霾污染环境大气能见度参数化方案的改进

霾污染是高浓度大气气溶胶造成低能见度的大气现象,为了完善目前空气质量模式的大气能见度参数化方案,以准确地预报霾污染过程的能见度变化,基于已有的大气总消光系数与大气能见度的关系,依据Mie理论和大气分子的消光特性,计算颗粒物和NO₂的消光系数,提出一种改进的大气能见度参数化方案.为了验证这一改进的参数化方案的大气能见度预报性能,①利用空气质量模式WRF-Chem3.7模拟2013年12月南京地区两次霾污染个例,并且与实际观测数据对比,证实其能够准确地模拟大气颗粒物和NO₂的浓度变化;②利用模拟的大气颗粒物和NO₂的浓度数据,分别采用改进的能见度参数化方案及已有的IMPROVE方案和CHEN的能见度参数化等3个方案,计算两次霾污染个例的大气能见度变化;③与观测能见度比较,评估3个能见度参数化方案的模拟准确性。评估表明,改进的参数化方案模拟的两个霾污染个例能见度的平均标准化偏差和平均偏差分别为17.19%、3.18%和517、173 m,并且和观测能见度的相关系数分别提高到0.76、0.87,其能见度模拟的准确性优于其它两种已有的参数化方案,并在不同相对湿度（RH）和能见度范围内改进的参数化方案模拟的标准化平均误差均小于其它两种参数化方案,其中,在RH < 80%和能见度≥ 1 km范围内标准化平均误差均低于50%.研究显示,改进的大气能见度参数化方案能够有效地提高空气质量模式的霾污染环境大气能见度的预报准确性.      

南京城区夏秋季能见度与PM2.5化学成分的关系

为研究南京细颗粒物PM2.5化学成分与能见度的关系,于2011年8月4~17日和2011年10月31日~11月11日在南京城区采集PM2.5样品并分析其化学成分,同时对能见度、PM2.5、相对湿度等进行了同步观测.结果表明:南京城区夏季采样期间的能见度高于秋季,分别约为10.9km、7.5km,低能见度天PM2.5质量浓度较高,能见度与PM2.5的相关系数为-0.75.水溶性离子和总碳分别占PM2.5质量浓度的38%和26%,其中与能见度相关性较显著的是NO3-、SO42-、NH4+、EC.总消光系数的主要贡献者是颗粒物,达98.2%.8月首要消光组分是硫酸铵(NH4)2SO4,占47.0%,有机碳OC和硝酸铵NH4NO3分别占19.2%和14.3%;而11月是NH4NO3、(NH4)2SO4和OC,分别占29.3%、28.7%、26.8%.对不同相对湿度下的能见度和PM2.5化学成分进行拟合.进一步根据WRF/Chem细颗粒物化学成分模拟结果,分别利用拟合关系式和美国IMPROVE关系式,对2011年8月和11月能见度进行计算,与观测对比发现,利用本文拟合关系式计算的能见度结果优于IMPROVE关系式.     

天津市大气能见度与颗粒物污染的关系

利用天津市大气边界层观测站2009年能见度、相对湿度、风速逐时观测资料和2009年3月9~21日期间颗粒物的膜采样数据,分析天津市大气能见度与颗粒物污染的关系.结果表明,颗粒物质量浓度与能见度变化总体呈负相关,小粒径颗粒对能见度的影响作用明显,随着能见度的降低,小粒径颗粒与大粒径颗粒浓度的比值明显增加.能见度与颗粒物中总碳质量浓度变化呈负相关. SO42-,NO3-,OC和EC对大气消光贡献平均值分别为28.7%,6.1%,27.6%和19.2%.表明观测期间颗粒物中SO42-,OC对能见度的影响明显.     

上海地区大气相对湿度与PM10浓度和大气能见度的相关性分析

以大气RH(相对湿度)为基准对上海2005─2009年大气质量和气象资料的日均观测资料进行了分类统计,分析了RH与ρ(PM10)、大气能见度的相关关系. 结果表明:在将RH以5%的间隔进行分段后,各区段ρ(PM10)平均值与RH平均值呈显著线性负相关,R(相关系数)达0.97;随着RH增大,大气能见度随ρ(PM10)变化率的绝对值增大;RH在75%以上时,增加相同的ρ(PM10)所导致的大气能见度下降量是RH在40%~45%时的5倍以上;RH小于75%时,大气能见度可较好地反映ρ(PM10)的变化,而RH大于75%时,大气能见度的降低主要反映PM10含水量的快速增加而并不指示ρ(PM10)的增加.      

Interaction of DNA with aromatic hydrocarbons fraction in atmospheric particulates of Xigu District of Lanzhou, China

Voluminously epidemiological studies show that the relationships exist between the air pollution and human health and cancer. Aromatic hydrocarbons(AHs)in air form a large class of organic pollutants,which are widely in environment and many of them are known to be carcinogenic and/or mutagenic and contribute to ambient air pollution.In the past decades,bioassays mainly have been used to evaluate the toxicity of chemical mixtures in atmospheric particulates or aqueous environment.However,it is well known that the covalent complexes formed by carcinogens with DNA may be exert negative results in bioassay.So the main aim of this paper is to develop an evaluation method of toxicity effects of chemical mixtures in atmospheric particulates from chemical standpoint.In this study,the in vitro interaction of the AHs with DNA was investigated by absorption,fluorescence and resonance light scattering (RLS)spectroscopic techniques.The results showed that the AHs in the atmospheric particulates could combine with calf thymus DNA(ctDNA)and herring sperm DNA(hsDNA)without being activated or metabolized by organism,respectively.Intercalation may be present in the mechanism of interaction.The binding constants of the AHs with ctDNA and hsDNA were 2.5×10~2 and 2.0×10~3, respectively,which indicated that the interaction of the AHs with hsDNA is stronger than that with ctDNA.In addition,the relationships of dose-effect between the total mole concentration of chemical components and the ability of binding ctDNA and hsDNA were confirmed.This research made it possible to study the toxicity effects of chemical mixtures in atmospheric particulates by chemical method.It is believed that the composition and contents of unknown AHs and the interaction of DNA with AHs in atmospheric particulates of Xigu District of Lanzhou City,China are first reported in the past twenty years.     

大气污染对城市能见度影响研究的理论与实践

首先从理论上探讨了颗粒物及气态污染物对能见度的影响．论述了城市大气光化学反应过程中的气粒转化过程。此外．选取4个气象参数：风速、气温、气压和相对湿度．及3个大气污染指标：SO2、NOx、PM10，与晴天水平能见度进行了相关分析．并建立回归方程。初步分析表明．城市能见度除受大气污染的影响外．还与湿度、风速．风向等气象条件及雾、降水、浮尘等天气有密切关系，它主要是大中小尺度天气和大气环境共同作用的结果．在一定条件下．它与PM10和SO2有较为明显的相关性。     

基于WRF-RTIM的上海地区霾预报MOS方法研究

应用基于系统辨识理论的实时迭代模式(real-time iterative model,RTIM)对WRF模式预报结果进行后处理,建立了上海地区霾天气的模式输出-统计(model output statistics,MOS)方法.首先,根据WRF模式的气象输出资料,结合大气污染观测数据,筛选出霾事件的预报因子;其次,运用系统辨识实时迭代模型,建立依据MOS预报方法的PM2.5、PM10和能见度预报模式;最后根据霾事件的判别标准,对上海2012年11月—2013年1月的霾日进行24 h和48 h预报.结果表明,PM2.5模式预报成功率为75.0%~63.9%,PM10模式预报成功率为87.5%~81.8%,能见度模式预报成功率为71.0%~74.2%,霾日预报成功率为73.7%~72.7%.分析表明,研究期间上海的气溶胶以细颗粒物为主,低能见度主要由导致霾现象的PM2.5引起.该方法能较准确地预报霾日的发生,可为我国城市大气环境业务预报提供参考依据.     

天津局部大气颗粒物上多环芳烃分布状态

通过对天津市内的几个典型地区大气颗粒物进行测定,检测出58种多环芳烃,并对11种多环芳烃进行定量测定。其结果表明,所涉及 的区域在采暖期内大多数点位的苯并(a)芘超标,超标倍数在1.1～4.6之间;交通繁忙地区的多环芳烃的污染程度高于其他地区;笔者还对多 环芳烃在不同粒径颗粒物上的分布特征、苯并(a)芘与大气颗粒物进行相关性分析和评价。      

Atmospheric turbidity and transmittance of solar radiation in Riyadh,Saudi Arabia

During the last two decades, the urban areas in the city of Riyadh—the capital of Saudi Arabia—were increasing at an exceptionally high rate through a series of development plans. The major plans had been completed by the end of 1982. Some other big utility projects were started and completed during 1987. As a consequence, the air quality has deteriorated markedly and air pollution episodes recorded during these activities showed that particulates were present in the atmosphere at high concentrations. Later in January 1991 the Gulf war started and the firing of the oil fields in Kuwait soon followed. It was estimated that soot particulates were emitted at a rate of 600 ton d⁻¹ along with high rates of other gases. This event has led to significant air quality and visibility problems.Direct normal solar radiation has been measured during the summer months of July and August which were characterized by very dry and cloudless weather for the period between 1982 and 1992. A year-to-year trend of the transmittance of direct normal solar irradiance was then determined.The atmospheric fine aerosol (<2 μm diameter) loading data during the same period were used to establish a correlation between the aerosol concentration and the extinction coefficient.The total horizontal and direct normal solar radiation measurements during some days when the dark smoke emitted from the oil field fires in Kuwait were passing over Riyadh are presented. The reduction in solar irradiation reflects the intensity of dark smoke at a distance of 500 km from Kuwait.     

北京市铁路站场大气颗粒物的特征与来源分析

利用扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDX)技术对北京市铁路站场采集的颗粒物的形貌和化学组分进行分析,并利用富集因子法及元素相关性对颗粒物中的各元素来源进行判别。研究结果表明,铁路站场所采集的主要是2μm以下的球形或椭球形富含S、Br、Zn元素的颗粒,富集因子及元素相关性分析显示,该颗粒物主要来源于铁路机车燃油排放。因此,确定颗粒物的排放源并以此进行控制,对于改善北京铁路站场周围的大气环境具有重要意义。     

香港大气能见度与污染物长期变化的特征和相互关系

利用香港天文台40年(1968~2007年)的能见度数据,中西区空气监测站24年(1984~2007年)的空气质量数据,采用多元回归法,分析了香港地区大气环境状况与大气污染物变化的关系.结果表明,香港地区1968~2007年间低能见度时数百分比平均每10年上升3.1%,其中,其上升趋势在1968~1989年较为平缓(平均0.7%/10a),20世纪90年代后(1990~2007年)则较为明显(平均7.3%/10a),且与地面臭氧浓度呈同步上升趋势.1993年前,低能见度时数百分比与NO2和NOx相关性显著,1993年后,与其相关性显著的污染物则是O3、SO2和NO2.这说明香港地区能见度的恶化在1993年前与光化学烟雾有关,但在1993年后则同时受光化学烟雾和与硫酸盐粒子有关的气溶胶烟雾的共同影响.     

长三角地区灰霾天气特征分析及防治对策研究

随着长三角地区城市化进程的迅速发展,区域大气污染加剧,灰霾天气也随之增多,且日趋严重与复杂。综述了长三角地区主要城市灰霾天气的年际变化与月际变化、大气颗粒物特性、灰霾成因,指出长三角地区的灰霾呈现明显的区域性,并提出了健全法律法规、建立联防联控、实施区域灰霾预警机制、加强工业污染源防治、加大机动车尾气治理等灰霾防治对策,政府、企业与公众都必须参与到灰霾天气的防治中来,只有通过全民参与才能从根本上改善区域的大气质量。     

On-line enrichment and determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in atmospheric particulates using high performance liquid chromatography with fluorescence as detector

Seven polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in atmospheric particulates were determinated by high performance liquid chromatography (HPLC) with fluorescence detector using direction injection and an on-line enrichment trap column.The method simplified the sample pretreatment,saved time and increased the efficiency.With the on-line trap column,PAHs were separated availably even underground injecting 1.0 ml sample with relatively high column efficiency.The recoveries of the seven PAHs were from 85% to 120% for spiked atmospheric particulate sample.The limit of detection was 15.3-39.6 ng/L (S/N=3.3).There were good linear correlations between the peak areas and concentrations of the seven kinds of PAHs in the range of 1-50 ng/ml with the correlation coefficients over 0.9970.Furthermore,it also indicated that the method is available to determine PAHs in atmospheric particulates well.     

云水和云下冲刷颗粒物与气态污染物对降水中硫酸盐和硝酸盐的贡献

为定量云水和云下冲刷分别对降水中SO₄2-、NO₃-的贡献,并进一步解析云下冲刷颗粒相和气相物质分别对降水样品中SO₄2-、NO₃-的贡献,于2016年4月-2017年2月采用APS-3A型降水自动采样仪对降水进行分段采集.采用离子色谱检测分段降水样品的ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）,分析其变化规律;在降水前、降水中及降水后同步采集并检测大气颗粒相ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）和气相ρ（SO₂）、ρ（NO₂）,分析颗粒相中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）和气相中ρ（SO₂）、ρ（NO₂）的变化与分布.结果表明:①ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）在同一场降水的分段样品中呈逐渐降低至后期趋于平稳的趋势,说明降水对空气中污染物的冲刷使空气逐渐清洁,后期冲刷作用有限使得降水中离子质量浓度趋稳.②颗粒相中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）与气相中ρ（SO₂）、ρ（NO₂）在降水前较高,在降水中减小,并在降水后回升,说明降水对颗粒相SO₄2-、NO₃-和气相SO₂、NO₂均有清除作用,降水结束后无云下冲刷作用,污染物质量浓度逐步回升.③云水对降水中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）的贡献率分别为22%~56%（平均值为35%）、9%~49%（平均值为29%）,云下冲刷颗粒相SO₄2-、NO₃-对降水中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）的贡献率分别为39%~69%（平均值为55%）、43%~73%（平均值为56%）,云下冲刷气相SO₂、NO₂对降水中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）的贡献率分别为5%~17%（平均值为10%）、5%~19%（平均值为15%）.研究显示,降水中SO₄2-、NO₃-主要来源于云水和云下冲刷颗粒相SO₄2-、NO₃-,而来源于云下冲刷气相SO₂、NO₂较少.      

青岛大气颗粒物数浓度变化及对能见度的影响

为研究青岛地面大气颗粒物数浓度的变化及对能见度的影响,2010年9月~2011年8月使用便携式light house激光粒子计数器进行了大气颗粒物数浓度观测,利用Hysplit模式计算大气颗粒物的后向轨迹,运用统计分析方法初步探讨了气象因子对大气颗粒物数浓度和能见度的影响.结果表明,青岛大气颗粒物数浓度冬春最高,秋季次之,夏季最低;源自新疆、甘肃一带的气团颗粒物数浓度偏高,而来自于东北方向及海上的大气颗粒物数浓度较低;大气颗粒物数浓度变化与风速、相对湿度和混合层高度的变化呈现较好的负相关关系.当气团来源于西或西北方向,地面风向为南到东南风且混合层高度较低时,细粒子数浓度较高,容易出现低能见度现象.     

1981~2010年深圳市不同等级霾天气特征分析

利用1981~2010年深圳市地面观测及空气质量监测资料,分析深圳不同等级霾天气的长期变化特征以及大气水平能见度、空气质量与霾的关系.结果表明:深圳霾日数总体呈增多趋势,强度增强,中度以上霾增多;各等级霾日数均呈增多态势,但不同等级霾日占年总霾日的比例变化趋势不同,轻微霾所占比例下降,轻度以上霾上升; 霾天气呈现冬季>秋季>春季>夏季的季节特征,但重度霾却是夏季最多; 霾导致大气水平能见度明显下降,霾日平均能见度较非霾日低6~7km,霾等级越高,能见度下降越明显,霾日能见度日变化幅度较非霾日小;霾日SO2、NO2浓度为非霾日的1.4~1.7倍,PM10是非霾日的2.2倍,大气颗粒物污染加剧可能是深圳能见度恶化、霾天气增多的一个重要原因;针对荔香站霾日SO2浓度日变化不明显,PM10 、NO2浓度呈双峰型分布,与上下班时段吻合,说明机动车的增加也是深圳霾天气增多的主因之一;霾等级越高,空气中PM10、SO2、NO2的浓度越高,从轻微到重度霾各级之间SO2、NO2和PM10浓度增幅大都在15%~20%.     

小风和静风状态下TSP大气扩散模式的理论推导

以移动烟团积分模式为基础,采用数学模型分析法,从理论上导出了小风和静风状态下的TSP大气扩散模式。该模式描述了重力沉降和地面不完全反射对颗粒物大气扩散过程的影响;与现有的大气扩散模式体系完全相容,可以方便地应用于小风和静风状态下TSP地面浓度的预测计算     

成都市大气颗粒物源解析的PPR法

应用投影寻踪回归新技术(PPR),对成都市区大气采集样本中的元素含量数据和成都市大气颗粒物源成分谱进行分析,得到成都市大气颗粒物排放源的权重贡献率。结果表明:影响成都市大气颗粒物的主要贡献源为燃煤尘和土壤道路尘,它们的贡献率均达40%以上,与成都市区内大气污染来源的实际情况相符合。      

大气颗粒物对降水酸度缓冲能力的估算方法探讨

在按降雨天气系统和雨前大气颗粒物不同平衡状念对雨样进行分类的基础上,建立了大气颗粒物对降水酸度缓冲作用的计算公式。实例计算表明,计算酸度与清洁点上实测酸度十分一致;颗粒物所消耗的[H~+]占实测[H~+]的24％,占总缓冲能力的44％。     

环境空气中大气颗粒物源解析的研究进展

介绍了国内外用于大气颗粒物源解析研究的受体模型的进展情况，对受体模型的研究体系，测量分析技术、研究方法作了详细阐述，并对源解析近期的研究热点及发展趋势作了评述。