2013—2016年天津城区大气能见度的变化特征与影响因素

采用Belfort公司生产的MODLE6000型前向散射能见度仪连续测量天津城区2013—2016年非降水期间的大气能见度,结合同期的PM_2.5浓度和相关气象资料,分析大气能见度的变化特征及其影响因素。结果表明:天津城区大气能见度平均值为11.23 km,大气能见度年均值逐年提高,这与天津地区PM_2.5浓度逐年下降有关;天津城区大气能见度季节变化明显,春季最高,夏季次之,秋季最低;大气能见度日变化存在显著的早晚高峰特征,PM_2.5浓度和相对湿度(RH)的共同作用是造成大气能见度降低的主要原因;持续72 h以上能见度小于10 km的低能见度天气事件近年来有逐年减少趋势,但持续72 h以上能见度小于5 km的低能见度天气事件仍时有发生;低能见度天气事件主要发生在秋冬季,主要与不利扩散条件等因素有关。     

南京冬季气溶胶消光特性及霾天气低能见度特征

利用2015年1月气溶胶散射和吸收系数、PM_2.5质量浓度、大气能见度以及常规气象观测数据,分析了南京冬季大气气溶胶散射系数与吸收系数的变化特征,给出了散射系数与吸收系数对大气消光的贡献,以及能见度与PM_2.5质量浓度和相对湿度的关系.结果表明,观测期间南京大气气溶胶的散射系数和吸收系数分别为(423.4±265.3) Mm^-1和(24.5±14.3) Mm^-1,对大气消光的贡献分别为89.2%和5.2%,表明大气消光主要贡献来自于气溶胶的散射.散射系数与PM_2.5相关性较好(R²=0.91),能见度随PM_2.5质量浓度呈指数下降,也与相对湿度保持一定负相关性.能见度均值为4.3km,且连续出现能见度不足2km的低能见度天气,霾天气下消光系数和PM_2.5质量浓度大幅超过非霾天气,最高值分别达到1471.2Mm^-1和358 μg/m³,霾天气下能见度的降低来自颗粒物与相对湿度的共同影响.     

沿海城市灰霾天气与海盐氯损耗机制的关系

随着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,由细粒子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,可形成灰霾天气致使能见度下降。尤其值得注意的是沿海城市灰霾天气增长较快,沿海城市灰霾天气增多与海盐气溶胶粒子的氯损耗机制关系密切。我国30年前在粉尘污染时代建立的空气质量评价体系,已经远远不能描述新型复合空气污染类型,尤其是不能描述细粒子污染的情况,能见度的恶化主要与细粒子的浓度关系比较大,而与气溶胶的质量浓度关系不大。能见度与PM2.5尤其是PM1有非常好的关系,因而目前用能见度来描述灰霾天气是最好的指标。     

北京市能见度下降与颗粒物污染的关系

为了解北京市能见度下降的主要原因,在1999—2000年对各种污染物的消光系数和不同粒径太小颗粒物的质量浓度进行了观测．发现颗粒物的散射消光作用在北京市能见度下降中占有主要地位,其中与细粒子的关系更为密切．在不同季节运用不同的回归方程,利用细粒子质量浓度可以方便快捷地估算出大气能见度的近似值。     

穗港晴沙两重天——2010年3月17—23日珠三角典型灰霾过程分析

随着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,由细粒子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,可形成灰霾天气致使能见度下降.2010年3月17-23日,在珠三角地区发生了一次典型灰霾天气过程,同期20日左右,中亚、蒙古国与我国北方发生了当年沙尘天气影响范围最广的一次强沙尘暴过程,冷...     

1981~2010年深圳市不同等级霾天气特征分析

利用1981~2010年深圳市地面观测及空气质量监测资料,分析深圳不同等级霾天气的长期变化特征以及大气水平能见度、空气质量与霾的关系.结果表明:深圳霾日数总体呈增多趋势,强度增强,中度以上霾增多;各等级霾日数均呈增多态势,但不同等级霾日占年总霾日的比例变化趋势不同,轻微霾所占比例下降,轻度以上霾上升; 霾天气呈现冬季>秋季>春季>夏季的季节特征,但重度霾却是夏季最多; 霾导致大气水平能见度明显下降,霾日平均能见度较非霾日低6~7km,霾等级越高,能见度下降越明显,霾日能见度日变化幅度较非霾日小;霾日SO2、NO2浓度为非霾日的1.4~1.7倍,PM10是非霾日的2.2倍,大气颗粒物污染加剧可能是深圳能见度恶化、霾天气增多的一个重要原因;针对荔香站霾日SO2浓度日变化不明显,PM10 、NO2浓度呈双峰型分布,与上下班时段吻合,说明机动车的增加也是深圳霾天气增多的主因之一;霾等级越高,空气中PM10、SO2、NO2的浓度越高,从轻微到重度霾各级之间SO2、NO2和PM10浓度增幅大都在15%~20%.     

杭州大气颗粒物散射消光特性及霾天气污染特征

2011年7月~2012年6月期间,对大气散射系数、颗粒物浓度及气象因子进行同步观测,以评估颗粒物散射消光对杭州市大气能见度的影响.结果表明,杭州市大气颗粒物散射系数日均值变化范围为108.4~1 098.1 Mm-1,年均值为428.62Mm-1±200.2 Mm-1.散射系数呈明显的季节变化,秋冬高,夏季低.日变化呈典型的双峰型,早峰出现在08:00,晚峰出现在21:00.PM2.5和PM10的散射效率分别为7.6 m2·g-1和4.4 m2·g-1,颗粒物散射消光占总消光比例的90.2%.灰霾和重度灰霾天气下,散射系数分别为684.4 Mm-1±218.1 Mm-1和1 095.4 Mm-1±397.7 Mm-1,达到非霾天气的2.6和4.2倍,表明颗粒物散射消光作用是导致杭州市大气能见度下降和灰霾天气发生的主要因素.     

天津冬季相对湿度对气溶胶浓度谱分布和大气能见度的影响

于2013年1月连续在线观测天津城区气溶胶数浓度谱分布和大气能见度,并结合相关气象资料,探讨相对湿度(RH)对气溶胶浓度谱分布和大气能见度的影响.结果表明,观测期间发生了4次连续雾霾天气过程,4次雾霾天气过程对应着气溶胶粒子数浓度的连续高值,低能见度天气系高浓度气溶胶粒子和高相对湿度协同所致;随着RH增大,PN1和PN2.5-10呈增长趋势,RH90%后,PN1和PN2.5-10有所降低,PN1-2.5则持续增长,高RH对气粒转化和气溶胶粒子的碰并聚合作用明显;气溶胶吸湿增长因子计算表明,高RH下水汽对能见度影响很大,尤其是大雾天气下其影响甚至可能超过气溶胶粒子浓度对其的影响.     

天津冬季相对湿度对气溶胶浓度谱分布和大气能见度的影响

于2013年1月连续在线观测天津城区气溶胶数浓度谱分布和大气能见度,并结合相关气象资料,探讨相对湿度(RH)对气溶胶浓度谱分布和大气能见度的影响.结果表明,观测期间发生了4次连续雾霾天气过程, 4次雾霾天气过程对应着气溶胶粒子数浓度的连续高值,低能见度天气系高浓度气溶胶粒子和高相对湿度协同所致;随着RH增大,PN1和PN2.5-10呈增长趋势, RH>90%后,PN1和PN2.5-10有所降低,PN1-2.5则持续增长,高RH对气粒转化和气溶胶粒子的碰并聚合作用明显;气溶胶吸湿增长因子计算表明,高RH下水汽对能见度影响很大,尤其是大雾天气下其影响甚至可能超过气溶胶粒子浓度对其的影响.     

湄洲湾沿海能见度和大气烟尘污染的变化

利用1985～2004年能见度和有烟日观测资料,统计分析了20 a当中,湄洲湾沿海能见度和大气受烟尘污染的变化.结果表明:湄洲湾夏季沿海能见度明显好于冬季,这可能与冬夏盛行风向不同,输送排放污染源地不同以及不同季节天气气候条件相关.湄洲湾冬季和夏季沿海能见度呈显著下降趋势,尤以夏季为突出.污染日在86～199d之间徘徊;1985～1988年是污染"轻微期",年平均污染日101d;1997～2000年是污染"严重期",年平均污染日达186 d.     

Characterization of volatile organic compounds in the urban area of Beijing from 2000 to 2007

Beijing is one of the most polluted cities in the world. In this study, the long-term and continuous measurements of volatile organic compounds (VOCs) in the urban area of Beijing, specifically at Beijing 325 m Meteorological Tower, were conducted from 2000 to 2007. The annual record of VOC trends exhibited in two different phases was separated in 2003. Records show that VOC concentrations increased from 2000 to 2003 due to the abrupt increase in vehicle number. Contrarily, since 2003, there had been a decrease in VOCs concentrations as the policy on gasoline and air pollution was implemented. Toluene, benzene, and i-pentane are the chemicals that abound in and are directly related to vehicle activity, such as in vehicle exhaust and gasoline evaporation. Furthermore, records indicate that there had been seasonal variation in VOCs levels in that VOCs level in summer is higher than that in winter. As such, temperature is considered to significantly contribute to VOCs in Beijing. Records also show that VOCs level was high in the morning and during rush hours in the evening. In contrast, VOCs level was low during midday due to photochemical destruction with OH radical and dilution effect. In this study, a particular benzene to toluene ratio range (0.4-1.0) was used as the indicator of air propelled by vehicular exhaust. We also applied the correlation coefficients between BTEX and i-pentane to evaluate evaporation influence to ambient BTEX in the Beijing urban area.     

京津冀及周边地区低碳经济发展水平评价

随着应对全球气候变化进程的不断推进,“低碳经济”已逐渐成为世界各国实现经济社会可持续发展的必由之路.京津冀及周边地区社会经济发展较不平衡,整体推进低碳经济发展存在较大的困难,为有效促进低碳经济发展的策略选择,本文通过构建低碳经济发展水平评价指标体系,对京津冀及周边地区的低碳经济发展状况进行评价.结果显示,京津冀及周边地区低碳经济发展水平差异较大：北京低碳经济水平相对较高,其他地区距离低碳经济发展水平尚有较大差距.由此,京津冀及周边地区应根据地区经济发展特点及其低碳经济发展状况,采取不同的低碳发展策略选择,以有效推进低碳经济发展模式的顺利转型.     

北京地区地表水中OCPs和PCBs的污染分析

在夏、冬两季对北京地区密云,潮白河,玉渊潭和通惠河等地表水中17种有机氯农药（OCPs）和84种多氯联苯（PCBs）的含量进行了分析及来源解析.实验结果表明,OCPs总量在7.86～53.1ng/L之间,平均值为（16.9±14.6）ng/L.PCBs总量在2.99～32.7ng/L之间,平均浓度为（10.9±10.4）ng/L.HCHs,硫丹,DDTs和HCB是主要的OCPs污染物,其含量分别为（13.9±11.5）ng/L,（2.20±2.01）ng/L,（0.63±1.51）ng/L和（0.12±0.14）ng/L.α-HCH/γ-HCH平均比值为1.53,小于工业HCH中比值4～7,表明北京地区地表水中存在林丹的使用.而DDT/（DDD+DDE）比值<1.22,表明北京地区并无新的DDTs污染源输入环境.PCBs以低氯代联苯为主,其中二氯,三氯,四氯和五氯联苯总和占∑₈₄PCBs总量的79.2%.北京地区地表水中不同氯取代数PCBs组成与我国历史PCB产品组成相符,均以低氯代联苯为主,表明北京地区地表水中PCBs污染来源为历史使用.相比于国内其他区域水质而言,北京地区地表水OCPs和PCBs污染水平较低.     

绿色雨水基础设施适应性植物的选择和设计

针对绿色雨水基础设施建设过程中植物选择不当、景观效果差、养护成本高等问题,提出定性与定量相结合的评价选择方法。以北京地区草本植物为例,根据GSI设施结构、功能特征拟定植物基本属性指标,建立植物综合评价指标体系,对30种常用草本植物进行评分分级,筛选出与设施功能相适应的植物种类;并探讨了草甸型植物景观在绿色雨水基础设施中的应用前景及设计方法,为高效益、低成本的绿色雨水基础设施建设提供新思路。     

北京一次重污染过程的天气成因及来源分析

采用天气学分析和GRAPES-CUACE气溶胶伴随模式相结合的方式,探讨了北京市2016年2月29日~3月6日一次PM_2.5重污染过程的大气环流特征、污染形成和消散原因,并利用伴随模式追踪了造成此次重污染过程的关键排放源区及敏感排放时段.结果表明：此次重污染过程北京市PM_2.5浓度存在明显日变化,在3月4日20：00达到污染峰值,观测数据显示海淀站PM_2.5浓度达到506.4μg/m³.形成此次重污染过程的主要天气学原因是北京站地面处于低压中心,且无冷空气影响,风速较弱,逆温较强,大气层结稳定,混合层高度较低,500hPa西风急流较弱,污染物水平和垂直扩散条件差,大气污染物易堆积;此次过程中,500hPa短波槽过境、边界层偏南风急流和冷空气不完全渗透导致了本次严重污染PM_2.5浓度的短暂下降.伴随模式模拟结果表明,此次污染过程目标时刻的污染浓度受到来自河北东北部和南部、天津、山西东部、以及山东西北部污染物的共同影响,目标时刻PM_2.5峰值浓度对北京本地源响应最为迅速,山西响应速度最慢;北京、天津、河北及山西排放源对目标时刻前72h内的累积贡献比例分别为31.1%、11.7%、52.6%和4.7%.北京本地排放源占总累积贡献的1/3左右,河北排放源累积贡献占一半以上,天津和山西分别占1/10和1/20,河北源贡献占主导地位,天津和山西贡献较小;目标时刻前3h内,北京本地源贡献占主导地位,贡献比例为49.3%,目标时刻前4~50h内,河北源贡献占主导地位,贡献比例为48.6%,目标时刻前50~80h,山西源贡献占主导地位,贡献比例在50%以上.     

北京市地铁列车运行引起的建筑室内结构噪声污染特征与评价

以200 Hz以下低频部分等效A声级(L_Aeq200)、12.5~20 kHz频率的等效A声级(L_{Aeq20 k})与倍频带声压级作为评价量,结合HJ 793—2106《城市轨道交通(地下段)结构噪声监测方法》、GB 22337—2008《社会生活环境噪声排放标准》和JGJ/T 170—2009《城市轨道交通引起建筑物振动与二次幅射噪声限值及其测量方法标准》监测和评价地铁列车运行引起临近建筑室内结构噪声,并应用于北京市实测研究。结果表明:北京市地铁列车运行引起建筑室内结构噪声的频率范围为12.5~200 Hz;L_{Aeq20 k}不适用于地铁低频结构噪声的评价;北京市2条地铁线路列车运行的结构噪声特征频率分别为31.5、40、50、63和100 Hz,以40 Hz为主。实测表明,地铁结构噪声污染的特征是列车通过时特征频率上的声压增量明显,由于地铁结构噪声在200 Hz以下低频部分的能量分布差异,以及A计权对低频段声压级的消减差异,L_Aeq200评价结果不能客观反映地铁结构噪声的实际影响;低矮楼房对地铁结构噪声有放大作用,而高层楼房则有一定衰减作用;建筑物体量大小和隧道埋深较水平距离对地铁结构噪声衰减的影响更为明显。因此,地铁建设宜综合考虑地铁埋深,并避免穿越低矮楼房和平房区以控制结构噪声污染。     

Vertical distributions of COS and CS2 in Beijing City

Vertical distributions of COS and CS2 were measured at a meteorological tower in Beijing City. The mixing ratios of COS and CS2 are in the range of 371--1681 pptv and 246--1222 pptv, respectively. The significant high mixing ratios of the two compounds at ground level and distinct vertical distributions indicated the existence of strong anthropogenic sources of COS and CS2 in Beijing City. Domestic stoves and central heaters are important sources of COS during winter season. Cesspools may play significant role on COS over whole seasons. Chemical productions may be responsible for the observed hiah mixina ratios of CS2 in Beiiina Citv.     

被动采样技术在监测大气有机氯污染物中的应用

为了研究大气被动采样技术的可行性,评价其技术性能、特色和应用价值,采用以XAD-2树脂为吸附介质的被动采样器,对北京市和四川卧龙自然保护区大气中的典型持久性有机氯污染物分别进行了为期5个月和半年的样品采集,利用气相色谱-高分辨质谱方法对HCB,HCHs,DDTs和PCBs等进行了测定.结果表明:数据重现性良好,检测下限的范围为0.2～8.0 pg/m3;北京市有机氯污染物检出质量浓度相对较高,其中ρ(HCB)最高,为1 910 pg/m3,ρ(p,p′-DDT)最低,为21 pg/m3;卧龙自然保护区有机氯污染物检出质量浓度相对较低,其中ρ(HCB)最高,为254 pg/m3,ρ(PCB52)最低,为1.3 pg/m3.初步表征、比较了北京市和四川卧龙自然保护区大气中HCB,HCHs,DDTs和PCBs等化学组成特征.以XAD-2树脂为吸附介质的大气被动采样器,可以应用于城市和边远地区持久性有机氯污染物的长期采样和监测.      

基于BP神经网络的北京城区公园土壤PAHs含量预测

城市公园是城市生态环境的重要组成部分,其环境质量与人类健康息息相关.选择北京市121个城区公园,采集公园土壤样品并分析其中7种多环芳烃（PAHs）含量,评价城区公园土壤中PAHs的含量水平,并基于BP神经网络预测了2020年和2023年土壤PAHs含量.结果表明:北京城区公园土壤中w（PAHs）（7种PAHs总含量）范围为0.033~4.182 mg/kg,低于GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》土壤污染风险筛选值,且7种PAHs的毒性当量浓度（TEQ）均低于世界卫生组织标准值（1 mg/kg）,对人体健康的毒性风险较小.将14个影响指标（8个社会经济因子与6个公园特征因子）作为输入层、土壤w（PAHs）作为输出层,建立BP神经网络的拟合优度达0.845.预测结果显示,2020年和2023年北京城区公园土壤中w（PAHs）范围分别为0.008~0.969 mg/kg和0.022~1.988 mg/kg,整体均低于GB 36600—2018土壤污染风险筛选值,但随时间推移呈上升趋势,尤其朝阳区和海淀区将有大幅增长.研究显示:城市化发展因素对土壤w（PAHs）的增加有明显影响,城市发展进程影响不容忽视;至2023年,北京城区公园土壤若不加管理,其w（PAHs）将持续增长.