滁州市一次持续性臭氧污染过程气象与传输特征分析

2019年6月8日至17日,安徽省滁州市发生一次持续性臭氧(O₃)污染过程,O₃浓度值超过国家二级标准浓度限值3%~45%。基于滁州市老年大学监测站点空气质量数据、滁州市气象站及全球资料同化系统(GDAS)气象数据,运用HYSPLIT后向轨迹模型、潜在源贡献因子(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)分析方法,研究污染发生时段的气象和区域传输特征。结果表明:①在此次O₃污染过程中,日最高温度的变化范围为25.5~34.7 ℃,风速整体小于4 m/s,风向以偏东风为主,午后的相对湿度在40%左右。在该时段内,滁州市基本处于均压场的控制之中,且受到锋面气旋外围下沉气流的影响,大气层结稳定。②O₃污染发生期间,滁州市主要受东南方向气流的影响,但来自山东省、安徽省北部和江苏省北部的气流的影响也不容忽视。6月9日夜间至10日上午的O₃浓度异常高值,与9日下午的气压异常低值及9日夜间的大气边界层高度异常高值密切相关。上述气压及大气边界层高度异常值的出现使得上风向高浓度O₃被输送至滁州。③此次污染过程的潜在贡献源区主要分布于安徽省东南部、江苏省中西部和浙江省北部等地。上述区域的加权潜在源贡献因子(WPSCF)值大于0.4,加权浓度权重轨迹(WCWT)值超过了100 μg/m³。今后,滁州市在O₃污染防控工作中应加强与上述区域的联防联控。     

Pathways for the oxidation of sarin in urban atmospheres

The nerve agent sarin has recently been deployed by terrorists in a major city. The molecule is volatile and made its way to many victims by passing as vapor through a highly reactive medium. Here we estimate rates and pathways for the removal of gas phase sarin from a generalized urban atmosphere. Only information from the open scientific literature is used. By structure reactivity comparisons with the organophosphorus pesticides, hydroxyl radical hydrogen abstraction may occur in as little as one hour. Decomposition of side chains after hydroxyl attack leads to organic oxygenates which preserve the phosphonofluoridate and so toxicity. The aqueous aerosol surface is contacted in minutes and offers access to a range of dissolved nucleophiles. Substitution displaces the fluoride leaving group, giving safe phosphoric acid analogs. Because of uncertainties in the electron distribution and in aqueous decay mechanisms, the time constants must be viewed as lower limits.     

臭氧对农业生态系统影响的综合评估：以长江三角洲为例

如何评价和预测近地层臭氧(O3)浓度持续升高对作物的影响是污染生态学研究的热点之一.依据改进的开顶式气室(Open-top chamber,OTC)实验资料,建立了我国长江三角洲地区O3与3种典型农作物(水稻、冬小麦和油菜)的剂量-响应(Dose-response)函数,并对该地区2003年作物产量损失进行了综合估算.研究结果表明:1)水稻、冬小麦和油菜3种作物的O3临界水平值分别为7.434、2.280和7.328ppm·h,冬小麦最为敏感;2)O3污染已造成该地区较为严重的产量损失,2003年水稻、冬小麦和油菜分别减产3.04%、17.08%和5.92%,经济损失达到5.76、7.68和2.61亿元.长江三角洲地区高浓度O3污染必须引起足够的重视。     

京津冀与长三角地区氢氯氟碳化物本底特征

基于北京上甸子与浙江临安区域大气本底站2011—2019年氢氯氟碳化物(HCFCs)采样观测数据,开展了京津冀与长三角地区6种HCFCs(HCFC-22、HCFC-141b、HCFC-142b、HCFC-124、HCFC-132b和HCFC-133a)本底特征研究。研究结果表明:临安站HCFCs浓度水平和浓度变率比上甸子站明显更高,尤其是HCFC-133a,其浓度及浓度变率均比上甸子站高1个量级,表明长三角地区HCFCs排放量可能较京津冀地区更大。2个站点HCFCs本底浓度基本一致,差异范围为-6.1%~7.1%。上甸子站本底数据占比为26.4%~69.0%,而临安站本底数据占比不足23%。在《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》的约束下,2个站点多数HCFCs年均浓度呈下降趋势或变化较小。2个站点HCFC-132b浓度相对较低,但2019年相比2018年有明显升高。结合风向进行分析,发现上甸子站HCFC-22、HCFC-141b、HCFC-142b和HCFC-132b高浓度水平主要由西南扇区(北京城区方向)的WSW、SSW及SW方向贡献,而HCFC-124和HCFC-133a在各风向上的浓度和载荷差异较小。临安站HCFC-124高浓度水平主要由SSE和NNE方向贡献,分别对应金华和湖州方向;其他5种HCFCs的高浓度水平主要由东北扇区的ENE方向贡献,对应杭州城区方向。     

臭氧综合指数与臭氧潜势指数的构建与应用

随着社会经济的快速发展,我国臭氧污染日益严重,因此,研发出能定量评估气象条件对臭氧污染影响程度的诊断指数,成为提高和改善气象服务质量的重要任务之一。利用中国大陆地区2018年温度、总云量、风速、风向、相对湿度等气象场数据与臭氧浓度数据,研究臭氧污染敏感气象条件,统计各气象因子分布在不同数值区间时发生臭氧污染事件的相对频率(即分指数),按照分指数最大值和最小值的差值大小进行排序,筛选出10个与臭氧污染密切相关的气象因子,将10个气象因子的分指数进行累加,即得出臭氧综合指数。随后,对各地构建臭氧综合指数时采用的气象要素进行统计,得到出现频率最高的3个气象要素,并参考这些气象要素构建了臭氧潜势指数。分别以臭氧潜势指数和臭氧综合指数对北京市2019年臭氧日最大浓度建立拟合预报模型,结果表明:两类指数的拟合预报值与实测值有着相似的变化趋势;利用臭氧综合指数计算得到的预报值与实测值的相关系数为0.76,优于利用臭氧潜势指数计算得到的预报值与实测值的相关系数(0.64)。     

长沙地区O3污染潜势广义可加模型的季节分异性

基于长沙市2016—2019年臭氧（O₃）浓度的逐时监测资料以及该时段同时次的气象观测数据,首先利用相关性分析和方差膨胀因子相结合的方法排除了相对湿度、太阳辐射、气温、风速、气压之间存在多重共线性问题,进而构建了春、夏、秋、冬四季O₃日最大8 h滑动平均质量浓度（O₃-8 h）与上述气象因子的广义可加模型（GAMs）,分析了O₃污染潜势GAMs模型的季节分异特征。结果表明：①春、夏、秋、冬四季O₃与相对湿度、太阳辐射、气温、风速、气压各变量之间多呈现出非线性关系（自由度大于1）。②春、夏、秋、冬四季多变量GAMs模型方差解释率（IRV）分别为80.7%、60.2%、83.0%、81.4%,调整判定系数R²分别为0.795、0.564、0.819、0.795,即不同季节气象因子在GAMs模型中对O₃的解释能力存在显著差异,秋季最好,冬春季次之,夏季最差。③相对湿度、太阳辐射、气温是决定春、夏、秋、冬四季O₃浓度变化最重要的气象要素,但其重要性排序随季节有所变化,对应的太阳辐射的F统计值分别为140.841、36.606、14.16、46.377,相对湿度的F统计值分别为3.291、4.158、15.82、8.105,气温的F统计值分别为7.030、2.113、15.79、3.340。该结论揭示了气象因子对O₃演化影响的复杂性,并为后续O₃污染潜势的预报奠定了基础。     

2015～2020年济南市O3污染趋势及敏感性变化分析

基于环境空气质量站点监测数据及卫星遥感资料,研究了2015～2020年济南市近地面臭氧(O₃)污染的时空分布特征、变化趋势和前体物生成敏感性.结果表明,2015～2020年济南市O₃浓度呈上升趋势,全年O₃日最大8 h滑动平均值(MDA8)的第90百分位数(即年评价浓度)和4～9月MDA8 O₃浓度年均值分别以4.8μg·(m³·a)^-1和3.8μg·(m³·a)^-1的速率增长;各监测站点间O₃浓度水平差异逐渐缩小,且O₃浓度高值范围进一步扩大,济南市有16.1%和22.6%的监测点年评价值和4～9月MDA8 O₃出现了显著的正趋势(P<0.05),这些监测站点主要位于市区和靠近市区的郊区.卫星遥感监测数据显示2015～2020年4～9月济南市NO₂对流层柱浓度下降20.6%,年下降速率为0.3×10¹⁵     

湖南省臭氧污染基本特征分析及长期趋势变化主控因素识别

近些年来湖南省臭氧(O3)污染程度呈现持续恶化态势,针对该区域O3污染相关研究较为缺乏的现状,基于观测数据对2015～2020年期间湖南省14个地级市O3污染浓度的时空演化特征进行了分析,并利用广义相加模型(GAM)对O3污染长期趋势变化的主控因素进行了识别(气象校正).结果表明,时间上,湖南省区域O3具有明显的日际、...     

我国近地层臭氧污染对水稻和冬小麦产量的影响概述

地表监测数据表明,我国近地层O3污染日趋严重,已对水稻和冬小麦的生长造成严重威胁。为评估O3污染对我国农业生产的风险,综合已有剂量反应实验结果,对我国南北五个地区(北京、定兴、江都、嘉兴、东莞)水稻和冬小麦的O3敏感性进行了比较分析。研究发现:(1)随着实验地区和实验品种的变化,两种作物的O3敏感性存在明显差异,其中,水稻对O3的敏感程度由北到南逐渐增加;(2)两种作物的产量均随O3剂量的增加而降低,且冬小麦的减产程度高于水稻;(3)基于FACE实验得到的作物O3敏感性高于基于OTC实验的研究结果。利用上述研究得到的O3剂量反应方程和O3浓度预测数据,对未来我国水稻和冬小麦的产量损失进行了评估。预计到2020年,我国五个主要作物产地水稻和冬小麦的产量损失范围分别为3.2~28.8%和7.8~36.9%。上述结果表明,O3污染已对我国主要粮食作物的生长造成巨大威胁,且作物品种间存在明显的O3抗性差异,有必要采取有效措施缓解O3浓度的上升,同时,需要利用更科学的实验方法进行O3抗性品种的选育,这对降低O3的农业风险具有重要意义。     

浙江省旅游资源地区差异研究

以浙江省11个地市为单位,以2003年7月~2004年4月完成的全省旅游资源普查所确定的全省所有21 126个旅游资源单体为对象,分别对各地市旅游资源的数量（包括丰度和密度）、品质、组合状况等进行了综合评价及各地市间的横向比较。研究发现,环杭州湾旅游区的资源丰度最高,人文资源极为突出;金衢丽旅游区其次,自然旅游资源占明显优势;温台(温州,台州)沿海旅游区最低,但人文旅游资源与自然旅游资源比较平衡,自然景观相对突出。各地区所在地理区位特征存在一致性,各地市旅游资源丰度与密度的位次排序不一致。密度与丰度相比,位次上升最明显的是舟山、嘉兴、湖州;各地市旅游资源组合优势相对平衡,浙东、浙西南、杭州尤为突出;浙西、浙南、浙东及杭州市旅游资源的整体优势最为明显;环杭州湾旅游区旅游资源地区平均品质最高,温台沿海旅游区次之,金衢丽旅游区最低,且环杭州湾旅游区优良级旅游资源单体最为集中,分布较均衡,温台沿海旅游区则显得很不平衡。