南昌市环境空气污染时空变化特征及影响因素研究

选取2014~2017年南昌市不同时间尺度AQI及主要空气污染物数据,利用GIS技术、神经网络分析、后向轨迹模型及地统计分析方法,分析了南昌市环境空气污染时空变化特征及影响因素。结果表明,南昌市近年来空气质量总体变化不大,空气质量等级以良为主,占全年比例为57%~61%。但首要污染物变化较大,即PM2.5比例显著下降,NO2和O3比例显著上升,PM10变化不大。南昌市空气污染季节变化显著,冬春季空气质量较差,以PM10、PM2.5污染为主,夏季空气质量最好,以O3污染为主。空气污染周变化以周末及周一污染较重、周四污染最轻,说明南昌市空气污染除了与群众出行习惯有关,还存在其他影响因素。南昌市空气质量日变化呈双峰型（9:00~11:00和20:00~22:00）,主要受上、下班高峰期带来的交通尾气影响。南昌市空气污染空间变化呈典型的“郊区-市区”分布,其中AQI、PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO值均以市区较高、郊区较低,而O3的空间分布规律正好相反,这主要与城区NOx排放较多,O3易与其迅速反应而消耗有关。后向轨迹聚类分析结果表明,来自本地的短轨迹气团占比高,对PM2.5、PM10、NO2、O3的影响大。气象因素上,PM2.5、PM10、NO2受相对湿度影响较大,O3受温度影响较大。     

长三角PM2.5和O3变化特征及与气象要素的关系

依据2017年长三角地区的空气质量小时数据,结合同期ECMWF气象资料,采用GIS空间分析、相关性分析和数理统计研究了区域O3、PM2.5的时空变化特征及其与气象因素的关系.结果 表明:(1)长三角城市群O3浓度在5和9月值最高,O3_8 h日变化特征呈拉伸型S曲线,在19:00、20:00达到浓度峰值,峰值浓度最大的地区是滁州,为111 μg/m3;O3空间分布由北到南逐渐降低,并且春季(136.57 μg/m3)＞夏季(117.35μg/m3)＞秋季(83.23 μg/m3)＞冬季(77.06 μg/m3);O3与其前体物CO、NO2相关性较强;当15＜T≤20℃,100＜PRS≤100.5 kpa时,O3浓度超标最严重.(2)PM2.5浓度月均值呈不规则U型分布,低谷期在7、8月;上海浙江区域日均浓度第一个峰值在9:00～10:00,安徽江苏区域是11:00～12:00,第二个峰值均在21:00;PM2.5空间分布内陆城市高于沿海城市,冬季(62.21 μg/m3)＞春季(44.70μg/m3)≈秋季(44.14 μg/m3)＞夏季(31.33μg/m3);与NO2、SO2相比,PM2.5和CO相关性更强;O3与温度、相对湿度是正相关,与风速、风向、气压、边界层高度、降水量则是负相关,PM2.5与风向、气压是正相关,与其他因素是负相关;当温度低于5℃,100＜PRS≤100.5 kpa时,长三角城市群PM2.5超标率最高.     

陕西榆林城区环境空气污染特征及原因分析

本文以2007-2011年榆林城区环境空气监测数据为依据,对榆林城区SO2、NO2和可吸入颗粒物污染趋势和特征按年度、季和每日不同时点进行了分析,结果表明,榆林城区环境空气质量逐年好转。SO2和PM10的季节性污染特征较明显,SO2浓度峰值主要集中在冬季采暖期,PM10浓度峰值主要集中在春季沙尘发生期,NO2浓度较稳定,环境空气污染特征与燃料结构、气候、地理、生活习惯有很大关系。     

基于模糊综合评判的城市环境空气质量评价

根据北京市环境保护监测中心的监测数据和国家环境空气质量标准,选取PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3和CO作为评价因子,通过建立各污染物的隶属函数和权重集,运用模糊综合评判的方法对北京市的五个区域(城六区、西北部、东北部、东南部、西南部)2013年10月23-29日期间进行了环境空气质量评价。结果表明,该期间北京市环境空气中的主要污染物是PM2.5,其次是PM10、NO2、O3和CO,最后是SO2。空气质量评价结果由好到坏的顺序为:西北部、东北部、城六区、东南部、西南部。结果客观地反映了北京市的空气质量状况,从而为改善和治理大气污染提供理论依据。     

长江中游城市群PM2.5时空特征及影响因素研究

近年来,伴随着工业化和城市化进程的加快,长江中游城市群灰霾天气持续增多,空气污染问题日益突出。基于2015年1月至2016年2月长江中游城市群189个空气质量监测站点的PM2.5逐时监测数据,采用普通克里金插值、探索性空间数据分析法和相关系数法,从年、季、月尺度上分析了PM2.5的空间分布格局及其影响因素。结果表明：（1）在年尺度上,长江中游城市群PM2.5浓度空间分布总体呈现出明显的北部高南部低,局部地区略有突出的特征,该区PM2.5浓度年均值为55.28 μg/m3,其中湖北省PM2.5的年均值为三省市最高,为68.17 μg/m3;其次为湖南省,年均值为53.66 μg/m3;江西省PM2.5的年均值较小,为44.01 μg/m3。（2）在季节尺度上,长江中游城市群PM2.5浓度表现出冬春季高,夏秋季低的现势性,这与区域内夏季高温多雨、冬季低温少雨的气候条件密切相关。（3）长江中游城市群PM2.5月浓度变化大致呈U形分布,1月份PM2.5浓度最高, 1~6月份,PM2.5浓度呈逐步下降趋势, 6~8月份,区域PM2.5浓度处于“U”字的谷底。（4）NO2、CO是影响PM2.5浓度的两项主控大气污染物,而降水量和相对湿度则是影响PM2.5浓度的两个重要气象因素。 关键词： PM2.5浓度;时空特征;气象因素;长江中游城市群     

基于遥感数据的PM2.5与城市化的时空关系研究——以成渝城市群为例

采用1998~2013年卫星遥感影像反演的PM2.5全球高精度产品数据集,结合GIS空间分析、地理加权回归（GWR）以及地理探测器等方法,系统地分析了成渝城市群城市化与PM2.5分布之间的关系。结果表明：（1）1998~2013年成渝城市群城市化速度较快,城市区域的PM2.5均值明显高于非城市区域,说明城市化对PM2.5具有一定的影响;（2）近16 a PM2.5重心与城市重心整体上都向东南方向移动,且两者每年在经度上的波动方向基本相反;（3）夜间灯光数据与PM2.5在空间分布上具有较好的一致性,且1998~2013年两者的GWR全局R2在0.86~0.95之间,相关性显著,研究区内城市化和人类活动对PM2.5的分布具有明显影响;（4）地理探测分析表明不同城市化因子对PM2.5影响差异显著,从2006到2013年城区人口密度和建成区绿化覆盖率逐渐成为成渝城市群PM2.5分布的主要影响因子。     

贵阳市主城区空气质量指数时空分布特征

为了解贵阳市主城区空气质量指数的时间分布和空间分布特征，采用时间序列法和插值法统计分析了2013~2015年贵阳市9个空气自动监测点SO2、NO2、PM10、PM25、CO的监测数据。结果表明：2013~2015年期间，贵阳市主城区空气质量整体良好,优于Ⅱ级空气质量标准，IAQISO2、IAQINO2、IAQIPM10、IAQIPM25、IAQICO的年均值呈现降低趋势, 空气污染物得到一定的控制；季节变化和月变化分析表现出冬季空气质量最差，夏季最好的特征。春节半月ISO2、IAQINO2、IAQIPM10、IAQIPM25的均值好于冬季均值，反映了工业和交通污染源的主控作用。空间分布上，IAQISO2、IAQINO2、IAQIPM10、IAQIPM25、IAQICO呈现“市区高，郊区低”的分布特征，空气质量指数较高的区域集中在贵阳市主城区中部和东北部     

北京三次产业演变与PM2.5排放的动态关系研究

基于三次产业经济增长与PM2.5排放关系视角回答PM2.5排放源争议以及减排措施的有效性问题,文章基于2008-2014年季度数据,利用X-12-ARIMA方法分析PM2.5排放数据的季节性波动,并构建向量自回归模型,实证结果显示,PM2.5排放数据不存在稳定季节性和移动季节性特征;第二、三产业经济增长是PM2.5排放的格兰杰原因;第二产业是PM2.5排放的长期主要来源,累计效应稳定在15,短期波动对PM2.5排放产生较强促排效应,但在滞后3期出现抑排效应,表明减排措施存在滞后效应;第三产业长期为抑排效应,累计效应稳定在-3,但在滞后3期出现促排效应,表明存在PM2.5排放部门;方差分解结果显示,三次产业经济增长对PM2.5排放的贡献比例为45.2%,其中第二产业第三产业第一产业,贡献率分别为33.82%,11.04%,0.36%;其余为区域传输和生活排放,区域传输贡献为28%-36%,生活排放包括私家车、生活消耗燃煤,以及居民烹饪的油烟,比例可达到20%左右。研究结果支持了PM2.5排放源中存在31.1%的机动车和14.1%的餐饮业排放,而不存在高比例的生物质燃烧排放。据此明确了当前第二产业减排措施的有效性和滞后性,以及加强第三产业减排、顶层设计京津冀区域协同减排和控制生活排放的相应措施。     

“2+26”城市治霾方案效果评估:以山东省为案例的研究

以京津冀大气污染传输通道“2+26”城市为对象的区域性雾霾专项治理已经开展两年有余。要判断“2+26”城市治霾方案的实施是否取得了显著成效需要通过科学的实证分析加以验证。采集山东省13个内陆城市2016—2018年每日空气质量指数(AQI)、六种单项污染物(PM 2.5、PM 10、SO 2、NO 2、CO、O 3)浓度以及气象条件等数据,以其中属于“2+26”城市的7城市作为实验组,其余6城市作为对照组,基于双重差分法,对“2+26”城市治霾方案在山东省相关城市的实施效果进行评估,试图分离方案实施所带来的环境效应。结果表明:①“2+26”城市治霾方案的实施总体上有效,对污染传输通道7城市空气质量指数(AQI)指标的降低发挥了显著作用。②“2+26”城市治霾方案对污染传输通道城市的PM 2.5、PM 10、CO浓度的降低有显著贡献,但对SO 2、NO 2和O 3指标的改善贡献并不明显。③对方案进行分时段动态效应分析发现,《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》的发布并未对污染传输通道城市空气质量改善产生立竿见影的效果,而《京津冀及周边地区2017—2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》《京津冀及周边地区2018—2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》的落实和执行才是“2+26”城市治霾方案显著见效的保障。该研究在严格遵守双重差分法前提条件的同时,还通过了一系列稳健性检验确保评估结果的可靠性。     

北京、上海两地2004和2005年大气污染特征对比分析

为了解北京、上海两市大气污染的变化及其影响因素之间的关系,根据2004、2005年大气质量监测数据,分析了北京、上海两地大气污染特征和两地主要大气污染物的变化规律.结果表明,2004、2005年北京市的PM10最大值是最小值的63.7倍,北京市的变化幅度较上海市的变化幅度大;2004、2005年北京市的SO2最大值是最小值的46.7倍,上海市的SO2最大值是最小值的13.1倍,上海市的SO2污染的因素变化幅度较小;两市的NO2浓度都较高,且季节变化不太明显;两市NO2浓度年平均值满足国家空气质量二级标准,但质量浓度都较高,这与两市的机动车尾气污染有关;两市SO2浓度年平均值除上海市2005年外均满足国家空气质量二级标准,上海市SO2污染严重与上海市消耗大量煤炭有关,北京市SO2污染物浓度年度变化剧烈与冬季取暖烧煤有关;两市可吸入颗粒物污染比较严重,北京市PM10浓度年平均值超过国家空气质量二级标准,上海市PM10浓度年平均值达到国家空气质量二级标准.总体上上海市的大气质量要好于北京市.两地大气主要污染物随时间的变化规律与两地的污染物来源、地理、气候等条件有关.     

城市土地利用类型与PM2.5浓度相关性研究——以武汉市为例

随着我国工业化的不断发展,在我国的主要经济发展地区的雾霾天气不断爆发,使我国的大气环境日益恶化,严重影响了人们的日常生活和身体健康。PM2.5作为雾霾的重要组成成分,也日渐成为环境领域的研究热点问题。随着全球性变化研究领域逐渐加强了对土地利用与生态环境的相关研究,因此无论从法律和社会经济发展的角度,还是从生态资源保护与环境可持续发展的角度,土地利用与PM2.5的相关研究都显得相当重要。研究目的:分析武汉市各类用地类型与PM2.5浓度的相关性程度。研究方法:使用ENVI与ArcGIS对武汉市2013年MODIS气溶胶产品进行空间分析与插值处理,再应用SPSS将其与武汉市2013年10个观测点的PM2.5浓度数据作相关性分析,以证实MODIS气溶胶厚度与PM2.5浓度的相关性,并建立两者的线性回归方程,然后利用计算后的武汉市整体PM2.5浓度分布与各土地利用类型进行相关性研究。研究结果:武汉市PM2.5浓度有明显的空间分布特征,绿化面积比例与PM2.5浓度呈显著负相关,建设用地面积比例与PM2.5浓度呈显著正相关,未利用地面积比例虽然与PM2.5浓度呈正相关,但相关性较低,而耕地与水体对PM2.5浓度没有显著影响。研究结论:土地利用类型对武汉市PM2.5浓度的分布有显著的影响,其与搭载MODIS传感器的遥感卫星监测方式的结合能成为研究大范围特定区域PM2.5浓度空间格局的新方法,并且增加城市绿化面积,控制建设用地规模能有效减少PM2.5浓度。     

嘉兴双桥农场大气颗粒物的物理化学特征

为了对长三角地区大气污染进行防治和控制,了解长三角地区大气环境质量变化规律,有必要对其颗粒物的组成及特征进行分析,以揭示其形成机制。采用Partisal plus2025 型连续空气采样机在嘉兴双桥农场（长三角中心）进行采样,利用对采样样品化学分析的结果,分析了PM10、PM25的化学组成、质量浓度的分布特征及其相对关系。 PM25和PM10中19种无机元素质量浓度的总和约占其质量浓度的23%和25%,其中Al、Si、Ca是主要贡献元素;8种水溶性离子质量浓度总和约占PM25和PM10质量浓度的51%和43%,其中NO-3和SO2-4是主要贡献成分;有机碳的质量浓度约占PM25和PM10质量浓度的1612%和1743%,元素碳的质量浓度约占PM25和PM10质量浓度的1697%和1584%,可见该地区存在较严重的二次有机碳污染和元素碳污染。研究结果为揭示大气颗粒物的形成机制和对其污染进行防治和控制提供了基础性的研究数据。     

长沙市两种空气质量预报方法检验对比

为探索新的空气质量预报方法，提高预报准确率，采用统计和对比方法，分析了长沙市空气质量现状，介绍了天气形势相似及动态逐步回归两种空气质量统计预报方法，并对其一年多的运行结果进行了检验和对比。结果表明，长沙市空气污染主要由PM\-\{10\}和SO\-2浓度超标引起, 且具有明显的空间分布特征;5年来长沙城市空气质量明显好转;两种预报方法对各污染物都有一定的预报能力，预报的误差绝对值多集中在30以内，而级别误差基本上在1级以内。两种方法对NO\-2的预报准确率均在98%左右,预报效果优良。绝对误差对比发现，两种预报方法对SO\-2的预报明显优于PM\-\{10\}预报；级别准确率对比时，两种预报方法对3种污染物的预报准确率相近。两种预报方法对3个污染因子的预报准确率呈现出NO\-2优于SO\-2优于PM\-\{10\}的趋势。     

北京、上海两地2004和2005年大气污染特征对比分析

为了解北京、上海两市大气污染的变化及其影响因素之间的关系,根据2004、2005年大气质量监测数据,分析了北京、上海两地大气污染特征和两地主要大气污染物的变化规律。结果表明,2004、2005年北京市的PM10最大值是最小值的637倍,北京市的变化幅度较上海市的变化幅度大;2004、2005年北京市的SO2最大值是最小值的467倍,上海市的SO2最大值是最小值的131倍,上海市的SO2污染的因素变化幅度较小;两市的NO2浓度都较高,且季节变化不太明显;两市NO2浓度年平均值满足国家空气质量二级标准,但质量浓度都较高,这与两市的机动车尾气污染有关;两市SO2浓度年平均值除上海市2005年外均满足国家空气质量二级标准,上海市SO2污染严重与上海市消耗大量煤炭有关,北京市SO2污染物浓度年度变化剧烈与冬季取暖烧煤有关;两市可吸入颗粒物污染比较严重,北京市PM10浓度年平均值超过国家空气质量二级标准,上海市PM10浓度年平均值达到国家空气质量二级标准。总体上上海市的大气质量要好于北京市。两地大气主要污染物随时间的变化规律与两地的污染物来源、地理、气候等条件有关。     

基于CI指数的湖北干旱及其变化特征分析

利用湖北省71个气象台站1960～2011年地面观测资料,按照国家标准《气象干旱等级GB/T20481 2006》中的综合气象干旱指数CI对湖北省干旱特点及其气候变化特征进行了分析。结果表明：(1)西北部地区全年有近1/3的时间为干旱日,季节变化差异小,是湖北省易干旱地区;中东部地区年干旱日天数相对较少,但集中在7～10月伏秋季,是湖北典型的季节性干旱地区;(2)湖北省中旱以上干旱过程平均1 a一次;重旱过程平均2~3 a一遇,其中西北部地区2 a一遇;而特重旱过程全省平均6～7 a一遇,其中西北部地区为5 a一遇;70%重旱过程出现在伏秋季;(3)全球气候变化背景下,湖北省一般性干旱年出现频率有明显的增加,而大旱年出现频率变化不大;空间上近20 a西北部地区的大旱年出现频率增加明显;中东部地区大旱年呈减少趋势,而一般性干旱年出现频率呈增加趋势;(4)中东部地区中旱过程出现频率近20 a增多较明显,主要反映在7～10月伏秋季,重旱过程呈减少趋势;而西北部地区重旱过程增加,主要表现在11～2月冬闲季和3～6月春夏季     

河北廊坊地区霾天气特征分析

利用1975–2012年廊坊地区5个站的气象观测资料,分析廊坊地区霾天气的时空变化特征以及霾天气时的气象要素特征。结果表明:单站霾出现的频率最高达41.5%,年均霾日固安站最多为72.3天,廊坊市最少为55.7天;廊坊市区霾日呈明显的增加趋势,文安、固安呈下降趋势,霸州、三河变化趋势平稳;霾天气的高发月是11月、12月,霾最少月是5月,霾天气的高发季节是秋、冬季,春季霾最少;08时霾天气发生频率最高;霾天气发生时气象要素变化特点为,能见度一般在5.0-10km,风速在0.0-3.0m/s,相对湿度在60%-90%之间。     

淮海经济区PM2.5时空特征及影响因素

PM2.5对区域环境和人体健康有着重要影响,淮海经济区作为东部沿海经济发展带的重要支撑部分,剖析其PM2.5时空特征及其影响因素对于京津冀和长三角城市群开展区域空气污染的联防有着重要意义.首先采用时间序列分析对研究区PM2.5浓度特征进行分析,其次利用空间分析方法分析了淮海经济区PM2.5时空特征,最后基于淮海经济区PM2.5空间自相关特征,进一步采用地理加权回归模型探究了PM2.5浓度的影响因素及其空间异质性.结果 表明:(1)淮海经济区逐日PM2.5浓度值呈现出周期性的脉冲型起伏变化规律,整体呈现出冬秋季高、春夏低的"U"型趋势.逐日PM2.5浓度振荡周期短周期为2～3d,长周期为6～7d.(2)淮海经济区PM2.5浓度的空间局部相关性呈现出周期性的变化规律.全年热点区域主要集中在研究区西北的菏泽市和西南的徐州市,冷点区则主要集中在沿海区域.(3)淮海经济区PM2.5浓度影响因素主要包括平均气温、平均降水、平均风速、林地比例和路网密度等因素,不同因素对PM2.5浓度影响存在显著的空间异质性.     

基于小波分析与Mann-Kendall法的上海市近12年空气质量变化

综合应用小波分析和Mann Kendall非参数检验方法,对上海市近12 a PM10、SO2和NO2逐日空气污染指数序列进行分析,揭示了空气污染变化的多尺度特征、变化趋势和突变特性,以深入了解上海市空气质量状况。结果表明：PM10、SO2和NO2污染序列呈现多尺度的变化特征,具有1 000 d和300 d左右的中、小时间尺度周期。在小尺度上,各序列具有300 d左右的主周期和30 d左右的次周期。空气污染具有“冬重夏轻”的特征,冬季和春季是污染比较严重的时段;2007年夏季以来,空气质量总体趋于好转。近12 a来各序列均呈显著的减少趋势;PM10序列突变开始于2006年7月3日前后,SO2于2010年3月21日前后,NO2则于2006年4月18日前后;突变后,各序列基本均呈显著的下降趋势。最后,提出了未来改善上海市空气质量的相关建议。     

安庆大气颗粒物污染外来输送轨迹及源区研究

在对安庆2015~2016年大气颗粒物变化特征分析的基础上,利用HYSPLIT-4后向轨迹模式,采用气团轨迹聚类分析、潜在源贡献因子法(PSFC)和浓度权重轨迹法(CWT),研究了不同季节安庆地区外源污染物传输的路径及潜在源区。结果表明:(1)安庆市大气颗粒物质量浓度存在显著的季节变化,表现为冬季春季秋季夏季,12月份污染最重,7月份污染最轻。(2)影响安庆地区气流轨迹具有显著性季节性变化特征,夏季主要受来自南方和东南方向海洋气流影响,PM10和PM2.5的平均值较低;冬、春和秋季安庆地区受到海洋性气团和大陆性气团共同影响,且以偏西和西北路径的大陆性气团影响最为明显,受沙尘或人为排放因素的影响,对应PM10和PM2.5的平均值相对较高,颗粒物高污染时段与该2类大陆性气流轨迹输送关系密切。(3)安庆颗粒物冬季PSFC值和CWT值最大,夏季最小。PSFC和CWT值2处高值区主要分布在湖北东部、江西北部和湖南南部等带状地区,以及山西、河南中部、山东南部及安徽北部等带状区域。     

城市化水平、工业化水平对空气质量的影响分析——基于湖北省16城市2005～2017年数据的时空模型

基于湖北省16城市2005~2017年数据,应用空间计量模型研究城市化水平、工业化水平对空气SO2、NO2、PM10含量的影响。结果显示,在城市化水平中,人均GDP对空气中SO2含量有显著负向影响,对NO2有显著正向影响,民用汽车的数量、公路里程对城市空气中SO2、NO2、PM10含量有显著正向影响,工业化水平对空气中SO2、NO2显著负向影响,对PM10含量有显著正向影响,人均绿地面积对空气中SO2的含量有显著负向影响,对NO2、PM10的影响不显著。为此,必须加快产业转型升级,做好产业发展规划;必须强化城市民用汽车尾气排放检测,加强城市配套园林建设;必须建立城市绿色发展联动机制,做好区域巡查监管。