Seasonal variation and sources of derivatized phenols in atmospheric fine particulate matter in North China Plain

Qualitative and quantitative analyses of derivatized phenols in Beijing and in Xinglong were performed from 2016 to 2017 using gas chromatography-mass spectrometry.The results showed substantially more severe pollution in Beijing.Of the 14 compounds detected,the total average concentration was 100 ng/m~3 in Beijing,compared with 11.6 ng/m~3 in Xinglong.More specifically,concentration of nitro-aromatic compounds(NACs)(81.9 ng/m~3 in Beijing and 8.49 ng/m3 in Xinglong) was the highest,followed by aromatic acids(14.6 ng/m~3 in Beijing and 2.42 ng/m~3 in Xinglong) and aromatic aldehydes(3.62 ng/m~3 in Beijing and 0.681 ng/m~3 in Xinglong).In terms of seasonal variation,the highest concentrations were found for 4-nitrocatechol in winter in Beijing(79.1±63.9 ng/m~3) and 4-nitrophenol in winter in Xinglong(9.72±8.94 ng/m~3).The analysis also revealed diurnal variations across different seasons.Most compounds presented higher concentrations at night in winter because of the decreased boundary layer height and increased heating intensity.While some presented higher levels during the day,which attributed to the photo-oxidation process for summer and more biomass burning activities for autumn.Higher concentrations appeared in winter and autumn than in spring and summer,which resulted from more coal combustions and adverse meteorological conditions.The significant correlations among NACs indicated similar sources of pollution.Higher correlations presented within each subgroup than those between the subgroups.Good correlations between levoglucosan and nitrophenols,nitrocatechols,nitro salicylic acids,with correlation coefficients(r) of 0.66,0.69 and 0.69,respectively,indicating an important role of biomass burning among primary sources.     

2016~2017年长荡湖流域河湖系统营养盐时空分布机制分析

以江苏省常州市长荡湖流域河湖系统为研究对象,基于野外监测与室内分析,探讨了水体氮、磷等营养盐的时空分布特征及其影响因素.结果表明,2016~2017年长荡湖流域河湖系统氮、磷污染突出,河流TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP和Chla平均质量浓度和高锰酸盐指数分别为（3.70±0.76）mg ·L^-1、（1.81±0.42）mg ·L^-1、（1.03±0.61）mg ·L^-1、（0.38±0.31）mg ·L^-1、（25.74±37.00）μg ·L^-1和（6.35±0.81）mg ·L^-1.河流总氮污染季节差异明显,表现为冬、春季劣于夏、秋季,河流总磷污染表现为秋、冬季劣于春、夏季,空间差异表现为北 > 西北 > 南 > 东部,河流处于中~高度富营养化状态.湖区TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP和Chla平均质量浓度和高锰酸盐指数分别为（2.25±0.94）mg ·L^-1、（0.98±0.47）mg ·L^-1、（0.19±0.14）mg ·L^-1、（0.11±0.03）mg ·L^-1、（18.71±8.76）μg ·L^-1和（4.59±1.09）mg ·L^-1,氮、磷质量浓度均超过Ⅲ类水标准,在空间上表现为从西部向东、南部降低的趋势,湖区处于轻~中度富营养状态.丹金溧漕河、通济河与薛埠河等河流是长荡湖流域河湖水系的主要污染物输送通道,丹金溧漕河干流输送氮、磷年通量最大,约为通济河和薛埠河年通量总和的10~12倍.长荡湖流域河流氮、磷污染同时受到农业面源污染物流失与城镇污水排放的影响.土地利用方式转变和大气沉降是导致长荡湖流域河湖系统氮、磷污染加剧的重要驱动因素.     

厦门市船舶控制区大气污染物排放清单与污染特征

以船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)数据,结合大量厦门港口实地调查信息,采用自下而上的动力法对在控制区内航行的船舶进行逐艘计算,得出2018年厦门市船舶控制区大气污染物排放清单,并详细分析了其污染物排放特征及时空分布.结果表明, 2018年厦门市船舶控制区内船舶污染物排放总量共16 413 t,其中进出港船舶污染物排放占82.2%,未进港船舶占17.8%,各污染物中以NO_x的排放量最大,占比达64.2%,不同航行状态下污染物排放量的顺序为停泊巡航低速巡航机动操控锚泊,控制区内船舶的主要污染来源于货船,并以集装箱船的污染物排放量为最大; 1 d中09:00～16:00处于船舶污染物排放高峰期,1 a中以2月的排放量为最低, 3月和5月出现排放峰值;空间特征上各污染物排放高值主要分布于主航道和港区海岸线.     

2005—2015年中国及境内典型城市群甲醛柱浓度时空变化及影响因子分析

基于2005—2015年OMI反演的甲醛柱浓度月均数据,对中国及境内典型城市群甲醛柱浓度时空变化及影响因子进行了分析.结果发现,甲醛柱浓度高值区集中在京津冀中南部、山东西部、河南北部、江浙沪、珠三角、湖北东部、湖南东部、广西、四川与重庆交界.2005—2015年中国甲醛柱浓度总体呈上升趋势,其中,京津冀地区增长趋势最明显,江浙沪地区呈略微下降趋势.中国、京津冀及江浙沪地区夏季甲醛柱浓度明显高于其余3个季节,呈明显的周期性变化;2005—2015年中国4个季节甲醛柱浓度均呈增加趋势,京津冀地区除夏季外其余3个季节也呈增加趋势,江浙沪和珠三角地区各季节甲醛柱浓度变化趋势不一致.近11年,中国、京津冀和江浙沪地区7月甲醛柱浓度最高,珠三角地区9月甲醛柱浓度最高.京津冀和江浙沪地区甲醛柱浓度月最高值和月最低值之间的差异大于珠三角地区.中国、京津冀、江浙沪和珠三角地区近11年秸秆焚烧与相应甲醛柱浓度呈明显正相关,相关系数为0.84~1.00,表明秸秆焚烧是影响近11年甲醛柱浓度变化的重要因子.尽管有些区域季节温度与相应甲醛柱浓度呈负相关,但温度总体也是影响中国及这3个典型城市群甲醛柱浓度变化的另一个重要因子,京津冀地区尤其明显.月平均温度与相应甲醛柱浓度的相关系数为0.52~0.85.人口、民用汽车保有量和国内生产总值与中国、京津冀、江浙沪和珠三角地区相应甲醛柱浓度相关系数均低于0.60.影响因子分析结果暗示控制秸秆焚烧和减少温室效应是降低我国甲醛柱浓度的重要途径.     

环境规制对碳排放时空格局演变的作用路径研究——基于东北三省地级市实证分析

基于2005-2016年东北三省36个地级市面板数据,定性分析环境规制与碳排放的时空格局演变特征,并利用中介效应分析法定量研究环境规制对碳排放的影响及作用路径。结果表明：（1）从各城市对比来看,环境规制强度呈现出明显的市域差异,碳排放量呈先增加后减小态势。（2）从空间格局来看,环境规制强度呈现由北向南逐渐增强的态势,区域间差异逐渐增大。环境规制的高水平类型分布集中,城市数量最多;低水平类型均位于黑龙江省北部,城市数量最少。碳排放量的高水平类型集中分布在辽东半岛以及大庆市和吉林市等石油型、冶金型城市,低水平类型城市数量呈波动增加,主要分布在东北北部,且向南逐渐扩散。（3）东北三省严格的环境规制不仅直接抑制碳排放,也可以通过优化产业结构和精简粗放投资间接抑制碳排放,地方政府竞争则会减弱环境规制对碳排放的抑制效应。     

广西PM2.5时空分布特征及污染天气类型

研究区域ρ（PM_2.5）的时空分布特征和污染天气类型的关系是开展大气污染防治和空气质量预报预警的关键支撑技术之一.基于2015—2016年广西14个城市环境空气质量日监测数据和相关气象资料,分析了2015—2016年广西空气质量概况和污染的基本特征,采用EOF（经验正交函数）分析和后向轨迹聚类分析方法表征了广西ρ（PM_2.5）时空分布模态,统计了广西两年间24次区域范围（3个及以上连片城市）大气轻度及以上污染过程,分析了不同污染过程的天气类型和空气质量变化特点.结果表明:PM_2.5是广西大气污染首要污染物,ρ（PM_2.5）年均值呈北高南低的区域特征,月际变化基本呈正V字型分布;EOF分析和后向轨迹聚类分析显示,广西ρ（PM_2.5）的时空结构主要有3种模态,其方差贡献率分别为78.9%、5.7%和3.7%,基本反映了广西ρ（PM_2.5）变化的时空模态的主要特征,桂林和玉林两年间的后向轨迹聚类很好地解释了第二和第三模态的南北浓度和东西浓度异常反相位分布特征;广西14个城市两年间PM_2.5区域性污染天气类型主要有10种,其中污染天气类型中占比较大的是弱冷高压脊型（24.4%）、均压场型（20.2%）、高压后部型（16.1%）和高压后部配合西南暖低压型（8.5%）,是引发广西大范围大气污染的典型天气类型.研究显示,广西大气污染具有地域性、季节性和南北输送特征,污染过程的天气形势变化具有一定规律性.      

抚仙湖硅藻群落的时空变化特征及其与水环境的关系

抚仙湖是我国重要的深水型淡水湖泊且水体水质总体处于I类水平,近年来在流域开发、全球变暖等影响下其生态环境功能呈现退化的趋势,需要对湖泊生物的群落组成、分布模式及其驱动因子进行系统评价.本研究于2015年选取抚仙湖的南、中、北湖区共3个采样点开展了表层水体硅藻群落和水环境特征的逐月分析.样品中共发现硅藻31个属、166个种且以浮游类型为主,其中云南特有硅藻种Cyclotella rhomboideo-elliptica基本消失.硅藻群落结构的逐月变化在3个采样点中均呈现明显的季节演替特征,其中1、2月优势种主要为Fragilaria crotonensis,3月优势种为Aulacoseira granulata,4月C.ocellata与F.crotonensis同为优势种,而在其余月硅藻群落结构较为单一且优势物种皆为C.ocellata(相对丰度占~80%).而空间尺度上,硅藻优势属种分布和群落结构具有较高的一致性.主成分分析显示,不同湖区的硅藻群落结构组成和水体环境在时间尺度上存在较大差异,而在空间尺度上差异较小;冗余分析和变差分解等分析结果进一步表明,影响群落结构时空变化的主要驱动因子是气象与物理因子(包括水温、风速和透明度),共解释了硅藻群落变率的27.6%,表明了该深水湖泊水体热力分层的厚度与持续时间是影响硅藻群落构建的重要过程.同时,湖泊营养水平与水体离子浓度也对硅藻群落结构产生了明显影响,分别解释了硅藻群落变率的21.2%和9.4%.因此,持续的区域变暖和流域开发明显影响了抚仙湖的生物群落构建与生态系统健康,对抚仙湖的生态保护不仅需要控制营养盐等流域污染物的输入,同时应该积极应对气候变化的长期影响.     

武水河水质时空分布特征及污染成因的解析

运用主成分分析和聚类分析方法,对2013—2015年武水河流域7个监测断面的11个水质指标数据进行分析,揭示武水河水质时空分布差异性,辨识主要污染因子,解析污染成因.2013—2015年,流域水质整体较好,尚存在不达标断面.长河水库和黄岑水库出现NH_3-N超标现象,岑水桥和芙安河老桥断面出现重金属As超标现象,但NH_3-N和As浓度趋于降低.武水河流域监测断面水质由高到低的顺序为:水库断面支流断面干流断面.2013年,流域主要污染因子为NH_3-N、TN和As,主要源自农业面源污染和工业污染;2014年,流域主要污染因子为COD_(Mn)、NH_3-N、TP,主要源于生活污水和工业污染;2015年,流域主要污染因子为BOD_5、粪大肠杆菌、pH,主要来源生活污水和畜禽养殖.因此,流域内工业污染和农业面源污染对水质的影响逐年降低,生活污水和畜禽养殖对水质的影响逐年增大.流域内通过建设污水处理厂,实施重金属综合治理等项目,减少污染物排放,改善流域水环境质量.     

浙北地区PM2.5中多环芳烃特征

为了研究浙北地区PM_2.5中多环芳烃（PAHs）的季节性变化和它们的来源,于2014年11月~2015年11月收集了杭州和宁波2个城市中4个采样点的PM_2.5样品,利用气-质联用仪测定了17种PAHs浓度.结果表明,∑PAHs年平均浓度范围为24.1~51.9ng/m³,平均值为（35.5 ±12.3） ng/m³.2~3环PAHs在PM_2.5中的浓度较低（<1ng/m³）,而4~6环PAHs占总PAHs的77.0%.∑PAHs的浓度与PM_2.5呈相似的季节性变化特征,冬季浓度最高而夏季最低.惹烯作为软木燃烧的示踪物,冬季的浓度是夏季的4倍,表明在冬季软木燃烧的排放和对PM_2.5的贡献都有所增加.除了夏季的2个城区站点,其它季节和站点∑PAHs浓度和PM_2.5呈现一定的正相关性.特征PAHs比值显示,浙北地区气溶胶相关的多环芳烃主要来自燃烧和热解排放,如生物质燃烧和煤燃烧,而交通排放和石油挥发源的影响不大.     

Dynamics of major air pollutants from crop residue burning in mainland China, 2000–2014

Based on satellite image data and China's Statistical Yearbooks(2000 to 2014), we estimated the total mass of crop residue burned, and the proportion of residue burned in the field vs.indoors as domestic fuel. The total emissions of various pollutants from the burning of crop residue were estimated for 2000-2014 using the emission factor method. The results indicate that the total amount of crop residue and average burned mass were 8690.9 Tg and4914.6 Tg, respectively. The total amount of emitted pollutants including CO_2, CO, NOx,VOCs, PM_(2.5), OC(organic carbon), EC(element carbon) and TC(total carbon) were 4212.4–8440.9 Tg, 192.8–579.4 Tg, 4.8–19.4 Tg, 18.6–61.3 Tg, 18.8–49.7 Tg, 6.7–31.3 Tg, 2.3–4.7 Tg, and8.5–34.1 Tg, respectively. The emissions of pollutants released from crop residue burning were found to be spatially variable, with the burning of crop residue mainly occurring in Northeast, North and South China. In addition, pollutant emissions per unit area(10 km ×10 km) were mostly concentrated in the central and eastern regions of China. Emissions of CO_2, NOx, VOCs, OC and TC were mainly from rice straw burning, while burning of corn and wheat residues contributed most to emissions of CO, PM_(2.5) and EC. The increased ratio of PM_(2.5) emissions from crop residue burning to the total emitted from industry during the study period is attributed to the implementation of strict emissions management policies in Chinese industry. This study also provides baseline data for assessment of the regional atmospheric environment.