龙凤山本底站大气CO2数据筛分及浓度特征研究

针对黑龙江龙凤山区域大气本底站2009年1月～2011年12月低层(离地10 m)和高层(离地80 m)大气CO2在线观测数据,选取低层数据重点开展研究,分析地面风向和风速等因素对观测CO2浓度的影响.结果表明,龙凤山低层大气CO2浓度明显受局地源汇影响,其与高层观测结果差异在白天08:00～17:00相对较小,小于(0.5±0.5)×10-6(物质的量比).春、夏和秋这3个季节E-ESE-SE-SSE扇区来向的地面风会明显抬升大气CO2浓度,而冬季N-NNW-NW-WNW扇区CO2浓度明显较高.该站4个季节近地面CO2浓度随着风速增大而逐渐减小,在冬季尤为明显.结合日变化及地面风的影响,对低层观测数据进行初步本底/非本底筛分,筛选出代表东北区域混合均匀CO2水平的本底数据占总数据的30.7%.本底CO2浓度季节变化显示该站大气CO2浓度呈现冬季高夏季低的趋势,季振幅约为(36.3±1.4)×10-6,明显大于同期WMO/GAW同纬度站点观测结果,2009～2011年龙凤山大气CO2平均增长率为2.4×10-6a-1.     

探讨富集因子背景值的选择

为探讨富集因子(EF)背景值的选择,利用黑龙江省甘南县大气降尘重金属元素数据,分别选用黑龙江省A层土壤环境、平均大陆地壳、大陆上地壳为背景,计算Cr、Mn、Ni、Pb、As、Cu、Zn的EF值.研究表明,采用平均大陆地壳和大陆上地壳元素丰度作为背景值时,Pb、Zn、As等元素的EF均值大于2,元素富集一定程度上与人为输入作用有关;采用黑龙江省A层土壤作为背景,As元素EF均值小于2,元素在大气中的富集主要为自然输入;通过相关性分析,As与Cr、Mn、Ni、Cu同为自然源,结果与选用黑龙江省A层土壤为背景时判别结果较一致.本文认为,导致不同背景值取得的EF值差异较大的原因为自然条件下元素的富集和亏损,采用区域土壤元素背景值能够较为准确地判断大气降尘中元素的主要来源.     

北京夏季典型环境污染过程个例分析

对北京ρ(PM₁₀₎日均值和华北地区气象资料的综合分析发现,北京夏季ρ(PM₁₀₎的变化过程与环境背景场组合系统明显相关,其典型的背景场演变过程为:①在ρ(PM₁₀₎上升阶段,副热带高压西伸较强,持续数天控制华北地区,具有均压和弱气压场的特征.在其控制下,受地形和周边边界层背景的影响,偏南气流将北京南部的污染物向北京输送和汇聚,ρ(PM₁₀₎呈逐日汇聚增长趋势.②冷锋逼近时的均压场和弱气压场是ρ(PM₁₀₎峰值出现的背景.③在冷锋后部的大陆高压前锋造成较强的区域性输送过程,而冷锋附近形成的湿沉降使ρ(PM₁₀₎下降,因此在强区域性输送过程与明显降水终止后常出现ρ(PM₁₀₎谷值.统计分析表明,北京夏季环境污染过程与大尺度环境背景场组合系统及其配置的污染物输送通道演变有明显的同步特征.该类组合系统所配置的背景场及其同步环境污染演变过程的特征具有普遍规律性,可为奥运期间环境污染过程的预测和控制提供参考.      

基于长期观测的淮河流域农田背景区灰霾污染气溶胶光学特性和类型分析

利用2015—2019年寿县国家气候观象台的CE-318型太阳光度计观测数据,比较分析了淮河流域农田背景区及其灰霾污染日、非灰霾污染日的气溶胶光学特性和类型的差异和联系.结果表明：(1)淮河流域农田背景区及其灰霾污染日、非灰霾污染日的AOD₄₄₀平均值为0.60～0.86,以细粒子气溶胶为主,气溶胶散射能力强,吸收能力弱;(2)细粒子气溶胶增加在淮河流域农田背景区灰霾污染中占主导作用,灰霾污染发生时,AOD₄₄₀平均值增大0.26,散射能力增强,吸收能力减弱,污染的气溶胶类型占比增加17.79%;(3)2015—2019年,淮河流域农田背景区及其灰霾污染日、非灰霾污染日的气溶胶光学厚度、细模态粒子体积浓度整体呈减小趋势,气溶胶散射能力逐年增强,吸收能力逐年减弱;(4)淮河流域农田背景区及其灰霾污染日,随着污染等级的增加,气溶胶光学厚度和污染的气溶胶类型占比增大,重度污染时颗粒物向大粒径方向移动,但仍为细粒子;(5)受气溶胶来源、吸湿增长和高温的影响,春夏季气溶胶光学厚度和单次散射反照率较高,秋冬季主要由雾霾污染造成,细粒子比例高,气溶胶光学厚...     

Emission inventory evaluation using observations of regional atmospheric background stations of China

Any accurate simulation of regional air quality by numerical models entails accurate and up-to-date emissions data for that region.The INTEX-B2006 (I06),one of the newest emission inventories recently popularly used in China and East Asia,has been assessed using the Community Multiscale Air Quality model and observations from regional atmospheric background stations of China.Comparisons of the model results with the observations for the species SO2,NO 2,O 3 and CO from the three regional atmospheric background stations of Shangdianzi,Longfengshan and Linan show that the model can basically capture the temporal characteristics of observations such as the monthly,seasonal and diurnal variance trends.Compared to the other three species,the simulated CO values were grossly underestimated by about two-third or one-half of the observed values,related to the uncertainty in CO emissions.Compared to the other two stations,Shangdianzi had poorer simulations,especially for SO2 and CO,which partly resulted from the site location close to local emission sources from the Beijing area;and the regional inventory used was not capable of capturing the influencing factors of strong regional sources on stations.Generally,the fact that summer gave poor simulation,especially for SO2 and O 3,might partly relate to poor simulations of meteorological fields such as temperature and wind.     

青海湖区域背景点夏季大气NO2，SO2 和O3 浓度变化规律

利用ECOTECH 公司系列气体监测仪,对青海湖区域背景点夏季的大气污染物的变化规 律及其和气象因素之间的关系进行了分析。结果表明,夏季三种气体中NO₂ 浓度较低,平均值 为2.30×10^-9,其日内变化呈现单峰形式,日较差非常小;SO₂ 浓度较高,平均值达到20.82×10^-9, 波幅变化较大, 其日内变化表现的较不规则;O₃ 浓度夏季平均值高达57.63×10^-9,日变化呈现单 谷形态,早晨7:00-8:00 达到最低值;三种污染物均在凌晨或午夜达到高值。和气象因子的相关 分析表明,NO₂ 静风情况下浓度较低,主要污染源为西北及东北方向的公路及铁路机动车排放; SO₂ 主要来源于当地生物质燃烧排放,同时东南风向时其浓度增高;静风时O₃ 浓度最高,其受 风向影响较小。     

区域污染对本底地区气溶胶光学特性及辐射强迫影响的地基和卫星遥感观测研究

基于华北区域大气本底站(北京上甸子站)地面观测和卫星遥感监测数据,分析了2011年10月1~15日在天气系统和人为污染物排放的影响下3次华北平原地区污染输送事件对本底地区气溶胶质量浓度及其光学特性的显著影响.结果表明,受人为污染事件输送影响,上甸子站10月4~5日、7~9日及11~12日气溶胶浓度和反应性气体浓度显著增加,和10月1~3日背景条件相比,反应性气体NOx、CO体积浓度增加3~6倍,SO2体积浓度增加了10~20倍;PM2.5质量浓度10月9日达到200μg·m-3;污染期间500 nm日平均气溶胶光学厚度达到0.60~1.00,气溶胶单次散射反照率低于0.88,黑碳浓度增加4~8倍,表明此次污染事件气溶胶吸收很强,因气溶胶吸收作用导致大气吸收太阳辐射增加100~400 W·m-2,气溶胶吸收和散射导致地表入射太阳辐射下降100~300 W·m-2,地表入射太阳辐射减弱且大气加热增强将导致大气稳定度增加,这可能将显著影响云和降水过程,对区域天气和气候产生重要影响.     

典型黑色岩系地质高背景区土壤和农产品重金属富集特征与污染风险

土壤重金属污染是我国的重要环境问题,而区域地质高背景是土壤重金属富集的重要影响因素.黑色岩系风化土壤普遍存在重金属富集的现象,潜在生态环境风险较高,但目前农产品重金属富集的基础数据较缺乏,限制了黑色岩系地质高背景区的土地安全利用与农产品安全生产.对重庆典型黑色岩系地质高背景区313件土壤和289件主要农产品重金属的富集特征、污染风险和土壤重金属赋存形态进行研究.结果表明,相对于我国土壤环境背景值和重庆市表层土壤,研究区土壤Cd、 Cr、 Cu、 Zn和Se富集,Pb不富集;其中98.7%的土壤Cd含量超过风险筛选值,47.3%的土壤Cd含量超过风险管制值,Cd的污染水平和潜在生态风险最高,是研究区土壤的特征污染物.土壤Cd主要以离子交换态存在(40.6%),其次为残渣态(19.1%)和弱有机结合态(16.6%); Cr、 Cu、 Pb、 Se和Zn主要以残渣态存在,Se和Cu的有机结合态、 Pb的铁锰结合态也占较高比例;说明Cd的迁移能力和活性高于其它重金属.研究区主要农产品富集重金属的能力较弱,约18.7%的农产品Cd超标,超标倍数相对较低,重金属污染风险较低.研究可为黑色岩系地质高...     

瓦里关山大气CH4本底变化

利用 1991 0 5— 2 0 0 2 0 5期间实测资料 ,分析了瓦里关全球基准站 (36°17′N ,10 0°5 4′E ,海拔 3816m)大气CH4本底特征 ,并探讨了与源汇过程的关系 .结果表明 ,瓦里关山大气CH4体积分数本底范围和增长趋势与 6 0°N— 30°N平均水平大致相符 ,但本底体积分数季节变化与所处纬度带基本特征和季节振幅的地理分布差异较大 ,年增长值波动也与全球平均状况并不完全一致 ,是所在地区多种CH4源汇和大气输送共同作用的结果 .瓦里关站提供的大气CH4本底观测资料 ,既能体现亚洲内陆地域特点又具有全球代表性 ,辅以其它相关资料 ,还可进一步揭示中国内陆高原大气CH4本底特征的成因     

夏季典型背景及城市地区VOCs对比研究

选取武夷山、庞泉沟和长岛3个具有代表性的空气背景站点及其周边城市站点,分析研究夏季环境空气中挥发性有机污染物(VOCs)的特征。结果表明,庞泉沟、武夷山、长岛背景站点的总挥发性有机物(TVOCs)平均浓度分别为(24.71±7.89)×10^-9、(7.94±5.82)×10^-9、(11.98±5.34)×10^-9,分别比对应的城市站点低42%、43%、11%。背景站点TVOCs中的烷烃占比为67%～72%,明显高于城市站点;背景站点与城市站点TVOCs中的烯烃和芳香烃占比无显著差异;但背景站点炔烃占比(2%～3%)明显低于城市地区(10%～24%)。背景站点异戊二烯浓度在09:00—15:00出现峰值,且TVOCs浓度变化趋势与异戊二烯浓度变化趋势关联性较强,说明背景站点受自然源影响较大。臭氧生成潜势(OFP)分析结果表明,烯烃及芳香烃对背景地区与城市地区臭氧生成有较大影响,城市地区总OFP远大于背景地区,乙烯、甲苯等对城市地区OFP的贡献较大,异戊二烯对背景地区OFP的贡献较大。