广州市2022年臭氧污染特征与成因分析

选取2022年O_(3)及其前体物观测数据、气象观测数据和ERA5再分析数据,结合基于观测的模型(OBM)和后向轨迹模型,分析了2022年广州市O_(3)污染特征,识别了O_(3)生成控制区及关键敏感型物种,并从O_(3)前体物排放、气象条件和区域传输3个方面开展了O_(3)污染成因分析.结果表明:广州市O_(3)生成以VOCs控制和NO_(x)-VOCs协同控制为主,现阶段VOCs和NO_(x)减排比例应不低于1:1;O_(3)生成对含氧VOCs最为敏感,其次是植物源VOCs(BVOCs)、烯烃、芳香烃和烷烃;2022年广州市O_(3)前体物NO_(x)和VOCs浓度同比下降14.7%和30.4%,但副高强盛、台风外围环流影响频繁叠加强辐射、高温、低湿等不利气象条件和区域传输抵消了广州市本地前体物减排的成效,造成O_(3)浓度上升,其中典型O_(3)污染过程(2022年9月16~22日)气流轨迹由西北、西南方向气团转变为东和东南方向气团,易受到来自周边城市区域传输影响.建议下一步持续推动NO_(x)减排,促进O_(3)对NO_(x)敏感性向正敏感性的转变,同时积极构建区域联防联控机制,降低区域传输贡献.

激光小角散射数字化自动测量系统设计

在利用激光小角散射对高聚物特性进行研究时,为了能对系统参数进行自动调节和读取,设计了一个基于AT89C55的激光小角散射数字化测量系统;在激光小角散射原理基础上,利用AT89C55并结合上位机软件构建了一个系统参数自动调节和读取的软硬件平台;实现了系统调节、参数读取和测量的自动化,数据存储和管理方便;系统性能可靠,满足了工业应用和科学研究中对激光小角散射系统的自动化要求。

广州市非污染天PM_(2.5)高值期硫酸盐分布特征及成因

于2022年9月在线监测广州市气象条件、气态污染物、水溶性离子、重金属、有机碳(OC)、元素碳(EC)及单颗粒,探究广州市非污染天PM_(2.5)高值期硫酸盐变化特征及成因。结果表明,PM_(2.5)浓度在2022年5月、7月、9月和10月比2021年同期增长,其中9月增长达40.9%,同时伴随O_(3)浓度高值,O_(3)污染持续达18 d。采样期间共发生3次PM_(2.5)增长过程,硫酸盐是PM_(2.5)高值期增加最多的组分,硫酸盐浓度增量约占PM_(2.5)增量的25%,其次是OC、硝酸盐和铵盐。高相对湿度和高浓度O_(3)环境有利于SO_(2)转化,PM_(2.5)高值期硫氧化率(SOR=0.437)显著比低值期(SOR=0.334)高。含硫酸盐颗粒的主要类型为K-rich、EC和OC,其次为K-OC、K-Na和Fe。其中,EC和Fe类颗粒在PM_(2.5)高值期对硫酸盐形成有明显促进作用。该研究结果有助于进一步认识非污染天PM_(2.5)浓度增加的成因和硫酸盐形成机制。

新型小角激光散射图像采集仪研究及实现

小角激光散射是一种有效的测量高聚物球晶半径的方法.传统SALS图像采集方法复杂、不易调节,图像质量不够理想。数字成像技术提供了很好的替代手段,但目前主要采用CCD摄像机直接采集散射图像,它的成本较高,操作和处理不够灵活。利用CMOS成像技术采集散射光在毛玻璃上所成的像,能使图像采集的硬件成本大为降低而且操作方便,简化了SALS图像数据采集和后期处理。

广州市臭氧及其前体物监测系统研究与应用

通过利用近地面在线监测、塔基点式梯度在线监测、地基雷达遥感在线监测等技术方法构建臭氧浓度立体在线监测系统,并将其应用于对臭氧浓度分布、传输及变化的分析研究。结合臭氧前体物挥发性有机物(VOCs)监测现状,研究开展VOCs离线监测,完善VOCs在线监测体系,并将其应用于对广州市VOCs组分的分区分时段监测。上述监测系统业务化应用于广州市臭氧污染分布的长期监测,可为开展臭氧来源解析提供基础性的监测平台。

对空气质量实时发布站点的监控研究

结合广州市环境监测中心站空气质量实时发布工作的实践,开展对发布站点的监控研究。在数据一致性、异常数据和数据质量等方面对发布站点实施监控,并使用实时通讯技术和云技术,建立网络化信息平台,有效识别发布站点的异常问题并及时响应,提高了实时发布数据的可靠性和有效率,保障了发布站点的稳定运行。

"空气质量自动监测综合示范站建设及管理

广州市环境监测中心站空气质量监测综合示范站于2008年开始建设,并于2009年建设完成并投入运行。根据四年多的工作实践,介绍了综合示范站建设以及站内数据采集系统、仪器运行、运行质量三个方面的管理,旨在为相关技术人员和管理人员提供建设和管理方面的借鉴,以期为综合示范站的稳定运行和数据性可靠提供保障。

广州市港口环境空气自动监测的构建及实现

在广州黄埔老港区周边开展环境空气自动监测,结合广州市不同季节的主导风向,在港区的不同方位布了6个监测点位。首次使用传感器法微型站和国标法的标准站相结合的方式对广州市的港口区域环境空气进行监测,同时采用外场比对的方法进行微型站的质量控制。广州黄埔港环境空气自动监测的构建为在港口等复杂环境下开展环境空气自动监测提供了参考,为开展微型站监测,提高微型站监测数据质量提供技术借鉴。

广州市近地面臭氧时空变化及其生成对前体物的敏感性初步分析

近地面臭氧（O_3）污染已日益成为我国城市群地区空气质量难题。基于近年广州国控空气质量观测站点及广州塔的在线观测数据,结合代表性站点典型时间段VOCs的离线采样观测,探讨了广州市O_3浓度的时空变化和污染特征,并初步分析了O_3生成对前体物VOCs和NOx的敏感性。结果表明：2009—2014年广州市近地面O_3浓度年均值波动上升,每年6~10月份O_3浓度最高,一般以10月份污染最严重;O_3浓度日变化呈单峰特征,高值在14：00左右;空间分布上O_3浓度呈现中心城区低、南北郊区高的特征,而2015年1~5月份广州塔观测发现488m高度O_3浓度显著高于168m、118m和6m高度,且其峰值相对延迟1h左右;广州中心城区O_3生成属VOCs敏感型,秋季南部近郊区以VOCs敏感型为主,北部和离中心城区较远的南部郊区属于过渡型;夏季南部远郊属于过渡型但偏NOx敏感型。

广州市空气质量自动监测系统设计及建设

广州市空气质量自动监测系统分为子站系统和中心控制数据接收平台系统两部分。子站系统利用串口通讯采集仪器数据及状态标识;为确保中心系统的数据接收,系统通讯采用ADSL宽带和无线通讯相结合的方式,并设立了发送和接收数据的协议;子站系统的可视化界面与远程控制软件结合,可随时对子站进行监控;采用SQL语言对数据库进行访问,完成每日日报预报功能。

韶关市夏季颗粒物组成特征及消光贡献

为探究韶关市夏季细颗粒物(PM_(2.5))组成及其光学特征,本研究于2020年7~8月在韶关市郊区采集PM_(2.5)样品,分析了水溶性离子及碳质组分的浓度水平。研究结果表明,观测期间韶关市PM_(2.5)平均质量浓度为(24.9±8.4)μg/m^(3);OM、SO_(4)^(2-)、EC、NH+4和NO_(3)^(-)是PM_(2.5)的主要组分,对PM_(2.5)质量浓度的贡献分别为46.3%、19.7%、6.0%、4.4%和4.0%。SOR和NOR值分别为0.34和0.05,大气中SO_(2)的二次转化率大于NO_(2)。NO_(3)^(-)/SO_(4)^(2-)平均值为0.22±0.08,表明燃煤可能是本地PM_(2.5)的主要来源。使用IMPROVE方法计算观测期间大气消光系数平均值为173±76 Mm^(-1),(NH_(4))_(2)SO_(4)和OM是对消光系数贡献较大的组分,贡献率分别为38.8%和33.1%;非清洁时段(NH_(4))_(2)SO_(4)和OM的散射系数分别是清洁时段的2.4倍和2.7倍,且增幅高于其他组分。因此,进一步降低(NH_(4))_(2)SO_(4)、OM等重要组分浓度成为持续降低韶关市PM_(2.5)质量浓度,提高大气能见度的关键。

广州城区近地面层大气污染物垂直分布特征

为更好地了解广州城区近地面层大气污染物的扩散与输送过程,利用广州塔4层大气污染物垂直梯度观测平台(高度分别为地面、118、168和488 m)于2014年1月—2015年12月对多种大气污染物进行连续观测,分析了广州城区近地面层大气污染物的垂直分布特征.结果表明:1ρ(PM_(10))、ρ(PM_(2.5))、ρ(PM1)、ρ(NO_2)和ρ(NO)随高度的上升而降低,其中ρ(PM_(10))、ρ(PM_(2.5))和ρ(PM1)在低层(地面点位)—高层(488 m点位)的递减率分别为35%、30%和26%,ρ(NO2)和ρ(NO)分别为75%和84%;ρ(O_3)随高度上升而增加,其低层—高层的增长率为135%;ρ(SO_2)和ρ(CO)则随高度上升先增后减.2除ρ(O_3)外,其余污染物浓度均符合"冬强夏弱"的季节特征,ρ(O3)则在夏秋季较高,春冬季较低.冬季ρ(PM_(10))、ρ(PM_(2.5))、ρ(NO_2)和ρ(NO)高、低层间差异为全年各季最大,分别为38.6、18.5、49.4和31.9μg/m^3.3各污染物小时浓度日变化特征均不同程度地受混合层发展过程的影响,各高度污染物浓度在一天中混合层高度最高的时段(12:00—17:00)最接近,而在其余时段分层较明显.除O_3外,其余污染物质量浓度在中、低层大致呈早晚双峰分布,而在高层大致呈单峰分布.ρ(O_3)则在各层均保持单峰分布,峰值一致出现在14:00.4对一次典型污染过程分析发现,不同高度的ρ(PM_(2.5))和ρ(NO_2)最大差值分别可达183.0和148.0μg/m^3,ρ(PM_(2.5))显著地受到本地近地面污染源的影响,污染物高浓度区域主要集中在488 m以下.

2017年广州市大气臭氧激光雷达组网观测分析

差分吸收臭氧雷达是测量对流层O_3时空分布的有力工具,利用臭氧激光雷达在广州地区开展大气O_3的组网加强观测研究,分析大气O_3浓度的时空分布特征。广州塔站点臭氧激光雷达与安光所标准机对比分析表明两者一致性非常高;同时广州塔498 m处O_3质量浓度与臭氧雷达在495 m处反演的O_3浓度较一致。该文研究2次典型污染过程中对流层O_3浓度时空分布特征及高空O_3污染气团沉降对地面O_3浓度的影响。结果表明:(1)臭氧垂直分布浓度均表现为O_3午后单峰特征明显,主要分布在2.0 km范围内;(2)广州地区O_3浓度表现为南部区域高、北部区域低的特征;(3)9月16-21日期间广州市从北至南5站点雷达图均监测到18日凌晨高空1.0~2.0 km处存在O_3输入且沉降过程,18日午后万顷沙站点O_3浓度最高;(4)10月24-26日期间5站点O_3浓度表明臭氧午后单峰特征明显,广州塔、番禺市桥、万顷沙站点午后O_3浓度均较高,夜间时段高空均存在明显的O_3残留现象,夜间残留会导致次日O_3浓度持续累积升高。

广州市PM_(2.5)质量浓度垂直分布在线监测研究

广州塔空气质量自动监测站在地面至高空500 m高度内布设了4个站点。在自动站内利用PM_(2.5)质量浓度点式在线监测和激光雷达消光系数遥感监测技术,实现对PM_(2.5)质量浓度垂直分布的在线监测,监测方法具有很高的时间分辨率和空间分辨率。利用该方法开展阶段性监测表明:PM_(2.5)质量浓度与355 nm消光系数间具有很好的线性关系,R2达到0.853 7,利用线性关系式可反演PM_(2.5)质量浓度。对200 m^550 m间反演结果分析表明:反演结果与在线监测数据具有很好的相关性,相关系数达到0.868以上;PM_(2.5)质量浓度随着高度改变呈显著的对数相关关系,R2达到0.992 6。

环境空气自动监测质量智能成效审核技术研究与应用

空气质量自动监测质量成效审核,是对日常运行自动监测系统的分析仪器准确性、辅助设施的正常性、日常维护的正确性等多方面进行质量监督检查,从而判断整个监测系统的质量,是监测网络质量保证的重要的部分。本文结合了中国环境监测总站、广东省环境监测中心、香港环保署和台湾环保署的相关要求,研发了自动监测质量智能成效审核技术,应用于广州市40个空气质量发布点的监测质量保证,推动了广州市环境空气自动监测网的监测质量的进一步提高,取得了良好的效果。

广州城区近地面层不同高度空气质量评价

为了阐明大城市中心城区不同高度的空气质量差异及其成因,为大气污染防治工作提供科学支撑,该研究基于广州塔大气污染物垂直梯度观测平台的监测数据,采用环境空气质量综合指数和环境空气质量指数(AQI),分别对广州城区近地面层不同高度的空气质量进行评价。结果表明,2015年广州塔4个高度(地面、118 m、168 m和488 m)的空气质量综合指数分别为4.96、5.01、4.83和3.64,AQI超标率分别为27%、30%、25%和40%。总体上,中、低层(168 m以下)的空气质量差异较小,其中118 m点位的综合指数和AQI超标率相对较高;高层(488 m)因O_3污染尤其显著导致其AQI超标率为各高度最高,但O_3质量浓度上升的贡献被其他污染物质量浓度的大幅下降所抵消,故其综合指数反而最低。随着高度增加,PM_(2.5)和NO_2超标程度下降,O_3超标程度上升,导致高层的PM_(2.5)和NO_2几乎不超标,而O_3超标率达40%且其超标天数占AQI超标天数的比例高达99%。随着污染级别上升,PM_(2.5)和NO_2成为首要污染物的比例减少,O_3比例增加,O_3成为各高度AQI超标时最主要的首要污染物。当低层空气质量处于优或重度污染级别时,各层等级一致性相对较好;但在其他情况下,低层与高层的空气质量最多可相差3个级别。因PM_(2.5)和NO_2以低矮源排放贡献为主,而O_3来源于复杂的二次反应,使PM_(2.5)和NO_2质量浓度随高度上升而递减,而O_3质量浓度随高度上升而递增,最终形成了中、低层以PM_(2.5)、NO2和O_3复合污染为主、高层以O_3单一污染为主的空气质量垂直分布特征。

2021年广州市一次持续性大气污染过程分析

2021年1月14~16日,广州市出现了一次近年罕见的区域性复合污染过程,NO_(2)、PM_(10)和PM_(2.5)同时超标。本研究利用广东省广州生态环境监测中心站的监测数据,多角度的对本次污染过程进行分析。结果表明:(1)本次污染过程影响范围广,持续时间长;(2)地面低风速、风场辐合等因素造成污染物聚集;(3)高强度逆温导致污染物垂直扩散受限;(4)高湿环境叠加较强的大气氧化性促使NOx向PM_(2.5)转化。

广州市污染天气类型与化学组分特征分析

广州市作为珠三角中部核心城市之一,为进一步了解天气形势对其污染天气象要素和化学组分特征的影响,基于2020年4月~2021年3月的观测资料,采用主观分型方法对其进行污染天气分型。结果表明:广州市污染天主要表现为均压、风速小的静稳天气,发生臭氧污染时一般太阳辐射较强,温度较高;而发生二氧化氮和颗粒物污染时则温度较低,风速较小。期间广州市出现污染天的气压场类型主要包括热带气旋型、入海变性高压型、高压底部型、槽脊对峙型。高压底部型和槽脊对峙型气压场中轻微污染天在总污染天数中占比最高(均为50%)。

微量振荡天平法颗粒物自动监测系统组建及管理

介绍了在空气质量自动监测子站组建微量振荡天平法颗粒物自动监测系统的一些方法,并提出在管理中的一些问题和解决措施,旨在能为微量振荡天平法颗粒物监测系统的稳定性和监测的数据有效性提供参考。

广州市一次秋季典型臭氧污染过程分析

2021年9月26~30日,广州市发生了一次持续时间较长的臭氧污染过程,9月27日臭氧浓度高达228μg/m3,达到中度污染级别。文章利用广东省广州生态环境监测中心站的空气质量监测数据对本次持续性臭氧污染过程进行分析,得出结论。受副热带高压和台风外围下沉气流的共同影响,地面低风速、风场辐合等因素造成污染扩散条件不利,污染物聚集;本次臭氧污染是一次影响范围较广的区域性污染过程,全省污染范围较大,污染区域由西北部向中部、西南部转移;本次污染过程中,臭氧和颗粒物浓度均有明显上升,应加强二者的协同控制。