南京市典型臭氧污染过程的激光雷达垂直观测解析

利用臭氧激光雷达对南京市一次典型臭氧污染过程连续观测,分析该典型臭氧污染过程中近地面和高空臭氧的变化规律、污染的发生过程与成因。结果表明:在夏季高温、风速低、冷空气影响锋前的静稳天气下,近地面臭氧的循环生成和夜间高空残留的臭氧在湍流作用下混合并积累造成该污染过程;近地面和低层臭氧浓度具有明显的日变化趋势,单峰型特征,而高空臭氧浓度无明显日变化特征,夜间维持高值;边界层高度上下始终存在臭氧高值带,厚度达数百米;正午至午后时段,各垂直高度上臭氧浓度混合均匀,随高度基本无梯度变化,达到近地面至高空1.5 km的臭氧高污染层覆盖。     

激光雷达在湖北大气环境监测中的应用

介绍了激光雷达通过垂直扫描、水平扫描和车载走航等方法在湖北大气环境监测中的应用实例。利用地基激光雷达并结合星载激光雷达监测一次沙尘传输过程,沙尘传输高度为500~4 000 m之间,且出现3次尘降,地面PM₁₀出现3次峰值。利用激光雷达探测大气边界层高度,颗粒物浓度受边界层高度影响,当边界层高度降到500 m以下时,PM_2.5浓度达到120 μg/m³,边界层高度上升到1 500 m以上时,PM_2.5浓度降到30 μg/m³以下。利用激光雷达水平扫描技术,对襄阳市高新区污染物的影响进行溯源,监测得出颗粒物浓度上升的主要原因为地面扬尘。利用激光雷达车载走航监测技术,监测黄冈市颗粒物空间分布特征,在不同区域监测到2处污染扩散带,分别位于工业区与生活区。     

石家庄市夏季臭氧污染近地层垂直变化特征

基于2022年6月1日—8月31日河北省石家庄市地面气象要素和臭氧（O₃）观测数据,结合O₃激光雷达垂直探测数据分析近地层O₃垂直变化特征,并利用后向轨迹聚类分析法探讨其污染来源。结果表明：（1）2022年夏季石家庄O₃污染天数为6月＞7月＞8月。影响ρ（O₃）变化的主要影响因子是气温,平均气温与ρ（O₃）正相关,相对湿度与ρ（O₃）负相关。（2）当探测高度≥2 km时,全天、日间、夜间的ρ（O₃）变化较稳定,ρ（O₃）均在100μg/m³左右。近地层ρ（O₃）差异最大,无论是日间还是夜间,ρ（O₃）均在0.3 km左右达到峰值,之后逐渐降低。6月的ρ（O₃）垂直变化速率较大,7、8月ρ（O₃）垂直变化速率逐渐降低。（3）不同垂直高度下,石家庄夏季ρ（O₃）日变化情况均成“单峰单谷”型,地面ρ（O₃）日变化波动最明显,随着高度的上升ρ（O₃）日变化情况趋于平缓。（4）后向轨迹聚类分析结果表明,距离地面10,500,1 000 m高度层的O₃后向轨迹均呈散射状分布,距离地面10 m的O₃路径来源为河北西南部,距离地面500 m的O₃路径来源为河北南部,距离地面1 000 m的O₃主要途经地点为内蒙古西南部、西北部和河北东北部。     

上海市中心城区臭氧污染水平和变化状况

利用上海市虹口监测点2002年O3的连续自动监测数据，分析了该点代表的区域范围内O3的污染水平、变化情况，以及O3与NO、NOx和CO的关系。指出该点O3的污染水平是冬季最低，秋季最高，5月至10月的质量浓度明显高于11月至4月，低质量浓度时段在早晨，高质量浓度时段在中午至午后；O3质量浓度的变化范围和上升速率是5月至10月比11月至4月大；O3的产生主要取决于NOx中NO转换成NO2的程度，而CO也同NO一样，当O3质量浓度在中午至午后较高时，CO质量浓度也不高。     

平流层臭氧深度侵入对典型城区的影响过程分析

中纬度平流层臭氧深度侵入是造成对流层至近地面臭氧浓度突增的原因之一。筛选春夏季臭氧浓度升高时段的高分辨率大气再分析数据ERA5,以位涡值的下沉趋势分析了对流层顶折叠位置及变化过程;以AIRS数据反演了臭氧浓度、一氧化碳浓度和相对湿度的垂直廓线,并估计了其分布及相关性;以近地表污染物浓度变化、HYSPLIT模型后向轨迹分析结果证实了臭氧侵入气团的运移轨迹和局地效应;通过激光雷达监测结果观测臭氧垂直浓度分布,确定了臭氧浓度最大值所处高度,判定了受影响近地点的浓度升高时刻;以边界层高度变化、气象条件分析结果及当地与周边城市地面监测数据的逐小时变化情况等综合信息,进行了区域确认和近地面影响判定。通过以上数值综合分析,对城市地区受平流层臭氧深度侵入影响的过程和具体时间进行了详细再现,可为排除非人为排放因素导致的近地表臭氧浓度增加提供回溯分析,为臭氧污染防控决策提供依据。     

动态校准仪臭氧间接传递技术

对5台主流动态校准仪开展臭氧间接传递技术研究,对动态校准仪的准确性、可靠性、稳定性及臭氧传递的线性方程等性能参数进行了实验室考察。总体而言,发生型动态校准仪和分析型动态校准仪均可用于臭氧传递工作中。分析型动态校准仪可直接进行臭氧传递,发生型动态校准仪在臭氧传递前必须进行预校准。建议至少每3个月对发生型动态校准仪进行1次臭氧传递,每6个月对分析型动态校准仪进行1次臭氧传递。     

臭氧综合指数与臭氧潜势指数的构建与应用

随着社会经济的快速发展,我国臭氧污染日益严重,因此,研发出能定量评估气象条件对臭氧污染影响程度的诊断指数,成为提高和改善气象服务质量的重要任务之一。利用中国大陆地区2018年温度、总云量、风速、风向、相对湿度等气象场数据与臭氧浓度数据,研究臭氧污染敏感气象条件,统计各气象因子分布在不同数值区间时发生臭氧污染事件的相对频率(即分指数),按照分指数最大值和最小值的差值大小进行排序,筛选出10个与臭氧污染密切相关的气象因子,将10个气象因子的分指数进行累加,即得出臭氧综合指数。随后,对各地构建臭氧综合指数时采用的气象要素进行统计,得到出现频率最高的3个气象要素,并参考这些气象要素构建了臭氧潜势指数。分别以臭氧潜势指数和臭氧综合指数对北京市2019年臭氧日最大浓度建立拟合预报模型,结果表明:两类指数的拟合预报值与实测值有着相似的变化趋势;利用臭氧综合指数计算得到的预报值与实测值的相关系数为0.76,优于利用臭氧潜势指数计算得到的预报值与实测值的相关系数(0.64)。     

基于激光雷达技术的粉尘污染源监测

针对粉尘污染点源数量多、夜间偷排偷放监测难等问题,环保监测迫切需要发展新一代遥感监测技术,为环境保护提供技术支撑。激光雷达具有远距离、全天时监测的优势,可实现对污染源的客观、全天时监测。为了验证激光雷达主动遥感技术监测粉尘污染源排放的可行性,在河北省组织了一次粉尘污染源的Lidar监测实验,在进行距离校正的基础上,发展了Lidar点源污染监测指数因子方法。结果表明:烟尘排放浓度与Lidar指数因子具有较好的一致性,校正决定系数可达0.94。在稳定排污的情况下研究Lidar指数因子的限值,结果显示,将指数因子的限值设为2.3时,与在线监测的一致性可以达到99%以上。     

中国城市臭氧的形成机理及污染影响因素研究进展

中国城市臭氧(O3)污染问题日趋严重.O3主要来源于汽车尾气及工业排放氮氧化合物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)光化学反应生成,少部分来自于平流层的向下传输.文章介绍了城市O3形成机理研究情况,概述了中国城市臭氧污染浓度特征及气象因子、气候变化、前体物等影响因素研究进展情况,并对未来研究方向进行了展望.     

臭氧二级传递标准量值传递技术

臭氧(O_3)二级传递标准对O_3三级传递标准进行量值传递,开展了对分析类型、发生类型等不同类型O_3三级传递标准的量值传递实验。分析类型O_3三级传递标准6组校准斜率的相对标准偏差Sm为0.19%、截距的标准偏差SI为0.25 nmol/mol;发生类型O_3三级传递标准6组校准的Sm为0.67%、SI为0.20 nmol/mol,均符合美国环保局O_3二级传递标准量值传递的评价指标:6组多点校准斜率的相对标准偏差Sm≤3.7%,截距的标准偏差SI≤1.5 nmol/mol。进一步对分析类型、发生类型O_3三级传递标准分别进行了6个月的量值传递时间稳定性考察,O_3三级传递标准新的斜率与最近6组斜率均值的比值为0.965~1.037,且新计算的斜率的相对标准偏差Sm为0.37%~1.87%,截距的标准偏差SI为0.20~0.52 nmol/mol,均符合美国环保局量值传递评价指标的要求,建议至少每6个月采用O_3二级传递标准开展一次量值传递。     

广州市臭氧及其前体物监测系统研究与应用

通过利用近地面在线监测、塔基点式梯度在线监测、地基雷达遥感在线监测等技术方法构建臭氧浓度立体在线监测系统,并将其应用于对臭氧浓度分布、传输及变化的分析研究。结合臭氧前体物挥发性有机物（VOCs）监测现状,研究开展VOCs离线监测,完善VOCs在线监测体系,并将其应用于对广州市VOCs组分的分区分时段监测。上述监测系统业务化应用于广州市臭氧污染分布的长期监测,可为开展臭氧来源解析提供基础性的监测平台。     

大数据技术在环境监测中的应用

简述了环境监测信息化建设应用现状及问题;分析了大数据技术的特点及其在环境监测信息化中的优势。提出,基于"大数据"技术,可以建设环境监测大数据中心,突破传统关系型数据库局限性,运用大数据的核心技术,实现环境质量综合评价技术的新突破,提升环境状况综合预警能力;应用大数据可视化技术,提高科学决策水平,提高人体健康风险评价能力;建立环保舆情分析云平台,提升公众服务能力。     

遥感技术在环境监测中的应用进展与思考

随着卫星、航空技术及其业务化应用的快速发展,遥感监测已成为天空地一体化环境监测预警体系的重要组成部分。简述了环境遥感业务化的发展及特点,以江苏省为例,详细介绍了水环境、大气环境及生态环境遥感监测的省级具体应用情况。针对新时代生态环境保护工作的管理需求,尝试从同质处理、调查验证、硬件建设、热点挖掘、人才发展等5个方面提出相关建议,以期为省域生态环境遥感监测工作的后续发展提供参考。     

基于智能手机的环境监测光学传感器研究与应用进展

传统环境污染物生物化学分析技术通常依赖于实验室设备和专业的操作技术人员,限制了此类技术在环境应急等现场分析中的应用。以手机内置光学功能模块作为信号接收器的智能手机光学传感器,通过分析光信号可实现对目标物的定性或定量分析,其开发和应用是当前环境污染物现场快速生物化学分析检测领域的研究热点。综述了比色、荧光和化学发光3种智能手机环境监测光学传感器的传感原理、实现路径、监测指标、研究现状以及所面临的挑战,探讨了其在环境监测领域的典型应用,展望了未来的发展前景,以期为智能手机光学传感技术在环境监测领域的进一步发展提供参考。     

电感耦合等离子体质谱技术在环境监测中的应用进展

电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)是目前发展最快的痕量元素分析测试技术之一。由于该技术提供了极低的检出限、极宽的动态线性范围,干扰少、分析精密度高,可进行多元素同时快速分析,可与多种分离技术及样品前处理方法和进样方法相结合等优点,得到了迅速的发展。介绍了ICP-MS的基本原理及仪器构造、与其他分析测试技术的比较及发展趋势,并着重介绍了其在环境监测和环境科学研究领域的应用。     

环境DNA技术在环境监测与动物生产管理中的应用进展

概述了环境DNA技术目前的研究方向和分析原理,介绍了该技术在水生、土壤和植物生态系统中的应用进展,以及在监测畜舍环境、促进畜禽粪污无害化处理、检测动物营养与健康状况、调查动物群体遗传多样性、监测和预防畜禽疾病等动物生产管理中的应用前景。分析了环境DNA技术的优势与局限,并在此基础上提出了建立标准操作流程、提高检测精确度、积极推广应用环境DNA技术等建议。     

水环境遥感监测技术的应用研究进展

遥感技术在水环境监测方面得到了日益广泛的应用.文章综述了水环境遥感监测技术在水体富营养化、悬浮固体、油污染和热污染等四个方面的应用研究现状,并对今后的研究发展方向进行了展望.     

突发性环境污染事故应急监测研究进展

主要综述了应急监测标准体系、应急监测技术方法、应急监测质控技术、应急决策系统4个方面的研究进展及其存在的问题,并提出了突发性环境污染事故应急监测的重点研究内容。     

风险管理标准在环境监测站的应用

以应急监测为例,介绍了环境监测站实施风险管理的基本思路。提出通过明确环境信息、建立风险准则、开展风险评估、实施风险应对等过程,开展系统性的风险管理,实现对各种风险的有效防范和控制。建议建立相应的组织机构和兼职的风险管理队伍,及时监督和检查风险管理流程运行状况,并在管理体系中加入风险管理要素,确保风险应对计划有效执行,实现持续改进。