合肥市黑炭气溶胶浓度分布和变化特征研究

根据合肥市黑炭气溶胶自动在线监测结果、相关污染物监测数据、气象数据,分析了合肥市城区黑炭气溶胶的浓度分布特征。结果表明,2013年6月—2014年5月黑炭浓度的年平均值为(4.88±2.99)μg/m3,总体呈现春夏季浓度较低、秋冬季浓度较高的分布。黑炭浓度日变化呈双峰型,峰值出现在早07:00和晚20:00,早间峰值受大气扩散条件和人为活动的共同影响,晚间峰值受人为活动影响较大。在与其他污染物的相关性研究中,黑炭浓度与粒径较小的颗粒物PM1质量浓度相关性最好,波长为950 nm的测量通道测得的黑碳气溶胶与元素碳的相关性最好。     

大气细颗粒物在线源解析方法研究进展

基于对国内外关于PM2.5化学组分特征、二次气溶胶生成机理、源解析模型的研究综述,引入实现PM2.5在线源解析的2种可能方法,即气溶胶质谱+解析算法与3类化学组分组合观测+受体模型。重点阐述了气溶胶质谱及在线水溶性离子、EC/OC和金属元素仪器的应用研究现状,并分析了不同仪器测定结果的可靠性、优势及缺陷,在此基础上提出加强城市尺度的大气化学二次反应机理及关键技术参数研究、大气颗粒物化学组分连续观测应用于在线源解析的研究、基于多种信息来源和技术手段的在线源解析方法集成研究等建议。     

基于光学遥测技术的合肥市气溶胶参数观测

为了解合肥市气溶胶光学特性参数,采用太阳光度计CE318对雾霾期间气溶胶进行监测并分析了气溶胶光学厚度(AOD)、Angstorm波长指数(α)、体积谱函数等气溶胶光学特性参数。同时采用多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演了雾霾期间二次气溶胶前体物NO2柱浓度并和固定点测量的颗粒物(PM)浓度进行了对比。分析表明,雾霾期间的气溶胶光学厚度比晴天高,且随波长的增加而减少。Angstorm波长指数在雾霾天气时平均值较高,表明合肥雾霾天气期间气溶胶粒子以细粒子为主。气溶胶前体物NO2浓度变化与雾霾天气空气中颗粒物含量(PM10、PM2.5等)变化一致性较好,表明二次气溶胶可能对气溶胶颗粒浓度有一定影响。     

上海浦东新区城区大气PM2.5中水溶性离子污染特征研究

为研究大气中细颗粒物(PM2.5)在中低浓度水平下的污染特征及来源,于2018-2020年在上海市浦东新区采用在线气体组分及气溶胶监测系统对大气ρ(PM2.5)及其水溶性离子的质量浓度进行了在线连续观测.结果表明,2018-2020年ρ(PM2 5)变化总体均呈现冬季较高,春、秋季其次,夏季较低的特征.PM2.5中水溶...     

采暖期北京大气PM2.5中碳组分的分布特征及来源解析

在冬季采暖期采集北京大气中的PM_(2.5)样品,利用自动称重系统AWS-1和热/光碳分析仪测定样品中PM_(2.5)和OC/EC,研究碳组分的变化特征,并通过OC/EC的值和单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS 0515)分析大气颗粒物中碳气溶胶的可能来源。结果表明:PM_(2.5)污染天气的OC、EC在PM_(2.5)中的占比要比清洁天气时低,其中SOC在PM_(2.5)中的占比由清洁天气时的22.9%减少到了重污染天气的15.4%,这是因为大气中的PM_(2.5)有较强的消光作用,导致气溶胶的氧化能力降低,造成了SOC的生成量减少;通过分析OC/EC值表明,冬季采暖期北京大气碳气溶胶的主要来源为机动车尾气和燃煤,这与SPAMS 0515在线解析的结果一致。采用SPAMS 0515进行在线OC、EC分析,在PM_(2.5)质量浓度≤250μg/m3时同手工方法有较好的相关性。解析结果表明,燃煤和机动车尾气是北京冬季采暖期的首要污染物来源,占比分别为34.0%和26.4%。     

连云港黑碳气溶胶污染特征研究

采用2016年大气多参数站监测数据,分析连云港市大气中ρ(黑碳气溶胶)的小时及月度变化规律,结果表明,观测期间,黑碳气溶胶与NO_2、CO、PM_(10)、PM_(2.5)显著相关,与风速、能见度等呈负相关;黑碳气溶胶年均值为2.10μg/m~3,日变化呈明显双峰型,峰值出现在08:00和21:00左右;从季节看,ρ(黑碳气溶胶)冬春季高、夏秋季低;在不利气象条件时,ρ(黑碳气溶胶)有所增高,通过模型分析化石燃料燃烧产生的黑碳占比增大,说明在不利气象条件时,化石燃料燃烧产生的黑碳是影响ρ(黑碳气溶胶)及ρ(颗粒物)上升的主要因素。     

灰霾期间气溶胶的污染特征

从颗粒物的时空分布和浓度水平方面综述了灰霾期间气溶胶的污染特征,介绍了灰霾期间气溶胶中金属元素、水溶性离子、有机碳和元素碳的浓度特征,以及颗粒物与能见度的相关性研究进展。指出:灰霾天气多发生在冬季,且气溶胶中PM2.5占的比重大;气溶胶污染与地理环境、气候条件、经济发展水平等有密切关系;水溶性离子多集中在PM2.5中;能见度的下降与气溶胶特别是细颗粒物有很大关系。提出目前灰霾研究中主要存在3大问题:一是对灰霾期间气溶胶中含有的有机物类别及其对不同季节发生灰霾的贡献率仍需进一步研究;二是灰霾期间气溶胶中有机物的形成机理尚不明确;三是不同源排放的气溶胶对灰霾形成的贡献率有待探讨。建议系统地开展大气细颗粒物有害成分的鉴定、源排放颗粒物的物理化学特性、扩散过程中各种物质间的反应和转化等方面的研究,为大气污染防治法规的制定提供依据。     

大气气溶胶地基光学遥感物联网系统研究

研究了大气气溶胶地基光学遥感物联网系统的设计问题.根据其应用特点从传感层、传输层、数据层、应用层这几个组成部分对系统进行了设计,并初步实现.测试表明:设计的大气气溶胶地基光学遥感物联网系统具有支持数据实时共享、无人值守运行、快速数据融合、环境参数在线显示、历史数据快速查询和分析、仪器远程管理维护等优点,可实现大气气溶胶特性的网络化和自动化观测,对研究气溶胶对环境和气候的影响具有重要应用价值.     

冬季南京城区气溶胶化学组分和吸湿性观测

大气气溶胶的吸湿特性改变了颗粒物的粒径、光学性质、云凝结核活性,进而对大气能见度、地面辐射强迫和人体健康产生重要影响.针对长三角腹地城市南京重污染天气频发现象,笔者使用吸湿串联电迁移差分分析仪(H-TDMA)结合在线气体组分及气溶胶监测系统(MARGA)和相关气象数据对冬季南京城区气溶胶吸湿增长特性进行外场观测研究.结...     

乌鲁木齐冬季气溶胶散射吸收特性

采用积分式浑浊度仪于2012年1月在乌鲁木齐市中区和市北区对气溶胶的散射系数和吸收系数进行连续观测,分析了市中区与市北区气溶胶散射系数和吸收系数的变化特征,结合同期的相关气象资料对变化特征进行了讨论。结果表明,市中区和市北区气溶胶的散射系数、吸收系数具有相同的变化趋势。总体上呈"W"型;峰值分别出现在0:00和12:00前后,谷值则出现在5:00和17:00前后。散射系数远大于吸收系数,说明大气气溶胶的消光作用主要由散射作用完成。相对湿度与散射系数、吸收系数不具有显著相关性,而风速对散射系数、吸收系数影响较大,且对市北区的影响大于市中区。     

宜宾地区气溶胶垂直结构地基空基联合监测分析

利用Cloud-Aerosol LIDAR with Orthogonal Polarization （CALIOP）正交极化云-气溶胶星载激光雷达Level1B资料和LGJ-01型号气溶胶地基激光雷达资料对宜宾地区2016年12月—2017年2月无污染时期、少云轻度污染时期和多云重度污染时期气溶胶的衰减后向散射系数和退偏振比光学参数的垂直分布进行对比分析研究。结果表明：少云轻度污染时期，CALIOP数据监测到海拔高度为0.2~1.0 km范围内气溶胶颗粒集中分布，LGJ-01数据监测到厚度约为0.2 km的近地面气溶胶层，2个激光雷达监测结果基本一致；重度污染时期，LGJ-01地基激光雷达能够较好地探测近地面气溶胶层，CALIOP星载激光雷达能够较好地探测到高空云层，若将两者结合，则能实现不同天气状况下的综合探测，以期较全面客观地为研究气溶胶垂直结构提供观测及科研数据。     

多因素作用下高校阶梯教室生物气溶胶的分布特性研究

采用自然沉降法和撞击法两种实验测试方法,对比分析在不同季节、自然通风和人员活动多因素作用下的高校阶梯教室室内生物气溶胶分布特性及变化规律。结果表明:阶梯教室夏季室内生物气溶胶浓度高于冬季;教室内无通风和人员活动的情况下,室内生物气溶胶浓度大幅度下降,其平均衰减率为68%;教室内有自然通风时,室内生物气溶胶浓度与室外的趋于一致,室外空气源是影响室内生物气溶胶浓度的重要因素;人员活动会显著提高室内的生物气溶胶浓度,同时使得粒径分布状态发生改变,粒径为3.3μm~7.0μm生物气溶胶的比例从27.6%增加到59.8%。     

兰州市空气中微生物采样时间的优化研究

在兰州市选取环保科技大厦室内和室外进行微生物气溶胶取样,研究室内、外环境的微生物气溶胶最佳采样时间,为下一步研究兰州市城区不同季节及各功能区空气微生物气溶胶污染特征奠定基础。结果表明,室内细菌气溶胶最佳采样时间为9min,真(霉)菌气溶胶和放线菌气溶胶最佳采样时间均为7min;室外细菌气溶胶和真(霉)菌气溶胶最佳采样时间均为25min,放线菌气溶胶最佳采样时间为20min。     

质谱直接测量法解析盐城市大气细颗粒物来源

为全面了解盐城市大气颗粒物的组成,摸清以PM2.5为首要污染物的来源,说清其化学组分和源贡献率,于2014年12月16日00:00—2014年12月21日09:00,利用在线单颗粒气溶胶质谱仪,对盐城市细颗粒物进行实时在线源解析。结果表明,盐城首要污染物为燃煤,占比为23.7%,其次是机动车尾气,占比为18.3%,第三位是扬尘,占总颗粒数的15.7%,生物质燃烧占比为14.8%位列第四,工业工艺源、二次无机源和其他源贡献率相对较小。     

自动监测技术在污染物总量控制监测上的应用

为配合<"九五"期间全国主要污染物排放总量控制计划>的实施,中国环境监测总站与燕化公司环境保护监测站合作,在燕化公司某化工厂排放口设立了水污染物总量控制自动监测技术示范工程.该示范工程采用在线流量计、pH计、COD仪、油监测仪、采样器等监测设备和技术,对水污染物在线自动监测技术进行了多方面的试验,为实施水污染物总量控制的在线自动监测提供了经验.     

珠三角秋冬季节长时间灰霾污染特性与成因

利用珠三角大气超级站2012年10月与2013年1月能见度、不同粒径颗粒物与BC质量浓度、气溶胶光散射系数、O3、相对湿度等在线监测数据,分析秋冬季节2次持续时间超过10 d的长时间灰霾过程污染特性与成因。结果表明,冬季灰霾过程中气溶胶吸光系数和光散射系数对大气总消光系数的贡献分别为13%和67%;PM2.5、PM1占PM10质量浓度分别为66%和39%;较高的PM2.5与BC日均浓度相关系数(R2=0.88)体现了一次排放对颗粒物质量浓度及能见度的显著影响。秋季灰霾过程中气溶胶吸光系数和光散射系数对大气总消光系数的贡献分别为11%和69%,由BC导致的吸光效应较冬季下降了约20%;PM2.5和PM1占PM10质量浓度比例分别为68%和45%,均高于冬季;O3浓度日最大小时值的平均值接近冬季的2倍;二次来源对PM2.5浓度升高和能见度下降起主导作用。来自不同方向的2种气团在珠三角僵持,大气扩散条件差是导致这2次灰霾过程的重要外在条件,应成为灰霾预报预警的重点关注对象。     

大气气溶胶组分及其粒度分布研究——分级采样和质子激发X荧光技术结合分析大气气溶胶一例

级联碰撞分级采样技术和质子激发X荧光微量元素分析技术(PIXE)的发展和结合使大气气溶胶的研究深入到确定组分及其粒度分布这一层次,本文以十级级联碰撞采样器采集的大气气溶胶PIXE分析为例,从大气气溶胶总量,化学元素组成及其粒度分布等方面描述了大气气溶胶特征     

2011年夏冬两季福州城区黑炭气溶胶污染特征研究

为探讨福州市城区夏冬两季黑炭气溶胶污染特征,2011年7月和12月在福州市紫阳监测站楼顶使用AE-31型黑炭仪监测黑炭气溶胶污染。结果表明：①夏季黑炭浓度为2.3±0.9 μg/m³,冬季黑炭浓度为3.2±1.3μg/m³,冬季黑炭浓度高于夏季。从频数分布图来看夏季黑炭浓度更为集中。②夏季黑炭浓度日变化具有明显的峰值和谷值,冬季黑炭日变化趋势图并没有统一出现峰值和谷值。夏季和冬季日变化趋势的差异是由大气扩散条件、气象因素及污染物来源等的不同导致的。③通过对黑炭浓度与PM_2.5浓度之间相关性分析表明,黑炭与PM_2.5显著正相关,表明黑炭与PM_2.5有着相似的来源。     

大气气溶胶酸度和酸化缓冲能力的分析

鉴于气溶胶本身的存在状态,无法直接测定其酸度,因而我们采用类似测定土壤酸度的方法,用一定量的水溶解气溶胶滤膜样品,得到气溶胶的水溶液,测定气溶胶水溶液的酸度和其变化,其结果扣除空白滤膜水溶液的本底后,即可得到气溶胶的酸度和酸化缓冲能力.     

灰霾污染和清洁过程中污染物垂直结构特征

针对无锡地区2013年11月6—13日经历的灰霾污染和清洁过程,采用地基遥感激光雷达对空气中的气溶胶颗粒物垂直分布进行垂直探测,发现污染时段气溶胶颗粒物主要积聚在1.8 km以下,消光系数的日均值统计表明,从近地面至高空1.5 km,颗粒物产生的峰值消光系数稳定在0.2 km~(-1);而清洁时段,由于垂直扩散条件改善,颗粒物随高度增加明显减少,1.5 km处的消光系数不足0.05 km~(-1)。同时发现污染时段中,近地面PM_(10)、PM_(2.5)、碳黑(BC)的平均浓度分别是清洁时段的2.48、2.76、3.66倍;大气氧化剂(O3和NO_x的总和)平均值水平是清洁时段的1.73倍。气象条件分析发现,锋面的移动使大气水平、垂直对流运动加剧,污染物得以迅速扩散,空气质量转好,这也是此次污染清除的主要原因。