极端高温形势下福州市臭氧浓度异常升高及影响因素分析

2022年7月中下旬,福建省出现了1次大范围、持续性的高温过程,24日福州市日最高气温达41.9℃,打破1961年以来的历史记录。与此同时,福建省沿海地区出现了2次臭氧(O₃)污染过程(7月11—17日和7月22—31日),省会福州市在第1个污染过程中出现4 d O₃超标,在第2个过程中因重大社会活动保障期间实施了2 d二级和3 d一级的管控措施,但O₃质量浓度仍维持在高位并出现1 d超标。利用环境监测、气象观测及气象再分析资料等,采用合成对比、天气学诊断、相关分析、后向轨迹模拟等方法,详细分析了2022年7月中下旬福州市O₃质量浓度异常升高及其影响因素,以期为进一步开展中国东南沿海区域夏季O₃污染防治、预警预报及与周边地区联防联控提供技术支撑。结果表明：2022年7月中下旬福州市O₃日最大8 h滑动平均值异常升高达到141.2μg·m^-3是多年平均值(84.8μg·m^-3)的1.7倍。O₃...     

2017—2019年安庆市O3污染特征及与气象参数的关系

本文利用2017—2019年安庆市4个国控环境空气质量自动监测站的臭氧(O₃)监测数据,研究安庆市区O₃污染特征及其与气象参数的关系。结果表明：安庆市O₃污染程度逐年加重,O₃作为首要污染物其超标天数显著增多,2019年O_{3-8 h}第90百分位首次超出《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)规定的二级标准浓度限值,年平均增长率为15.7%。2017—2019年O₃超标时具有持续性,持续时间2～9 d不等;O₃浓度季节差异较大,冬季最低,夏秋季最高,年际分析发现,O₃污染防控逐年向后延迟,秋季将成为防控重点;日变化呈现较为典型的单峰型特征,早8:00后快速升高,下午3:00左右出现峰值,而后逐渐下降。空间上,安庆大学、环科院点位浓度最高,马山宾馆浓度最低,整体呈现出城区中心低于郊区,近郊低于远郊的分布特征。气象因素与O₃浓度有一定的相关性,温度与O₃浓度呈正相关,...     

沈阳市臭氧污染特征及其影响因素

近年来中国城市O₃污染问题日益突出,近地面O₃已成为沈阳市的主要空气污染物之一。基于沈阳市2019年近地面臭氧(O₃)及其前体物(VOCs和NO₂)的逐时数据,结合同期气象观测资料,研究了2019年沈阳大气O₃的季节变化特征,分析了VOCs和NO₂以及气象条件对O₃生成的影响;利用最大增量反应活性法(MIR)估算了沈阳大气VOCs的臭氧生成潜势(OFP),并运用正交矩阵因子分解法(PMF)进行了沈阳夏季VOCs的来源解析。结果表明：2019年沈阳市O₃平均质量浓度夏季最高,其次是春季和秋季,冬季最低;四季O₃日变化特征均表现为单峰型,质量浓度峰值出现在14:00左右,谷值出现在07:00左右。沈阳市O₃质量浓度与温度、风速均呈现正相关关系(P=0.001,P=0.005),与相对湿度呈负相关关系(P=0.005);当温度达到30.0℃以上,O₃质量...     

嘉兴市秋季臭氧浓度变化特征及前体物VOCs的来源解析

利用2022年9月嘉兴市光化学站小时分辨率的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)和臭氧(O₃)数据,分析了O₃和VOCs的污染特征;采用基于观察数据的(observation-based model,OBM)模型,分析嘉兴市O₃敏感性;并通过正定矩阵因子分析(positive matrix factorization,PMF)模型进行了环境VOCs来源解析研究。结果表明：高温(28.8～33℃)、低湿(69%～74%)、小风(1.4～2.0 m/s)等不利的气象条件有利于O₃浓度升高。嘉兴市VOCs组分含量烷烃(6.7×10^-9)>芳香烃(5.0×10^-9)>烯烃(1.7×10^-9)>炔烃(0.6×10^-9),臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP)芳香烃(74.0μg/m³)>烯烃(19.8...     

2022年夏季高温干旱对四川盆地污染物浓度变化的影响分析

2022年夏季高温干旱严重影响中国长江流域,臭氧(O₃)等污染物也出现明显异常,为研究高温干旱对污染物的影响,利用2015-2022年夏季逐小时地面空气质量和气象监测数据以及气象再分析资料,分析了夏季高温干旱特征以及对O₃和细颗粒物(PM_2.5)浓度的影响。结果表明：2022年夏季受高原暖高压和西太平洋副热带高压西伸北抬的影响,中国长江流域出现极端高温干旱天气事件,持续时间长,影响范围广,其中四川盆地和长三角地区地面温度明显偏高,相对湿度和降水量偏低,对近地面O₃和PM_2.5浓度造成了一定的影响。7-8月高温干旱对四川盆地产生的影响尤其严重。异常的高温干旱增强了大气光化学反应能力,对O₃和二次气溶胶生成有贡献,且降水对污染物的湿清除作用大大减弱,导致四川盆地O₃浓度和超标天数明显增加,PM_2.5浓度也有所升高,甚至造成持续十多天的高温热浪和O₃污染复合事件,其中对成都平原O₃     

镉污染下大气CO2升高和氮添加对森林土壤有机碳的影响

以森林土为生长基质和开顶生长箱(open-top chambers,OTCs)的近自然法，选择亚热带造林树种大叶相思(Acacia auriculiformis)、红锥(Castanopsis hystrix)、樟树(Cinnamomum camphora)、枫香(Liquidambar formosana)、海南蒲桃(Syzygium hainanense)的一年生树苗构建实验林，探讨土壤有机碳对重金属镉(Cd)污染下大气二氧化碳(CO₂)浓度升高和氮(N)添加的响应.实验处理如下：对照(CK)、加Cd(Cd)、加Cd加CO₂(Cd+CO₂)、加Cd加N(Cd+N)、加Cd加CO₂加N(Cd+CO₂+N)；加Cd为10 kg hm^-2 a^-1，加CO₂浓度为700μmol/mol，加N为100 kg hm^-2 a^-1；每个处理3个重复.试验始于2017年4月，2020...     

福建省PM2.5-O3双高特征与天气形势影响分析

为理清福建省天气形势对PM_2.5与O₃演变的影响,识别二者的不同趋势与特点,揭示双高过程的气象场特征,利用2015-2021年PM_2.5与O₃连续观测资料,采用统计合成、天气学诊断等方法,探究PM_2.5与O₃变化趋势、污染状况及其与主导天气形势的关系,阐明气象因素对PM_2.5与O₃(简称“PM_2.5-O₃”)双高过程的协同作用。结果表明：2015-2021年福建省PM_2.5质量浓度年均值呈明显下降趋势,超标天数从5.6 d(2015年)下降到0.3 d(2021年)。O₃日最大8 h平均(简写为O₃-8h)质量浓度的年均值呈先上升后略下降的趋势,2018年O₃超标天数为2016年的8倍以上。天气形势对PM_2.5与O₃的影响存在一致性特征,也...     

CO2浓度升高对半干旱区春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响

大气CO₂浓度升高已成为世界范围内重要环境问题。为了解大气CO₂浓度升高对春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响,在典型半干旱区定西利用开顶式气室(OTC)试验平台,以春小麦“定西24号”为供试品种,开展了CO₂浓度增加模拟试验。试验设对照(390μmol·mol^?1)、480μmol·mol^?1和570μmol·mol^?1等3个CO₂浓度(摩尔分数)梯度。结果表明:在对照和增加CO₂浓度条件下,春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰型”分布,出现明显的“午休”现象;胞间CO₂浓度的日变化表现为斜“V”字型曲线;叶水势日变化呈现反抛物线曲线走向,在中午后出现水势曲线拐点。在不同生育时期内,净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均表现为开花期最大,乳熟期最小。而蒸腾速率表现为开花期最大,拔节期最小,叶片水平水分利用效率表现为孕穗期最大,乳熟期最小。随着CO₂浓度升高,春小麦叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率和水势提高,气孔导度和蒸腾速率降低。与对照大气CO₂浓度相比,在480μmol·mol^?1浓度和570μmol·mol^?1浓度下,整个生育期净光合速率平均分别提高了14.68%和28.20%,气孔导度平均降低了15.29%和24.83%,胞间CO₂浓度平均提高了10.38%和26.15%,蒸腾速率平均减小了6.63%和12.41%,WUE平均增加了22.9%和46.9%。随着CO₂浓度升高,蒸腾失水减少,叶片水势不断增加,从而增强了春小麦对干旱胁迫的抵御能力。研究结果为我国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性提供理论参考。     

臭氧催化氧化含AOX染料废水的效能与风险评估

针对染料废水生物处理效率低、容易经氧化处理生成可吸附有机卤素(AOX)使得出水毒性升高等问题,采用臭氧(催化)氧化工艺处理难降解染料废水生物处理出水,考察工艺对染料废水的处理效能,并通过蛋白核小球藻和青海弧菌Q67评估不同工艺出水生物毒性。结果发现,MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺对总有机碳(TOC)去除效果最佳,去除率可达67.6%,较O₃工艺提高了39.8%;向O₃和O₃/H₂O₂体系加入MnO_x-GAC不利于去除卤代有机物,而向O₃和MnO_x-GAC/O₃体系加入H₂O₂能增强对卤代有机物去除效果。通过对物质定性分析,发现MnO_x-GAC/O₃和MnO_x-GAC/O₃     

CO2浓度升高下水稻株高、茎蘖与SPAD动态响应及其模拟

水稻是中国主要粮食作物,CO₂浓度升高直接影响水稻的生产。但在CO₂浓度升高条件下,水稻生长发育的动态特征及其模型模拟研究尚不足。为探究水稻株高、分蘖与SPAD(表征叶绿素相对含量)动态对CO₂浓度升高的响应特征,在2017年与2018年,以常规粳稻“南粳9108”为试验材料,利用开顶式气室(OTC),设置背景大气CO₂浓度与CO₂浓度升高(+200μmol·mol^-1)两个处理,并采用Logistic方程、Logistic修正方程和多项式回归方程分别对三者的动态曲线进行定量描述。结果表明：CO₂浓度升高对抽穗前的株高无影响,但当抽穗1周后的有效积温(GDD)大于720℃·d时,显著增加了最终株高,其增幅为7.1%(P<0.05)。因此,水稻生长的环境温度调控株高对CO₂浓度升高的响应。株高可用大于10℃的GDD和CO₂响应比建立的Logistic方程进行有效模拟(r²     

高分子聚合物去除臭氧和氨气性能的研究

臭氧(O₃)已成为我国环境空气质量首要污染物,控制O₃污染是我国“十四五”期间提高空气质量的重要举措。现阶段常用的O₃催化剂成本较高、制备工艺复杂。本文采用沉淀聚合法研制了一种高分子聚合物O₃催化剂,动态分解实验表明,其O₃分解效果要优于商品Mn催化剂。本文还对形成O₃的前体物NH₃进行了吸附实验。研究表明,未优化的二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)聚合物对NH₃的吸附量仅为0.30 mg/g。而EGDMA聚合物经酸优化后,对NH₃的吸附量大幅上升。经1 mol/L硫酸优化后,其对NH₃吸附量上升了275倍。本研究研制的高分子聚合物制备工艺简便、成本低,对O₃去除具有很好的应用前景。     

2015—2021年京津冀地区空气污染物的时空变化特征

自改革开放以来,中国经济持续快速发展,与此同时环境也面临着挑战。在过去一段时间,全国城市普遍受到空气污染的严重影响,尤其是颗粒物(particulate matter,PM)污染和近期的臭氧(O₃)污染。京津冀地区作为中国发展的关键板块,其环境问题更是引起了广泛的关注。在本文中,我们系统地研究了京津冀地区六种空气污染物(CO、NO₂、O₃、PM₁₀、PM_2.5和SO₂)的时空变化特征。在2015—2021年,京津冀地区的CO、PM₁₀、PM_2.5和SO₂年浓度整体呈下降趋势,平均浓度分别降低0.11 mg/m³、7.7 mg/m³、5.4 mg/m³和4.2 mg/m³,而NO₂和O_3-8h年平均浓度呈现先增后减的趋势。其中京津冀中南部地区SO₂     

海口市区臭氧污染变化特征及潜在源区分析

海口市作为我国著名的热带滨海城市之一,地理环境特殊,气候资源独特。为深入认识海口市臭氧(O₃)污染变化规律及污染物潜在贡献源区,也为进一步开展O₃污染预报预警和区域联防联控提供技术支撑,利用海口市区4个环境监测数据,结合气象观测资料,采用后向轨迹模拟、聚类分析、多元回归分析法、潜在源区贡献因子算法和权重轨迹方法分析了海口市最大8 h平均(O₃-8h)质量浓度年际变化、月际变化、日变化及与气象影响因子的关系,影响O₃-8h质量浓度的主控因子,并探讨了O₃传输路径和潜在贡献源区。结果表明,2013—2020年海口市区4个站点O₃-8h质量浓度均出现不同程度的上升,其中龙华站的趋势系数达到了0.929,通过了99.9%的信度检验;O₃-8h质量浓度月际变化呈“V”型分布,最大值出现在10月;日变化呈单峰型,峰值出现在15:00附近;平均气温在18—28℃之间,相对湿度位于65%—80%,太阳辐射日总量在6—23 MJ·m^-2     

冬季调水期南四湖水体温室气体溶存浓度及其影响因素

为了解冬季调水期南四湖表层水中温室气体的溶存浓度及其排放通量,采集南四湖各湖区和主要入湖河流的河口区表层水及气体样品,分析了水体的理化指标以及CO₂、CH₄和N₂O的溶存浓度,采用薄边界层扩散模型法估算了水—气界面排放通量,并探讨了影响调水期南四湖温室气体溶存浓度的主要因子.结果表明,调水期南四湖表层水中N₂O、CH₄和CO₂浓度分别为(23.0±6.13) nmol·L^-1、(0.15±0.10)μmol·L^-1和(52.4±11.4)μmol·L^-1,均处于高度过饱和状态,排放通量分别为(0.22±0.18)μmol·m^-2·h^-1、(3.95±2.73)μmol·m^-2·h^-1和(658±336)μmol·m^-2·h^-1;浓度和排放通量多与冬季其他湖泊相当...     

基于Ward系统聚类的京津冀城市群空气质量时空变化特征与成因分析

京津冀城市群是中国空气污染最严重的区域之一,探明该地区空气质量的时空变化特征和影响因素对空气污染防治具有重要意义。利用2014—2018年空气实时监测数据,运用系统聚类与空间分析方法,研究京津冀城市群空气质量的时空变化特征和关键影响因素,结果表明:2014—2018年京津冀城市群空气质量改善趋势明显,SO₂、PM_2.5、PM₁₀与CO浓度均有显著下降,O₃浓度逐年升高;以PM_2.5、PM₁₀、NO₂与O₃四项污染物浓度指标为依据,可将区域空气质量状况分为“低-低-低-低”(Ⅰ类),“中低-中低-高-中低”(Ⅱ类),“中高-中高-中低-高”(Ⅲ类)与“高-高-中高-中高”(Ⅳ类)4个区域,区间城市的地理点具有空间上的连续性,区内城市则具有空间上的聚集性;空气质量指数(AQI)呈“秋冬高,春夏低”的变化特点,5—9月O3污染突出,10月至次年4月颗粒物污染突出,四类分区内的特征污染物和变化规律各异;污染“热点”始终保持在保定西部-石家庄-邢台-邯郸一带,区域春夏季AQI的差异表现为东西向,秋冬季则表现为南北向;政策影响对污染物减排作用明显,是整个地区空气质量改善的根本原因。太阳辐射、空气湿度、季风等气象因素是张家口与承德夏季臭氧污染的关键因子,污染物排放变化是第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类城市空气质量改善的主要原因,风速,降雨等气象因子具有局部调节作用。在微观区域分析中,第二产业比重对PM_2.5和O₃的影响以北京-廊坊-天津为核心由内而外逐渐减小,汽车拥有量的影响逆向增加。     

疫情管控对关中城市群大气污染特征及颗粒物化学组成的影响

新冠肺炎疫情的暴发对生产生活模式产生了重大影响,进而改变了大气污染现状和规律,是一次极限减排的“大气实验”.本研究以中国典型大气污染控制区的关中城市群为研究对象,考察该地区疫情管控下大气污染物污染特征、来源和形成机制,解析了大气细颗粒物(PM_2.5)中化学组分的浓度变化特征.结果显示,除O₃外,其余大气污染物浓度的整体变化趋势均表现为管控前>管控后,与全国趋势一致、但程度不同.新冠肺炎疫情的社会隔离措施大幅度削减了各类排放源,西安市、咸阳市、铜川市、宝鸡市、渭南市等5个城市PM₁₀、PM_2.5、NO₂和CO浓度值明显降低,其中PM₁₀、SO₂、NO₂、CO在疫情期间的浓度达到近5年来历史最低.O₃浓度在封城期间却有显著上升的现象,表明大气氧化性可能在燃烧排放减少的背景下由于NO₂滴定效应减小而得到强化.对西安市PM_2.5中水溶性阴阳离子浓度对...     

水中不同热解温度溶解性黑碳的光化学活性

为研究不同热解温度下溶解性黑碳（DBC）光化学活性与其产生活性氧物种的能力,通过自然光照研究了不同热解温度下小麦秸秆DBC光致产生其激发三重态（³DBC^*）、1O₂、·OH和O₂·^-的能力,以及DBC光谱参数(SUVA₂₅₄,254 nm处的紫外吸光系数;E₂/E₃,254 nm和365 nm处吸光度的比值;S_R,S_275-295和S_350-400的斜率比值)和³DBC^*量子屈服系数(f_TMP)、单线态氧量子产率(Φ₍1_o2))之间的关系.结果表明,³DBC^*的探针2,4,6-三甲基苯酚（TMP）的光解速率随热解温度的升高先增大后减少,在300℃达到最大值;¹     

河南省春节禁燃政策对大气污染的影响分析

烟花爆竹的燃放是短期内空气质量恶化的重要原因,严重危害人体健康.利用河南省18个地市2016—2019年空气质量指数、污染物浓度(SO₂、NO₂、O₃、CO、PM_2.5和PM₁₀)和气象因子(气压、气温、相对湿度、风速、降水)数据,采用距离倒数权重插值、变异系数分析及相似性指数等方法,从多角度探究河南省春节禁燃政策的实施成效.结果表明,2016—2019年河南省春节期间的空气质量呈现逐渐改良趋势,污染出现的时间稍有提前,多出现在春节前期.禁燃对控制SO₂、PM_2.5和PM₁₀的浓度骤升(“削峰”)有很好的效果,对NO₂、O₃、CO的影响较小. 2016年烟花爆竹燃放对PM_2.5、PM₁₀和SO₂贡献量最大、贡献时间持续最长,贡献率分别为66.98%、56.32%和56.49%;到2019年,随着禁燃成效的...     

O3氧化-SBBR组合工艺深度脱除生化尾水TN的效能及机制研究

采用臭氧(O₃)-序批式膜生物反应器(SBBR)组合工艺深度处理印染工业园生化尾水,运用控制变量法和对比研究法探究O₃-SBBR组合工艺的脱氮特性和机理。结果表明：1)碳源种类、碳氮比(C/N)、水力停留时间(HRT)和曝气强度是影响O₃-SBBR组合工艺效能的关键因素;当以乙酸钠为外加碳源、C/N≥5、HRT 2～4 h、曝气强度20～40 mL/min时,组合工艺对生化尾水中TN的去除率可达46%以上,N负荷达到0.018 kg/(m³·d)。2)组合工艺处理生化尾水的主要步骤为：O₃先将尾水中残留的难生物降解有机物转化为小分子物质,提高废水的可生化性;在适当投加碳源的条件下,由SBBR完成去碳和脱氮,脱氮主要由SBBR生物膜中的微生物进行同步硝化反硝化(SND)过程来完成。     

四溴双酚A对人体正常肝细胞毒性效应及作用机制

四溴双酚A(TBBPA)作为目前用量最大的一种溴系阻燃剂,在含TBBPA用品的生产、使用和废弃处置过程中,能够通过多种途径进入环境介质,造成持久性污染,危害生态系统和人体健康.为探明TBBPA对人体健康的潜在毒性效应及作用机制,选取人体正常肝细胞L02作为模型,通过分析暴露后细胞形态、存活率、胞内活性氧(ROS)含量、DNA损伤及细胞凋亡等变化.结果表明,TBBPA暴露导致L02细胞形态发生明显改变、存活率显著降低,细胞彗星实验拖尾现象明显增强;随着暴露浓度的升高,L02细胞胞内ROS含量、丙二醛(MDA)含量和氧化型谷胱甘肽/还原型谷胱甘肽(GSSG/GSH)比值均呈现剂量依赖性增加.40μmol·L-1暴露条件下胞内ROS含量升高3.1倍;20 μmol·L-1和40 μmol·L-1暴露条件下,细胞凋亡率分别增加了32倍和4.8倍.推测TBBPA暴露对L02细胞的毒性效应作用机制为,暴露引起细胞氧化应激水平升高,ROS升高再引起DNA损伤程度增强,最终导致细胞凋亡率增加.上述研究结果将为评估TBBPA的毒性效应和健康风险提供科学依据.