基于后向轨迹模式的豫南地区冬季PM2.5来源分布及传输分析

为研究2017年12月—2018年2月冬季不同来源区域对豫南地区ρ（PM_2.5）的贡献影响及污染特征,利用HYSPLIT-4后向轨迹模式模拟了豫南地区冬季24 h的气团后向轨迹,结合ρ（PM_2.5）在线监测数据进行了聚类分析,研究了以豫南地区为受点的各月份PM_2.5不同轨迹的输送特征,并使用潜在源贡献（PSCF）分析法和浓度权重轨迹（CWT）分析法识别了豫南地区冬季PM_2.5的潜在贡献源区及贡献大小.结果表明:①信阳市空气质量最好,其次为驻马店市,南阳市空气质量最差;南阳市、信阳市和驻马店市ρ（PM_2.5）分别超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值（75 μg/m3）的1.5、1.2和1.2倍,ρ（PM_2.5）日变化均呈双峰特征.②后向轨迹聚类分析表明,豫南地区主要受到来自西北和东北方向长距离传输和正南方向较短距离输送的影响.③潜在源区分析表明,除豫南地区及周边市县本地污染贡献外,冀鲁豫交界区域、陕鄂交界区域、陕西省中西部、湖北省东北部和西部、河南省中北部、山东省南部是影响豫南地区ρ（PM_2.5）的主要潜在源区.研究显示,豫南地区PM_2.5污染过程除了与地形条件、本地污染源排放有关外,来自东北、西北传输通道城市的远距离输送和南部的近距离传输也不容忽视.      

重庆长寿区臭氧污染生成影响及潜源分析

文章基于2017-2020年长寿区及观测点位臭氧(O_3)及其前提物(NO_2和VOCs)以及气象因子(气温、相对湿度、风速、风向等)逐小时数据,分析了臭氧(O_3)及其前体物(NO_2和VOCs)污染物浓度年际及O_3污染典型期间的变化情况,讨论了O_3浓度与气象因子之间相关性,通过HYSPLIT后向轨迹和潜在源区贡献(PSCF)分析长寿区春、夏两季O_3潜在源区贡献特征。研究表明,O_3小时浓度160μg/m~3的超标小时浓度占比在2017-2019年呈逐年上升趋势,因新冠疫情影响2020年显著降低。全年O_3浓度高值区集中在4-9月,呈"夏高冬低"特征。O_3和NO_2的日变化特征反应了局地NO-NO_2转化与光化学生成的滴定作用。VOCs观测期内平均浓度为32.01×10~(-9)(体积浓度),较重庆市夏季VOCs偏高23.64%。O_3生成潜势贡献表现为含氧类VOCs芳香烃类烷烃烯烃卤代烃炔烃。O_3浓度与不同气象因子之间存在不同的相关性特征。该区域潜在源区具有明显季节性特征:春季主要位于涪陵、南川和巴南等区域;夏季主要集中在广安、江北、合川、渝北等一带。     

我国东北地区大气降水稳定同位素特征及其水汽来源

依据全球大气降水同位素观测网络(GNIP)中我国东北地区的月大气降水氢氧稳定同位素资料,并结合相关气象资料,分析了该地区大气降水稳定同位素时空分布特征及其影响因子,并建立了局地大气水线方程.结果表明,东北地区大气降水中δ18O值总体上较低,在时间变化上,表现为冬低夏高;从空间分布来看,由南至北加权平均δ18O值呈减小趋势;降水δ18O与温度线性关系显著,而与降水量则不存在线性关系,利用降水δ18O与温度、降水量、高程、经度和纬度等气候因子建立的多元线性回归关系可以对降水δ18O进行定量估算;采用HYSPLIT 4.9模型对GNIP观测点水汽来源进行追踪,气团聚类轨迹表明,该区全年有两条水汽路径,分别为西风带输送的大西洋、极地北冰洋冷湿水汽和太平洋暖湿水汽.     

露天矿高陡边坡落石防护墙设计研究

将落石灾害防治研究引入到露天矿高陡边坡,结合河南省洛钼集团矿山公司某边坡落石问题进行模拟研究:首先采用动力学方法分析了落石运动轨迹的影响因素和运动方程,指明了落石防护设计的依据;然后采用数值模拟方法选取50块落石进行随机测试,重点考察落石的落点分布范围、弹跳高度和总动能等要素,以此为基础并结合边坡实际条件,设计了三道防护墙拦截落石的方案;最后确定了各道防护墙的位置、高度以及最小抗冲击强度.研究结果表明,该方案对落石的拦截率达到100%,对露天矿高陡边坡落石灾害的有效防治具有重要意义.     

夏季黄山不同高度大气气溶胶水溶性离子特征分析

2011年夏季在黄山3个不同高度上设观测点,利用Andersen分级采样器同步采集大气气溶胶,样品用离子色谱仪(Metrohm IC)进行分析.结果表明,山底、山腰和山顶的平均总离子浓度分别为13.32、10.94和9.97μg.m-3,大气气溶胶无机离子成分随高度增加呈递减趋势;黄山大气气溶胶中主要离子质量浓度依次为SO24->NH4+>Ca2+>NO3-;NH4+、SO24-分别为最主要的阳离子和阴离子,浓度随高度增加而递减最为显著,两种离子浓度和在3个采样点中均占PM2.1离子质量浓度的75%以上;粗粒子中最主要的阳离子与阴离子则为Ca2+和NO3-.PM10与PM2.1中阴阳离子线性回归线斜率近似为1,表明黄山大气气溶胶酸碱平衡.相关性分析表明,NH4+与SO24-的相关性高达0.98,这两种离子主要结合成(NH4)2SO4和少量的NH4HSO4存在于颗粒物中.黄山地区气溶胶在一定程度上受到周边地区人为源的影响.后向轨迹模拟显示,黄山夏季气团主要来源于南方沿海、东海、黄海及北方地区.由于途径重污染排放区,北方气团细粒子离子浓度较高,K+离子浓度近为西南气团的数倍.     

汾渭平原典型污染城市PM2.5来源分布及传输分析

基于后向轨迹模式(HYSPLIT)和美国国家环境预报中心的GDAS数据(2019年3月—2020年2月),模拟了临汾市冬季24 h的气团后向轨迹按季节的聚类,研究了不同来源区域对临汾市PM_2.5的主要污染来源和污染传输通道,阐明了PM_2.5不同轨迹传输的季节特征,结合潜在源贡献(PSCF)分析法和浓度权重轨迹(CWT)分析法,解析了不同污染源区对临汾市的污染贡献强度。结果表明：临汾市PM_2.5污染主要集中在冬季,春秋季次之,夏季最低;通过气团后向轨迹聚类分析发现,沿汾河流域西南与西北方向是大气污染主要传输通道;潜在源贡献和浓度权重轨迹分析发现,临汾市境内、洪洞县、尧都区、襄汾县污染贡献强度较大,周边城市榆林、运城、焦作对临汾市有所影响。     

基于卫星遥感的海南地区对流层NO2长期变化及成因分析

利用OMI卫星反演的较高分辨率(0.125°×0.125°)对流层NO_2(Tro NO_2)柱浓度数据,分析了近12年海南岛TroNO_2柱浓度的时空变化,同时,结合MODIS卫星反演的气溶胶光学厚度(AOD)资料、海口市空气质量指数(AQI)、GDP、SO_2排放总量,以及民用汽车保有量等探究其长期变化与成因.结果表明:海南地区TroNO_2柱浓度空间分布表现为北半部高于南半部、四周沿海高于中部山区的特征,其中,北部地区最大值可达20×1014molec·cm~(-2)以上.近12年来海南地区TroNO_2柱浓度表现为上升的变化趋势.季节变化表现为冬季高于夏季,夏季浓度偏低和雨水的冲刷作用有关,而冬季偏高与旅游过冬人口增多和外源输送作用有密切联系.四季TroNO_2柱浓度均有不同程度的上升,而且季节差异在2010年以后有增大的趋势.海南地区TroNO_2柱浓度分布与岛上经济水平和人口分布关系密切,海南地区民用机动车拥有量近10年呈现快速的增加趋势,机动车尾气NO_2排放也不容忽视.     

重庆市冬季PM_(2.5)及气态污染物的分布特征与来源

利用重庆市大气污染物监测站2013年冬季(2013年11月—2014年1月)的实测数据,分析PM2.5及相关气态污染物(SO2、NO2、O3)的时空特征,并采用轨迹聚类与PSCF(潜在源贡献因子)分析污染物来源.结果表明:除ρ(O3)以外,其他3种污染物质量浓度的月际变化趋势基本一致,均呈12月升高、1月降低的特征;污染物空间分布不均,其中ρ(PM2.5)和ρ(NO2)在工业区和人口密集区较高,ρ(SO2)南高北低,ρ(O3)城区低于郊区.ρ(SO2)、ρ(NO2)与ρ(PM2.5)均呈显著正相关,其中ρ(SO2)与ρ(PM2.5)的R(相关系数)在城、郊区分别为0.71、0.65,ρ(NO2)与ρ(PM2.5)在城、效区的R分别为0.73、0.56;而ρ(O3)与ρ(PM2.5)未表现出显著相关.ρ(SO2)、ρ(NO2)与ρ(PM2.5)的相关性高低可在一定程度上说明二次气溶胶的污染程度,ρ(O3)与ρ(PM2.5)的相关性受到PM2.5来源和污染程度的影响.轨迹分析结果显示,重庆市2013年冬季主要受东北方向气流影响;聚类分析表明,重庆市11月没有表现出明显的PM2.5外来输送特征,但12月和1月的PM2.5外来输送特征明显,并且不同方向的气流污染物浓度差异也较大.PSCF分析发现,重庆市冬季PM2.5、SO2、NO2、O3主要来源于本地和周围城市局地传输,同时还受南宁、贵阳、遵义、达州等地的影响.     

中国南海大气降水化学特征

利用中国科学院南海海洋研究所"实验3"号船南海海洋断面科学考察2012年夏季航次进行大气降水采样,测定样品pH值和主要阴阳离子浓度,结合TrajStat软件模拟后向气团轨迹,分析南海夏季大气降水离子化学特征及来源.结果表明,夏季降水pH平均值为6.3,最小值为5.6.阴阳离子浓度顺序均分别表现为Cl->SO2-4>NO-3和Na+>Mg2+>Ca2+>K+,Cl-和Na+是主要的阴离子和阳离子,浓度平均值分别为2 637.5μeq·L-1和2 095.5μeq·L-1,表现出了海洋性大气降水的特征.7种离子间均表现出良好的线性相关关系,相关系数在0.9以上,说明它们可能具有统一来源;NO-3与其他离子的相关系数相对较低,可能NO-3具有相对复杂的来源;Ca2+和K+还可能跟南海珊瑚环境有关.本研究的6个站位后向轨迹显示,水汽气团来源于正南或西南方向,未经过大陆上空,因此本研究中南海夏季大气降水的离子来源受人为影响可以忽略.     

“兰州蓝”背景下空气污染特征、来源解析及成因初探

兰州市近年空气质量有所好转，频繁出现"兰州蓝"现象.本文利用兰州市2013—2018年空气污染物实时监测数据，分析了兰州市空气污染特征、潜在来源和成因.结果表明，2013—2018年兰州市SO₂、PM_2.5和PM₁₀浓度呈下降趋势，NO₂、CO和O₃浓度呈上升趋势，PM_2.5和PM₁₀是兰州市的主要污染物，其值远远高于标准限值.大气污染物与气象参数的关系表明，较低的一次污染物与较高的风速相关，二次污染物O₃其较低的浓度值与较低的温度有关.从后向轨迹模型分析来看，新疆塔克拉玛干及周围的戈壁沙漠、内蒙古高原和西部青海地区是春季、秋季和冬季污染物的主要来源区，兰州东南部周边地区是夏季的主要源区和秋季的次要源区.初步分析了当地污染物排放和气象条件的影响，由于严格的排放控制，空气质量的改善可能与污染物排放量的减少有关，而气象条件的贡献并不明显，具体还需要进一步研究.