气象因子对臭氧的影响及其在空气质量预报中的应用

为提高重庆市臭氧(O_3)预报准确率,利用2013—2015年5—10月O_3监测数据和气象数据,通过主成分分析、逐步回归分析等方法,确定了影响重庆O_3浓度的主要气象因素为最高温度、温差、太阳辐射、降水量、相对湿度、水气压和压差;通过基于O_3污染水平相似的主要气象控制因子筛选和最优组合的预报结果优化方法,提高了O_3预报准确率,使2016年5—8月O_3的AQI类别预报准确率由57.7%增至72.4%,O_3超标的预报准确率由38%增至46%。     

常州市臭氧污染传输路径和潜在源区

利用NCEP全球再分析资料和HYSPLIT4模式,计算了2013—2015年常州市臭氧(O_3)超标日的气流后向轨迹。结合聚类分析方法和常州市PM2.5、PM10、SO2、NO2、O_3数据,分析了O_3超标日不同类型气团来源对各污染物浓度的影响,并利用引入权重因子后的潜在污染源贡献函数分析了影响常州市O_3超标的潜在污染源区分布特征。结果表明:常州市O_3超标期间易受到东南和西南方向气流影响,其中从东海和黄海途经浙江东北部、上海、江苏南部等地的东南气流占比达50%以上。自内陆途经黄山-湖州-宜兴到常州的气流对应的O_3平均质量浓度最高,为116μg/m3。自山东经枣庄-宿迁-淮安-泰州-苏州-无锡到常州的气流对应的O_3平均质量浓度最低,为78μg/m3,但该气流对应的SO2和NO2平均值为各聚类中的最高。影响常州市O_3的潜在污染源区主要在常州周边200 km以内的区域,且集中在从南京至上海的长江下游沿线区域和杭州湾区域;其中太湖湖区为重点污染源源区之一。O_3超标日影响常州NO2的潜在污染源区主要集中在江苏南部、浙江东北部和上海3个区域,太湖周边的常州、无锡、苏州和湖州等几个临近城市为潜在的重点污染源区。与影响常州O_3的WPSCF高值区相比,影响NO2的高值区分布范围更大、距离更远。影响常州O_3的潜在污染源区分布,与长江三角洲地区人为源大气污染物的高排放区域较为一致,说明长江三角洲地区的O_3污染与本区域的人为源大气污染物排放有着极为密切的关联。     

“Ox增减量”O3人工订正预报方法与应用

为满足环境管理部门"O₃污染过程不漏、AQI类别准确和AQI范围预报准确"的要求,基于大气箱式模型和相似案例分析,引入O_x指标原创性提出"O_x增减量"O₃人工订正预报方法。介绍了该方法的预报思路、预报要点和步骤、历史相似案例库构建与基于大气条件预报的判别分析、方法普适性和局限性等,以期为提高区域、城市O₃业务预报准确率提供技术参考。以东部沿海城市青岛市为研究案例,结果显示,2020年6—9月24 h人工订正AQI类别预报、AQI范围预报准确率分别为91%和68%,比同期业务化运行的WRF-Chem数值模式预报准确率分别提高19%和25%,应用该预报方法可有效提高O₃污染过程预报准确率。     

山西夏季臭氧光化学生成敏感区分布和变化

利用 2013~2022年的 5~8月臭氧检测仪（OMI）的甲醛柱浓度（HCHO）和对流层二氧化氮柱浓度（NO₂）卫星遥感数据,结合地面臭氧（O₃）观测数据,计算了山西 FNR（HCHO/NO₂）的阈值,研究了山西夏季近地面 O₃光化学生成敏感区的分布和变化 .结果表明：①2013~2022年夏季,山西 VOCs敏感区（FNR < 2.3）明显缩小,VOCs-NO_x过渡区（FNR介于 2.3~4.1）先增后减,NO_x敏感区（FNR > 4.1）显著扩张;②2013~2019年夏季,HCHO柱浓度上升与对流层 NO₂柱浓度下降,共同导致 FNR上升,2016年起山西总体处于 NO_x敏感区,但 NO_x减排的进程中城市区域由 VOCs敏感区逐渐向 VOCs-NO_x过渡区转变,导致 O₃污染加重且普遍存在;2020~2022年,HCHO与 NO₂协同下降,O₃浓度有所降低 .③2022年夏季,临汾和运城出现了 O“3周末效应”的反转,其余 9个城市仍存在 O“3周末效应”,O“3周末效应”并不完全取决于前体物排放的变化,还与 O₃光化学生成敏感性密切相关 .山西 O₃污染治理需NO_x和 VOCs协同减排,此外太原、阳泉、运城、晋城应继续深入推进 NO_x减排 .     

2019~2021年河南省区域背景臭氧浓度估算

厘清臭氧（O₃）区域传输和本地生成贡献对控制O₃污染有重要意义.为量化区域背景O₃浓度及其时空变化,采用包括主成分分析（PCA）和TCEQ法在内的多种方法,以河南省为案例进行了综合研究.基于2019~2021年河南省59个国控站监测数据,使用4种方法估算区域背景O₃浓度.方法1是传统方法,进行O₃单变量-多站点的PCA分析.方法2使用二氧化氮和气象参数作为约束条件,进行多变量-单站点的PCA分析.方法3将PCA和多元线性回归（MLR）结合,借鉴源解析思想,确定区域背景贡献.方法4为TCEQ法,将观测的最低O₃-8h浓度作为区域背景.结果表明,方法1和方法2估算的区域背景ρ（O₃-8h）基本相等,方法3和方法4估算的浓度比方法1低约37~60 μg·m^-3. 2019~2021年,方法1~4估算的区域背景ρ（O₃-8h）变化分别为1.6、 -13.4、 5.9和-3.5 μg·m^-3.多种方法平均估算结果表明,2019~2021年河南省区域背景ρ（O₃-8h）分别为82.0、 79.0和79.7 μg·m^-3,分别占区域O₃-8h总量的75.9%、 76.4%和78.7%. 4种方法估算的区域背景O₃都有明显的季节变化,呈夏季 >春季 >秋季 >冬季的特征.     

2017~2022年环渤海地区代表性城市臭氧时空分布特征及气象条件的影响

近年来环渤海地区城市环境空气臭氧（O₃）污染问题引起广泛关注.在对2017~2022年环渤海地区代表性城市东营市O₃浓度时空分布特征进行分析的基础上,评估了气象因素及海陆风环流对O₃浓度的影响.结果表明：①2017~2022年,东营市O₃年评价值呈波动上升趋势,以O₃为首要污染物的污染天数增加. O₃污染主要出现在春夏秋三季,其中5~6月最为严重,且O₃污染季持续时间变长. O₃浓度日最大8 h滑动平均值（MDA8 O₃）的月际变化呈双峰分布,第5和25百分位数增加明显,空间分布呈现“南北高,中部低”的特征.此外,近年来东营市夜间O₃浓度也表现出明显增加的趋势. ②气象因素对东营市O₃浓度变化有较大影响.在温度 > 30℃、相对湿度 < 50%、风向为西南偏南或东北偏东时易出现O₃高值.研究期间东营市气象因素贡献了MDA8 O₃变化的30%;在O₃中度污染与重度污染的情况下,气象因素对MDA8 O₃变化的贡献率可高达40%. ③海陆风对O₃超标日的发生具有一定贡献.海陆风日午后O₃浓度比非海陆风日高20 μg·m^-3左右.在O₃中度及重度污染日,海陆风日10：00~16：00的O₃浓度比非海陆风日O₃浓度高,且20：00~23：00 O₃浓度也处于较高水平.可见海陆风能够显著影响沿海地区城市O₃浓度,为该地区的O₃污染防控带来极大的挑战.建议未来环渤海地区城市进一步加强区域O₃污染联防联控联治,加大氮氧化物和挥发性有机物的减排力度,以减少陆风气团中污染物浓度,从而降低海风气团对环渤海地区城市空气质量的影响.     

基于卫星观测的青海高原对流层臭氧时空分布特征研究

基于OMI-MLS对流层臭氧总量数据集对2005—2019年青海高原对流层大气臭氧总量进行提取分析,探讨其时空分布格局及气象因子的影响.结果表明：①OMI-MLS对流层臭氧总量数据在青海高原的适用性良好.③海高原的多年平均对流层臭氧总量分布整体呈东北高西南低的态势,受地形和大气环流形势影响较大.海东市的对流层臭氧总量最高,其次是西宁市、格尔木市、德令哈市,玉树市的对流层臭氧总量最低.对流层臭氧总量月变化在一定程度上表现为"倒V"型特点：峰值位于6—7月,谷值位于1月,与气温变化密切相关.对流层臭氧总量季节变化明显,空间异质性强,夏季最高,春季、秋季次之,冬季最低.③近15年青海高原对流层臭氧总量呈显著增加趋势,年平均增加速率为0.22 DU,4个季节的对流层臭氧总量均呈波动上升趋势,冬季的对流层臭氧总量增加速率最快,其次是春季、夏季,秋季增加速率较慢.④影响青海高原对流层大气臭氧总量的主要气象因子是气温和降水,而次要因子表现略有不同.     

被动采样监测珠江三角洲NOx、SO2和O3的空间分布特征

为获得珠江三角洲区域污染特征,采用被动扩散采样技术,在珠江三角洲200 km×200 km网格区域内测量11月两周暴露的NO2、SO2和O3浓度水平,采用克里格空间插值法(Kriging)获取NOx、SO2和O3的空间分布特征,并与源清单和已有模型结果比对.采用反向轨迹方法模拟了O3的输送途径.结果表明,采样期间珠江三...     

饮用水中消毒副产物的消减措施

为了去除水中的病毒和细菌等有毒物质,在饮用水中添加氯是最常用的一种消毒方法.但是由于加入的氯会与水中的天然有机物(NOM)反应,产生包括三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)在内的各种氯化消毒副产物.这些消毒副产物的去除对饮用水的安全是一个值得关注的问题.     

非热等离子体与催化相结合去除气相低浓度苯系物

利用串齿线-简体构成的等离子体反应器,研究了非热等离子体及其与Pt/Al2O3或Mn/Al2O3催化剂组合作用下的苯系物转化率、COx产率和O3生成情况.结果表明.苯系物转化率排序为对二甲苯＞甲苯＞苯.产生非热等离子体的放电区后接Pt/Al2O3或Mn/Al2O3催化剂可提高苯系物的转化率,并使达到相同转化率所对应的电压降低1～2kV,等离子体与催化剂之间表现出明显的协同效应.非热等离子体放电与Pt/Al2O3或Mn/Al2O3催化剂组合后也有利于苯系物向COx转化及去除放电产生的O3,可使最大COx产率从80%分别提高到86%和100%,而反应器出口的最大O3浓度则从707mg·m-3分别降至339mg·dm-3和39mg·dm-3.经过等离子体反应器、催化剂以及两者组合方式的优化,等离子体放电协同Mn/Al2O3催化剂工艺有望成为处理气相低浓度有机物的实用方法.