重庆大气气溶胶污染现状与回顾

通过近几年重庆市大气气溶胶污染的监测及几种监测方法的比较，介绍了重庆大气气溶胶的污染现状，推导了ＴＳＰ手工与自动采样之间、ＰＭ１０和地面站β躬一法测定之间ＰＭ１０和ＰＭ２．５之间大气浓度的定量关系。     

大连海域大气气溶胶特征分析

本文分析和讨论了１９９４、１９９５两年在大连石槽海洋大气观测站所监测的大气气溶胶及气溶胶中元素和离子的浓度、富集程度、相互关系等物理、化学特征，还讨论了天气及某些气象要素对气溶胶浓度分布特征的影响，对气溶胶的来源也作了简要探讨。     

大连海域大气气溶胶特性分析

本文分析和讨论了１９９４、１９９５两年在大连石槽海洋大气观测站所监测的大气气溶胶及气溶胶中元素和离子的浓度，富集程度，相互关系等物理，化学特征，还讨论了天气及某些气象要素对报溶胶浓度分布特征的影响，对气溶胶的来源也作了简要探讨。     

浦东新区大气气溶胶中碳颗粒的分布规律

采用元素相关性分析方法，找出浦东新区大气气溶胶中碳颗粒的污染源，确证该区大气中碳颗粒主要来自煤的燃烧。同时初步找出浦东新区大气中碳颗粒污染的时空分布和粒径分布规律，为改善浦东 新区大气污染状况提供依据。     

空气质量和气溶胶研究室简介

中国环境科学研究院大气环境研究所空气质量和气溶胶研究室是中国环境科学研究院最早成立的研究室，拥有国际一流、国内领先的实验设备和高水平的研究人员，其中包括先进的污染气体自动采集分析装置、全套气溶胶发生、标定、采集和分析系统、污染源气体和烟尘自动采集系统、机动车排放颗粒物采集系统、低空大气污染物和降水分层采集系统、带有长光路傅立叶红外气体分析装置的光化学烟雾箱实验模拟系统、负离子和空气净化效果分析检测系统、降水和云水采集系统等。该研究室主要从事空气质量和气溶胶的科学研究、地面和空中大气污染物现场监测…     

空气质量和气溶胶研究室简介

中国环境科学研究院大气环境研究所空气质量和气溶胶研究室是中国环境科学研究院最早成立的研究室，拥有国际一流、国内领先的实验设备和高水平的研究人员，其中包括先进的污染气体自动采集分析装置、全套气溶胶发生、标定、采集和分析系统、污染源气体和烟尘自动采集系统、机动车排放颗粒物采集系统、低空大气污染物和降水分层采集系统、带有长光路傅立叶红外气体分析装置的光化学烟雾箱实验模拟系统、负离子和空气净化效果分析检测系统、降水和云水采集系统等。该研究室主要从事空气质量和气溶胶的科学研究、地面和空中大气污染物现场监测…     

气溶胶等效复折射率反演的免疫进化算法

通过Mie散射理论公式构建目标函数,利用免疫进化算法对气溶胶等效复折射率的实部和虚部进行协同优化,据此创新性地提出了气溶胶等效复折射率反演的新途径.基于成都市2017年9~12月逐时的气溶胶散射系数和吸收系数观测数据以及该时段同时次GRIMM180大气颗粒物监测仪的连续监测资料,研究结果表明,气溶胶等效复折射率反演的免疫进化算法不仅是普适的,而且还具有收敛速度快、计算稳定和求解精度高等特点.通过与其它气溶胶等效复折射率反演方法的对比分析,进一步论证了新方法的优势,这为气溶胶等效复折射率演变机理以及气溶胶吸湿性增长模型的后续研究提供了算法保障.     

黄海海域大气气溶胶特征及重金属的大气输入量研究

分别于１９９５、１９９６两年的春，夏两季在黄海千里岩采集６６个大气气溶胶样品，测定了１６种金属元素的浓度，讨论了其浓度的变化及其来源，并初步估算了大气气溶胶中这些重金属在黄海海域的沉降通量。结果表明，黄海海域大气气溶胶中大多数元素有明显的季节变化，春季的浓度大于夏季，这与大气颗粒物的浓度是一致的；黄海海域大气尘土的年沉降量为（６０－９００）＊１０＾１０ｇ／ａ，占该海域河流每年的泥沙总输入量的４％－     

人为排放气溶胶引起的辐射强迫研究

利用建立的大气气溶胶辐射强迫模式,对我国历年大气气溶胶(TSP和硫酸盐气溶胶)引起的直接辐射强迫进行了计算,并给出其全国分布。得到了一些有意义的结果:我国大气气溶胶引起的辐射强迫与我国能源,特别是燃煤的消耗量密切相关,随着消耗量的增加,大气气溶胶(TSP和硫酸盐气溶胶粒子)引起的辐射强迫也增加;指出在利用辐射模式讨论大气气溶胶引起的直接辐射强迫时,不能忽视扬尘和沙尘的作用;我国由于大气气溶胶引起的直接辐射强迫主要集中在工业比较发达的城市或地区,四川盆地由于其特殊的地理位置和气候条件,在该地区因大气气溶胶产生的辐射强迫始终比较大。      

中国大气气溶胶粒谱分布研究进展

大气气溶胶粒子浓度和粒径分布受不同环境和气象条件制约,分析其分布特征对研究大气环境具有重要意义。该文综合论述了近20年来中国大气气溶胶的谱分布研究进展,重点讨论了背景大气气溶胶、城市型气溶胶、海洋型气溶胶和沙尘气溶胶谱分布特征及相应的对数正态分布谱分布函数参数值,介绍了气溶胶谱分布垂直分布特征,并简述了气溶胶谱分布对大气能见度、人体健康及其对新粒子形成的影响,为大气环境相关研究以及各种气候模式提供参考。     

碳质大气颗粒物的扫描质子微探针分析

碳质颗粒物是大气颗粒物的重要组成部分,对全球气候变化、环境质量、人类健康等有重要影响.本研究使用扫描质子微探针对上海两个典型环境监测点的大气颗粒物及7类污染排放源的单颗粒进行了分析.利用微束非卢瑟福弹性背散射谱micro-EBS(non-Rutherford elastic backscattering,EBS)分析了单颗粒中的C含量,发现燃煤烟尘、燃油烟尘、汽车尾气、柴油公交车尾气等污染源中碳质颗粒物占优,而水泥尘、钢铁工业尘、土壤尘中无机颗粒物占优;中心城区的碳质颗粒物占优,而工业区的无机颗粒物占优,单颗粒物的元素分布可以反映颗粒物发生大气化学反应的重要信息,利用微束质子激发X射线荧谱micro-PIXE(particle induced X-ray emission,PIXE)分析得到了大气颗粒物的S、Ca、Fe等元素分布,发现含Ca的碳质颗粒在大气中发生了硫化反应.     

基于多源探测的南京市大气污染状况分析

南京市作为长三角地区的核心城市之一,工业发达,大气污染状况较为严重.为深入研究南京市污染状况,利用MODIS以及CALIPSO的气溶胶产品对南京市2011-2019年气溶胶特性进行分析,并基于地基反应性气体分析仪数据分析了冬季南京市大气中4种常见反应性气体（SO₂、NO、NO₂、O₃）的体积分数时序状况.结果表明:①南京市2011-2019年气溶胶光学厚度（AOD）整体呈下降趋势,冬季AOD值可达0.7,污染程度为四季中最高,且气溶胶以粗粒子和吸收性粒子为主.②南京市近地层大气（2 km以内）以大粒子和不规则颗粒物为主,2~6 km高度层内细粒子与规则颗粒物的占比逐渐增多,且2~6 km高度层内粒子的体积大小变化不大.③冬季4种常见的反应性气体中,φ（NO）在大气中的变化最为显著,且最高值可达160×10-9,φ（NO₂）与φ（O₃）在大气中的变化趋势相反.由于排放限制措施、工厂脱硫措施的推广以及光化学反应的影响,导致φ（SO₂）较低,仅在3×10-9左右.结合OMI卫星观测数据发现,受新冠肺炎疫情下工厂停工的影响,2020年初南京市φ（NO_x）维持在较低水平.研究显示,近年来南京市颗粒物污染状况有所改善,但仍需注意粗颗粒物的排放,需严格控制工厂气态污染物,尤其是NO_x的排放.      

Identification of sources of lead in the atmosphere by chemical speciation using X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy

Sources of Pb pollution in the local atmosphere together with Pb species, major ions, and heavy metal concentrations in a size-fractionated aerosol sample from Higashi-Hiroshima(Japan) have been determined by X-ray absorption near-edge structure(XANES) spectroscopy, ion chromatography, and ICP-MS/AES, respectively. About 80% of total Pb was concentrated in fine aerosol particles. Lead species in the coarse aerosol particles were PbC2O4, 2PbCO3·Pb(OH)2, and Pb(NO3)2, whereas Pb species in the fine aerosol particles were PbC2O4, PbSO4, and Pb(NO3)2. Chemical speciation and abundance data suggested that the source of Pb in the fine aerosol particles was different from that of the coarse ones. The dominant sources of Pb in the fine aerosol particles were judged to be fly ash from a municipal solid waste incinerator and heavy oil combustion. For the coarse aerosol particles, road dust was considered to be the main Pb source. In addition to Pb species, elemental concentrations in the aerosols were also determined. The results suggested that Pb species in size-fractionated aerosols can be used to identify the origin of aerosol particles in the atmosphere as an alternative to Pb isotope ratio measurement.     

大气环境容量核算有关问题探讨

大气环境容量核算是实现目标总量向容量总量管理过渡的关键,综述中国环境容量核算和管理应用的概况,得出中国大气环境容量核算没能有效地服务于环境管理的原因包括核算技术方法不支持长期总量控制、污染源数据及气象数据的可获得性影响核算的准确性、复合污染突出情况下容量核算难度加大;提出大气环境容量核算是一项长期的系统性工作,要积累污染源和气象资料,加强细粒子和氮氧化物污染机理的研究。     

基于CALIOP的安徽沿淮地区霾天气溶胶类型及垂直分布特征

利用CALIPSO卫星气溶胶廓线数据、地面观测资料进行统计分析,给出了2012—2013年安徽沿淮地区霾日气溶胶的垂直廓线分布.基于后向轨迹及聚类分析,获得沿淮地区污染的主要来源及传输方向,并进一步利用卫星类型掩码产品(VFM)及EC再分析资料,对不同来源的气溶胶类型、气溶胶垂直分布及导致污染的典型天气形势进行分析.结果表明,沿淮地区消光系数随高度减小,霾日近地面消光系数为0.53km~(-1),约为晴空日的2.5倍.污染性天气主要为本地污染积累(占比为46%),其次为长三角区域污染带及京津冀等地污染传输作用影响.在静稳天气背景下,850 h Pa暖平流形成逆温层易导致沿淮地区本地污染,大陆污染型气溶胶为主要成分,近地面受低压上升气流影响,污染物在垂直方向上略有抬升,聚集高度为0.4~0.8 km.当西太平洋副热带高压5880位势高度等值线西伸北进,长三角区域整层大气均被高压控制,易产生污染沙尘型气溶胶,污染物聚集在近地面且浓度随高度减小.而在冷空气南下早期,850 h Pa冷平流易将京津冀地区污染传输到沿淮地区,气溶胶类型为大陆污染型气溶胶和污染沙尘型气溶胶,在1~2 km处高污染浓度最高,高于近地层.     

灰霾天气的形成与演化

由于经济规模迅速扩大和城市化进程加快,大气气溶胶污染日趋严重,由气溶胶造成的能见度恶化事件越来越多,这些人类活动排放的污染物,包括直接排放的气溶胶和气态污染物通过化学转化与光化学转化形成的细粒子二次气溶胶,可形成灰霾(特指人类活动源排放的大气污染物诱发的低能见度事件),致使能见度下降。我国东部地区灰霾天气迅速增加,灰霾天气的本质是细粒子气溶胶污染,与光化学烟雾相关联,形成灰霾天气的气溶胶组成非常复杂。近年来由于灰霾天气日趋严重引发的环境效应问题和气溶胶辐射强迫引发的气候效应问题,广泛地引起科学界、政府部门和社会公众的关注,而成为热门话题。文章讨论了目前对灰霾天气的认识,灰霾的定义与判别标准,灰霾天气与光化学烟雾、气象条件的关系,也涉及灰霾天气对人体健康的影响。展望了灰霾研究的前景与主要研究方向和内容。     

Aerosols and environmental pollution

The number of publications on atmospheric aerosols has dramatically increased in recent years. This review, predominantly from a European perspective, summarizes the current state of knowledge of the role played by aerosols in environmental pollution and, in addition, highlights gaps in our current knowledge. Aerosol particles are ubiquitous in the Earth’s atmosphere and are central to many environmental issues; ranging from the Earth’s radiative budget to human health. Aerosol size distribution and chemical composition are crucial parameters that determine their dynamics in the atmosphere. Sources of aerosols are both anthropogenic and natural ranging from vehicular emissions to dust resuspension. Ambient concentrations of aerosols are elevated in urban areas with lower values at rural sites. A comprehensive understanding of aerosol ambient characteristics requires a combination of measurements and modeling tools. Legislation for ambient aerosols has been introduced at national and international levels aiming to protect human health and the environment.     

基于静止卫星GOCI传感器的大气污染过程AOD监测

针对北京及周边地区2017年11月2~8日的一次污染过程,利用韩国静止卫星COMs1GOCI数据,对北京地区进行AOD监测.AOD反演采用时间序列迭代算法,根据地表反射率随时间慢变而大气气溶胶随时间快变的理论,采取最小值拟合的方式,获取气溶胶光学厚度数据.反演结果与地基AERONET监测结果具有很好的一致性,两者的相关系数R²大于0.89.AOD监测结果表明,GOCI传感器1次/h的监测频率,可以很好地展现北京地区大气污染过程的开始,发展及消散过程,可以展示出一天之内AOD的变化,为大气污染监测以及气候变化研究提供依据.     

结合激光雷达分析2014年春季南京地区一次大气污染过程

利用环境监测数据、气象数据以及数值模拟结果,结合激光雷达数据反演的气溶胶消光系数,分析了2014年5月26日至6月1日南京地区一次典型的大气污染过程.本次污染过程受到外源性沙尘和烟尘输入以及本地污染排放叠加影响.气象因素对污染物的生消起到了重要作用,低压、逆温等因素阻碍污染物扩散,最终强降雨的出现使本次污染过程终结.整个污染过程中大气边界层高度偏低且变化不大,大气形势稳定,污染物扩散困难.激光雷达可以有效探测气溶胶的垂直分层结构,能直观准确地反映出污染物的分布聚集情况以及时空变化,对大气污染监测具有重要意义.     

北京地区大气温湿廓线对气溶胶垂直分布的影响

目的分析北京地区大气温湿廓线对气溶胶垂直分布的影响。方法利用北京地区2017年9月至2018年8月每日两次(08时和20时)的气象探空、地面PM_(2.5)浓度和气溶胶激光雷达消光系数资料,分析不同污染条件下大气温湿廓线与气溶胶消光系数廓线的关系。结果地面PM_(2.5)浓度和210m气溶胶消光系数的相关系数达到0.77。春季、秋季和冬季污染条件下的近地面消光系数约是清洁条件下的5倍,夏季污染条件下的近地面消光系数约是清洁条件下的3倍。相比清洁条件下,污染条件下各季节的大气温度垂直递减率偏小,并且低层大气相对湿度偏大。结论大气温度廓线代表大气层结稳定性,影响气溶胶的扩散高度,而相对湿度廓线与气溶胶吸湿增长密切相关,两者对气溶胶消光系数的垂直分布都有重要影响。