天津市灰霾评价等级指标体系研究

根据天津市2003—2007年灰霾日的污染物浓度和气象资料,应用主成分分析方法得出影响灰霾的5个主要因子(SO2、相对湿度、总云量、PM10和风速)。对相对湿度、总云量和风速3个气象因子的历史资料进行频数统计分析,并建立了各气象因子的等级划分标准。利用灰色聚类法构建了天津市灰霾评价的等级指标体系,灰霾等级划分结果表明,天津市轻度灰霾和重度灰霾出现天数相对较少,均以中度灰霾为主;轻度灰霾大多出现在春季和夏季;重度灰霾主要出现在冬季,春季出现的比例最小;综合评价分析,冬季灰霾污染程度最为严重。     

基于地面和卫星监测的长沙市冬季灰霾污染特征及成因研究

为探究长沙市冬季灰霾污染情况,基于2014年1月21日至2月9日地面和卫星监测数据,应用混合单粒子拉格朗日综合轨迹(HYSPLIT)模式和统计方法研究了长沙市冬季灰霾污染特征、来源和成因。结果表明,长沙市整体污染相对较重,特别是北部部分地区污染非常严重,而南部则相对较轻。污染前期空气质量开始下降,出现轻度污染;中期空气质量已达到重度污染和严重污染程度,PM_(2.5)和PM_(10)最高值均接近800μg/m~3;后期空气质量好转。经气流轨迹聚类后共划分为3类气流:东北、北以及西南,分别占总气流轨迹数的48.8%、34.3%和16.9%。长沙市灰霾污染的潜在源区主要位于山东中南部、河北南部、湖北以及广东、广西和湖南交汇处。结合气象要素发现,污染期风速较小,相对湿度增加,温度和气压降低,进一步加剧污染物堆积。因此,为了改善长沙市空气质量,不仅需对当地污染物排放进行控制,还需对污染物区域传输进行整合治理,实施长沙地区乃至跨区域大气联防联控策略。     

广州典型灰霾期有机碳和元素碳的污染特征

使用小流量Partisol model 2000采样器每2 h采集广州典型灰霾期(2006年1月7～20日)PMlo样品,并用美国Sunset Laboratory Inc.的碳分析仪分析了有机碳和元素碳.结果显示,灰霾期PM10、有机碳和元素碳污染严重,最高浓度日均值(1月13日)分别为最低浓度日均值(1月20日)的10.1、7.6、3.0倍;大气污染存在一个明显的逐日上升和下降过程,上升期间PM10、有机碳和元素碳的日均增长率分别为(127±24)%、(125±16)%和(116±17)%.下降期间日均增长率分别为(-143±25)%、(-135±13)%和(-118±11)%.计算表明,二次有机碳污染严重,并随着灰霾污染的持续,占总有机碳比例增加.气团轨迹分析说明,珠江三角洲其他地区的污染对广州地区灰霾污染过程存在影响.     

太原市近地面臭氧浓度变化规律及其与气象要素的关系

臭氧(O3)是城市大气污染和气候变化促进的重要因子,对于城市大气污染与防治研究具有重要意义。本研究选取太原城区10个国控点O3日浓度变化,分析了其与相关气象因子(能见度、室外温度、室外湿度、风速和风向)的关系。研究结果表明,夏季O3浓度最高;春季O3浓度变化次之,冬季变化最小;城市新兴繁荣区和传统重工业区高浓度O3变化的时间跨度要明显高于过渡区域。城区O3和相关气象因子存在显著季节性变化特征。小波分析结果显示,城区O3时间序列相对较高能量的变化周期为主要以4 d的短周期为主(p0.05),与各气象因子存在8 d的显著的同步变化特征(p0.05),且在6—7月与室外温度和室外湿度还存在严格的线性同步变化特征,在11月则与可见度存在近似严格的线性同步变化特征。全年,西西北风对O3浓度影响频率达50%;而夏季受此影响频率高达60%,秋季西西北风和西北北风对O3浓度的影响频率相近(约40%)。研究结果将有助于为北方城市大气污染防治提供理论参考和实践指导。     

人工河岸湿地对面源污染的处理效果研究

针对城市河道污染治理存在的主要问题,并考虑到华南地区河流水量、水质、水温季节性变化大的特点,构筑了人工河岸湿地试验系统,对该系统约13个月连续性运行进行了观测和研究。结果表明,平均水力负荷为15cm/d工况下,试验系统对高锰酸盐指数、SS、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为50%、60%、50%、35%和45%;系统对高锰酸盐指数、NH3-N和TN的去除效果随季节变化明显,夏季处理效果好于冬季;SS处理效果受季节影响不明显;TP初期处理效果好于末期。该人工河岸湿地既能较好地改善水质,又能改善生态环境、美化城市景观,是一项适合城市河道污染治理的技术。     

温州市灰霾污染的特征与成因分析

利用高时空分辨率的监测数据,结合混合受体模式,运用统计学分析方法,研究温州市2013—2014年大气污染物时间变化特征,并对2013年12月初严重灰霾污染事件进行案例分析。结果表明:春、冬季PM2.5平均值明显高于夏、秋季。本地PM2.5浓度受二次细颗粒物的形成、区域传输以及气象条件的影响,交通运输源是重要来源。春季PM2.5/CO(质量比)最高(尤其在凌晨和下午两个时段),此时二次细颗粒物的贡献较大。案例分析发现,安徽省及长三角地区的工业化发达区域(特别是上海市、宁波市等沿海城市)是温州市严重灰霾污染的主要潜在源区;沈阳市也是重要潜在源区,传输路径为海上通道。     

2017年广东省台风期间O3污染过程特征及影响因素分析

2017年7月25日至8月2日台风"纳沙"和"海棠"影响期间,广东省出现大范围O_3污染过程,分析了其变化特征和影响因素。结果表明,台风登陆前城市O_3污染逐渐加重,而台风登陆后O_3污染逐渐缓解,污染较重城市集中分布在广东省中部,主要是广州市、佛山市、江门市、东莞市、中山市、汕尾市和清远市。造成台风期间O_3污染的主要原因是:(1)双台风影响期间,广东省总体受海平面高压控制,以高温晴热天气为主,太阳辐射强、气温高、降水少,相对湿度较低,有利于本地光化学反应进行;(2)受台风外围下沉气流影响,垂直方向扩散条件不利,而平流层O_3有可能向下运输;(3)台风登陆阶段,近地面风向以偏北风为主导,且风速小,导致O_3浓度出现明显的上升。     

重庆市主城区冬季PM_(2.5)空间分布模拟

PM_(2.5)以其对环境空气质量及人类健康的巨大威胁而逐渐引起了专家学者的关注。以西南地区典型山地城市——重庆市主城区为研究区,利用多元线性回归方法和地理信息系统(GIS)技术,基于2013—2017年冬季(1、2、12月)原重庆市环境保护局发布的17个空气环境监测站点实测数据,同时考虑自然及社会经济因素,构建了基于多因素的多元回归模型,模拟了重庆市主城区2013—2017年冬季PM_(2.5)平均浓度的空间分布状况。结果表明:PM_(2.5)浓度受多因素的影响,其中缓冲半径1 500m内建设用地面积、1 000m内林地面积、2 500m内产业点密度、1 500m内道路长度及高程影响较大;通过多因素与PM_(2.5)浓度的相关性建立的回归模型,能有效模拟PM_(2.5)浓度的空间分布特点,重庆市主城区冬季PM_(2.5)平均浓度的空间分布呈现中西部高、北部和东南部较低的格局;2013—2017年冬季PM_(2.5)平均浓度有下降的趋势,2015年冬季下降幅度尤为明显。此研究结果对探讨PM_(2.5)浓度的空间分布特点有一定的应用价值,可为减轻空气PM_(2.5)污染及提高城市空气质量提供重要的科学依据。     

上海城市化对气象要素和臭氧浓度的影响

为探讨城市化引起的土地利用变化对上海近地面气象要素和臭氧(O3)浓度的影响,运用美国国家大气研究中心等机构共同开发的WRF-Chem模式,在考虑扩大城市用地、运用城市冠层模式以及城市人为热影响的基础上,针对上海地区2个不同发展时期的下垫面土地利用类型,就2007年3次高浓度O3天气过程,设置4组灵敏性试验进行模拟。结果表明,以虹桥机场站为代表的市区受城市化影响温度升高、相对湿度降低、风速减小,日平均温度最高上升3.5℃,日平均相对湿度最大降低20%,日平均风速最大减小1.5m/s;但以青浦站和川沙站为代表的郊区受城市化影响不明显。此外,以卢湾站为代表的市区,O3浓度普遍增加,日均值最高可增加8.3μg/m3;但以川沙站和淀山湖站为代表的郊区,O3浓度的变化随着个例的不同有增加也有减少。     

京津冀鲁豫地区空气质量变化特征及其气象驱动因素研究

利用2013—2016年京津冀鲁豫地区多个城市的空气质量指数(AQI)和同期气象要素观测资料,分析空气质量时空分布规律及其与气象要素的关系。结果表明:京津冀鲁豫地区2013—2016年AQI均值为116,总体属轻度污染,空气质量需得到重视;空气质量存在明显的季节差异和空间差异,冬季空气质量最差、春秋季次之、夏季最好;空间分布上,以石家庄市、邢台市为中心的集中分布区为AQI高值区,空气质量最差,山东省东部沿海地区为AQI低值区,空气质量最好;总体看来,2013—2016年AQI年均值逐步降低,表明空气质量正在逐步改善,这可能与政府实施的保护空气质量的相关措施有关;AQI与气象要素间有明显的相关关系,风速越大、气压越低、温度越高,空气质量越好。不同季节影响空气质量的主导气象因子不同,春季对AQI变异解释度最大的气象要素为平均气温,夏季为平均气压,秋、冬季为平均风速。