2008奥运和后奥运时段北京大气颗粒物质量浓度和数浓度比对研究

为探索奥运和后奥运时段北京地区大气颗粒物质量浓度和数浓度变化规律及其主要影响因素,于2008-08-08～2008-10-07期间,在中国科学院大气物理研究所325 m气象观测塔附近的办公楼楼顶使用微量振荡天平（TEOM）和空气动力学粒谱仪（APS）在线实时测量颗粒物质量浓度和数浓度,同时结合地面气象资料和HYSPLIT轨迹模式对颗粒物的来源和传输过程进行了探讨. 结果表明,奥运期间北京大气颗粒物粗细粒子质量浓度（PM_2.5～10和PM_2.5）平均值分别为（23.1±1.6） μg·m^-3和（55.5±7.3）μg·m^-3,比非奥运时期分别降低18.2%和16.0%,比非源控制时期分别降低22.3%和18.0%;而奥运期间粗细粒子数浓度（PN_2.5～10和PN_0.5～2.5）平均值分别为（15±1）个·cm^-3和（3138±567）个·cm^-3,比非奥运时期分别降低23.4%和27.5%,比非源控制时期分别降低29.5%和34.3%. 观测期间风速、相对湿度和前1 d的降水与颗粒物质量浓度和数浓度存在显著线性关系,逐步回归分析结果显示,风速和相对湿度可以解释细粒子质量浓度和数浓度变化的42%和53%,而风速和前1 d的降雨则可以解释粗粒子质量浓度和数浓度变化的21%和39%;观测期间北京大气颗粒物主要受保定、石家庄等偏南地区输送的影响,偏南弱气流使北京大气细粒子质量浓度和数浓度迅速增加,而偏北强气流使区域大气粗细粒子得到彻底清除,体现了北京地区大气粗粒子受局地排放控制而细粒子受区域污染输送的特征. 对比观测期间颗粒物累积清除的2次典型过程发现,气象因素影响颗粒物浓度值波动,而局地源排放减少和区域输送减弱则使颗粒物粗细粒子浓度显著降低,北京及周边省（市、区）协同减排是保障奥运期间优质空气质量的主要原因.     

改进GC/ECD法连续测定大气中的CFCs

基于气相色谱仪 (GC)和电子捕获检测器 (ECD) ,设计了一种连续测量大气中痕量氯氟烃的自动系统。系统色谱基线稳定 ,分离效果好 ,定性、定量准确可靠 ,系统高度自动化 ,长期运行无需人值守 ,自动校正数据 ,定时进行严格的质量控制 ;系统具有较高的现场测量频率 (6次 /h) ,改进的反吹 /外切设计使CFCs色谱峰不再受氧峰的干扰 ,大大延长了检测器的寿命 ,使长期连续观测成为可能。系统设计在分离效果方面优于世界气象组织 (WMO)全球大气监测网 (GAW )目前所使用的测量大气本底CFCs的方法 ,采用美国EPA认可的标气 ,外标工作曲线法测定大气CFCs的浓度 ,最低检测限可达1pL/L ,检测精密度小于 1 % ,准确度在± 3%之内 ,可用于我国本底大气观测站对CFCs的连续测定     

典型时段区域污染过程分析及系统聚类法的应用

应用系统聚类法对2008年12月4─17日全国86个城市由空气污染指数(API)反算的ρ(PM₁₀₎进行聚类分析.结果表明:86个城市可以分为7个分区;根据ρ(PM₁₀₎的区域同步性特征及实况天气背景分析对7个分区进行了调整. 在12月4─17日的区域污染过程中,华北和华东2个地区为全国ρ(PM₁₀₎的高值区. 对华北和华东地区城市群ρ(PM₁₀₎的区域环境过程同步演变特征进行了对比分析,并根据天气型演变规律对形成原因进行了研究,建立了城市及区域环境污染过程与天气型背景的关系概念模型,揭示出天气型组合系统、分布、尺度、移动和演变是造成大气环境质量区域性、过程性特征和ρ(PM₁₀₎峰谷值出现的主要原因. 用聚类分析方法和所提出的概念模型可对我国城市和区域环境污染分区控制和成因进行深入研究.      

气象因素对北京臭氧的影响

利用北京城区连续观测的O3及其前体物NOx和CO体积分数资料,分析了其时间变化特征,并结合气象要素进行了统计相关性分析.结果表明,在局地光化学反应的影响下,O3体积分数夏季超标严重.O3浓度呈单峰型日变化,在午后15:00左右出现日最大值,夜晚体积分数较低.受排放源强弱的季节变化影响,NOx和CO在冬季出现高值.NOx和CO体积分数呈现白天低,夜晚高的日变化过程.O3体积分数变化与温度,风速成正相关,与相对湿度成反相关,且存在季节变化,在夏季与温度相关性较高,在冬季与风速相关性较高.受上游污染源的影响,当北京盛行东南、偏南和偏西气流时,容易造成高O3体积分数.夏季O3体积分数主要受局地光化学反应控制,可以利用常规气象要素对O3体积分数趋势进行预测.     

杭州地区大气气溶胶中水溶性离子特征的城郊对比分析

长江三角洲地区大气气溶胶污染比较严重,多数城市大气中PM10为首要污染物.近年来,对杭州城区和临安区域本底站的大气气溶胶的研究逐渐被关注,但是缺乏城市地区与区域本底的对比研究.本研究通过分析杭州城区和临安区域本底地区的气溶胶中水溶性离子的浓度及其粒径分布特征,探讨了大气气溶胶的来源和输送规律.     

非甲烷挥发性有机物(NMHCs)对北京大气臭氧产生的影响

以2005年北京大气中臭氧(O3)、氮氧化物(Nox)、一氧化碳(CO)和MHCs观测资料为基础,分析了夏季O3及其前体物的变化特征以及O3产生的影响因素.结果表明,北京夏季大气中O3体积分数较高,最高ψ(O3)为199.79×10-9.按丙烯等量体积分数计算,大气中NMHCs体积分数以苯乙烯体积分数最高.AHC占总NMHCs的大部分,而AHC中以R-AROM最高.大气氧化剂OX产生率随着Nox的增加而递增,平均产生率为12.5×10-9h-1,而03产生效率平均为4.0.O(3净产生率在正午12:00最大,O3产生的过程中以过氧氢自由基的光化学生成反应为主.敏感性试验发现,大气中O3体积分数主要受NMHCs体积分数的控制,其中以R-AROM和R-OLE对大气中O3产生的贡献最大.     

夏季局地环流对京津冀区域大气污染影响

为研究局地环流对京津冀大气污染分布特征的影响,利用京津冀区域大气污染监测网7个站点的大气污染物浓度观测资料,结合WRF数值模式对气象场的模拟结果,对区域夏季局地环流对大气污染浓度水平和空间分布特征进行了研究。结果表明,2010年6月局地环流发生时,京津冀大气中PM10的平均浓度可高达156.4μg/m3,而在强天气系统过境时仅为89.1μg/m3。京津冀受区域局地环流控制时,大气中可吸入颗粒物比强天气系统过境时高75%;海-陆风回流携带的高浓度污染物,导致海滨区域夜间大气中PM10平均浓度从46.2μg/m3上升到64.7μg/m3;山地-平原风导致京津冀大气本底区域河北兴隆臭氧浓度峰值较北京城区滞后3 h。京津冀近年来强天气过程比例逐渐下降,目前仅占月20%,而以山地-平原风和海-陆风叠加的局地环流气象条件占比增加,造成京津冀区域大气污染易聚难散。     

长沙大气中VOCs研究

应用大气采样罐采样技术和色谱-质谱联用（GC-MS）技术,对2008年长沙市大气中76种挥发性有机物（VOCs）的组分及其质量浓度水平进行测试,比较了各组分对臭氧产生的影响潜势,同时对其主要来源进行简单分析.结果表明,长沙大气总VOCs在上午和下午的浓度分别是38.4×10-9（体积分数）和22.7×10-9（体积分数）,下午大气中VOCs浓度显著低于上午;季节变化呈现VOCs冬季浓度远高于夏季VOCs浓度,组分中以卤代烃最高,烷烃、芳烃次之,烯烃最低,OH消耗速率最高的物质是间、对二甲苯（10.71×10-9 C,碳单位体积比,下同）;其次为1,2,4-三甲苯（6.04×10-9 C）和1,3,5-三甲苯（2.23×10-9 C）.芳烃对大气O3生成贡献最大（66%）,其次是烯烃（26%）,烷烃最低（8%）.高浓度的异戊烷和丙烷说明了机动车排放和液化石油气是VOCs来源之一,苯/甲苯的特征比值接近0.8,远高于机动车尾气排放特征比值0.5;说明溶剂和涂料挥发是其主要来源之一.     

长白山地区大气VOCs 的观测研究

为了解我国东北内陆背景大气中挥发性有机物(VOCs)的浓度水平和变化形式,采用3 步冷冻浓缩和GC/MS 联用技术对长白山地区大气中VOCs 进行了为期1 年的采样分析.结果表明,长白山地区大气中总挥发性有机物(TVOCs)年平均浓度为(181.7±69.6)×10-9C(碳单位体积比),其中烷、烯、芳香和卤代烃4 类物质的百分含量依次为43%、22%、31%和4%.烷烃类物质中异戊烷、2-甲基戊烷、正戊烷和3-甲基戊烷等机动车尾气或汽油挥发特征性物质浓度最高;芳香烃类物质中苯/甲苯的特征比值略高于机动车尾气排放特征比值0.5;烯烃类物质以植物排放的蒎烯、异戊二烯为主.从高浓度VOCs 种类分析,长白山地区大气VOCs 受汽车污染和森林排放双重控制.TVOCs 浓度年度峰值出现在春季,为(206.0±58.9)×10-9C;谷值出现在冬季,为(152.3±53.9)×10-9C.根据等效丙烯浓度的计算,烯烃对该地区O3 生成贡献最大,而含量丰富的烷烃、芳香烃则在光化学反应中贡献较小.     

北京及周边城市一元脂肪酸大气颗粒物干沉降通量及来源分析研究

城市大气颗粒物中有机质浓度不断攀升,其中有机酸为重要成分之一.通过PUF膜收集大气颗粒物干沉降,采取溶剂提取、衍生化和GC-MS分析,对2007年12月～2008年11月间,北京及其周边城市天津、唐山、保定的大气颗粒物干沉降中一元脂肪酸含量进行了观测研究.结果表明,干沉降中可检出所有C10～C24的烷酸,以及油酸、亚油酸和桐油酸3种烯酸.干沉降量最大的是正十六烷酸,其次为正十八烷酸,油酸、亚油酸的含量也相对较高.年均干沉降量最大的城市为北京,其次是保定、唐山、天津,沉降量分别为0.32、0.25、0.16和0.12 kg.(hm2.a)-1.北京一元脂肪酸的平均日沉降量最大值出现在8～9月,达262.43μg.(m2.d)-1;4～5月次高,为130.98μg.(m2.d)-1;天津市最高值出现在4～5月,为66.04μg.(m2.d)-1;唐山出现在2～3月,为73.62μg.(m2.d)-1;保定出现在4～5月,为173.28μg.(m2.d)-1.源解析显示,京津冀四城市的一元脂肪酸的年度干沉降以机动车排放源最为重要,其次为微生物源和餐饮源,秋季北京大气餐饮源排放脂肪酸量很高.