基于后向气团轨迹的区域大气污染颗粒物来源分析

大气污染区域间的联防联控是解决区域性灰霾产生的关键手段之一。如何确定目标控制区大气污染外源的相对位置和影响程度是实现联防联控的前提。基于后向气团轨迹理论,运用拉格朗日混合单粒子轨道模型,以桂林市全境作为研究对象,对研究区域2013年冬季的污染物传输进行了模拟。结果显示:研究区冬季大气污染主要来源于东北方向,轨迹与"湘桂走廊"相符。以数字矢量图的方式量化表示了大气污染来源区及数量,成果可为区域间大气污染联防联控措施提供决策支持依据。     

不同季节常州市气团来源差异性研究

利用NCEP全球再分析资料和HYSPLIT4模式,计算了2014年常州市不同季节的气流后向轨迹。结合聚类分析方法和常州市PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2和O_3监测数据,分析了各季节不同类型气团来源对各污染物浓度的影响。结果表明,常州市的气团来源具有明显的季节性特征,春季以东北偏东方向的气团为主,西南气流对应的PM_(2.5)和PM_(10)平均值较高,分别为93和157μg/m3;夏季受海洋型气团影响为主,东南气团对应的O_3平均值较高,为90μg/m3。秋季西北气流增多,其对应的PM_(2.5)和PM_(10)平均值较高,分别为71和107μg/m3,东南气团对应的SO_2和NO_2平均值较高,分别为40和43μg/m3;冬季受大陆型气团影响更显著,京津冀等北方气团和杭州湾方向的南面气团对应的PM_(2.5)和PM_(10)值较高,分别在100和150μg/m3以上。冬季随着空气污染加重,本地和本区域的气团逐渐占主导地位,说明加强长三角区域内的污染物协同管控,对于改善空气质量会具有明显的效果。     

宜兴市细颗粒物化学特征和来源解析

通过在宜兴市3个监测站点对细颗粒物(PM_(2.5))开展不同季节采样,对样品做化学分析,结合化学质量平衡(CMB)模型解析PM_(2.5)来源贡献。结果表明,宜兴市PM_(2.5)年均质量浓度为37.5μg/m~3,冬季质量浓度最高,为53.1μg/m~3。PM_(2.5)主要化学成分为SO_4~(2-)、NO_3~-、OC、EC、NH_4~+、Cl~-、Ca、Na、Al。PM_(2.5)的主要排放源贡献为二次硫酸盐(21.0%)、二次有机气溶胶(14.9%)、二次硝酸盐(14.1%)和燃煤电厂(8.0%)。利用本地排放源清单进行二次来源解析,得到全年主要排放源贡献为工业(33.1%)、燃煤(23.1%)、移动源(17.6%)、扬尘(9.3%)和其他来源(16.9%)。减轻颗粒物污染,重点是控制工业生产、燃煤及机动车中的排放。     

保山市大气细颗粒物排放特征与理化特征分析

于2016年11月9日—14日,用单颗粒气溶胶在线源解析技术分析保山市体育馆监测点大气中PM_(2.5)的化学组成、粒径分布、来源及典型排放源质谱特征。结果表明:采集的颗粒可分为7类,主要以有机碳、元素碳和混合碳颗粒为主,占电离颗粒数的60%以上;不同类型颗粒粒径分布差异较为明显;机动车尾气为首要污染贡献源,且呈周期性变化,每日有两个上升时段,分别为凌晨1:00—10:00和12:00—20:00;其次为燃煤源,贡献率为10%～40%;工艺过程源与生物质燃烧源贡献率相一致,总体上夜间贡献率高于白天;扬尘源、二次无机源贡献率变化幅度不大。     

2019—2021年徐州市大气细颗粒物化学组成特征及来源解析

徐州市地处四省交界,大气污染物来源复杂,颗粒物污染在气象条件不利时较为显著。通过地面观测数据、颗粒物组分连续观测、源解析及轨迹溯源等方法,对徐州市2019—2021年颗粒物变化特征进行了全面分析,以定量解析各类污染源的贡献,识别对颗粒物贡献显著的化学成分。结果表明：PM_2.5各组分质量占比中二次无机盐和有机碳相对较高,其中二次无机盐SNA(SO■、NO^-₃、NH⁺₄)占比达到59.1%～62.7%;水溶性离子总浓度逐年降低,但Mg²⁺和Ca²⁺浓度2021年分别同比增加2%和12.5%,说明扬尘污染存在反弹。秋冬季水溶性离子明显较高,Cl^-浓度明显高于其他季节,表明徐州市秋冬季受移动源、燃煤源和二次有机气溶胶共同影响。PM_2.5中OC与EC质量浓度比为4.88～8.40,说明徐州市颗粒物受多源影响,柴油、汽油机动车尾气排放以及燃煤排放对颗粒物贡献较大。后向轨迹分析表明,污染严重的1月污染物主...     

区域大气细颗粒物化学组分及来源年变化趋势

利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)于2018年1月1日—2019年12月31日对上海市浦东新区环境空气PM_2.5开展高时间分辨化学成分监测。结果表明，2019年监测点空气质量总体优于2018年，AQI达标率由74.8%升高至86.6%。通过对PM_2.5成分分类，最终确定了8类颗粒物，相较于2018年，2019年富钾颗粒物升幅较为明显，左旋葡聚糖、重金属和元素碳有小幅增加，其余各组分相对减少。对PM_2.5排放源分类分析显示，机动车尾气源占比>25%，其中2018年3月、2018年7月、2019年2和3月贡献超过40%；二次无机源和燃煤源呈现一定的季节变化特点，整体秋冬季高于春夏季，2019年燃煤源占比较2018年下降了41%；工业排放源2018年5和10月、2019年1和5月占比相对较高，其余各月份占比相对较为稳定。     

广州地区秋冬季细颗粒物PM2.5化学组分分析

分析了广州地区2009年-2010年秋冬季节大气中PM2．5样品的水溶性离子、重金属元素、有机碳/元素碳（OC/EC）、多环芳烃质量浓度和粒径分布。初步掌握了广州地区秋冬季节大气中PM2．5的化学组分和特点,有机质（OM）是广州地区秋冬季PM2．5中最主要的成分,其次是硫酸根离子、硝酸根离子和铵根;PM2．5中有机碳和元素碳的空间分布特征相似,并受一次源排放影响;PM2．5中的重金属含量以铝、锌、铅相对较高,且城区高于城郊;PM2．5中17种多环芳烃、苯并（ a）芘（ BaP）的浓度均为城郊高于市区。     

上海市浦东新区大气细颗粒物中重金属污染特征及来源解析

于2017年对浦东城区和郊区大气PM2.5中的重金属特征和来源进行了分析。结果表明,K、Fe、Na、Ca、Mg、Al等矿物元素为浦东新区PM2.5中含量最高的金属元素,其中K的年均值为297.3 ng/m^3。浦东城区的不同元素在季节变化上呈现较为不同的变化规律,郊区的金属元素值大部分呈现春季先逐月下降,在夏、秋季有起伏波动,在10月之后逐渐上升;沙尘+道路源+建筑扬尘、煤燃烧、工业排放、金属冶炼、船舶排放、海盐+垃圾焚烧+生物质燃烧为浦东城区PM2.5中重金属元素的6大类主要来源。其中沙尘+道路源+建筑扬尘对Ca的贡献率为82.7%,煤燃烧对As的贡献率为86.6%,工业排放对SO4^2-的贡献率达到65.9%,金属冶炼对Cr的贡献率为75.7%,船舶排放对V的贡献率为97.5%、海盐+垃圾焚烧+生物质燃烧对Cl^-的贡献率为93.0%。煤燃烧和金属冶炼主要来自于西部方向。船舶排放分布在长江口及其延伸带。浦东新区PM2.5中重金属元素的质量浓度与本地源排放强度、外界传输和大气扩散条件均有密切关系。     

2021年青岛市一次PM_(2.5)和沙尘混合空气污染过程分析

以2021年3月青岛市空气自动站监测数据为依据,借助环境气象激光雷达、气溶胶激光雷达、在线离子色谱仪等技术手段,并利用后向轨迹模式(HYSPLIT)对青岛市一次PM_(2.5)和沙尘混合空气污染过程、气象条件、颗粒物组成以及传输路径等进行了综合分析。结果表明:静小风、湿度大、垂直方向逆温以及高空多次向近地面的污染物输送是第1阶段PM_(2.5)污染的主要原因,NO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)、NH^(+)_(4)浓度分别占水溶性离子浓度总和的51.7%,24.8%,22.4%,三者之和占ρ(PM_(2.5))的52.3%,机动车源、工业源和燃烧源贡献较大,其中尤以机动车源影响最显著;第2阶段各子站颗粒物浓度变化呈现明显的传输特征,PM_(2.5)中Ca^(2+)浓度升至第1阶段的6倍,沙尘源影响显著,污染气团主要来自蒙古国和我国内蒙古,前期由西北地区直接到达青岛,后期是经渤海湾、烟台到达青岛东南海域,最后回流至青岛;冷高压强度较弱导致近地面水平扩散条件不利,ρ(PM_(10))长时间维持在较高水平。     

徐州市不同类型颗粒物重污染过程特征及组分差异性分析

经过多年的大气污染防治,我国空气质量有了大幅改善,但重污染过程仍有发生。对2018—2021年徐州市3种不同类型颗粒物重污染过程的污染特征、演变趋势、PM_2.5组分特征和相关性及污染成因分析结果表明:在不同类型的重污染过程中,二次无机离子NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺在PM_2.5中的占比均是最高。在累积型重污染期间,NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺分别增长144%、142%、183%,二次无机离子对PM_2.5的增长贡献较大。结合相关性分析及SOR、NOR值发现,硝酸盐和硫酸盐的二次生成作用显著。在沙尘型重污染期间,结合雷达监测结果及后向轨迹图可以看出,沙尘沉降至高空与近地面污染物叠加造成颗粒物高值。化学组分中Ca²⁺、Mg²⁺浓度对PM_2.5浓度的影响最大,二次生成和转化对其影响较小。在烟花燃放型重污染期间,和烟花爆竹有关的K⁺、Mg²⁺、Cl^-离子较污染前分别上升1 112%、2 058%、和239%,对污染过程影响显著。     

秸秆焚烧期间空气中细颗粒的组分特征

分析并探讨了南京市秸秆焚烧期间细颗粒中水溶性阴离子和铵,有机碳(OC)和元素碳(EC),以及Cu、Zn、Pb、Si等38种元素的含量和浓度.结果表明:细颗粒( PM2.5)水溶性离子中硫酸根浓度最高,其次是铵根离子,硝酸盐和氯离子,氟离子和亚硝酸盐最低.秸秆焚烧期间细颗粒样品中离子含量占26％,Si元素和金属所占份额为...     

上海市浦东城区冬季颗粒物数浓度及其谱分布特征

采用APS-3321空气动力学粒径谱仪对上海市浦东城区2012年12月至2013年2月0.5~20μm大气颗粒物浓度及其谱分布进行了实时监测。结果发现,上海市浦东城区冬季大气颗粒物数浓度为360个/cm3,其中0.5~1.0μm颗粒物数为345个/cm3,占总颗粒物的95.7%;1.0~2.5μm颗粒物数为15个/cm3,占颗粒物总数的4.1%;2.5~20.0μm颗粒物数为0.6个/cm3,占颗粒物总数的0.2%。当空气质量为AQI≤50、50AQI≤100、100AQI≤200、AQI200时,颗粒物数浓度分别为77.5、243.2、522.6、868.5个/m3。随着空气污染的加重,小于PM2.5颗粒物数浓度增加显著且对总的颗粒物数浓度的贡献也有所增加,且AQI200时,PM2.5中1.0~2.5μm颗粒物数浓度贡献增幅最大;此外,不同空气质量条件下,颗粒物数浓度的日变化存在一定差异,这对于空气污染防治具有重要意义。     

株洲市某交通干道夏季细颗粒物分布特征及相关因素

2014年夏季采用扫描电迁移率粒径谱仪,选取株洲市某交通干道附近,对其环境细颗粒物进行连续测量,并统计干道的车流量。实验结果表明:环境中的细颗粒物数浓度呈双峰分布,峰值一般出现在9.47~17.5、98.2~121.9 nm粒径段,晴天和雨天不同粒径段的细颗粒物数浓度的波动性不一致,降水过程对细颗粒有一定的去除作用。结合所观测的机动车流量和所排放的细颗粒物粒径谱,分析其与细颗粒物浓度之间的关系,可初步判断该环境中爱根核模态的细颗粒物来源于机动车排放。     

华北地区一次重污染天气的气象变化过程分析

利用大气环境监测数据、常规气象观测资料、探空数据以及HYSPLIT后向轨迹模式对2014年2月20—26日发生在华北区域的一次大面积重污染天气进行综合分析。利用风云卫星观测资料直观展示了污染的生成、消散状况。结果表明,在此次重污染天气过程中,华北地区主要城市均观测到高浓度的PM_(2.5),其中北京、石家庄PM_(2.5)小时浓度均值分别为286.1、371.2μg/m~3。该次污染与天气过程关系密切,平稳的高空环流形势、华北地面弱低压为污染天气的发生、发展提供了有利的气象条件。地面的静风或小风天气以及近地逆温的出现有利于污染的维持。后向轨迹分析表明,此次污染过程区域性明显,南部、西南部周边地区的污染物外源性输入对研究的主要城市有显著影响。     

基于气流轨迹聚类的大气输送对丹东市酸雨形成影响

利用HYSPLIT4.8后推气流轨迹模式对辽宁省丹东市2007年的降水来源进行气流轨迹模拟,再通过聚类分析方法得到气流的平均轨迹分布,从而分析丹东市降水的来源及各方向气流对酸雨形成的影响.研究表明,丹东市酸雨污染主要受外来输送影响.在季风影响下,6-9月的雨季,来自西南和东南方向气流多经过河北、京津、山东等工业发达地区或朝鲜半岛,SO2和NO2污染较重,且运行高度低,地面污染贡献大,气流携带大量致酸前体物,在丹东形成酸性降水频率高,导致其酸雨污染严重.而来自西北方向的气流经过蒙古国、内蒙古自治区、辽宁省西部等工业欠发达地区,且多在高空运行,气流相对干净,很少形成酸性降水.     

临汾市大气污染物的时间分布特征与源区分析

多年来,临汾市多次名列我国生态环境部公布的空气质量最差的重点城市之列,对其大气污染的时间分布特征和潜在源区进行分析对其环境管理与污染防治具有重要意义。利用2015—2019年临汾市5个国控空气环境质量监测站点的6种空气污染物(SO₂、NO₂、CO、O₃、PM_2.5和PM₁₀)浓度数据和气象观测数据,使用HYSPLIT模型研究了该市空气污染物的时间变化特征、轨迹输送特征和可能的来源。结果表明,PM_2.5和PM₁₀的年均浓度均超过了《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)Ⅱ级标准,SO₂仅在2016—2017年超过该标准,其余3种污染物的年均浓度均低于该标准。6种污染物2015—2019年的月均浓度的变化特征表现为O₃浓度呈以6、7月为中心的近似正态分布,SO₂、NO₂和CO以及PM_2.5和PM₁₀浓...     

洞庭湖区一次重度空气污染过程成因分析

利用AQI和PM_(2. 5)质量浓度、地面气象要素、NCEP、ERSST_V3、GBL等资料,对2016年12月29日至2017年1月5日洞庭湖区一次重度空气污染过程成因进行了分析。结果表明,静稳天气形势下的累积效应和本地持续升温、降压、增湿、小风导致污染物浓度不断增加。本地风速与雨量对污染物浓度产生显著影响。降温前风速明显加大,有利于污染物快速扩散。湿度增加有利于污染物吸湿性增长,但高湿易引起降水有利于污染物的湿清除。此次重度空气污染过程中大气稳定度为中性或稳定,14:00混合层高度逐渐降低且重度空气污染日降至100 m以下。污染物空间分布与主导风向和污染通道密切相关。气流后向轨迹分析表明,洞庭湖区各地气流来源和影响路径差异明显,且存在大范围区域性同步污染现象。北方外来污染源是洞庭湖区重要的污染面源,本地工业污染排放点源和地理条件也是洞庭湖区空气污染物空间分布差异的重要因素。     

Monitoring of Particle Mass and Number in Urban Air

Measurements of aerosol particles in the air of an urban area in the UK have been made. Ambient air was sampled and the particulates measured after passing through a size selective PM₁₀ inlet. Particle mass was measured using a Tapered Element Oscillating Microbalance (TEOM). Particle number and size distributions were obtained using an Electrical Aerosol Analyser (EAA) and an Aerodynamic Particle Sizer (APS). Measurements were also made of local meteorological parameters. Fine particle number concentrations were found to show better temporal agreement, including diurnal variation, with particle mass concentrations than the coarser particle number concentrations.