基于集合卡尔曼滤波的区域臭氧资料同化试验

基于集合卡尔曼滤波方法和嵌套网格空气质量模式系统建立了一个区域空气质量资料同化系统(RAQDAS),并利用该系统开展了京津冀地区2008年北京奥运会期间的地面臭氧观测资料同化试验,分析了同化系统订正臭氧初始场对24 h臭氧预报的影响.试验结果表明采用50个集合样本的集合卡尔曼滤波同化不仅改进了观测站点的臭氧预报,也提高了观测以外区域的臭氧预报技巧,使得臭氧预报的均方根误差平均下降了15％,并且当集合样本数减小到20时也可达到相近的预报改进效果.为了解决滤波发散问题,分别采用了放大集合离散度和扰动模式误差源两种方法.其中放大集合离散度能避免滤波发散,但没有提高臭氧预报技巧,反而导致预报误差的增加;扰动模式误差源不仅解决了滤波发散问题,也使同化导致的臭氧预报均方根误差下降比例从15％进一步提高到20％.     

杭州市臭氧污染特征及过程分析

利用2013—2016年杭州市国控点臭氧观测资料,讨论了杭州市臭氧时空变化特征,并对一次臭氧高浓度过程进行分析。结果显示,近年来杭州市臭氧浓度以10. 3%的升幅渐增,增幅大于北京、上海、广州等城市。千岛湖背景点及位于城区的朝晖五区、下沙、西溪站点臭氧浓度月变化存在2个峰值,第一峰值出现在5月,受降水、温度影响次峰值出现在8—10月;夜间臭氧浓度背景点高于城区点。杭州市10个国控站点臭氧浓度相对标准偏差逐年减小,臭氧污染已呈区域性,城东为重污染区域。2015年8月出现的一次臭氧重污染过程主要是受副热带高压控制下和台风外围的影响,导致杭州市朝晖五区站点臭氧浓度高达228μg/m~3,台风登陆后得以缓解。     

后藏地区与黄河三角洲典型城市臭氧浓度比较分析

后藏地区典型城市日喀则市和黄河三角洲典型城市东营市的大气首要污染物在2019年5—9月均为臭氧(O₃)。虽然日喀则市O₃超标天数少,但其年平均浓度高于东营市。两地地理气候、产业结构差异巨大,但O₃年均浓度非常接近。对日喀则市和东营市的O₃污染特征进行分析,并探讨O₃污染的影响因素。结果表明:后藏地区紫外辐射强烈,大气环境中O₃的本底浓度值较高;与东营市相比,日喀则市春季O₃浓度最高,全年最高值出现在5月,比东营市早1个月。NO₂对日喀则市O₃的生成影响有限,对东营市O₃的生成影响明显;PM_2.5对日喀则市O₃的生成影响较小,对东营市O₃的生成影响较明显;CO对日喀则市和东营市O₃的生成均有一定影响。超低湿度和长时间日照的气象环境有利于日喀则市O₃浓度的上升,高温、60%～70%的相对湿度和长时间日照的气象环境有利于东营市O₃浓度的上升。     

臭氧监测仪实验室校准及稳定性测试

以国内监测系统在用的臭氧校准仪为二级传递标准对臭氧监测仪开展了实验室校准,通过计算单次校准所得校准曲线的斜率和截距,符合中国相关标准中关于臭氧监测仪的校准指标:多点校准所得校准曲线的斜率为0.95~1.05,截距为-5~5 nmol/mol。进一步对2台臭氧监测仪进行了稳定性测试,12个月内臭氧监测仪的斜率变化为0.976 05~1.008 42,截距变化为-0.669 00~0.577 93 nmol/mol,臭氧监测仪的斜率、截距均符合臭氧监测仪校准指标的要求。稳定性测试表明,TF 49i型臭氧监测仪和EC 9810型臭氧监测仪经校准后均可用于实验室内臭氧标准传递比对工作。实验中臭氧监测仪更换臭氧涤除器、仪器零件后校准曲线的斜率均有明显变化,建议更换耗材后需采用高浓度臭氧对臭氧监测仪进行饱和并再次校准。     

O_3-Ca(OH)_2体系处理苯酚废水

研究了苯酚在新型臭氧氧化体系O_3-Ca(OH)_2体系中的降解与矿化效果。实验结果表明:苯酚及TOC的去除率都随着Ca(OH)_2用量(小于2 g/L)、进气臭氧质量浓度(小于75 mg/L)、进气流量(小于3.0 L/min)的增大以及初始苯酚质量浓度的减小而增加,但受反应压力和液相温度的影响较小;当Ca(OH)_2用量大于3 g/L时,苯酚和TOC的去除率在30 min和55 min时分别达到了100%左右;Ca~(2+)的存在实现了羟基自由基清除剂CO_3~(2-)的实时分离去除,从而强化了臭氧氧化过程中苯酚的降解与矿化。这表明,O_3-Ca(OH)_2体系是一种处理难降解有机废水的高效臭氧氧化新体系。     

臭氧氧化法连续处理焦化废水生化出水

采用连续通入废水和臭氧的方式,利用臭氧氧化法深度处理焦化废水生化出水(COD为151~183 mg/L、pH约为8),并通过添加羟基自由基抑制剂叔丁醇探究了臭氧氧化的机理。在不调节废水pH、臭氧投加量12.15mg/L、废水流量2 mL/min的最佳条件下,COD去除率达54.5%,出水COD达到GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》。稳定运行时,降解1 kg COD需投加臭氧741.1 mg。臭氧氧化过程中,臭氧自身氧化和羟基自由基氧化同时存在,且以羟基自由基氧化为主。反应过程符合准一级动力学模型,反应速率常数为0.01 min~(-1)。     

不同植物叶片臭氧伤害症状及其生理响应机制的差异

快速发展的城市化和工业化引起近地层臭氧浓度不断升高,对城市绿化植物具有很大的毒性伤害。选择城市常见的景观植物万寿菊、矮牵牛及圆叶牵牛为供试植物,利用开顶式气室,研究了不同植物臭氧伤害症状及其生理响应机制的差异。结果表明:1)臭氧暴露后,供试植物叶片均出现了不同程度的臭氧伤害,或叶脉间黄化(万寿菊和矮牵牛),或出现白色斑点(圆叶牵牛),且随臭氧浓度升高其黄化程度加剧,白色斑点亦扩张形成白色斑块,最终叶片从症状形成的地方开始干枯。2)臭氧暴露加剧了供试植物叶片膜脂过氧化程度,但对可溶性蛋白含量没有显著影响,说明植物生长后期臭氧暴露并没有造成蛋白质退化进而引起植物抗臭氧胁迫能力的下降。3)臭氧暴露后万寿菊叶片茉莉酸含量降低,矮牵牛叶片水杨酸含量显著升高,而圆叶牵牛既有水杨酸含量的升高又有茉莉酸含量的降低,说明不同植物对臭氧伤害的激素响应是不一致的,茉莉酸保护能力减弱引起了臭氧对万寿菊叶片伤害,水杨酸过度累积造成了矮牵牛叶片的臭氧直接伤害,而圆叶牵牛的臭氧伤害则是2种原因都可能存在。因此,在大气臭氧浓度尚不能有效控制的情况下,明确不同植物臭氧伤害形成的激素响应,以采取针对性保护措施维持其最大生态效益。     

中国和美国地面臭氧污染对比分析

利用中国和美国地面臭氧(O3)监测数据,从国家、区域、城市、站点多个层面对两国O3污染的时间变化特征和空间分布特征进行了分析.结果 表明:从全年角度,中国O3污染集中在4-9月,2018年延长至3-10月;美国集中在4-8月.1980年以来,美国O3浓度呈下降趋势;中国O3浓度在2015-2018年呈上升趋势,与同时期...     

某沿海城市典型行业NMHCs排放特征及对二次污染物生成潜势研究

采用SUMMA罐采样、GC-FID技术分析了威海市渔具、造船和橡胶等6种典型行业代表企业废气中59种非甲烷碳氢化合物(NMHCs)组分及占比,并计算了各行业NMHCs的臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)生成潜势,提出了NMHCs治理建议.结果表明,涉及溶剂使用的渔具、造船、汽车制造业喷涂工序的NMHCs组分以芳香烃...     

汽车工业区大气挥发性有机物(VOCs)变化特征及来源解析

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)作为臭氧和细颗粒物的重要前体物已日益受到关注.鲜有针对汽车工业区大气VOCs 长期观测的报道.2019-01-01～2019-12-31 期间在上海某汽车工业园区边界,采用在线气相色谱仪对79 种VOCs 组分定量检测,分析大气VOCs 组成...