基于观测的臭氧污染研究方法

总结了国内外研究中常用的基于外场观测的臭氧污染成因分析方法。区域传输和本地生成的相对贡献以及臭氧与前体物的非线性关系是研究臭氧污染和制定控制对策的两个关键科学问题。基于对观测数据的分析,常见的量化区域传输和本地生成贡献的方法包括背景点测量法、TCEQ区域背景臭氧估算法和主成分分析区域背景臭氧估算法;用于诊断臭氧光化学生成机制的方法包括光化学指示剂比值法和基于观测的化学模型。本文对上述方法的原理和应用情况进行了总结,并对其优缺点和适用条件进行了评述,以期为环境监测资料的深入科学分析提供参考和借鉴。     

济南市典型机动车的尾气颗粒物污染特征与影响因素研究

采用便携式仪器,借鉴双怠速尾气检测法,利用自行设计的尾气采样装置,选择济南市区道路上10辆不同类型的机动车,现场测量尾气颗粒物的质量浓度和数浓度.基于实验数据,分析了机动车尾气颗粒物污染特征,深入探索了影响尾气颗粒物浓度的主要因素,提出了相应的对策建议.结果表明:①怠速工况下机动车尾气中PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度、PM_(0.01～1)数浓度较低,平均分别为0.035～1.434和0.049～3.669 mg·m~(-3)、(0.95～21.69)×10~4 cm~(-3);高怠速工况下颗粒物质量浓度和数浓度较高, PM_(2.5)质量浓度为0.350～5.132 mg·m~(-3),最大值来自大型柴油货车8.394 mg·m~(-3); PM_(10)质量浓度高达1.708～7.862 mg·m~(-3),最大值来自大型柴油客车8.672 mg·m~(-3); PM_(0.01～1)数浓度为(6.78～40.68)×10~4 cm~(-3).②随着发动机转速和车型增大、排放标准降低,机动车尾气中颗粒物质量浓度和数浓度明显升高.与怠速工况相比,高怠速工况下的PM_(2.5)质量浓度升高3～44倍, PM_(0.01～1)数浓度升高2～33倍.与小型车相比,中、大型车的PM_(2.5)质量浓度升高约5倍, PM_(0.01～1)数浓度升高约2倍.使用92号汽油排放的颗粒物质量浓度与数浓度约为95号汽油车的2倍,柴油车排放的颗粒物浓度高于汽油车.国III标准的汽油车尾气颗粒物的质量浓度与数浓度约是国IV和国V标准的2～4倍.③提高机动车排放标准和燃油品质,减少在实际道路行驶中突然加速或启动等高怠速工况的瞬态变化,加强对中、大型车尤其是大型柴油车的监管,能够一定程度上减轻机动车尾气颗粒物污染.     

黄河三角洲典型城市夏季臭氧污染特征与敏感性分析

为探究黄河三角洲代表性城市东营市夏季环境空气臭氧(O₃)污染成因,利用2021年6月东营市大气超级站监测数据与基于观测的化学盒子模型(OBM),较为全面地分析了O₃污染特征与O₃生成敏感性机制,并开展了前体物减排效果评估. 结果表明:①2021年6月东营市O₃污染较严重,O₃污染天〔日最大8 h平均O₃浓度值(MDA8-O₃)≥160 μg/m3〕占比达50.0%,MDA8-O₃、挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NO_x)浓度平均值较非污染天分别升高70.0%、10.4%和7.6%. ②O₃污染天呈高温、低湿的特点,O₃浓度与温度的相关性在污染天显著增强. ③基于本地化的O₃生成潜势计算表明,与非污染天相比,污染天异戊二烯、乙烯和甲苯对O₃生成潜势的贡献分别增加了114.3%、68.6%和38.2%. ④污染天O₃本地净生成速率明显升高. O₃生成处于VOCs-NO_x协同控制区,减少VOCs和NO_x排放均可有效降低O₃生成. 研究显示,现阶段东营市应实施VOCs/NO_x协同减排比例大于或等于1∶1的减排策略,污染天(尤其是夜间)应加大NO_x及VOCs减排力度,减轻污染天温度升高及植物源排放增加等不可控因素对O₃污染的影响.      

实验室模拟研究硫酸铵和甘氨酸对乙醇醛与胺反应体系生成棕碳的影响

二次有机气溶胶是有机气溶胶的重要组成部分。大气中羰基化合物与胺/铵反应可以产生吸光性有机气溶胶（如棕碳）,对大气辐射和全球气候产生深刻影响。本文模拟研究了大气中硫酸铵和甘氨酸对乙醇醛与胺（如甲胺、甘氨酸）反应生成棕碳的影响。通过对反应溶液紫外—可见吸收光谱和反应动力学分析,发现硫酸铵对反应体系棕碳的生成起抑制作用,而甘氨酸和甲胺的混合可以协同促进棕碳生成;通过对产物进行质谱分析,发现反应机理主要为半缩醛/缩醛反应以及含氮化合物的亲核加成;通过对产物有机碳进行分析,发现当硫酸铵参与反应时,有利于大分子二次有机碳生成。这些发现对棕碳在大气中的形成途径、乙醇醛在化学模型中对棕碳形成的贡献以及对大气中其他羰基行为的预测具有重要意义。     

济南冬季典型商业室内环境颗粒物污染特征

2010年1月31日~2月7日,利用宽范围颗粒物分光计(WPS)对济南典型商业室内环境(超市和办公室)的颗粒物数浓度进行了研究.结果显示颗粒物数浓度主要分布在爱根模态(20~100nm),济南室内颗粒物总数浓度(10~2500nm)和国外一些发达国家相当,但质量浓度高一个数量级.超市和办公室颗粒物的日变化和粒径分布研究表明,超市和办公室颗粒物浓度主要受到室外源控制,同时办公室颗粒物浓度还受到打印机使用和吸烟的影响.超市打扫卫生和频繁的顾客流动虽使粗模态颗粒物的体积浓度提升4~7倍,但仅占颗粒物总体积浓度的5%左右.办公室内打印机的使用可使室内30nm左右的颗粒物数浓度显著升高,并且在打印机结束使用后高浓度仍可维持20min左右;吸烟使办公室100nm左右颗粒物升高且可维持6h,吸烟时白天颗粒物体积浓度是无吸烟时的2.5倍,说明即使在受到室外高浓度的颗粒物控制时,这2个室内源的贡献仍不容忽视.     

泰山大气卤代烃的长期变化趋势与来源

卤代烃是大气环境与气候变化研究的热点问题.基于2003～2018年在泰山山顶（36.25°N, 117.10°E,海拔1 534 m）的6期强化观测数据,结合气流轨迹模型与受体源解析模型,分析了华北平原区域背景大气中卤代烃的长期变化趋势和主要来源.结果表明,《蒙特利尔议定书》已淘汰物种（CFC-12、 CFC-11、 CFC-113、 H-1211、 CCl₄和CH₃CCl₃）体积分数显著下降,受管控物种（HCFC-22、 HCFC-141b、 HCFC-142b和HFC-134a）及未列入管控的物种（CH₂Cl₂、 C₂Cl₄、 CH₃Cl、 CHCl₃）体积分数则呈上升趋势且体积分数中位值显著高于北半球中纬度大气背景中位值;泰山卤代烃的体积分数主要受4种不同来向气团输送的影响,其中来自华北地区气团占比最高（41%）;主要来源包括生物质燃烧（38.1%）、制冷剂（26.2%）、工业及家用溶...     

泰山春、夏两季大气颗粒物及其水溶性无机离子的粒径分布特征

为研究华北地区大气颗粒物的粒径分布特征以及二次气溶胶的形成,2007年春夏两季在泰山山顶(1534 m.a.s.l.,华北平原最高峰)利用多级撞击式颗粒物采样器(MOUDI)进行了为期各1个月的大气颗粒物的采集,并对颗粒物中的无机水溶性离子进行分析.结果显示春夏两季粗粒子(PM1.8-10)分别占PM10的60%和25...     

基于观测的模型(OBM)的发展历程及其在我国大气化学研究中的应用与展望

基于观测的模型OBM(observation-based model)作为分析大气化学过程的重要方法之一,在深度挖掘大气综合观测数据以及全面认识区域大气复合污染成因方面具有广阔的应用潜力. 为进一步推进OBM在大气化学研究中的应用并提升PM_2.5和臭氧(O₃)协同防控的有效性和科学性,本文梳理了OBM结构和内置大气化学机制的发展历程,并总结了应用OBM解析O₃和二次气溶胶生成机制及其他活性成分化学机制的研究成果. 结果表明:OBM结构和内置大气化学机制在不断更新,使OBM由最初用于O₃生成机制的研究逐步发展成为功能强大的大气化学全过程分析工具,为我国大气复合污染防治工作提供了重要的技术支撑. 但是,OBM自身结构的局限性、我国尚未掌握OBM核心技术以及可利用的观测数据仍有限等原因制约了OBM在我国大气化学研究中的进一步应用和推广. 针对上述问题提出如下建议:在实际应用中应根据大气化学过程解析需求来选择合适的模型,充分发挥OBM的优势;开发具有中国自主知识产权的在线OBM运行系统和大气化学机制;建立有代表性的区域监测网络为OBM的进一步应用和推广提供综合数据支撑.      

新中国成立70年来我国大气污染防治历程、成就与经验

自20世纪70年代以来,我国在经济持续增长、能源消耗不断增加的同时,及时缓解了各类主要的大气环境问题,有效避免了欧美发达国家曾经出现的严重大气污染灾害.然而,目前我国仍然面临着大气污染尤其是二次污染的严峻挑战.为此,非常有必要全面梳理与分析新中国成立70年以来,特别是自20世纪70年代至今,我国大气污染防治的历程、成就与经验.结果表明:我国在各阶段的大气污染防治过程中均取得了较为明显的环境空气质量改善成就与较为丰富的污染防控经验,并在此过程中形成了具有中国特色的大气污染防治理论与管理模式,构建了系统科学的大气污染综合防控体系.今后我国大气污染治理工作应进一步明确各级政府主体责任,强化重点污染源治理,继续调整优化四大结构,统筹兼顾,强化区域联防联控,强化科技能力建设,注重大气环境问题预测,加强环境科学与技术研究,共同推进大气污染防治,打赢蓝天保卫战.      

泰山酸雨长期变化趋势及影响因素

酸雨污染是我国长期面临的重大环境问题之一。本研究基于泰山山顶（海拔1534 m）降水资料,探究了1992—2020年泰山酸雨的长期变化趋势及其影响因素。结果表明：泰山降水年均pH值经历了波动上升（1992—1998年）—下降（1999—2008年）—上升（2009—2017年）—平稳（2018—2020年）四个阶段,酸雨问题最严重的阶段发生于2007年和2008年。SO₂、NO_x排放量与泰山降水年均pH值之间具有良好的负相关关系,表明酸性气体排放是导致酸雨问题的重要原因。受土壤源气溶胶的中和作用和低层大气云下冲刷过程的影响,泰安市（地面站点）相对泰山山顶降水酸度降低、酸雨频率减小。泰山酸雨由“硫酸型”、“硫酸-硝酸型”已转变为“硝酸型”,进一步削减NO_x排放量是降低酸雨污染的重要措施