基于激光雷达观测的珠海近地面与边界层上部臭氧污染成因研究

利用差分吸收臭氧激光雷达、多普勒风廓线激光雷达,研究了2019年11月在广东珠海出现的一次典型臭氧污染过程前后期的时空分布特征,以及水平风向风速及垂直风速对近地面与边界层上部臭氧浓度变化的影响.结果表明：2019年11月13日的臭氧污染以低风速条件下 臭氧局地生成为主;2019年11月14日的臭氧污染以夜间残留悬空臭氧向下输送叠加地面生成为主.入夜后若近地面水平风速较小,则不利于近地面臭氧清除,地面臭氧浓度下降缓慢.若夜间边界层内存在上升气流,则有利于悬空臭氧残留的维持;若日间边界层内出现下沉气流, 则会导致残留悬空臭氧沉降,进而与新生成的臭氧叠加,加剧地面臭氧污染.污染过程中,若水平风速上升,边界层上部臭氧浓度下降不如 低层明显;若水平风速下降,边界层上部臭氧浓度上升响应也较为迟缓.     

WRF模式对污染天气下边界层高度的模拟研究

大气边界层高度是影响大气污染物浓度的重要因素之一,但数值模式中选择不同边界层参数化方案模拟的边界层高度有很大差异.利用WRF模式中5种边界层参数化方案及2006~2007年春、秋、冬3季河北香河地区激光雷达观测资料,对比分析了污染天气下,不同边界层方案对边界层高度的模拟效果,并分析了误差产生的可能原因.结果表明：5种参数化方案均能模拟出3季污染天气下边界层高度的变化特征,但各方案模拟的边界层高度与观测之间均存在较大误差.模拟的最大边界层高度月变化特征显示,秋冬季的模拟结果与观测值匹配较好,春季偏差较大;模拟的边界层高度日变化显示,均方根误差：春季 > 秋季 > 冬季,且误差在午后（14：00~18：00）更加明显;对该地区而言,非局地YSU方案能较好地模拟污染天气下的边界层高度;各参数化方案中边界层高度计算方法的不同及对大气廓线、湍流动能的模拟差异,可能是造成模拟边界层高度产生误差的主要原因.     

Photochemical pollution in Lanzhou, China - A case study

The photochemical air pollution in Xigu district of Lanshou city, Gansu Province was studied during a period of 1981-1984. The extremely high NMHC/NOx ratio and ozone level elevation after rain have been noticed. A series of outdoor and indoor reaction chamber simulation experiments conducted in order to understand the specific conditions. The ozone formation under NMHC/NOx condition and the possible reason for high ozone concentration after rain are discussed.     

大气混合层高度的确定与计算方法研究

利用多个飞机场的气象资料对河北省及京、津地区的大气混合层高度进行研究,采用３种方法对大气混合层高度进行确定,把不同方法所得结果与实测值比较、分析后发现,干绝热法和经局地气象条件修正后的罗氏法是确定大区域大气混合层的最佳方法。利用离散点最小二乘曲线拟合原理得出精确度较高、计算简单的混合层高度计算公式。     

利用偏振-米散射激光雷达研究广州一次浮尘天气过程

利用偏振-米散射激光雷达、颗粒物监测仪数据,结合风廓线等气象资料分析讨论了2012年3月25日广州浮尘天气气溶胶污染事件,通过气团后向轨迹分析了沙尘气溶胶的来源及路径.结果表明本次污染过程与我国西北地区大部沙尘暴产生的浮尘远距离输送有关;浮尘期间相对湿度迅速下降,测点PM10中PM2.5所占的比例在28%~31%之间,与广州地区以细粒子污染为特征不同,本次气溶胶污染事件主要是由粗粒子引起;影响近地面的沙尘层主要分布高度在1000~2000m区域;沙尘过境期间探测到气溶胶最大退偏比为0.34.     

基于车载雷达探测的一次华北冬季重污染天气成因研究

基于车载微脉冲气溶胶激光雷达、多普勒风廓线激光雷达和扭转拉曼廓线激光雷达的中山大学环境气象综合观测车,于2018年12月18日-22日在河北省望都县PM_2.5重污染期间开展定点观测.结合地面PM_2.5浓度和气象要素观测资料,对本次污染过程的成因展开分析.本次重污染过程日均PM_2.5浓度为163.2μg·m^-3,PM_2.5浓度的日变化特征明显,表现为白天PM_2.5浓度降低,傍晚至次日早晨PM_2.5浓度升高.气溶胶激光雷达观测结果发现,污染期间,700 m高度以下存在明显的消光系数高值区;夜间存在明显的消光系数高值区分层现象,气溶胶消光系数高值区出现高度可达1700 m.本次PM_2.5重污染过程受静稳边界层气象条件和高空气溶胶输送、沉降共同影响.在污染时段内,大气边界层低层小风持续,近地面和大气低层逆温和同温层频发,静稳边界层条件不利于PM_2.5的输送和扩散;此外,夜间高空气溶胶伴随强西风带出现...     

Changes of surface water pollution of Suzhou region:a case study in Taicang County, China

Environmental pollution is a by-product of industrialization when economy of a region is developing. China also suffers from such a problem, especially in the southern part like Suzhou region in Jiangsu Province. In this paper, data covering situations of surface water pollution and social and economic development showed that the surface water pollution in Taicang County, a typical economic zone of Suzhou region, is significantly correlated to the economic growth of this region.     

Effectiveness evaluation of water-sprinkling in controlling urban fugitive road dust based on TRAKER method: A case study in Baoding, China

Fugitive road dust (FRD) contributes a great deal to urban rainwater and air pollution and is commonly controlled by water-sprinkling in most Chinese cities. However, there is a lack of information on its effectiveness. We used the Testing Re-entrained Aerosol Kinetic Emissions from Roads (TRAKER) method to monitor different types of roads in Baoding city before and within 1 hr after water-sprinkling and obtained the road dirtiness index (a) and PM concentration in the road environment ($T_{\mathrm{T}}^{*}$), to evaluate the removal efficiency for PM deposited on the road surface (${\eta }_a$) and the reduction efficiency for the PM concentration in the road environment (${\eta }_{\text{PM}}$). The results give that the ${\eta }_a$ for three types of roads is ranked: branch road (87%-–100%) > major arterial road (80%-83%) > minor arterial road (68%-77%), and the ${\eta }_{\text{PM}}$ ranked: minor arterial road (70%) > branch road (46%-58%) > major arterial road (37%-53%). The ${\eta }_a$ and ${\eta }_{\text{PM}}$ varied non-linearly with time and presented a quadratic curve. The average effective control time (${\eta }_{\mathit{a}}$> 0) was 62 min on the major and minor arterial roads, and much longer than 1 hr on branch roads. The ${\eta }_{\text{PM}}$ values diminished completely by 72 min on average from the end of sprinkling for the three types of roads. Water-sprinkling can remove PM₁₀ particles from the road surface and reduce their concentration in the road environment more thoroughly than PM_2.5. Our findings could be helpful for controlling urban FRD emissions more efficiently and precisely.     

一次冷锋过程中我国区域空气污染边界层特征

利用常规地面气象和探空资料、ERA-interim再分析资料、以及全国PM_2.5浓度数据,针对2015年3月7~11日一次冷空气南下的锋面天气过程中,我国华北、华东地区出现的大范围空气污染,开展了高空各层天气形势分析,以及本次过程中污染区域由北至南6个城市（北京、章丘、郑州、南阳、武汉、长沙）边界层气象要素的垂直结构及其时空演变特征的研究.结果表明：在污染前期（3月7~8日）中高纬度500hPa平直的纬向环流和地面均压场,为污染天气的发生和维持以及空气污染物的集聚提供了有利的环流场.污染中期（3月8~10日）冷空气南下,地面冷高压向华东地区移动,重污染区域随冷高压前部的弱低压场或均压场由北向南移动.伴随着天气系统移动,六个地面观测站的边界层特征在时空上表现出相似性,由北向南各站在污染期间先后出现多层逆温,风速较小,逆温层下相对湿度较大.此次多层逆温的形成是由于夜间近地面辐射冷却、冷锋移动过程中产生的锋面逆温以及边界层以上的下沉运动造成的.本研究揭示了在天气系统移动中,位于天气系统相同部位站点的边界层结构具有共同的特征,及其与空气污染的关系.     

一次冷锋过程中我国区域空气污染边界层特征

利用常规地面气象和探空资料、ERA-interim再分析资料、以及全国PM_2.5浓度数据,针对2015年3月7~11日一次冷空气南下的锋面天气过程中,我国华北、华东地区出现的大范围空气污染,开展了高空各层天气形势分析,以及本次过程中污染区域由北至南6个城市（北京、章丘、郑州、南阳、武汉、长沙）边界层气象要素的垂直结构及其时空演变特征的研究.结果表明：在污染前期（3月7~8日）中高纬度500hPa平直的纬向环流和地面均压场,为污染天气的发生和维持以及空气污染物的集聚提供了有利的环流场.污染中期（3月8~10日）冷空气南下,地面冷高压向华东地区移动,重污染区域随冷高压前部的弱低压场或均压场由北向南移动.伴随着天气系统移动,六个地面观测站的边界层特征在时空上表现出相似性,由北向南各站在污染期间先后出现多层逆温,风速较小,逆温层下相对湿度较大.此次多层逆温的形成是由于夜间近地面辐射冷却、冷锋移动过程中产生的锋面逆温以及边界层以上的下沉运动造成的.本研究揭示了在天气系统移动中,位于天气系统相同部位站点的边界层结构具有共同的特征,及其与空气污染的关系.     

用双层PRB技术处理垃圾填埋场地下水污染的可行性研究

设计了双层结构可渗透反应屏障(PRB),对渗滤液污染地下水原位处理的可行性进行实验研究.其中,第一反应器主要填充了零价铁,对复杂的不可生物降解和难生物降解的卤代烃等有机物进行分解;第二反应器主要填充了释氧剂(ORC),对有机物进行彻底的处理.实验结果表明:经过第一反应器后BOD5 COD值由0 32升高至0 75,铵离子和硝酸根离子的去除率分别达到85%和80%;ORC反应器最大释氧量为7 64mg·L-1.采用双层PRB结构治理渗滤液污染地下水是可行的.     

2014年海口市大气污染物演变特征及典型污染个例分析

主要分析了2014年海口市逐日的空气质量指数(AQI)和6种大气污染物的演变特征,同时,结合卫星遥感和轨迹模式等资料和方法对1次典型污染个例进行诊断.结果表明:海口市2014年的空气质量主要以优和良为主,6 d达到轻度污染级别,1 d达到中度污染(1月5日,AQI值为158).1月污染最为严重,其中,阶段1(1-6日)和阶段3(18-23日)AQI值偏高,阶段2(7-17日)和阶段4(24-31日)偏低.1月东亚地区天气形势演变对海口市AQI值具有动力影响.AQI偏高阶段,地面高压系统位于内蒙古东部,华南低层东北风场有利于污染物向海口市输送;而在AQI偏低阶段,地面高压系统东移出海,低层偏东风场不利于污染物的输送.后向轨迹聚类分析表明,1月海口市比率最大(39%)的气流主要经过大气污染相对严重的广东珠江三角洲(珠三角)地区,有利于污染物的区域传输.污染个例分析表明,海口市污染物浓度变化与气象要素有密切关系,10 m风速较小有助于近地面的污染物在区域内累积,水平风垂直切变偏弱对天气尺度扰动的发展和大气的垂直混合不利.卫星遥感和后向轨迹分析也表明,外源输送与海口市这次大气污染事件有直接关系.     

莆田地区一次臭氧污染过程分析

利用2018年7月28日-8月5日莆田地区4个环境监测站臭氧逐小时浓度观测资料、莆田国家气象站逐小时资料、莆田地区风廓线雷达站逐小时资料对7月29日-8月4日的臭氧污染过程进行分析.结果表明,除7月30日臭氧最大浓度为193 μg?m-3外,其余日期莆田市监测站的臭氧浓度小时最大值均超过200μg?m-3.本次污染过程...     

Process analysis of characteristics of the boundary layer during a heavy haze pollution episode in an inland megacity, China

Ground observation data from 8 meteorological stations in Xi'an, air mass concentration data from 13 environmental quality monitoring sites in Xi'an, as well as radiosonde observation and wind profile radar data, were used in this study. Thereby, the process, causes and boundary layer meteorological characteristics of a heavy haze episode occurring from 16 to 25 December 2013 in Xi'an were analyzed. Principal component analysis showed that this haze pollution was mainly caused by the high-intensity emission and formation of gaseous pollutants (NO₂, CO and SO₂) and atmospheric particles (PM_2.5 (fine particles) and PM₁₀ (respirable suspended particle). The second cause was the relative humidity and continuous low temperature. The third cause was the allocation of the surface pressure field. The presence of a near-surface temperature inversion at the boundary layer formed favorable stratification conditions for the formation and maintenance of heavy haze pollution. The persistent thick haze layer weakened the solar radiation. Meanwhile, a warming effect in the urban canopy layer and in the transition zone from the urban friction sublayer to the urban canopy was indicated. All these conditions facilitated the maintenance and reinforcement of temperature inversion. The stable atmospheric stratification finally acted on the wind field in the boundary layer, and further weakened the exchange capacity of vertical turbulence. The superposition of a wind field with the horizontal gentle wind induced the typical air stagnation and finally caused the deterioration of air quality during this haze event.     

Integration of chemical and biological methods: A case study of polycyclic aromatic hydrocarbons pollution monitoring in Shandong Peninsula, China

Polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs), as persistent toxic substances(PTS), have been widely monitored in coastal environment, including seawater and sediment. However, scientific monitoring methods, like ecological risk assessment and integrated biomarker response, still need massive researches to verify their availabilities. This study was performed in March, May, August and October of 2018 at eight sites, Yellow River estuary(S1), Guangli Port(S2), Xiaying(S3), Laizhou(S4), Inner Bay(S5), Ou...     

我国大气污染物在排污层的输送特征

为了分析我国大气排污层的基本输送特征,用6年时间收集到的大气排污层的气象资料进行多层次的大气污染物输送场的研究,特别是地面到600m高度大气层的大气排污层。研究结果表明,我国的大气污染物以境内输送或输入为主;在我国范围内普遍存在一个风速极大值区。初步得到大气污染物的输送场时空分布特征,为进一步了解和利用大气排污层规律,合理开发和利用环境资源提供了依据     

西北干旱区流域水污染特征与控制策略—以宁夏清水河流域为例

以宁夏境内黄河最大的一级支流清水河流域为例,分析重点断面水质、水环境容量及各控制单元污染负荷特征,并提出有针对性的污染控制策略。结果表明：2015—2018年清水河三营国控断面水质无法稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准,泉眼山断面化学需氧量（COD）存在超Ⅳ类水质标准风险。流域水环境容量COD为592.83~1 238.25 t/a,氨氮为51.99~193.60 t/a,总磷（TP）为5.02~12.85 t/a;流域平水期污染负荷入河量COD为15 661.1 t/a,氨氮为1 670.2 t/a,TP为784.5 t/a,分别是平水期水环境容量（COD为940.57 t/a,氨氮为114.64 t/a,TP为8.81 t/a）的16、14和89倍。固原控制单元单位面积污染负荷入河量最高（COD为3.04 t/a,氨氮为0.22 t/a,TP为0.06 t/a）,工业源与城镇生活源污染问题突出,中卫控制单元总污染负荷入河量最高（COD为 6 738.45 t/a,氨氮为868.88 t/a,TP为218.12 t/a）,城镇生活源污染较严重,而吴忠控制单元禽畜养殖污染较严重。基于水质目标和各单元的污染特征,建议固原控制单元加强工业企业污水回收利用、提高城镇污水处理能力,中卫控制单元重点关注污水收集处理设施建设与改造升级,吴忠控制单元在规模化养殖场推行禽畜粪污集中处理与回用。

     

产业承接、经济增长与环境污染的关系——以甘肃省为例

为探索在经济相对落后且生态环境脆弱的地区,经济增长与环境改善发展路径的可行性,以甘肃省为分析样本,选取该省12个城市2006—2013年的面板数据,采用固定效应模型,分析产业承接、经济增长与环境污染的内在因果关系。结果表明:甘肃省的产业承接呈现出快速增长的趋势,其增速远高于经济增速和污染排放增速;产业承接不仅对经济增长有促进作用,而且对环境也具有改善作用;甘肃省的经济增长与环境污染的关系,短期呈正相关,长期则呈倒U型关系。因此,甘肃省在 来的发展中,应充分发挥产业承接的双重作用。     

矿区耕地土壤重金属污染评价模型与实例研究

为对湘南某矿区耕地土壤重金属污染情况作出客观实际的评价,将层次分析理论用于环境评价领域,引入重金属毒性响应系数和重金属在粮食中限量值双重准则,以确定重金属元素之间的权重,并结合加权平均法建立综合评价模型.同时,结合GIS对耕地土壤重金属空间分布、重金属富集特征及综合污染情况进行分析.对该矿区4种重金属Pb、Cd、Cu和Zn的综合污染评价结果表明,该矿区耕地土壤重金属综合污染情况严重,综合污染指数变化范围为1.25～427,属重度污染.因子分析结果表明,4种重金属的来源具有一定相似性,主要来源于矿区有色金属采选冶炼活动.空间分析表明,4种重金属的含量及综合污染的空间分布特征呈明显富集.该评价模型可用于对矿区耕地土壤重金属污染评价的研究,为土壤重金属污染评价提供了新的思路.     

基于多源遥感信息的人为热排放量空间化——以浙江省为例

基于自上而下能源清单法,主要考虑工业、交通、建筑和人体新陈代谢这4个热源对人为热的贡献,估算了2010年浙江省68个县市的人为热排放总量.使用DMSP/OLS遥感夜间灯光数据以及阈值法提取出人为热排放的主要区域,并有效减少夜灯像元溢出效应的影响.利用夜间灯光数据和增强型植被指数(EVI)构建人居指数,基于各市县人为热排放总量与其行政区范围内人居指数累计值之间很强的相关关系建立人为热排放量空间化模型,获得了250m分辨率下浙江省2010年城市人为热通量的空间分布.结果显示浙江省各县市的平均人为热排放通量为5.5W/m²,城市高值区一般介于10~40W/m².栅格化的人为热数据可以为城市气候环境的数值模拟研究提供基础数据支持.