2016~2018年中国城市臭氧浓度时空聚集变化规律

为揭示中国O₃浓度的时空格局及聚集变化规律,通过对2016~2018年全国338个城市1144个监测站点的O₃浓度观测数据,使用空间插值及空间自相关等方法进行分析研究.结果表明：2016~2018年全国O₃浓度（第90百分位数）总体呈现上升趋势（由2016年的141.54μg/m³上升到2018年的153.21μg/m³）,污染态势逐年加重,且华北及长江中下游等人口稠密地区O₃浓度最高,O₃浓度的空间分布呈现显著的聚集性和相似性规律,且聚集性逐年增强,O₃浓度的年聚集区主要呈现北高南低的分异,高高值聚集区主要集中在北方（城市占比22.19%~29.59%）,低低值聚集区则主要集中在南方（城市占比15.98%~22.19%）,此外,O₃浓度高高值聚集区与低低值聚集区空间分布的季节变化规律以顺时针周期性变化为主：3a来,春季集聚区分布与年集聚情况相同,夏季高高值,低低值聚集区逐渐向西扩大聚集范围,秋季则顺时针转变为东高西低的分异情况,随后高高值（低低值）聚集区沿顺时针方向南（北）移动,到冬季则转变为南高北低的空间分异情况.     

Spatiotemporal characterization and regional contributions of O3 and NO2: An investigation of two years of monitoring data in Henan, China

To investigate the characteristics of ground level ozone(O_3) for Henan Province,the ambient air quality monitoring data of 2015 and 2016 were analyzed.The result showed that the 8 h-max-O_3 concentrations displayed a distinct seasonality,where the maximum and minimum values,averaging 140.41,54.19 μg/m~3,occurred in summer and winter,respectively.There is a significant correlation between meteorological factors and O_3 concentration.The Voronoi neighborhood averaging analysis indic ated that O_3,temperature,and ultraviolet radiation in Henan province were decreased from northwest to southeast,while relative humidity and precipitation displayed the opposite trend.Besides meteorological factors,the chemical processes play an essential role in ozone formation.Reactions of NO,NO_2 and O_3 form a closed system,and the partitioning point of the OX-component(O_3+NO_2) was at 40 and 80 μg/m~3 for nitrogen oxide(NO_x) in winter and summer,respectively,with NO_2 dominating at higher NO_x pollution and O_3 being the m ajor component at lower levels.The relationship between oxidant(OX=O_3+NO_2)and NOx concentrations were evaluated to understand the regional and local contribution of OX.It showed that high regional contribution occurred in the spring,whereas the highest local contribution lead to the summer peak of O_3 observed in Zhengzhou.This present study reveals important environment impacts from the photochemical process and the meteorological conditions in the region with better understanding on the O_3 characterization.     

臭氧污染对水稻生长、产量及矿质金属元素含量的影响

地表臭氧(O_3)浓度升高造成的空气污染是日渐关注的重要环境问题,既直接危害人体健康,也影响农业生态系统,威胁农作物的生长发育和农产品品质,其中矿质金属元素含量由于同时涉及微量营养元素和有害重金属而尤为重要.本研究开展了O_3浓度升高处理(维持100 nL·L~(-1))的开顶箱(OTC)田间试验,通过2个水稻品种的作物生长监测和采样分析比较,探讨了O_3污染对水稻生长、产量及籽粒矿质金属元素含量的影响.结果表明,高浓度O_3抑制了南粳5055和扬稻6号两种水稻叶片的光合作用并降低了叶绿素含量和叶面积指数,进而导致稻谷产量下降,与自然空气对照相比分别减产45.5%和28.6%;但收获籽粒的糙米和颖壳中大部分矿质金属元素含量升高,与对照相比增幅分别达3.6%～19.8%和3.9%～36.0%,因而由此导致的微量元素缺乏或重金属污染等相关粮食品质安全影响需要综合评价.     

郑州市典型工业企业VOCs排放特征及风险评估

为了解郑州市不同行业企业挥发性有机物(VOCs)污染特征及潜在危害,通过Summa罐和气袋采集样品,之后采用GC-MS/FID对样品进行测定分析.结果表明:郑州市包装印刷企业排放VOCs组分主要为含氧VOCs(OVOCs),包括乙酸乙酯和异丙醇,占比93.1%以上;汽车制造、家具制造和涂料生产企业VOCs组分主要为芳香烃,占比为33.5%～90.0%,以间/对-二甲苯、邻-二甲苯和乙苯为主;食品加工企业VOCs中卤代烃占比较高,为52.3%;橡胶企业VOCs主要为卤代烃和烷烃,占比分别为25.5%和28.8%;石墨碳素企业VOCs主要为芳香烃和OVOCs,占比分别为28.5%和24.1%.对比以往研究发现,郑州市与其他城市溶剂使用企业VOCs排放特征较为类似,但由于生产工艺及原辅料使用不同,相同行业企业中不同环节VOCs组分存在差异.风险评估结果显示,各企业排放的VOCs组分对臭氧生成潜势(OFP)和危害指数(HI)贡献具有一定正关联性,尤其苯、甲苯、乙苯及二甲苯等C_6～C_8芳香烃对OFP和HI贡献较大.汽车制造企业3号和家具企业5号HI值分别为1.18和2.74,均高于EPA规定限值,主要与该企业生产过程中使用溶剂型原辅料有关,且排放的主要以芳香烃为主,尤其苯、甲苯、乙苯、二甲苯和三甲基苯等C_6～C_9苯系物对HI和OFP的贡献较高,今后需重点管控溶剂型企业VOCs的排放.     

泰安市大气臭氧污染特征及敏感性分析

2018年5～7月对泰安市城区站点的臭氧及前体物进行在线监测,并基于特征比值法和光化学模型分析了臭氧及前体物的污染特征及臭氧生成对前体物的敏感性.结果表明,观测期间泰安市正遭受较为严重的臭氧(O_3)污染,臭氧浓度的日变化呈典型的单峰型变化,15:00左右出现最高值,氮氧化物(NO_x)和VOCs的日变化趋势整体呈现夜间高白天低的变化特征.由O_3生成效率(OPE)、VOCs/NO_x和H_2O_2/NO_z特征比值法及基于EKMA曲线的方法均得出观测期间泰安市大气O_3光化学生成偏向于NO_x敏感区及过渡区,削减NO_x和VOCs均对O_3生成具有控制作用.同时基于EKMA曲线的方法还得出在O_3前体物浓度减排时按照丙烯等效浓度(PE)与NO_x浓度比值为8∶3进行VOCs(PE)和NO_x削减可以达到O_3浓度控制的最佳效果.     

新疆维吾尔自治区石化企业典型工艺无组织VOCs排放特征及光化学反应活性

为探究新疆维吾尔自治区石化企业典型工艺〔LCZZ（蜡催装置工艺）、XHS（循环水工艺）、DFT（大芳烃工艺）、SX（三循工艺）、180万t（180万t加氢工艺）、200万t（200万t加氢工艺）〕无组织VOCs（挥发性有机物）的排放特征及光化学反应活性,采用气袋法进行样品采集,用GC-MS（气相色谱-质谱仪）定量分析其主要成分,并利用LOH法（·OH反应速率法）和MIR法（最大增量反应活性法）估算VOCs组分的臭氧生成潜势.结果表明:该石化企业中,各典型工艺无组织排放的ρ（TVOCs）（VOCs化合物质量浓度之和）较高,范围为87.2~185 μg/m3,其中LCZZ排放最高,180万t排放最低;各工艺检测到的VOCs成分构成整体上相似,均以烷烃和卤代烃为主,w（烷烃）和w（卤代烃）范围分别为41.7%~67.3%和24.3%~50.1%;不同工艺的无组织VOCs特征组分各有不同,但均为ρ（氟利昂113）最高,w（氟利昂113）范围为22.3%~45.8%.不同工艺无组织废气中臭氧生成贡献率较大的物种均为烯炔烃和烷烃;LCZZ、XHS、SX及180万t中的丙烯、DFT中的正丁烷和200万t中的2,3-二甲基丁烷是各工艺排放VOCs中臭氧生成贡献率最大的组分,同时也是对光化学污染贡献最为突出的污染物质.研究显示,该石化企业无组织VOCs的污染较为严重,具有明显的工艺差异性,VOCs组分较复杂,应采取分工艺、生产全过程控制的污染防治对策.      

臭氧-粉末炭联用作为预处理缓解膜污染的效果与机制

研究臭氧、粉末炭以及它们的组合作为超滤膜的预处理,控制膜污染以及去除有机物的效果和机制.结果表明,臭氧主要氧化强疏组分的大分子有机物,将其转化为中分子和亲水性的小分子.臭氧可有效控制膜污染,表明大分子的疏水有机物是主要的污染因素.粉末炭可吸附小分子有机物,也可缓解膜污染,说明小分子有机物也对膜污染有所贡献.臭氧与粉末炭的组合不仅有效控制膜污染,还可强化有机物的去除,它们之间存在协同作用.     

Large variability in ambient ozone sensitivity across 19 ethylenediurea-treated Chinese cultivars of soybean is driven by total ascorbate

The sensitivity of Chinese soybean cultivars to ambient ozone(O3) in the field is unknown,although soybean is a major staple food in China. Using ethylenediurea(EDU) as an O3 protectant, we tested the gas exchange, pigments, antioxidants and biomass of 19 cultivars exposed to 28 ppm·hr AOT40(accumulated O3 over an hourly concentration threshold of40 ppb) over the growing season at a field site in China. By comparing the average biomass with and without EDU, we estimated the cultivar-specific sensitivity to O3 and ranked the cultivars from very tolerant( 10% change) to highly sensitive( 45% change), which helps in choosing the best-suited cultivars for local cultivation. Higher lipid peroxidation and activity of the ascorbate peroxidase enzyme were major responses to O3 damage, which eventually translated into lower biomass production. The constitutional level of total ascorbate in the leaves was the most important parameter explaining O3 sensitivity among these cultivars. Surprisingly, the role of stomatal conductance was insignificant. These results will guide future breeding efforts towards more O3-tolerant cultivars in China, while strategies for implementing control measures of regional O3 pollution are being implemented. Overall, these results suggest that present ambient O3 pollution is a serious concern for soybean in China, which highlights the urgent need for policy-making actions to protect this critical staple food.     

重庆市渝中区臭氧时空变化规律因素分析研究

臭氧是城市光化学烟雾的主要成分,同时也是重要的温室气体,因此臭氧污染已经成为城市空气质量的重要因素.对重庆市渝中区2015年3个空气质量自动监测点臭氧浓度进行比较,并分析了臭氧与环境、日照、气温、挥发性有机物、NO2、PM10、PM2.5的相关性.结果表明:臭氧浓度与监测点周围环境有关;臭氧浓度呈典型的季节变化趋势,与日照、气温呈明显的正相关;臭氧浓度小时值变化出现明显的日变化规律;臭氧浓度与挥发性有机物呈正相关,与NO2、PM10、PM2.5有较好的负相关性.     

Hp-β-环糊精包络臭氧氧化去除水中PPCPs研究

为提高臭氧的稳定性,采用臭氧化Hp-β-环糊精溶液的方法对臭氧进行包络。考察了臭氧/Hp-β-环糊精包络物的氧化特性,臭氧化量和Hp-β-环糊精浓度对臭氧/Hp-β-环糊精包络物氧化能力的影响,并研究了臭氧/Hp-β-环糊精包络物对二级出水中添加的10种药品和个人护理用品(PPCPs)的去除效果。结果表明:臭氧/Hp-β-环糊精包络物具有持续的氧化能力,增加臭氧化量或Hp-β-环糊精浓度可显著提升臭氧/Hp-β-环糊精包络物的氧化能力。臭氧/Hp-β-环糊精包络物有较强的氧化性;向0.7 g/L的Hp-β-环糊精溶液中通入6 mg臭氧后,PPCPs的去除率为50%~70%,去除率受PPCPs分子结构影响。臭氧/Hp-β-环糊精包络物氧化可与其他氧化技术联合应用于污染物去除或用作臭氧化后的持续氧化。