上海夏季臭氧生成机制时空变化特征及其影响因素研究

上海的臭氧污染呈逐年加重的趋势,深入了解臭氧的生成机制及其时空变化特征是采取科学有效防控措施的前提条件.本研究应用长三角地区最新的臭氧前体物排放清单和本地化WRF/Modified SMOKE/CMAQ数值模型系统,对2017年8月1—9日上海市一次持续性臭氧污染事件进行了模拟研究.同时,在重现臭氧浓度变化趋势的基础上,针对一系列前体物防控措施及其对臭氧峰值浓度的影响开展了敏感性实验,建立了上海夏季臭氧污染爆发时段各区域臭氧及其前体物的非线性响应关系.研究表明,此次臭氧污染事件中上海市臭氧污染机制具有显著的时空变化特征,时间方面,上海市整体臭氧生成机制由NO_x控制经过渡区转变为VOCs控制;空间方面,上海北部及西部多处于NO_x控制,南部为过渡区,中部及东部则以VOCs控制为主,且大尺度环流是导致其时空变化的主要原因.当上海受大陆低压控制盛行偏南风时,区域传输以VOCs为主,臭氧的防控应侧重于NO_x减排;当上海受副高边缘控制主要吹偏北风时,区域传输以NO_x为主,臭氧的防控应侧重于VOCs减排;当上海受弱高压脊控制背景风微弱,区域传输不显著时,臭氧防控的重点应以VOCs和NO_x协同控制为主.在目前的预报技术下,大尺度环流特征通常可以提前48～72 h进行准确预报,因此,可以根据大尺度环流预报结果及时调整本地防控策略,以达到在不同污染特征下臭氧削峰的最大化效果.     

上海市区降水径流磷的负荷空间分布

选择城市降水径流，采用实地降水径流的样品、室内化学分析相结合的方法，研究了上海市区降水径流中营养元素P的负荷及其地区分布特征。研究结果表明，城市降水径流中P具有较高的含量水平，其DOP、DIP和TP的均值含量分别为0．136、0．177和0．313mg/L。从城市降水径流中P负荷的空间分布来看、除农业区P含量较低外，其他功能区P含量普遍较高，其中居住区TP含量最高，达0．487mg/L。此外，新老居住区P含量也存在明显差异，前者远小于后者。     

上海环保热线车辆指挥调度系统建设方案

为了强化环保部门的执法力度，上海市设计和建立了一个以GIS、GPS技术为核心的车辆指挥调度计算机系统。文章概述了GIS、GPS的基本特点，介绍了整个车辆指挥调度系统，包括其流程、软硬件等。通过车辆指挥调度系统可以接受GPS数据、在地图上显示车辆位置、处理GPS错误信号、按条件调度车辆，以便及时处理环境保护应急事件。     

近2年上海市夏季降水地球化学特征研究

在连续监测采样分析基础上运用相关性分析、主成分分析、海盐示踪法和HYSPLIT模型,分析了上海市2008年和2009年夏季降水主要成分的化学特征、来源及酸性降水的成因.近2年夏季降水中,pH平均值分别为4.72和4.68,酸雨频率分别为53.30%和63.30%;离子浓度的大小顺序为SO24-NH 4+NO 3-Cl-Ca2+Na+Mg2+K+,其中SO42-、NH 4+、NO 3-等二次组分在降水中占有较高比例,三者之和分别占降水中离子总量的55.01%和65.97%,表明上海市大气环境中二次污染比较突出;SO42-/NO 3-的当量比分别为3.19和2.13,表明该市夏季酸性降水类型为硫酸和硝酸复合型;可溶性有机碳(DOC)含量变化范围为1.36～10.69 mg/L,平均含量为2.44 mg/L;NH 4+同SO24-(r=0.81)、NO 3-(r=0.58)的相关性分别大于Ca2+同SO24-(r=0.72)、NO 3-(r=0.57)的相关性,且NH 4+/Ca2+的当量比分别为1.31和2.49,说明NH 4+对夏季降水酸性的中和作用大于Ca2+;夏季降水中,SO42-、NH 4+、NO 3-、K+、Ca2+主要是陆源物质输入,Mg2+、Cl-两者海、陆源物质都有贡献且陆源贡献大于海源.后向轨迹分析表明上海市夏季酸性降水不仅与局地污染源有关,还与来自其西南方向的远距离污染物质输入有关.     

上海地表灰尘重金属污染的健康风险评价

对上海中心城区文教区、居民区和城市广场等儿童日常活动区域代表样点进行定期采样,共采集48个地表灰尘样品,应用美国EPA人体暴露风险评价方法对地表灰尘重金属进行健康风险评价.结果表明,研究区域地表灰尘重金属污染较为严重,Zn、Pb、Cu和Cd平均值分别为上海市土壤背景值的6~8倍,Cr和Ni超出2~3倍.暴露模型计算表明,重金属慢性每日平均暴露量为手-口接触摄入量＞皮肤吸收量＞吸入空气量,经手-口接触行为直接摄入是儿童地表灰尘暴露风险的主要途径.重金属非致癌风险Pb＞Cr＞Ni＞Cu＞Zn＞Cd,均小于非致癌风险阈值1,对人体不会造成健康危害;致癌重金属致癌风险Cr＞Ni＞Cd,均低于癌症风险阈值,表明不具有致癌风险.     

上海河道浮游植物群落结构时空变化特征及影响因素分析

为探究上海河道浮游植物群落结构时空变化特征及影响因素,于2018年9～10月(秋季)和2019年7～8月(夏季)对上海中心城区、新城镇和农村地区河道总计44个样点的水环境和浮游植物群落结构进行调查.结果表明:①秋季和夏季浮游植物种类均以绿藻门为主,其次为蓝藻和硅藻;浮游植物密度以蓝藻占据绝对优势;浮游植物种类和密度均是夏季秋季,分别高出24%和2.77倍,硅藻门种类略微上升,而裸藻门种类稍微下降;秋季微囊藻(Microcystis sp.)优势度明显(Y=0.16),而夏季则无占绝对优势的优势种.②各地区浮游植物种数无明显变化;浮游植物密度和蓝藻门密度均呈现农村新城镇中心城区的规律,秋季3个地区的浮游植物密度无显著差异(P0.05),而在夏季农村所有浮游植物和蓝藻门密度显著高于中心城区(P0.05),分别高出1.82和1.93倍.③蒙特卡洛检验结果表明,影响秋季和夏季浮游植物群落结构的主要因子分别为透明度(SD)、总磷(TP)、总氮(TN)、浊度(Turb)和TN、 Turb、 SD、 pH.冗余分析(RDA)结果表明,秋季新城镇河道浮游植物群落结构主要受Turb、 TN和TP的影响,农村河道则主要受SD的影响,而夏季新城镇和农村河道浮游植物均主要受TN、 Turb的影响.两次调查时中心城区浮游植物的影响因素均较为复杂.     

上海市光化学污染期间挥发性有机物的组成特征及其对臭氧生成的影响研究

光化学污染导致的高浓度臭氧(O3)是上海面临的重要大气污染问题.本研究分别选取了市区(徐汇)、城郊(青浦)和郊区(南汇)3个典型地区在夏季光化学污染易发季节开展了O3及其前体物挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NOx)的观测,结合光化学箱模型研究探讨了O3生成的主控污染物.研究表明,不同地区O3污染呈现较强的同步性,日最大浓度也比较接近;但南汇郊区由于受机动车排放影响较小,NOx浓度显著低于其他两个地区,导致该地区O3浓度日变化曲线相对平缓,夜间O3浓度也维持在较高水平.大气VOCs浓度较高时,往往伴随高浓度的O3;3个地区VOCs浓度和组成差异明显,就VOCs浓度而言,徐汇青浦南汇;浓度贡献最主要的物种为甲苯、C2~C3的烷烃和烯烃、丙酮以及辛烷;而C7~C10芳香烃、C3~C4的烯烃、异戊二烯以及乙醛是上海大气臭氧生成潜势贡献最大的VOCs类物质.3个地区O3的生成主要受人为排放的二甲苯类和C3~C4烯烃类物质控制;对于徐汇,只控制NOx会导致O3浓度升高,而南汇郊区O3的生成对NOx排放不敏感.     

黄浦江上游水源地水环境演变规律及其影响因素研究

黄浦江上游是上海市最主要的饮用水源地,近年来虽然保护力度不断加大,但水源水质并未得到显著改善。该文通过对近17年黄浦江上游水质监测数据的深入分析,系统探讨了松浦大桥取水口及其上游来水水系水质的空间分异和年际变化规律;并从周边区域发展与江浙来水水质、城市化进程与人口规模、当地经济发展与点源污染、土地利用方式与非点源污染角度诊断当前影响黄浦江上游水源地水环境质量的主要因素;最后从土地利用方式、产业结构调整、经济政策调控、流域环境管理等方面初步构建了黄浦江上游水源地保护的战略方案.     

上海市微小颗粒物污染现状调查与分析

对上海市PM2.5的污染现状进行了调查与分析，在2000～2001年间对上海市7个采样点的PM2.5进行了样品采集，初步得到了上海市PM2.5浓度的时间变化规律。全市7个监测点的PM2.5年平均浓度值为60．1μg／m^3，其中市区6个监测点PM2.5的年平均浓度位为65．2μg／m^3，清洁对照点南汇监测点PM2.5的年平均浓度值为41．3μg／m^3；市区冬季的PM2.5月平均浓度值最高，达到80．2μg／m^3,夏季的PM2．5月平均浓度值最低，为35．9μg／m^3，春季和秋季的月平均浓度值分别为72．6μg／m^3，70．4μg／m^3。上海的年平均PM2.5浓度值与美国的标准值(15μg／m^3)相比，超标情况是相当严重的。     

上海地区大气降水中氢氧同位素特征及其环境意义

本研究基于上海地区2016年9月～2017年8月期间采集的大气降水样品,测定并分析了雨水中δD、δ¹⁸O和δ¹⁷O特征,进一步探索氘盈余（d值）和¹⁷O盈余的环境意义。结果显示：（1）降水同位素年内变化明显,δD、δ¹⁸O和δ¹⁷O同位素比值冬春偏重、夏秋偏轻,单次降水过程中同位素呈不断贫化的趋势;（2）δ¹⁸O存在降雨量效应和反温度效应：大气降水线方程、d值显示上海地区气候整体温和湿润,蒸发作用相对较小;冬春季降水较少,相对湿度较小,同位素较富集;夏秋季降水较多,相对湿度较高,同位素较为贫化;（3）综合分析¹⁷O盈余,发现上海地区大汽降水的水汽处于从海洋向陆地转移的过程当中,在运移过程中受到沿途陆表蒸发,且雨季的大气降水来源主要为海洋气团,干季主要来源于内陆,以本地蒸发为主。