴颗粒为主;低频磁化率在功能区上呈现出工业区(553.464×10~(-8)m~3/kg)交通区(484.302×10~(-8) m~3/kg)商业区(443.216×10~(-8) m~3/kg)居住区(320.849×10~(-8) m~3/kg)清洁区(269×10~(-8) m~3/kg)的空间变化趋势在行政区上整体呈现出宝山区(558.104×10~(-8) m~3/kg)、杨浦区(464.263×10~(-8) m~3/kg)的磁化率偏高,崇明区(218.673×10~(-8) m~3/kg)、奉贤区(218.868×10~(-8) m~3/kg)、松江区(218.689×10~(-8) m~3/kg)磁化率较低。室内外降尘的低频磁化率(χ_(if))、饱和等温剩磁(SIRM)和非磁滞剩磁磁化率(χ_(ARM))的相关系数分别为0.777、0.504、0.547,有较好的正相关关系表明室内外降尘来源很可能存在一定的趋同性。对比分析不同磁学参数,可以更好地反映降尘污染状况。研究发现χ_(lf)、SIRM和χ_(ARM)可以作为上海市大气降尘磁性特征的有效参考指标。在不同行政区大气降尘磁化率和PM_(10)浓度表现出相似的空间变化趋势。降尘样品的磁学参数测量速度快,方便用于监测城市空气污染的状况,在一定程度上可以对空气污染指数有一定的指代作用。     

中国天山过去43年大气环境变化:来自冰芯草酸根记录的证据

中、低纬度地区山地冰川有机酸记录的研究是目前国际冰芯地球化学研究的前沿之一。中国天山乌鲁木齐河源一号冰川为一中纬度山地冰川。对其冰芯的草酸根含量的分析显示,其冰芯所记录的过去43 年草酸根变化的总体特征是在一个背景值基础上存在着含量的突变峰值。草酸根的背景值含量在1 ng/g左右,在部分冰芯段,其含量甚至低于测试分析的检测限;而大多数草酸根峰值的含量都达到或超过了10 ng/g。草酸根的平均含量为3.6 ±9.2 ng/g ( x±1σ, N=534),其中70%以上由峰值构成。50年代后期是草酸根的一个低值期,平均含量略高于本底值;至60-70年代达到最高值,平均含量为5.0ng/g;80年代草酸根平均含量又下降到接近50 年代后期的水平;至90年代回落到本底值附近。草酸根的主要来源是人类活动对大气所造成的污染。其过去43 年平均含量的变化大致与中国西部工业和环境保护事业的发展历程相一致,是西部区域大气污染变化的一种反应。     

复杂地形城市SO2扩散特征的模拟研究

利用中尺度气象模式RAMS和大气扩散模式HYPACT,结合甘肃省-中科院科技合作项目"兰州市大气污染及对策研究"于2000年12月在兰州市城区进行的大气污染物监测资料,通过资料分析与模拟计算,研究了兰州市冬季SO2的扩散特点。研究结果表明:大气扩散模式较好地模拟出了SO2时空分布特征,与同期监测资料的分析结果比较一致,模式模拟的SO2浓度分布的日变化与环流场的日变化紧密相关;模拟的SO2浓度的空间分布与污染源的排放方式有关,污染源的排放高度不同,造成污染的高度也不同,高架源对地面的影响比较小,而中、低架源对地面的影响比较大。     

龙凤山大气气溶胶散射特性观测分析

利用2018年龙凤山区域大气本底站(简称龙凤山站)气溶胶散射系数、PM₁₀质量浓度及常规气象观测资料,研究了东北本底地区气溶胶散射系数的变化特征.结果表明,2018年龙凤山站3个波长下气溶胶散射系数的均值为(194.1±202.4)Mm^-1(450 nm)、(133.4±139.2)Mm^-1(550 nm)、(81.8±85.3)Mm^-1(700 nm).龙凤山地区散射系数具有明显的日变化特征,且不同季节的日变化特征具有较大区别.龙凤山地区地处相对洁净的背景地区,气溶胶散射系数水平相对较低,春季受局地及长距离风沙的影响散射系数均值较高,冬季东北地区采暖燃烧排放量比较大,大气层相对稳定,不利于气溶胶污染物的扩散,冬季气溶胶散射系数最高.夏秋季受湿沉降与植被条件的影响气溶胶散射系数最低.散射系数与PM₁₀质量浓度相关性较好,相关系数r为0.82.龙凤山PM₁₀的质量散射效率为3.6 m²·g^-1(550 nm).2018年龙凤山PM₁₀气溶胶的散射Angstrom指数(SAE)平均值为1.96±0.25,表明在观测期间气溶胶主要是以较小的粒子主导,夏季的SAE最大,秋季的SAE最低,春季和冬季居中.     

黄渤海上空气溶胶类型判别及其成因分析

气溶胶是大气环境的重要组成部分,其对天气和气候变化有重要影响,对人类健康也有危害.对气溶胶类型的区分有利于判别气溶胶的来源,这对控制气溶胶污染源、改善区域环境质量有重要的推动作用.本文基于黄渤海区域6个观测点的实测数据和卫星遥感数据,采用聚类分析方法对黄渤海上空的气溶胶进行分类,并采用拉格朗日轨迹追踪法判定气溶胶的来源.研究发现,黄渤海上空的气溶胶类型以清洁大陆型和生物燃烧以及城市/工业型为主,陆源输入是黄渤海上空气溶胶的重要来源.清洁大陆型的气溶胶在黄海中部的贡献率相比于其余海域偏低,这也间接表明近岸的气溶胶更易受到来自陆地的影响,离岸区域受陆地的影响相对较小.     

济南市大气颗粒物短期暴露对老年人群血清淀粉样蛋白P组分影响的定群研究

为了解济南市不同粒径大气颗粒物暴露对老年人群血清淀粉样蛋白P组分（SAP）的急性影响,评估大气颗粒物暴露对人群神经系统的健康风险,以山东省济南市甸柳社区为研究地点,采用定群研究设计,对社区76名健康老年人进行5次重复测量,结合社区附近（< 2 km）环保监测超级站的PM_2.5和PM₁₀浓度数据,在控制年龄、性别等协变量情况下,利用线性混合效应模型分别分析PM_2.5和PM₁₀暴露对SAP的效应影响.结果表明:大气颗粒物短期暴露与老年人群SAP的升高呈正相关;PM_2.5累积滞后0~6 h,每升高1个四分位数间距（IQR）,SAP水平升高18.73%（95% CI为9.20%~29.08%）（FDR_H-P < 0.05）（其中,CI为可信区间,FDR_H-P为经多重校正后的P值）;PM₁₀累积滞后0~6 h,每升高1个IQR,SAP水平亦升高,但变化不显著（FDR_H-P>0.05）.研究显示,大气颗粒物暴露可以引起人群反应神经退行性病变的SAP指标升高,提示大气颗粒物对人群神经系统具有潜在威胁;PM_2.5对SAP的效应高于PM₁₀,提示小粒径颗粒物具有较高的健康危害,应加强对小粒径颗粒物的健康影响和干预防护研究.      

南京北郊秋季高污染大气背景下云凝结核活化特性研究

于2019年10月17日—11月16日在南京北郊地区,采用SMPS-CCNC联用的方式,对8.2~346 nm的气溶胶粒子展开了粒径分辨的CCN活化特征观测.根据PM_2.5浓度范围选取了清洁天和污染天进行分析发现,在高污染大气背景下,由于有机物浓度及占比较高,无机盐浓度较低,故CCN活化率低于清洁天.清洁天SOA组分占比较高,其大气氧化经历更长,氧化态更高,吸湿参数κ也更高;污染天在受到直接排放的影响下,大气氧化经历短,氧化态较低,POA占比相对较高,所以清洁天的吸湿参数κ大于污染天κ(0.28±0.07>0.24±0.09).清洁天的f₄₄平均值为0.14±0.02,污染天的f₄₄平均值为0.12±0.02,进一步表明清洁天的有机气溶胶氧化态更高.因此,高污染大气背景下由于大气中存在很多受排放影响的积聚模态的气溶胶,含有很多低吸湿性物质,降低了CCN的活化能力和吸湿性.     

中亚五国气溶胶光学厚度时空分布特征研究

气溶胶时空变化是影响气溶胶气候效应不确定性的主要因素之一.在生态环境脆弱的中亚五国（哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦）研究气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD）的时空变化对中亚地区及全球生态环境和气候变化具有重要意义.基于2002—2019年MODIS 04_L2气溶胶产品数据集,利用标准差椭圆（Standard Deviation Ellipse,SDE）、加权回归的季节趋势分解（Seasonal Trend Decomposition Procedure based on Loess,STL）和奇异值分解（Singular Value Decomposition,SVD）等方法,在时间和空间两个维度上揭示了中亚五国AOD和气溶胶细模态比例（Aerosol Fine Mode Fraction,FMF）的时空演变特征,以及AOD对气象因子和土地利用/土地覆被变化（Land Use/Cover Change,LUCC）的响应.结果表明：①中亚五国AOD分布呈现出显著的空间异质性,高值区主要集中于咸海区域和费尔干纳盆地,低值区主要分布于海拔相对较高的山区和丘陵;AOD年平均中心在2009年之前分布于中亚东南部,受咸海盐尘的影响,2010年之后偏向于西北部向咸海附近移动.②2002—2019年中亚五国AOD年均值整体呈先增长后下降的态势,2012年达到最大值.③中亚地区AOD的变化受气温、降水、风速的共同影响,AOD与气温的空间变化特征呈基本一致的态势,但与降水和风速存在一定差异;不同土地覆被区对AOD的影响差异显著,城市建设用地、裸地及水域是AOD高值分布区,低值分布于郁闭灌木丛和混杂林等植被覆盖度高的土地利用/土地覆被区.④气溶胶细模态比例（FMF）空间分布格局由自然和人为因素共同作用,呈现出咸海和沙漠区域附近以粗模态气溶胶为主,人口密集区和工业区以细模态粒子占主导地位.     

天津滨海新区秋冬季大气污染特征分析

为了解天津滨海新区大气污染物浓度水平和污染来源,2009年9月1日~2010年2月28日对NOx、CO、SO2、O3、PM2.5、PM10进行了连续在线观测,并同步观测了气象要素.结果表明,秋冬季上述污染物最高日均值(秋冬平均值±标准差,O3为日小时均值最大值)分别达到300.7(65.4±52.9)×10-9、7.278(1.324±1.169)×10-6、53(13±12)×10-9、95(28±21)×10-9(体积分数)和287.4(62.3±53.6)μg/m3、1421.4(161.9±136) μg/m3. NOx和SO2秋季低于冬季,O3和PM10反之. CO和PM10相对国家二级标准超标率为2%和38%,PM2.5相对WHO标准(75μg/m3)超标率为31%.季节统计日变化显示CO和NOx为早晚双峰型,SO2为中午的单峰型,O3为午后单峰型,且秋季日变化振幅远大于冬季, PM10为早晚双峰型,但冬季比秋季晚出峰2~3h.除冬季PM10,大气污染物浓度49%~74%的逐日变化由气象要素影响.滨海新区大气污染受局地排放和外源输送共同影响,西南方向气流易造成污染物积累,其次是东北方向,而东和东南气流最有利于污染物扩散;各污染物具体表现为NOx主要受局地源控制;SO2主要受外来输送影响;CO和PM2.5同时受本地源和外来源的共同影响;PM10秋季表现为本地源污染,而冬季为本地源和外来源的共同影响.