基于粒径谱仪的大气PM_(10)源解析方法研究与评估

本文尝试利用粒径分布数据建立一种新的大气颗粒物来源解析方法,为城市大气颗粒物解析和治理提供新思路。于2023年春季,利用大气颗粒物粒径监测仪对保定市、南阳市和鄂州市0.2、0.3、0.4、0.5、1.0、2.5、4、7和10μm共9个粒径段的颗粒物进行连续观测和来源解析,并通过沙尘过程和降雨过程对城市的粒径分布变化和解析结果进行分析和评估。结果表明:①观测期间保定市、南阳市和鄂州市总粒子数浓度平均值分别为851、755和782 cm^(−3),非沙尘期间分别为922、765和811 cm^(−3),与观测期间相比,非沙尘期间3个城市总粒子数浓度平均值均有所上升。②解析结果显示,非沙尘期间3个城市PM_(10)的首要贡献源均为扬尘源,其次依次为二次源、机动车源、固定燃烧源、工艺过程源和其他源。③在一次沙尘过程中,与沙尘前相比,3个城市在沙尘中各粒径段浓度变化均随粒径增长呈先降低再逐渐升高的特征,期间3个城市的扬尘源贡献率均显著增大。④保定市在一次降雨过程中,除PM_(2.5~4)外的其他粒径段整体表现为粒径越大浓度降幅越大的特征,其中PM_(2.5~4)可能受到湿沉降和颗粒物吸湿增长的双重影响降幅相对较小;降雨过程中扬尘源、固定燃烧源和机动车源贡献率均有所降低,其中扬尘源贡献率降幅最大。研究显示,建立的大气颗粒物粒径解析模型可以得到比较合理的PM_(10)源解析结果,有望应用于各地区大气污染治理工作中。

京津冀地区臭氧污染特征与来源分析

2013—2014年京津冀地区13个城市O3日最大8 h平均值第90百分位数平均为155～162μg/m3,京津冀地区已成为全国O3污染最严重的地区之一,京津冀地区O3污染程度有所加重。京津冀地区夏季O3浓度高,冬季浓度低,O3质量浓度较高的月份集中在5—9月,12月—次年1月浓度最低。在O3污染较重的夏季,每日6：00～7：00,O3质量浓度最低,15：00～16：00 O3浓度最高。在空间分布上郊区点位的O3质量浓度往往高于主城区点位。京津冀区域夏季O3小时浓度和NO2浓度呈高度负相关关系,和其他污染物无明显的相关性。O3质量浓度和气温呈显著的正相关关系,和大气相对湿度呈显著的负相关关系。京津冀区域O3的主要来源为NOX和VOC等一次污染物在日光照射下发生光化学反应而产生,控制O3前体物的源排放,尤其是控制好VOC的排放是控制O3污染的有效途径。

空气自动监测中PM_(2.5)与PM_(10)“倒挂”现象特征及原因

采用不同原理的自动监测仪器在不同季节同时测定PM2.5与PM10,对所得数据中的PM2.5与PM10"倒挂"现象进行分析。结果表明,当PM10采用振荡天平法时,PM2.5与PM10的"倒挂"率较高;冬季和夏季"倒挂"现象发生率明显高于其他季节;造成PM2.5与PM10"倒挂"的原因主要有监测过程中的随机误差,PM2.5与PM10的监测方法原理不同,监测方法之间存在显著差异等。

支撑京津冀区域大气污染联防联控的大气监测体系构建

京津冀区域已成为全国大气污染最严重的地区之一,并且呈现出明显的区域性污染特征,加强区域间的环境合作,实施区域联防联控是解决京津冀区域大气污染问题的有效手段。对照《生态环境监测网络建设方案》的要求,目前京津冀区域大气监测体系还存在着监测网络不健全、监测项目覆盖不全面、监测新技术应用不足、质控体系不完善、信息产品供给与公众需求有差距等问题,与京津冀区域大气污染联防联控的要求不相适应。为全面提升京津冀区域大气监测体系对区域联防联控的技术支撑能力,亟需进一步完善京津冀区域的监测网络,增设传输研究、污染监控等特殊监测点位;逐步拓展监测项目,开展颗粒物化学组分和O_3前体物监测;加快遥感监测等立体监测技术在大气监测中的应用,全面分析污染物时空分布特征与传输规律;加强空气质量预报预警能力建设,为重污染天气应对提供技术支持;规范监测事权上收后的全过程质控体系,建立颗粒物标准方法比对和O_3量值传递质控机制;构建环境监测大数据平台,加强数据分析应用与信息公开。

我国大中型城市秋冬季节雾霾天气污染特征与成因分析

雾霾天气是我国中东部地区秋冬季节的常见天气现象,通过对雾霾天气发生时大气相对湿度、风速、气温等气象要素以及PM2.5质量浓度等环境要素的变化特征分析,表明雾霾天气是由气象要素和环境要素共同作用形成的。较高的相对湿度和静风是雾霾天气形成的基本气象条件,在此条件下容易使空气中水汽出现过饱和而凝结成雾;另一方面容易使颗粒物迅速累积,由于颗粒物对可见光的散射消光作用,造成能见度下降,则形成霾污染。

环境空气质量指数在应用中存在的问题及建议

随着空气质量新标准的实施,环境空气质量指数已应用于我国部分城市环境空气质量的评价,并在环境空气质量信息发布中发挥了重要作用,但其在应用过程中也显现出一些问题。通过对颗粒物实时报反映不及时、臭氧评价结果有矛盾、臭氧8 h浓度计算时段不明确、部分环境空气质量指数类别划分不合理、城市空气质量缺少总体评价等问题的分析,提出了相应的改进建议。

如何加强我国环境空气质量监测体系建设

文章总结了我国环境空气质量监测工作的历程,深入分析了我国环境空气质量监测工作现状和面临的主要问题及原因,结合我国环境空气监测工作的新形势,从加强环境空气监测能力建设、规范空气监测质量控制、拓宽空气监测项目、杜绝数据行政干预等方面,对我国环境空气质量监测工作提出建议。

气象因素对大气中PM_(2.5)的去除效应分析

通过对北京地区几次典型降水、降雪、大风等天气事件过程中大气PM2.5质量浓度变化情况分析,研究了降水、降雪、大风等气象因素对大气中PM2.5的去除效应,研究结果表明,上述气象因素对大气中PM2.5均有明显去除效果,因去除机理不同,各气象因素对PM2.5的去除能力依次为风、降雪、降雨。

纳氏试剂光度法测定氨氮时样品溶液pH值对分析结果的影响

纳氏试剂分光光度法测定氨氮时,样品溶液的pH值对其吸光度影响很大,进而影响着分析结果,在一定条件下,显色后样品溶液的吸光度随其pH值的增大而增大,当pH值>12.59时,吸光度趋于稳定,因此在测定氨氮过程中,显色前须合理调节样品溶液的pH值,以保证显色后样品溶液的pH值>12.59,才能得到准确可靠的分析结果。

环境空气质量指数计算方法与分级方案比较

环境空气质量指数(AQI)广泛应用于各国环境空气质量评价体系之中,旨在为公众提供简单明了的空气质量信息和健康指引。通过对不同国家和地区空气质量指数的名称、计算方法、分级方案进行深入分析和比较,系统分析了各种空气质量指数的优缺点,并针对我国当前的空气质量指数体系存在的问题提出了相应的改进建议。

我国PM_(2.5)监测网络布局与监测方法体系构建策略分析

本文通过对国内外PM2.5监测网络布局现状的分析和比较,认为我国"十二五"规划的PM2.5监测网络在点位数目和网络布局上基本能够反映我国PM2.5污染状况。为进一步反映PM2.5的污染特征和来源,今后应逐步增加污染监控点位、道路交通点位的设置,并在质量浓度监测的基础上,逐步开展PM2.5主要组分监测。在监测方法选择上,β射线法联用动态加热系统(DHS)PM2.5自动监测仪器和振荡天平法联用膜动态测量系统(FDMS)PM2.5自动监测仪器均能够满足监测工作的需要,综合考虑两种类型仪器的性能指标和运行成本,β射线法联用动态加热系统(DHS)PM2.5自动监测仪器操作相对简单,运行维护成本相对较低,更适合在我国环境空气监测网络内推广和普及。

层次分析赋权法在城市空气质量排名中的应用

通过对空气质量排名中常用的综合指数法的优缺点进行分析,提出了一种基于层次分析法的加权综合指数排名方法,根据每种污染物的重要性不同,赋予各污染物相应的权重,进行了城市间排名测算分析。结果表明,加权综合指数法兼顾了各项污染物对空气质量的贡献,又能够重点突出主要污染物的贡献,各城市间可比性强,能够客观、准确、公平地反映不同城市间空气质量状况差异,能满足当前中国城市环境空气质量排名工作的需要。

影响PM_(2.5)自动监测准确度的主要因素

PM2.5的自动监测过程较为复杂,其测量准确度受多种因素影响。通过分析几种典型PM2.5测定方法原理,研究了PM2.5监测过程中可能产生误差的来源,结果表明,影响PM2.5监测结果准确度的主要因素有采样流量的准确性、采样管加热方式、对PM2.5挥发性组分的补偿方式、校准膜本身的准确度和校准结果、监测仪器的日常运行维护水平等。因此,在PM2.5日常监测过程中,需加强对上述因素的误差控制,严格执行国家监测技术规范,确保PM2.5监测结果准确可靠。

各国环境空气质量评价中污染物浓度表示方法比较

对不同国家在环境空气质量评价中主要污染物浓度表示方法进行了比较和分析,发现各国对于气态污染物浓度的表示方法主要有体积比浓度和质量浓度2种方法,对于颗粒物浓度的表示方法则普遍采用了质量浓度;颗粒物的质量浓度有标况浓度和实况浓度2种表示方法,在中国标况浓度和实况浓度的数值存在较大差异,在不同地区和不同季节此差异大小亦不同,一般情况下,实况浓度低于其标况浓度,且实况浓度能够更加客观反映颗粒物污染状况;建议修订中国环境空气质量标准中颗粒物浓度的表示方法,使用实际状况下的质量浓度来表示空气中颗粒物的浓度,以保证中国与其他国家之间监测数据的可比性。

关于环境领域英文符号PM2.5中文名称的建议

结合PM2.5的定义和国际上的习惯名称,建议将PM2.5的中文名称定为"颗粒物2.5",并将其定义为"环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,又称细颗粒物"。

环境空气中PM2.5自动监测方法比较及应用

在PM2.5监测受到日益重视的背景下,对β射线法和微振荡天平法(TEOM)这2种主要的PM2.5自动监测方法的工作原理和使用情况进行概述,给出了国内现有β射线法和TEOM法的比对测试结果,对今后开展全面系统的PM2.5自动监测和研究工作提供参考。

国内外环境空气质量指数分析和比较

通过资料调研,对中国、美国、英国、中国香港等国家和地区的空气质量指数(AQI)进行了对比研究,以便考查中外AQI间的差异。结果表明:①国内外AQI的指标项目及取值时间、分级方案等主要依据各自的环境空气质量标准而制定,并随着环境空气质量标准的修订而不断更新。②在指标项目方面,各国AQI指数逐渐增加PM2.5指标且更加注重气体污染物急性效应的评价;中国AQI指数在API指数基础上进行了全面的扩充,在指标数量方面是世界上最多的。在分级方案方面,中国分级浓度限值主要参考美国和中国香港而制定,且大部分指标的分级浓度限值均与国际衔接,但中国SO2-1 h平均和PM2.5-24 h平均两个指标在AQI<200时的低浓度区间的评价结果偏宽松。③与国外相比,中国AQI实时报中颗粒物和臭氧的滑动平均时段具有一定的滞后性。建议中国开展颗粒物健康风险评价相关研究,改进AQI实时报的统计方法,并尽快开展AQI预报工作。

环境空气质量综合指数计算方法比选研究

环境空气质量综合指数是进行逐月城市环境空气质量比较和排序的重要方法,提出了4种涵盖SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3等6项污染物的综合指数计算方法,基于2013年74个城市逐月污染物浓度数据使用主成分分析方法进行了对比分析。结果表明,综合指数计算方法中污染物统计指标和标准化方法不同对于主要污染物的判定有重要影响,各种计算方法中PM2.5、PM10、O3是出现频率最多的主要污染物;除O3外其他5项污染物逐月统计指标间均有极显著的正相关性,冬季O3统计指标与SO2、NO2、PM10、PM2.5呈显著负相关,夏季则呈显著正相关;主成分分析结果表明,在去除冗余信息后,PM2.5、PM10的权重被相对削弱,SO2、NO2、CO的权重得到相对强化,O3的权重夏季得到强化、冬季被削弱;综合考虑不同方案下主要污染物频率分布情况和PM2.5、PM10、O3权重变化特征,建议计算逐月环境空气质量综合指数时,SO2、NO2、PM10、PM2.5宜以月均值除以年均值标准进行标准化,CO、O3宜以特定百分位数浓度除以日均值标准(或8 h均值标准)进行标准化;该方法可延伸到季、半年和年度的环境空气质量综合指数计算。

颗粒物激光雷达在大气复合污染立体监测中的应用

针对由于局地污染、沙尘输入、外源性输入与局地污染物相互叠加所导致的3种灰霾污染发生过程,分别选取3个典型案例,采用颗粒物激光雷达对污染物的时空分布特征进行解析。研究发现,在局地污染发生时,污染物从地面开始垂直向上扩散,扩散高度约1 km。重度污染过程中,气溶胶的日均垂直消光系数随高度的变化背离指数衰减特征,800 m高度处出现消光系数的极大值层,极大值超过2.5 km-1,800 m以下消光系数近乎常数,约为0.3 km-1。这说明,重污染过程中,有一层较厚重的颗粒物分布,使近地面污染物在垂直方向的扩散能力减弱,形成积累效应,造成大面积空气混浊。当有外源性沙尘输入时,激光雷达能够清晰地监测到污染团输入的全过程。沙团突然出现在高空2~3 km。污染团退偏振度较大,超过0.3。随着沙尘粒子的重力沉降,沙团的轮廓在垂直方向上不断地增大。沙团的输入,导致近地面粗颗粒质量浓度的增加幅度明显大于细颗粒。在第3个案例中,激光雷达清晰地监测到高空1.8~3 km突然出现含有大量球形细颗粒的污染团,同时还发现此污染团与近地面的污染物有不同的演化特征。近地面污染物随时间垂直向上扩散,12：00左右扩散高度超过1.8 km。而高空的污染团逐渐沉降进入边界层内,与近地面扩散的污染物相互混合,共同导致本地的灰霾天气。综上所述,激光雷达可以清晰地捕获污染物的垂直结构特征,对不同的致霾过程进行立体解析,实现对大气复合污染的监测和机理研判。

国家环境监测网质量体系的构建

为适应国家生态环境监测网的统一布局和监测任务事权上收的新形势,强化国家对环境监测的统一管理,创新性构建了以全程序全要素为核心、体现国家管理特征的国家环境监测网质量体系框架,形成了一套规范化的质量体系文件,包括质量手册、程序文件、作业指导书和记录表格等。