欧洲环境空气臭氧污染防治历程、经验及对我国的启示

随着《大气污染防治行动计划》和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的深入实施,我国环境空气质量总体得到明显改善,大气颗粒物污染整体减轻,与此同时臭氧污染问题逐渐凸显,臭氧已成为继PM_2.5后影响城市空气质量改善和达标管理的另一主要空气污染物.欧洲作为国际上较早开始关注臭氧污染的地区之一,虽然尚未完全解决这一问题,但已取得了一定成效并积累了较为丰富的经验.目前我国的臭氧污染防治工作尚处于起步阶段,面临着多方面的挑战,研究欧洲臭氧污染防治经验对推进我国臭氧防控具有重要的指导意义.该研究全面收集和整理了欧洲国家臭氧污染防治相关法律法规、标准和管理制度等资料,梳理欧洲国家臭氧污染防治历程,分析欧洲国家臭氧前体物排放量变化趋势及臭氧污染演变特征;在此基础上,总结欧洲臭氧污染防治经验,结合对我国目前开展的臭氧污染防治工作以及存在不足的分析,得出对我国臭氧污染防控的几点启示:①加强臭氧污染防治顶层设计;②完善基础支撑科技能力建设;③深化臭氧污染防治科学研究;④加快长效环境行动计划的制定;⑤构建区域协调与协作机制.      

西安冬季非灰霾天与灰霾天PM2.5中水溶性有机氮污染特征比较

2012年12月4~13日在西安市运用大流量大气采样器进行每小时1次PM2.5样品采集,对其进行有机碳(OC)、元素碳(EC)、水溶性有机碳(WSOC)、水溶性总氮(WSTN)、水溶性有机氮(WSON)以及无机离子分析,探讨其浓度、组成、时间变化特征和来源.结果表明,采样期间西安PM2.5中WSON小时平均浓度为(12±9.4)μg·m-3,最高达31μg·m-3,平均占水溶性总氮(WSTN)的47%±9.8%,而无机氮NH+4-N和NO-3-N则平均分别占WSTN的29%±8.5%和23%±8.1%.WSON∶WSOC(N∶C)质量比值范围为0.04~0.65,平均为0.31±0.13.在非灰霾天(能见度>10 km)、轻霾天(5 km<能见度<10 km)和重霾天(能见度<5 km),WSON分别为(1.6±0.9)、(6.5±3.9)和(23±4.7)μg·m-3.WSOC/OC质量比值在整个观测期间无明显变化,但是WSON/WSOC(N∶C)质量比值从非灰霾天、轻霾天到重霾天呈逐步增大趋势,其均值分别为0.2±0.1、0.3±0.1和0.4±0.1,与颗粒物碱度减弱酸度增强相一致.此外,整个采样期间WSON与NH+4、SO2-4和NO-3呈强线性相关(R2>0.80),阴阳离子当量平衡进一步显示:WSON与颗粒物中和度呈负相关(R2=0.53).研究结果表明,大气中有机胺等气态水溶性含氮有机物可通过酸碱中和与颗粒相酸性物质反应,由气相转移到颗粒相,并且重霾天低温、高湿和静风的气象条件有利于这种酸碱中和导致的气固相转化,促使更多的WSON生成.     

沙尘暴期西安大气颗粒物化学组成及吸湿性能小时变化特征

于2013年3月9—12日沙尘暴时期,在西安市运用大流量大气采样器进行每小时1次TSP样品采集,对其进行有机碳(OC)、元素碳(EC)、无机离子及吸湿性能分析,同时利用ECOTECH公司EC系列气体监测仪,在线监测NO_x、SO_2及O_3等污染气体,研究沙尘暴期间城市大气颗粒物化学演化特征,探讨硫酸盐、硝酸盐、铵盐及钠盐等主要无机盐的来源、形成机制及其对颗粒物吸湿性能的影响。结果显示:此次沙尘暴期间有两次沙尘峰值过境西安,TSP小时浓度最高分别达到7527μg·m~(-3)和3200μg·m~(-3),同期SO_4~(2-)分别为180μg·m~(-3)和38μg·m~(-3)。沙尘暴初入西安时NO_3~-与NH_4~+浓度较低,其后,二者以1:1的摩尔比同步渐增,至沙尘过后第48小时(即非沙尘期)达最大值(分别为34μg·m~(-3)和8.7μg·m~(-3))。整个观测期间,SO_4~(2-)均与Ca~(2+)、Na~+等强线性相关,沙尘期SO_4~(2-)、Cl~-与Na~+的相关系数大于0.95,NH_4~+与NO_3~-的相关系数沙尘期为0.78。除O_3外,CO、NO_x、SO_2等污染气体的浓度变化趋势均是在沙尘过境后逐渐升高。在沙尘期间Na~+离子主要是以NaCl和Na_2SO_4的形式存在。而在整个观测期,SO_4~(2-)和Cl~-主要以NaCl、Na_2SO_4和CaSO_4的形式存在,其来源是戈壁上的干涸湖泊中的岩盐、芒硝、石膏和钙芒硝等矿物;但NH_4~+和NO_3~-主要来源于沙尘颗粒表面的非均相反应,并以NH_4NO_3的形式存在。由于TSP样品水溶性组分中大部分是无机离子,因此样品水溶性组分显示出了一定的吸湿性,整个观测期其吸湿增长因子变化范围为1.27~1.44。