杭州地区臭氧污染及台风烟花过程影响

为探究杭州地区臭氧的污染问题及影响因素,利用2018~2021年杭州地区空气质量、气象要素,选取2021年杭州台风烟花中后期后向轨迹数据与臭氧小时数据,进行后向轨迹聚类及潜在源区域分析.结果表明:2018~2021年杭州地区总体空气质量改善良好,臭氧污染一直较为严重,主要集中在每年的4~10月份.臭氧污染与相对湿度呈负相关性,温度呈正相关性,同时风速对臭氧的生成和扩散也有一定的影响.以2021年台风烟花为例,台风期间降雨量大,风速强,各污染物浓度下降,台风过境后,高温低湿促使了臭氧浓度的上升.对2021年7月25~30日(台风过境后)进行聚类与潜在源分析,得到7条气团传输路径,主要气团来自西北方向,途经江西、湖北等地区.而WPSCF和WCWT的臭氧浓度高值区的一致性较好,臭氧污染受一定的区域传输影响,主要受金华、上饶、南昌、武汉等城市影响,涉及浙江、江西、湖北3个省份.

深圳大气降水的化学组成特征

为了了解近年来深圳降水的化学特征与大气污染状况,连续2 a采集了深圳降水样品,分析其化学组分.结果表明,与北京等中国北方内陆城市相比,深圳降水中离子浓度比较低,但降水的酸化程度和酸化频率非常高,雨量加权pH值在2004年和2005年分别为4.48和4.68,酸化频率分别为88%和91%,降水酸化严重;相对中国内陆酸雨城市,深圳降水中SO42-对雨水酸性贡献相对较低,而NO3-和Cl-对雨水阴离子总量及降水酸性的贡献相对较大;Cl-和Na+对雨水阴阳离子的贡献较高,深圳降水受海洋的影响显著;SO42-、NO3-、NH4+等二次组分在雨水中占有很高比例,三者之和超过离子总量的40%,表明深圳大气环境中二次污染突出;降水中不同组分的来源差别较大,Cl-、K+、Na+主要来自海洋源,而SO42-、NO3-、Ca2+、Mg2+主要来自非海洋源;甲酸、乙酸和乙二酸是深圳降水中主要的有机酸,三者之和在2004年和2005年分别占检测到的有机酸总量的94%和99%.

深圳降水中低分子量有机酸对降雨酸性的贡献

有机酸可能对降水酸性具有重要贡献,尤其是深圳处于亚热带地区太阳辐射强烈、光化学过程活跃,有利于有机酸的生成.对深圳市2004─2005年降雨中有机酸进行研究,结果表明:含量最高的有机酸依次为甲酸、乙二酸和乙酸,三者之和超过总有机酸浓度的98%;有机酸对阴离子总浓度的贡献约7%,对降水总自由酸度(TFA)的贡献约5%,上述各值均高于北京,深圳有机酸对降水的酸度有一定的贡献;深圳有机酸的湿沉降主要集中在夏季,此时酸性物质沉降量大,因此有必要减少夏季深圳有机酸的排放.

外来输送对舟山城区不同季节PM_(2.5)污染的影响研究

为了揭示外来输送对浙江舟山城区PM_(2.5)污染的影响,在对2016年3月—2019年2月舟山城区PM_(2.5)日均质量浓度季节变化分析的基础上,利用后向轨迹聚类分析、潜在源分析函数和浓度权重轨迹分析方法,对比分析了影响舟山城区PM_(2.5)外来输送路径和潜在外来源区的季节特征。结果表明:春季和秋季以东北偏北和局地偏南路径占比最大,夏季以偏南路径占比最大,冬季以西北路径占比最大。春季西北路径和局地偏南路径分别对PM_(2.5)质量浓度平均值和最大值贡献最大,夏季西北偏北路径和偏南路径分别对PM_(2.5)质量浓度平均值和最大值贡献最大,秋季局地偏南路径对PM_(2.5)质量浓度平均值和最大值贡献最大,冬季西北路径对PM_(2.5)质量浓度平均值和最大值贡献最大。春季的潜在源区主要分布在安徽中北部到东南部、河南东部和福建北部沿海。夏季和秋季的潜在源区主要分布在安徽东南部、江苏南部和浙江西南部。冬季的潜在源区主要分布在山东西南部、江苏西北部、浙江北部、安徽东北部和河南东部。与2013—2016年数据的研究结果相比,不同季节主要输送路径的传输方向较一致,夏季和冬季仍分别主要受偏南路径和西北路径气流的影响。不同之处在于舟山夏季PM_(2.5)受西北偏北路径输送的影响增多,春季和秋季PM_(2.5)受来自浙江省内局地偏南路径输送的影响较明显。安徽、江苏、山东和浙江的部分地区仍是舟山PM_(2.5)主要的潜在源区,但浙江北部和江苏的分布范围有所减小,并有向山东西北部、浙江西南部和福建北部沿海延伸的趋势。

杭州市近地面大气臭氧浓度变化特征分析

利用2012~2016年杭州市近地面臭氧(O_3)的连续观测资料以及气象数据,分析了杭州市近地面O_3浓度的变化特征及其与气象要素的关系.结果表明,近年来杭州市O_3年平均浓度较10年前升高10μg/m^3左右,光化学污染形势日趋严重.O_3浓度冬季较低,其余季节均较高,日平均浓度大于100pg/m^3主要分布在4~10月.O_3浓度日变化呈单峰型分布,5:00~7:00出现最低值,14:00出现峰值,超标时段主要出现在11:00~18:00.O_3浓度变化与紫外辐射、温度呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系.紫外辐射大于0.02MJ/m^2、气温高于20℃、相对湿度低于70%时,O_3浓度会出现超标情况.风向风速对O_3浓度有一定影响,当风向为北风或偏北风时,O_3浓度较低;当风向为东风或偏东风时,O_3浓度较高,说明影响杭州O_3浓度升高的污染源也主要来自东部,南部和北部地区较少.

杭州市区大气气溶胶散射特性观测分析

利用2011年杭州国家基准气候观测站浊度仪和常规气象观测资料,研究了杭州市区城市工作和生活环境中气溶胶散射系数的变化特征。结果表明,2011年杭州大气气溶胶散射系数平均值为396.8±191.3 Mm-1。秋、冬季散射系数高于春、夏季。大气环流形势、气象条件变化以及内外源的影响是造成散射系数季节性差异的重要因素。在边界层演变、交通排放和人为活动的共同作用下,散射系数呈单峰型的日变化特征,峰值出现在08:00(北京时,下同),谷值在14:00。工作日散射系数显著高于周末。拟合散射系数逐时频率分布表明,杭州最具代表性大气状态下大气气溶胶散射系数为238.9Mm-1。散射系数随着霾等级的增加而升高,霾期间散射系数的升高可能是造成能见度下降的直接原因。由于观测站特殊的地理位置,导致散射系数在不同风向区间差别不大,但是地面风对气溶胶散射系数具有明显的扩散和输送作用。

杭州地区一次严重雾霾过程气溶胶特性分析

针对2012年6月10—13日杭州地区一次连续雾霾天气过程,利用气象要素及气溶胶观测资料,结合天气形势和HYSPLIT模式分析了此次雾霾天气过程气溶胶特性及造成严重污染的主要原因。结果表明:杭州地区此次雾霾天气过程以静小风为主,能见度长时间低于2 km,污染物浓度较高。整个雾霾天气过程气溶胶粒子主要以细粒子(<PM2.5)为主,而超细粒子(<PM1.0)在雾和不同霾影响阶段表现出不同的变化规律。ngstrm波长指数在雾天气和干霾天气时的平均值分别为0.24和0.75,说明雾和霾天气的气溶胶粒径分布具有明显差异。雾霾天气过程气溶胶粒子对能见度的影响散射效应高于吸收效应。气溶胶单次散射反照率在雾霾天气下的高值为0.92—0.96,表明雾霾天气时气溶胶具有较强的光散射能力。秸秆焚烧产生的污染物经过长距离输送、本地污染源排放的稳定贡献及受静稳天气系统共同影响是造成杭州地区此次雾霾天气严重污染的主要原因。

浙江城市区域灰霾天气的长期变化

大气气溶胶污染引起的灰霾天气已成为中国许多城市面临的重要环境问题,了解灰霾天气发生的时空变化特征对于控制气溶胶污染具有重要意义。对浙江省11个城市的灰霾历史数据进行分析,揭示1950年代以来,浙江城市地区灰霾天气发生特征。结果表明,1951—1953年期间和改革开放后的30年是浙江省灰霾天气出现比较频繁的时期,尤其2000年以后是灰霾天气出现最多的时期;1957年到改革开放初期是灰霾天气出现最少的时期。1950年代初期,杭州、温州、衢州是出现灰霾天气最多的地区,改革开放后的1978—1999年期间,随着市场经济和民营经济在浙江的快速发展,湖州、杭州、舟山、金华、温州、衢州等地区灰霾天气出现频率都很高;2000年之后,浙江省各地区灰霾天数都在迅速增加,尤为突出的是湖州、绍兴、杭州、嘉兴等浙北城市,这几个地区在2000—2007年之间的灰霾天数比2000年之前几十年总的灰霾天数还要多,说明近几年浙江省尤其是浙北地区大气环境污染非常令人担忧,控制大气气溶胶污染,改善空气质量,提高大气能见度已是迫在眉睫。

1992—2012年浙江省酸雨变化特征及成因分析

为了解20世纪90年代以来,浙江地区酸雨污染的演变特征及成因,以杭州地区为代表,结合全省酸雨监测数据,揭示1992—2012年浙江省酸雨变化特征及成因。结果表明:1992—2012年,浙江地区酸雨的污染大致经历了3个阶段:1992—1999年为酸雨改善期;2000—2004年酸雨污染再次出现了恶化;2005—2012年为酸雨再次改善期。SO_2排放减少是近年来浙江地区酸雨污染出现好转的重要原因,但NO_x对酸雨的贡献有增加的趋势,酸雨污染类型逐渐由"硫酸型"为主转变为"硫酸硝酸混合型",机动车排放对浙江地区酸雨污染的贡献已不容忽视。全省强酸雨区主要分布在浙北、浙中和东部沿海等经济发达地区,经济相对落后的浙西南地区酸雨污染较轻,酸雨污染与地区经济发展密切相关,控制本地污染排放对于防治和减轻当地酸雨污染具有重要意义。

有机酸对长江三角洲大气背景区降水酸化的影响

为了揭示有机酸对长江三角洲区域降水酸化的影响,2008年在浙江临安区域大气本底站采集了35场降水的样本,用离子色谱梯度淋洗方法测定有机酸浓度.结果表明,甲酸、乙酸、甲磺酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸均有不同程度检出,一元有机酸中甲酸和乙酸在每场降水中均有检出;二元有机酸中,乙二酸和丁二酸检出率很高,其他有机酸检出率较低.甲酸、乙酸和乙二酸约占检测到的总有机酸的89%,其中甲酸和乙酸占总有机酸的80%,约占阴离子总量的13%;甲酸、乙酸、总有机酸的浓度及其在阴离子总量中所占比例都远高于我国北京、深圳等城市,有机酸对长江三角洲大气背景区降水化学的影响比城市地区显著.另外,生长季节降水中有机酸浓度高于非生长季节,表明植被排放的有机酸是长江三角洲大气背景区降水中有机酸的重要来源.

长三角区域背景地区SO_2和NO_x本底特征

本研究对代表长三角区域背景地区的临安大气本底站2006—2007年的SO2和NOx数据进行分析.结果表明,实验期间,SO2和NOx年均浓度均无明显差异;SO2,NOx季节变化特点和一些城市地区的研究结果一致,都是在冬季浓度较高,夏季浓度较低,不同的是,在邻近临安本底站的上海市,SO2与NO2最高月浓度与最低月浓度的比值小于临安区域本底站SO2与NOx最高月浓度与最低月浓度的比值,说明背景地区污染物浓度更容易受到气象条件变化的影响;SO2和NOx小时浓度日变化和城市地区的双峰双谷型分布形态不同,呈现出单谷型分布形态,午后的14点左右,SO2和NOx小时浓度达到24h中的最低值,SO2和NOx分别在凌晨0点左右和晚上20点左右达到24h中的最大值.

长三角区域背景地区降水化学特征

为了解临安降水的化学特征及主要致酸组分,2008年5—11月在临安区域大气本底站采集了35个降水样品,分析其化学组分.结果表明,临安地区降水中无机阴阳离子体积加权平均浓度比我国城市地区低,但个别降水中无机离子浓度总量会很高;降水中Cl-和K+主要来自海洋源的贡献;SO42-,Ca2+和Mg2+主要来自非海洋源;燃煤排放产生的SO42-仍然是临安地区降水酸化的主要无机致酸组分,35场降水中,平均占到无机阴离子总量的52%,NO3-对临安降水酸化具有重要贡献,反映出长三角区域快速城市化过程中机动车数量快速增长对区域大气环境的影响在增强.

深圳冬、夏季大气细粒子及其二次组分的污染特征

在2004年夏季和冬季,分别在深圳宝安中心区进行了大气颗粒物细粒子的加强观测,共获得30套样品.通过对样品质量浓度、化学成分分析,结合采样期间的气象条件,对深圳当前大气颗粒物的污染特征、季节变化规律(夏季和冬季)及二次污染特征进行了研究.结果表明,深圳大气颗粒物污染的季节差异较大,在夏季加强观测期间,PM2.5和PM10的日均质量浓度分别为34.9μg·m?3和56.9μg·m?3;冬季加强观测期间PM2.5和PM10的日均质量浓度分别为99.0μg·m?3和134.8μg·m?3,分别比夏季增长184%和137%.PM2.5在夏季和冬季观测期间平均分别占PM10的61%和73%,细粒子污染严重;夏、冬季加强观测期间OC和EC的比值平均分别为3.4和1.6,估算的SOC占OC的比例平均分别为56%和6%,夏季SOC对OC的贡献显著;在夏季持续高温期间,二次颗粒物的浓度及其在PM2.5中的比重都急剧升高,本地二次污染严重;当夏季主导风向来自西南或东南海面时,大气环境质量较好,冬季主导风向来自北方内陆时,大气环境质量较差.