2007~2016年上海颗粒物浓度特征与气候背景异同分析

基于上海地区2006~2016年逐日PM₁₀浓度数据以及同期气象要素（风、气温等）、大气稳定度、逆温数据和高空大气环流数据,分析了2007~2016年上海地区颗粒物浓度变化特征和冬季气候背景的异同,并建立多元线性逐步回归方程,同时选取颗粒物高浓度年份和低浓度年份,对比分析高空大气环流形势的差异.结果表明,上海地区颗粒物年平均浓度呈现波动式下降趋势,而冬季呈现出两头高、中间低形态.PM₁₀与平均风速、20：00混合层高度负相关,与偏西北风、20：00稳定类、20：00逆温的出现频率及平均气温正相关.当冬季我国北部500 hPa高度场合成为正距平,容易形成暖冬,从而引起高浓度颗粒物污染;而当500 hPa高度场为负距平,容易引起冷空气频繁南下,导致气温偏低,容易造成PM₁₀浓度相对偏低.850 hPa风场异常为偏东风,且风速偏大,容易造成PM₁₀浓度相对偏低.     

上海夏季臭氧生成机制时空变化特征及其影响因素研究

上海的臭氧污染呈逐年加重的趋势,深入了解臭氧的生成机制及其时空变化特征是采取科学有效防控措施的前提条件.本研究应用长三角地区最新的臭氧前体物排放清单和本地化WRF/Modified SMOKE/CMAQ数值模型系统,对2017年8月1—9日上海市一次持续性臭氧污染事件进行了模拟研究.同时,在重现臭氧浓度变化趋势的基础上,针对一系列前体物防控措施及其对臭氧峰值浓度的影响开展了敏感性实验,建立了上海夏季臭氧污染爆发时段各区域臭氧及其前体物的非线性响应关系.研究表明,此次臭氧污染事件中上海市臭氧污染机制具有显著的时空变化特征,时间方面,上海市整体臭氧生成机制由NO_x控制经过渡区转变为VOCs控制;空间方面,上海北部及西部多处于NO_x控制,南部为过渡区,中部及东部则以VOCs控制为主,且大尺度环流是导致其时空变化的主要原因.当上海受大陆低压控制盛行偏南风时,区域传输以VOCs为主,臭氧的防控应侧重于NO_x减排;当上海受副高边缘控制主要吹偏北风时,区域传输以NO_x为主,臭氧的防控应侧重于VOCs减排;当上海受弱高压脊控制背景风微弱,区域传输不显著时,臭氧防控的重点应以VOCs和NO_x协同控制为主.在目前的预报技术下,大尺度环流特征通常可以提前48～72 h进行准确预报,因此,可以根据大尺度环流预报结果及时调整本地防控策略,以达到在不同污染特征下臭氧削峰的最大化效果.     

上海城区典型污染过程VOCs特征及臭氧潜势分析

利用在线气相色谱-氢火焰离子化（GC-FID）监测系统对上海市城区典型污染前、污染中和污染后的55种挥发性有机物（VOCs）进行了自动连续监测,分析了各个阶段VOCs（C2～C12）体积分数、物种变化特征.结果表明上海市城区典型污染前VOCs平均体积分数为27×10-9;污染中VOCs体积分数迅速增加,比污染前高3倍,达到87×10-9;具体以烷烃最高（35.2×10-9）、芳香烃次之（30.0×10-9）、烯烃最低（21.6×10-9）;用最大臭氧生成潜势量（ΦOFP）对不同污染阶段污染VOCs大气活性进行了评估,结果表明不同污染阶段VOCs的ΦOFP均呈现污染前〈污染后〈污染中的变化特征.污染前期的ΦOFP依次是芳香烃（53.0%）〉烯烃（36.1%）〉烷烃（11.7%）;污染中期的ΦOFP依次是芳香烃（54.7%）〉烯烃（36.7%）〉烷烃（9.8%）;污染后期ΦOFP则依次是烯烃（52.7%）〉芳香烃（36.0%）〉烷烃（13.2%）.具体关键活性物种主要包括甲苯、间、对二甲苯、1,3-丁二烯、乙烯、丙烯等芳香烃和烯烃物种,具体以烯烃C2～C4为主,芳香烃C6～C8为主.不同污染阶段O3与ΦOFP之间存在典型的非线性负相关关系,并且ΦOFP转化为O3的量均小于20%,说明臭氧浓度仍有很大上升空间;这对定量评估大气中VOCs对臭氧的影响具有重要意义.     

上海地区气溶胶特征及MODIS气溶胶产品在能见度中的应用

利用气象站点能见度的历史资料和美国国家宇航局的MODIS卫星遥感手段获取10 km×10 km分辨率的气溶胶光学厚度(AOD)资料,建立二者的季节平均关系,得到了上海地区季节变化的气溶胶标高,并利用标高数据和AOD的季节分布,反演出上海地区季节变化的区域能见度分布,研究了近地层大气气溶胶与地面能见度的关系,分析了上海地区AOD的特征及能见度的时空分布特征.结果显示:上海地区冬春季平均能见度较差,外环线以内能见度在10 km以下;低能见度中心分布明显.     

典型恶臭有机污染自动监测技术与应用探究

对比6种主流有机硫自动监测仪的4种有机硫混标测试结果,表明80%仪器的性能指标能满足国家恶臭排放标准中厂界监测的定量要求。复杂环境适用性研究显示,有机硫化物间测定影响相对较小,高浓度标气有残留,定性受到常见挥发性有机物中个别物质干扰。优选3种检测器为FPD的仪器现场连续实测,结果表明甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚和二硫化碳为石化园区的有机硫常检出物种;3种仪器的监测数据可较好地反映该石化园区空气恶臭污染特征。     

2006~2021年夏半年上海臭氧浓度特征及其大气环流背景分析

基于上海地区2006~2021年逐日臭氧浓度数据以及同期气象要素和美国环境预报中心/国家大气研究中心（NCEP/NCER）再分析数据,分析了2006~2021年上海地区臭氧浓度变化特征和气候背景,进一步对比分析臭氧浓度异常年份的高空大气环流形势差异,并加入关键气象影响因子建立臭氧浓度月预报模型.结果表明,上海地区全年和夏半年臭氧浓度的平均值均呈现波动式上升趋势,且夏半年臭氧浓度和风速呈显著负相关（相关系数达-0.826）,与静风出现频率以及低云量<20%出现日数呈显著正相关（相关系数分别为0.836和0.724）.当夏半年西太平洋副热带高压强度偏强且位置偏西偏南时,上海易受偏西风异常环流影响,不利于海上洁净空气向上海输送,易引起高浓度臭氧污染.当夏半年地面射出长波辐射偏低时,有利于地面升温,易引起高浓度臭氧污染.加入太阳直接辐射、最高气温和风速作为外生变量的臭氧月预报模型对月预报效果提升明显,均方根误差减少47.7%,相关系数提升11.2%.     

上海市交通路边空气污染特征研究

通过比较2015年上海市5个交通空气质量监测点与附近环境监测点的监测数据,分析该市交通路边空气污染特征。结果表明:上海市交通空气污染水平总体高于环境站点,特别是黑碳(BC)、非甲烷总烃(NMHC)和苯系物(BTX)等特征污染因子;常规污染物及BC和BTX等特征因子均表现为冬季高于夏季;交通站NOx浓度明显高于环境点位,早晚高峰非常明显;交通站点的BC和BTX日变化的早晚高峰趋势比环境站点更加显著。     

长三角东部沿海地区气溶胶液态水含量及酸度的热力学平衡研究：以上海淀山湖为例

气溶胶液态水含量(ALWC)及酸度(pH)是表征气溶胶理化性质的重要指标,对PM_2.5二次颗粒生成机制及来源研究具有重要意义.本文基于国家环境保护长三角区域大气复合污染上海淀山湖科学观测研究站2020年PM_2.5和水溶性离子组分等在线监测数据,利用ISORROPIA-Ⅱ模型正向模式和亚稳态体系分析了ALWC和pH的昼夜、月度时间变化以及影响因素、相互关系,同时利用MeteoInfo模拟气团后向轨迹探究了高值ALWC及pH的传输来源.结果表明:(1)SO₄^2-、NO₃^-对气溶胶pH的影响与其浓度、比例及ALWC有关,而NH₄⁺对pH的影响有限,NH₄⁺与SO₄^2-、NO₃^-浓度均呈较强正相关,且pH越高,NH₄⁺与SO₄...     

我国重点区域环境大气VOCs监测体系现状及发展方向

科学开展大气挥发性有机物(VOCs)的监测是臭氧(O₃)与细颗粒物(PM_2.5)复合污染成因机制和防控的关键基础,对持续改善我国空气质量具有重要意义. 为优化提升我国VOCs监测体系和效能,提出未来光化学监测发展方向和路径,通过调研、数据挖掘总结评估了国内外VOCs监测体系设计、监测布点、监测项目和时段、监测技术和质控技术等监测要素,结果表明:①我国初步建成了覆盖重点区域的光化学监测网,但监测点位功能相对单一,缺乏区域、输送、排放高值区等关键点位,其优化和完善是提升我国VOCs监测效能的重要途径. ②5—9月是我国O₃污染的重要时段,影响O₃的重要组分则主要为美国环境保护局(US EPA)光化学评估监测站(Photochemical Assessment Monitoring Stations, PAMS)所涉及的组分以及醛酮类组分,其中乙烯、苯系物、甲醛、乙醛等尤为关键,并应关注部分支链烯烃和α-蒎烯、β-蒎烯等天然源烯烃对O₃或颗粒物的影响,最终需结合本地化特点优化监测项目. ③我国VOCs监测技术体系中手工监测和自动监测各具优势,未来发展趋势以自动监测为主、手工监测为辅,监测技术体系应向高精准度化、标准化、小型化、模块化、智能化,以及高时间分辨率和低成本等方向发展;同时持续进行质量体系标准研究,补足空白,提升监测数据质量. 研究显示,我国环境大气VOCs监测应优化监测布点,加强监测技术体系和质量体系标准化,并聚焦重点时段形成我国本地化监测项目,从而科学地优化和完善我国光化学监测体系.      

上海市霾污染判别指标体系初步研究

随着全球变暖及工业污染排放的蔓延式发展,由空气污染带来的区域能见度恶化越来越成为中国东部经济发达地区所面临的严重区域性问题,常出现大范围的雾霾天气,造成区域空气质量的恶化及能见度水平的下降.基于对能见度及相对湿度、颗粒物浓度和组分的观测分析及影响能见度的相对湿度和空气污染因子的理论分析,提出了环保范畴内的霾污染概念,并制定了包括能见度、颗粒物浓度及其组分的上海市霾污染判别指标体系,基于颗粒物组分观测数据,对相对湿度因子进行了参数化.根据所提出的指标体系,通过上海市某点位一年观测数据的跟踪分析发现,根据霾污染判别指标体系计算得到的霾污染天数与气象学意义上的霾天数具有很好的对应关系,且新的判别指标体系能很好地区分霾污染和浮尘过程.