2015年春季北京市一次沙尘天气过程分析

采用观测数据与轨迹模拟相结合的方法,综合分析了2015年3月26日-4月1日北京市一次沙尘天气过程中沙尘输送路径、天气形势、污染物浓度的变化特征,结果发现:此次外来沙尘路径为西北路径,沙尘源地位于蒙古国南部的戈壁地区;沙尘在冷空气和地面低压系统作用下快速移动,造成延庆、奥体中心、永乐店3站点PM_(10)2 h左右浓度维持1 000μg/m~3,能见度低于1 km,空气质量急剧恶化;沙尘过境时PM_(10)浓度明显上升,PM_(2.5)浓度受到的影响相对较小,SO_2、NO_2、CO浓度变化不明显;沙尘回流时携带区域污染物进入北京,各项污染物及颗粒物组分浓度出现一定程度的上升;受沙尘影响,Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~+浓度明显上升,峰值浓度分别为0.13、1.29、0.70μg/m~3,分别是年均浓度的1.86倍、2.80倍、2.06倍;沙尘天气过后,扩散条件转差,沙尘与污染天气相继共造成北京市空气质量连续4 d维持中度污染级别。     

中国氨排放对PM_(2.5)污染的影响

基于WRF-CMAQ空气质量模型,定量模拟了氨排放对全国城市PM_(2.5)浓度的影响.结果表明,氨排放对全国城市硫酸盐、硝酸盐、铵盐及PM_(2.5)年均浓度贡献率分别为4.2%、99.8%、99.7%和29.8%,氨排放对硫酸盐年均浓度的影响较小,而对硝酸盐和铵盐年均浓度的影响极为显著.氨排放对1、4、7、10月四个典型月PM_(2.5)月均浓度的贡献量分别为20.15μg/m3、12.39μg/m3、13.20μg/m3、14.20μg/m3,其中1月PM_(2.5)受氨排放的影响最大.氨对PM_(2.5)影响较大的地区主要集中在河南、山东、湖北、河北等农业、畜牧业发达、氨排放量集中的地区,对PM_(2.5)年均浓度贡献量均超过20μg/m3.因此,控制氨排放将有效降低PM_(2.5)浓度,特别是可以显著减少硝酸盐和铵盐污染.     

东亚沙尘分布、源汇及输送特征的模拟研究

采用全球气溶胶模式(GOCART)模拟结果,讨论了东亚地区沙尘气溶胶时空分布、排放与沉降以及区域输送特征.结果表明,中国境内沙源主要位于塔克拉玛干沙漠、河西走廊及河套地区.排放强度春季最大,夏季和秋季逐渐减小,冬季最弱,且强度逐年减弱,区域年平均排放为581Tg/a.模拟的沙尘光学厚度(AOD)分布与卫星观测具有很好的一致性,其中塔克拉玛干沙漠AOD大值与沙尘暴活动密切相关,其出现时间最早,持续时间最长.区域平均而言,干沉降和湿沉降可以分别清除77%和22%的沙尘排放,其中沙尘源区干沉降起主导作用,远离源区的东北及西北太平洋,湿沉降更加重要.沙尘大粒子主要通过重力干沉降移出,而湿沉降对小粒子贡献超过60%.重力干沉降全年(特别是春季)起主导作用,对流降水湿沉降在夏季作用显著增强,总体来说,沙尘总沉降速率逐年减小.东亚沙尘气溶胶通过3条输送带自西向东传输,可以影响我国华北、华中和华南.对散度的研究表明,气溶胶平流项对沙尘源区气溶胶辐散作用较大,沙尘排放显著影响该地区沙尘的输送和AOD;而塔里木盆地西侧沙尘辐合中心是风场辐合辐散项导致的,说明地形和风场对该地区沙尘输送和AOD很重要.     

双级虚拟撞击采样器应用于固定污染源PM10和PM2.5排放测量

为贯彻落实《大气污染防治行动计划》,环境保护部指导各地开展大气污染源排放清单编制工作,其中包括固定源PM_(10)和PM_(2.5)的排放清单.但目前国内尚无固定源PM_(10)和PM_(2.5)标准采样方法.本研究提出了适合我国固定源PM_(10)和PM_(2.5)测量的双级虚拟撞击采样方法,开发了相应的分级采样系统,并用该方法对各类固定源进行了现场测试.测试结果表明,所测试的煤粉炉电厂的烟囱入口PM_(2.5)质量浓度为(0.93±0.03)mg·m~(-3),PM_(10)质量浓度为(1.13±0.11)mg·m~(-3).所测试的垃圾焚烧电厂的烟囱排放口PM_(2.5)质量浓度为(3.3±0.65)mg·m~(-3),PM_(10)质量浓度为(6.9±0.86)mg·m~(-3).所测试的大型循环流化床发电厂的烟囱排放口PM_(2.5)质量浓度为(0.59±0.04)mg·m~(-3),PM_(10)质量浓度为(1.12±0.16)mg·m~(-3).所测试的钢铁转炉的烟囱排放口PM_(2.5)质量浓度为(0.15±0.04)mg·m~(-3),PM_(10)质量浓度为(0.43±0.15)mg·m~(-3).     

六盘水市大气污染物变化特征及排放清单

为了分析贵州省六盘水市大气污染物浓度变化及排放清单,该文系统收集和整理2015-2018年大气污染物浓度观测资料和2015年排放清单。分析表明:2015-2018年,六盘水市环境空气优良率逐年增加,且在2018年达到98.2%。PM_(2.5)日均浓度有97 d超过国家环境空气质量二级标准(75μg/m~3)(GB 3095-2012),其中最大浓度为167μg/m~3;PM10有16 d超过二级标准(150μg/m~3);O_(3-8 h max)、NO_2、SO_2和CO日均浓度和年均浓度未超标。PM_(2.5)和PM_(10)年均浓度逐年降低,但PM_(2.5)在2015-2017年超标,浓度分别为42.6、40.7和40μg/m~3;PM10年均浓度在2016年和2017年超标,浓度分别为73.0和70.3μg/m~3。2015年六盘水市PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_x、CO和VOCs排放总量分别为5.78万t、10.89万t、16.64万t、14.23万t、37.42万t和3.32万t。化石燃料固定燃烧源是PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2、NO_x和CO的最大排放源。     

北京野鸭湖湿地观测站大气颗粒物变化特征

利用北京延庆野鸭湖湿地生态气象观测站2013年PM_(2.5)和PM_(10)连续观测资料,统计分析野鸭湖地区大气颗粒物的变化特征及气象影响因素。研究结果表明:野鸭湖观测站PM_(2.5)和PM_(10)年平均浓度分别为45.7μg/m3和80.2μg/m~3,超标率分别为17.8%和11.4%,以《环境空气质量标准》二级标准统计。PM_(2.5)和PM_(10)均在1月达到峰值,7月出现最低值。各季PM_(2.5)/PM_(10)值在37.8%～69.9%之间,春季以PM_(10)污染为主,冬季以PM_(2.5)为主。各季节PM_(2.5)和PM_(10)日变化中夏季出峰最早,冬季最晚,冬春季PM_(2.5)浓度为双峰型,夏秋季为单峰型;PM_(10)的日变化仅春季与PM_(2.5)略有不同,晚上峰值强度远大于早上。野鸭湖地区颗粒物污染受本地源和外来源的共同影响,东北气流易造成颗粒物积累,而西南气流有利于颗粒物稀释扩散。典型污染过程显示,持续的东北风控制、风速2.0 m/s左右、平均相对湿度在80.0%左右利于颗粒物浓度的增加;而偏西气流和较高温度、较低湿度能共同起到缓解污染的作用。     

天津市春季颗粒物污染特征及典型沙尘过程分析

利用2013-2016年空气自动观测数据结合同期气象资料分析天津市春季颗粒物污染特征,并采用后向轨迹分析沙尘传输过程。结果表明:天津市春季以西南风为主,全年最高风速出现在4-5月,平均在3.8 m/s以上。低风(2 m/s)高湿(50%)和高风(6 m/s左右)低湿(40%~50%之间)容易造成春季PM_(10)浓度较高。春季PM_(2.5)/PM_(10)比值从2013年的0.60降至2016年的0.54,呈下降趋势,粗颗粒的影响在增加。沙尘影响指数在1.17~1.95之间,呈明显上升趋势,中心城区、东部滨海新区指数相对较高。对2016年3月5-7日典型沙尘过程分析发现,沙尘传输过程中,部分点位二次扬尘对PM_(10)浓度也有相当贡献。     

焦粉配比对烧结烟气中颗粒物排放的影响

从源头减排角度入手,通过烧结杯实验,在烧结原料固定碳为3.6%的条件下,使用Andersen 8级撞击器采样研究了焦粉配比分别为100%、75%、50%、0%时烧结烟气中颗粒物排放特性。结果表明:各组焦粉配比实验中排放的颗粒物质量浓度为98.66～134.04 mg/m~3,经旋风除尘器净化后,颗粒物质量浓度降至68.49～112.34 mg/m~3,总体颗粒物脱除率在16.19%～30.59%。烧结烟气中颗粒物以2.63μm以下细颗粒物为主。旋风除尘器前后的颗粒物质量浓度粒径分布均呈单峰分布,峰值出现在0.88μm附近。在烧结烟气的PM_(10)中,PM_1占比在78%以上,PM_(2.5)占比在94%以上。焦粉配比的改变对烧结烟气颗粒物排放的质量浓度粒径分布影响较小。     

两种再分析资料对我国西北地区沙尘模拟的影响

利用耦合了Shao04起沙参数化方案的WRF/Chem模式对2014年4月22～25日发生在我国西北地区的一次沙尘天气进行了模拟,基于ERA-Interim和NECP-FNL两种再分析资料,探究了WRF/Chem在不同再分析资料提供初始场和边界条件时对沙尘天气的模拟能力,并分析了两种再分析资料对模拟结果影响的主要原因。总体来看,WRF/Chem在两种再分析资料提供初始场和边界条件时,均能较合理的模拟出主要的起沙区域、沙尘强度及其时空变化特征,沙源地附近和下游地区各个站点模拟的PM_(10)浓度时间变化特征与观测结果也较为吻合。但相比较而言,对西北地区此次沙尘天气过程,从沙尘的空间分布、沙尘浓度、垂直沙通量和地面各代表站点PM_(10)浓度变化等方面的模拟结果来看,NECP-FNL数据为模式提供初始场和边界条件时要优于ERA-Interim数据的结果,这主要与NECP-FNL数据在WRF/Chem模式中能相对较好的描述起沙过程中摩擦速度的量值有关,从而使得模拟的沙尘区域、强度和垂直沙通量更为合理。     

北京市典型燃烧源颗粒物排放水平与特征测试

研究以自行建立的固定燃烧源烟气颗粒物与水溶性离子监测采样系统和FPS4000与ELPI+结合使用的颗粒物分级采样系统,应用于北京市典型燃烧源烟气颗粒物排放监测.结果表明,北京市燃烧源烟气中总颗粒物基准排放质量浓度最高达83.68 mg·m~(-3),最低0.12 mg·m~(-3),颗粒物粒数浓度在10~4~10~6个·cm~(-3)数量级上.北京市燃烧源颗粒物质量和数量浓度排放水平排序依次为:供暖燃气锅炉电厂燃煤锅炉供暖燃煤锅炉.PM_(10)排放呈双峰或三峰分布,峰值均在1μm以下.从粒数分析,PM_(10)中99.8%以上为PM_(2.5),并以PM_(0.1)为主,占PM_(2.5)的83%以上,但从质量上分析PM_(10)中PM_(2.5)与PM_(0.1)的比例大幅降低,PM_(2.5)占PM_(10)的82%左右,PM_(0.1)占PM_(2.5)的27%~33%.     

废电路板热拆解过程中颗粒污染物的排放特征

文章对废旧电路板(WPCBs)加热拆解过程产生的颗粒物、颗粒物所富集的重金属(Sb、Zn、Cr、Pb、Cd、Cu)与多溴联苯醚(PBDEs)进行研究。结果表明,加热拆解过程中排放的PM_(10)颗粒物总浓度、颗粒态重金属总含量、颗粒态∑_(39)PBDEs含量分别为2 243μg/m~3、33.53μg/m~3、9 535 ng/m~3。PM_(2.5)细颗粒占释放颗粒物的63%,其中0.4～0.7μm粒径段的颗粒物浓度最大。PM_(10)中各重金属含量由高到低依次为:SbPbZnCuCrCd,其中Sb和Pb的排放浓度分别为21.86μg/m~3和6.74μg/m~3。Pb、Cd、Cu的质量中值直径(MMAD)2.5μm,主要分布于细颗粒,而Sb、Zn、Cr集中于粗颗粒。PBDEs的排放以四溴联苯醚为主,占78.68%。∑_(39)PBDEs的MMAD值1,低溴代PBDEs主要集中于细颗粒,而高溴代PBDEs主要吸附于粗颗粒。对WPCBs加热拆解过程产生不同粒径颗粒中重金属和PBDEs的分布特征研究,为颗粒物的污染控制和风险评价提供科学依据。     

起沙方案对西北地区沙尘过程模拟的影响

研究利用耦合了GOCART、AFWA、Shao01、Shao04和Shao11 5种起沙参数化方案的WRF-Chem模式对发生在西北地区的强沙尘过程进行了模拟,找出了对西北地区沙尘过程模拟更为合理的起沙方案。研究发现,WRF-Chem模式模拟结果较好地再现了气象场的演变特征,耦合了5种不同方案的模式均较合理地模拟出沙尘浓度的时空演变特征、主要的起沙区域和沙尘传输过程。但Shao01、Shao04和Shao11 3种方案下模拟的沙尘分布和起沙过程较符合实际情况。沙尘源地附近和下游兰州市PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度时间变化特征的模拟与观测结果也十分接近,Shao1 1方案对PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度的模拟结果要优于GOCART、AFWA、Shao01和Shao04 4种方案,说明Shao1 1方案对发生在西北地区的沙尘过程具有更好的模拟能力。     

2018年春节期间京津冀地区污染过程分析

为了解2018年春节期间京津冀地区空气污染情况,利用近地面污染物浓度数据、激光雷达组网观测数据,结合WRF气象要素、颗粒物输送通量和HYSPLIT气团轨迹综合分析污染过程.结果表明,春节期间出现3次污染过程.春节前一次污染过程,各站点PM_(2.5)浓度均未超过200μg/m~3;除夕夜,廊坊站点PM_(2.5)峰值浓度达到504μg/m~3,是清洁天气的26倍;年初二~初五,各站点PM_(2.5)始终高于120μg/m~3,且污染主要聚集在500m高度以下,北京地区存在高空传输,800m处最大输送通量达939μg/(m~3?s),此次重污染过程为一次典型的区域累积和传输过程.京津冀地区处于严格管控状态时,燃放烟花爆竹期间PM_(2.5)峰值浓度可达无燃放时PM_(2.5)峰值的3.2倍.为防止春节期间重污染现象的发生,需对静稳天气下燃放烟花炮竹采取预防对策.     

2002年春季沙尘暴对青岛大气气溶胶的影响

根据TSP,PM10,分级粒子质量浓度观测资料,分析了2002年春季发生于我国北方的2次沙尘天气过程对青岛大气环境的影响.在3月15-19日和21-23日的2次沙尘天气过程中TSP质量浓度分别为0.488和0.721 mg/m\+3,比平时增加了2.8和4.1倍.沙尘天气期间2～7 μm粒子为影响青岛的主要成分,在第2次沙尘暴期间该粒径的粒子质量浓度增加了30倍,其中2.1～3.3 μm粒子质量浓度达到0.13 mg/m\+3.根据地面气象资料和PM10连续监测资料发现,在地面风向转北之前,高空气流携带的沙尘首先影响到青岛.      

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.     

大气污染物干沉降速度和通量的计算方法比较——以南京仙林地区为例

目的基于不同方法对大气污染物干沉降速度和通量的估计存在差异,开展比较研究。方法 2016年9月至2017年9月,在南京大学仙林校区,基于75 m观测塔,对大气中常见的六种污染物二氧化硫(SO_2)、一氧化氮(CO)、二氧化氮(NO_2)、臭氧(O_3)、一氧化碳(CO)、细颗粒物(PM_(2.5))的浓度和气象要素进行连续观测。利用三层阻力模型计算大气污染物的干沉降速度,利用浓度法和梯度法计算干沉降通量,并对两种方法进行比较。结果 SO_2、NO、NO_2、O_3、CO、PM_(2.5)的平均干沉降速度分别是0.270、0.019、0.089、0.449、0.038、0.147 cm/s。干沉降速度具有明显的日变化特征,一般情况下,白天大于夜间,在午后出现最大值。整个观测期间,采用浓度法计算得到的SO_2、NO、NO_2、O_3、CO、PM_(2.5)干沉降通量分别为0.034、0.008、0.037、0.263、0.354、0.049μg/(m~2·s),采用梯度法得到的干沉降通量分别为0.04、0.00193、0.035、0.278、0.192、0.063μg/(m~2·s)。结论对于NO、O_3、PM_(2.5),浓度法和梯度法计算的干沉降通量具有较好的一致性。梯度法估计干沉降通量时很大程度上依赖于大气污染物浓度梯度测量的准确性,浓度法估计干沉降通量则更多依赖于干沉降速度计算的准确性。     

太原市大气颗粒物粒径和水溶性离子分布特征

在太原市于2014年7月至2015年4月利用TE-235分级采样器采集PM_(10)分级颗粒物样品,通过离子色谱分析其中9种无机水溶性离子,报道了大气颗粒物(PM_(10))及其水溶性无机离子水平,探讨了其粒径分布、季节变化特征和来源.结果表明,采样期间太原市PM_(10)日平均浓度水平为173.7μg·m~(-3),超过了国家环境空气二级日标准限值(150μg·m~(-3),GB3095-2012);冬季PM_(10)浓度(199.1μg·m~(-3))和春季(194.2μg·m~(-3))较接近,远高于夏季水平(127.7μg·m~(-3)).PM_(10)在0.95μm和3.0~7.2μm粒径段处呈双峰分布.PM_(10)中总离子浓度季节变化为冬季夏季春季,其中SO~(2-)_4、NO~-_3和NH~+_4是主要离子,占总离子的质量分数为66%~80%.分级离子中,SO~(2-)_4、K~+、NH~+_4、Cl~-以及冬、春季的NO~-_3在0.95μm段呈单峰分布;Ca~(2+)、Mg~(2+)和夏季NO~-_3均在0.95μm和3.0~7.2μm段呈双峰分布.相关性分析显示,风速增大对冬夏季的颗粒物及其水溶性离子有稀释作用,但春季沙尘天气则会导致其升高.通过NO~-_3/SO~(2-)_4和Mg~(2+)/Ca~(2+)比值发现,太原市颗粒物中NO~-_3和SO~(2-)_4主要来自于燃煤排放,Mg~(2+)和Ca~(2+)来源为扬尘和煤燃烧排放.     

关中地区冬季人为源减排对PM_(2.5)浓度的影响

使用WRF-Chem模式和关中地区高分辨率的人为源排放清单,选取2013年冬季不利于关中地区污染物扩散的4类典型天气形势中的各1d,模拟了PM_(2.5)时空分布和日变化趋势,同时以国家环境空气质量标准为目标,制定人为源等比例减排的敏感性试验.结果表明,模式可以较好地捕捉PM_(2.5)的时空分布和变化趋势,且与天气形势有着一致的对应关系.在4类不利天气形势下,PM_(2.5)浓度随着人为排放源的减少呈二次曲线下降趋势,PM_(2.5)浓度下降率与所在区域原有大气污染程度成正比.在不同天气形势下,要使PM_(2.5)浓度达到国家环境空气质量标准75mg/m~3时,人为源需削减比例为30%~60%.     

深圳冬季边界层大气中污染物垂直分布特征

为更好地掌握深圳城区近地边界层大气污染物的性质、来源及大气理化过程,2017年冬季利用深圳市356 m石岩梯度观测塔进行大气主要污染物的垂直观测,获得包括4个高度(60 m/70 m、110 m/120 m、210 m/220 m和325 m/335 m)的污染物浓度垂直分布廓线.分析了不同高度浓度的垂直廓线、相关性和日变化特征,并探讨了风向风速对其的影响.结果表明,SO_2浓度随高度升高先降低再升高,在高空存在明显的区域输送特征;NO_x、PM_(2.5)、PM_(10)浓度随高度升高而下降,70 m高度近地大气中NO_x和PM_(2.5)受局地源影响显著,白天存在由近地大气向上混合扩散的过程,而PM_(10)中的粗粒子部分在整个气层中显现出一个比较稳定的本底值;O_3浓度随高度升高而升高,主要由于夜间高空O_3缺乏NO的滴定反应而具有一个较高的背景值.     

山西某电厂燃煤烟气SO_3与颗粒物排放特征

某330 MW电厂燃煤机组的污染物脱除设备(SCR脱硝塔、电除尘器、湿式电除尘器)进行了改造,并进行了污染物排放检测,得到SO_2、NO_x、颗粒物排放浓度分别为5.1,4.1,4.2 mg/m3,符合超低排放的标准。运用虚拟撞击采样器对湿式电除尘器进行了颗粒物分级浓度检测,得到PM_(2.5)、PM_(2.5~10)、PM_(>10)的脱除效率分别为83.29%、93.06%、96.51%,湿式电除尘器对PM_(2.5)脱除效果明显。对电除尘器进出口灰样进行元素分析和粒径分析,得到SO_3与颗粒物中碱性物质结合协同脱除效率为10.09%,粒径>13μm颗粒物在除尘器内部趋近于完全脱除。