北京城市大气甲烷自动连续观测与结果分析

本文提出了自动连续监测北京城市背景下大气温室气体的方法 ,报道了 2 0 0 0年监测得到的CH4 日变化和总的变化趋势。对高密度观测获得的数据分析发现 ,北京大气CH4 的日变化呈现单周期正弦变化 ,平均浓度极大值 1.60 μg/L出现在凌晨 5 :0 0— 6:0 0 ,极低值 1.40 μg/L出现在午后 14:0 0— 15 :0 0 ,其原因很大程度上受制于光化学汇的日变化。通过研究不同季节、不同天气情况下CH4 的日变化规律发现 ,北京显然是CH4 的排放源 ,在强风条件下得到接近华北地区本底值的浓度。日变化季节差异反映了城市背景下大气CH4 的浓度主要受到汇的调制和人类活动的影响。同时 ,虽然北京大气CH4 浓度季变化仍呈双峰模态 ,但冬季峰值明显低于夏季 ,显示北京大气治理取得成效 ,人为源强度变小     

夏秋季北京及河北三城市的大气污染联合观测研究

为评估北京西南方向城市群对北京大气污染的影响,于2009年夏秋季节（2009年7月16日～10月15日）,利用自动在线大气环境观测仪器,对北京及太行山东侧河北省的3个城市涿州、保定和石家庄进行了大气污染物PM10、NOx和O3的联合观测研究.结果表明,夏秋季节4个城市的首要污染物均为可吸入颗粒物（PM10）,平均质量浓...     

北京城区大气CH4浓度及其变化规律

研究表明:北京城区大气CH4浓度日变化总特征是白天浓度低,夜间浓度高;大气CH4浓度季节变化呈明显的双峰模态,分别在夏末和冬季各出现一个峰,冬季峰值主要是人为源造成的;1985-2000年,北京城区大气CH4摩尔分数平均值为(1 883.4±73.0) nmol/mol,年平均增长率为0.82%,均比全球平均水平高,但20世纪90年代的增长速率比80年代末期低.      

北京大气颗粒物中多环芳烃浓度季节变化及来源分析

使用大流量滤膜采样器,从2006年9月至2007年8月,每周同时采集北京城市大气可吸入颗粒物(PM10)和细粒子样品(PM2.5)各一次,二氯甲烷超声抽提一气相色谱/质谱分析了17种多环芳烃(PAHs)浓度,结果表明,春、夏、秋、冬四季北京大气PM10和PM2.5中PAHs总量分别为63.8±44.6ng·m-3、43.2±4.5ng·m-3、84.7±108.3ng·m-3、348.0±250.0ng·m-3和54.7±17.3ng·m-3、40.3±8.6ng·m-3、66.1±81.5ng·m-3、337.7±267.2ng·m-3;约有70%的PAHs存在于细粒子PM2.5中,其质量浓度有明显季节变化,冬季>秋季>春季>夏季;颗粒物中PAHs主要以4、5、6环存在,其中4环以上占79.4%.源解析表明,北京大气颗粒物中的PAHs主要来自燃煤,同时汽油、柴油燃烧排放也不能忽略.结合气象要素分析,温度升高和太阳辐射增强易造成多环芳烃挥发和反应,湿沉降有利于多环芳烃随颗粒物清除.     

改进GC/FID法连续观测大气中CO浓度

改进装配有氢火焰离子化检测器(即FID)的气相色谱仪(GC),可连续监测大气中痕量气体CO浓度.本系统采用单阀双柱反吹进样技术,优选前置柱能更有效地剔除杂质,提高了分析柱效率,保持色谱基线平稳,提高分辨率和定量分析的准确率.优化后的气路设计与色谱柱的改进,使GC/FID对CO的最低检出限达到10×10-9、精密度误差小于2%,准确度在±2%之内.将气相色谱与动态气体稀释仪耦合使系统能够自动进行工作曲线校准,系统自动采样、分析和标定,无需人员职守.对北京大气CO连续观测结果表明,北京大气CO浓度变化受气象要素与排放源双重控制.     

若尔盖高原泥炭沼泽湿地CO2呼吸通量特征

若尔盖高原沼泽湿地是我国最大的高原泥炭沼泽湿地。采用静止箱/气相色谱法,2004年5月至10月对若尔盖高原泥炭沼泽湿地CO2呼吸通量进行了观测。沼泽湿地CO2呼吸通量平均值为200.40mg·m-2·h-1,最大值为402.37mg·m-2·h-1,最小值为61.09mg·m-2·h-1。沼泽湿地周边的沼泽化草甸CO2呼吸通量平均值为425.50mg·m-2·h-1,最大值为891.74mg·m-2·h-1,最小值为124.23mg·m-2·h-1。二者均在7、8月出现排放峰值。沼泽湿地CO2呼吸通量日变化为单峰型,高峰出现在13时和15时。沼泽湿地CO2呼吸与温度具有相关性,其中与5cm深的土壤温度相关性最好。若尔盖高原沼泽湿地CO2呼吸通量的平均值仅为三江平原常年积水沼泽湿地的约36%,这可能是若尔盖高原沼泽湿地有泥炭积累,而三江平原沼泽湿地无泥炭积累或仅有少量积累的重要原因之一。     

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.     

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.     

三江平原稻田CO2通量及其环境响应特征

基于涡度相关技术,于2004年生长季对三江平原稻田CO2通量进行了观测.结果表明,CO2通量日变化特征明显;月平均的CO2通量日变化幅度很大,6～9月,夜间最大净排放通量分别为0.23,0.23,0.18,0.12mg/(m2·s);白天最大净吸收通量分别为-0.14, -0.68, -0.66, -0.22mg/(m2·s).白天CO2通量的变化与光合有效辐射明显相关,并且逐月变化.利用摩擦速度(U*)的阈值进行筛选,夜间通量与温度之间无明显相关,同期观测的静态箱法结果表明,夜间通量与空气和土壤温度相关,整个生长季,生态系统从大气中吸收的C为5.30t/hm2.     

北京大气中SO2、NOx、CO和O3体积分数变化分析

为了探讨北京市大气污染物的污染水平和变化特征,2004年8月—2005年7月对北京大气中SO2、NOx、O3和CO体积分数进行了连续观测,并对比分析不同季节的变化特征。结果表明,SO2体积分数呈双峰曲线日变化,在08:00和23:00出现峰值。SO2采暖季日振幅明显高于非采暖季日振幅,采暖季SO2体积分数要比非采暖季高出3倍以上。NOx、CO体积分数在早晨07:00和傍晚20:00左右出现峰值,NOx体积分数最大值可达130×10-9,而CO体积分数最大值可达3300×10-9。NO有明显的日变化和季节变化,而NO2白天夜晚都维持在同一水平,且季节变化也不大。O3体积分数夏季远远高于冬季,日变化均呈单峰型分布,午后14:00—15:00出现峰值。