天山北坡区域大气污染特征及冬季重污染成因分析——以石河子市为例

以天山北坡典型代表城市石河子市为例,基于地面常规污染物浓度监测、气象观测、激光雷达观测及中尺度气象模型(WRF)模拟资料,综合分析了气象条件和边界层结构变化对空气质量的影响。结果表明:以石河子市为代表的天山北坡地区空气质量季节性差异显著,PM_(2.5)浓度在冬、夏两季相差最高达11.4倍,且冬季(12月—次年2月)大气污染发生率高达81.2%,重度及以上污染天气占59.1%。冬季污染呈连续“污染季”变化特征,在2020—2021年冬季发生的4次重污染过程中,每次重污染过程持续时间为7~27 d,间隔仅1~3 d,各过程均以PM_(2.5)污染为主导,PM_(2.5)峰值浓度为373~425μg/m^(3),PM_(2.5)/PM_(10)均值为0.82。进入秋冬季后,地面连续低温、高湿的气象条件对PM_(2.5)浓度的增长有显著促进作用,以温度<-3℃和65%<相对湿度<92%为主要影响条件,在该条件下边界层高度的显著降低和连续强逆温引起的近地扩散条件转差,是冬“污染季”形成的根本原因。在2021年1月16—22日重污染过程期间,地面为持续低温、高湿、微/静风状态,重污染生消仅随边界层和逆温条件改变,其中污染累积时段边界层高度较清洁时段降低近5倍,逆温强度超过1.5℃/(100 m),后续由逆温的减退和边界层抬升带来3 d清洁天气。

2020年冬季石河子市城区和工业区PM_(2.5)中无机元素污染特征及来源

石河子市是位于新疆乌昌石区域中部的工业城市,2020年12月和2021年1月在石河子市城区和工业区共布设2个采样点,全天候采集细颗粒物(PM_(2.5))样品61 d,利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)对24种元素含量进行分析,并通过富集因子法(EF)解析PM_(2.5)中无机元素的污染特征及来源.结果表明,冬季采样期间,石河子市重度及以上污染天数占整个采样期的53.2%,以PM_(2.5)为首要污染物的污染天数占整个采样期的98.4%,采样期城区和工业区的PM_(2.5)日均值分别为164.7μg·m^(-3)和113.6μg·m^(-3),表明石河子市冬季PM_(2.5)污染严重;采样期城区和工业区PM_(2.5)中无机元素浓度分别为4.4μg·m^(-3)和3.6μg·m^(-3),主要成分均为K、Ca、Na、Mg、Al、Fe,6种元素之和在城区和工业区元素中的占比分别为97.4%和97.5%,表明这6种元素为城区和工业区元素的主要组分,城区和工业区主要元素组成差异性较小,污染天K和Ca元素的累积速度最快,Na和Ca元素的累积量最大;石河子市2020年冬季PM_(2.5)中主要富集元素为K、Ca、Na、Mg、Fe,富集元素主要来源于工业区、机动车、地壳物质以及餐饮油烟等,城区元素富集程度和污染程度略高于工业区.

石河子市冬季城区与工业区PM_(2.5)中水溶性无机离子特征与来源

为研究石河子市冬季PM2.5中水溶性无机离子(Water Soluble Inorganic Ions,WSIIs)的污染特征和来源,2020年12月和2021年1月在石河子市城区和工业区共布设2个采样点,采集PM2.5样品共122组,使用Dionex ICS-900分析仪对SO^(2-)_(4)、NO^(-)_(3)、Cl^(−)、F^(−)、、Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)共9种WSIIs进行分析.结果表明,冬季石河子市城区PM2.5中WSIIs浓度为(107.18±50.66)μg·m^(−)3,在PM2.5中的占比为56.3%—67.2%,工业区PM2.5中WSIIs浓度为(85.32±35.56)μg·m^(−)3,在PM2.5中的占比为62.2%—63.0%,说明WSIIs是石河子市冬季PM2.5的主要成分,城区WSIIs浓度特征为:>>>Cl^(−)>Ca^(2+)>Na^(+)>F^(−)>K^(+)>Mg^(2+),工业区为:>SO^(2-)_(4)>NO^(-)_(3)>NH_(4)>Cl^(−)>Na^(+)>Ca^(2+)>F^(−)>K^(+)>Mg^(2+);城区大气PM2.5中SNA(、和)的浓度为(97.71±46.13)μg·m^(−)3,在WSIIs中的占比为91.2%±3.1%,工业区SNA的浓度为(76.97±32.87)μg·m^(−)3,在WSIIs中的占比为90.3%±2.7%,说明SNA为WSIIs的主要组分,同时也是PM2.5的主要组分;城区Cl^(−)的浓度低于工业区,Ca^(2+)浓度高于工业区,说明工业区受化石燃料燃烧影响较大,城区受扬尘影响较大;重度及以上污染天气,燃煤排放对PM2.5的贡献大于机动车,燃煤排放对城区的影响大于工业区;城区PM2.5中离子的主要组分为(NH4)2SO_(4)和NH4HSO_(4),工业区主要为(NH4)2SO_(4)、NH4HSO_(4)和NH4NO_(3),工业区、和之间具有高度同源性.

新疆石河子市降水中离子组分变化情况

通过采集石河子市两个降水监测点位2012-2021年期间降水样品,对降水次数、降水量的分析,同时对离子组分在不同月份变化情况进行了分析。研究结果表明,石河子市近10年来未发生酸雨,同时石河子市2018年降水频次和降水量最大,2020年降水频次和降水量最少;1-3月、9月降水中电导率较高,阳离子中Na^(+)浓度最高,K^(+)浓度最低,SO_(4)^(2-)浓度均最高,F^(+)浓度最低;各离子冬天浓度均高于夏天。

卫星遥感碳监测技术研究进展

为了支撑城市“碳达峰、碳中和”工作,需要完善和提升碳排放监测能力,构建系统的碳监测体系。卫星遥感碳监测技术在探测大气中的二氧化碳浓度和分布对全球气候环境变化具有重要意义。文章综述了国内外碳卫星监测技术和光学载荷的研究进展,总结了遥感碳监测卫星的关键参数展望了新一代星载高光谱碳监测卫星的未来发展趋势,并为其它区域推进碳达峰碳中和工作提供示范参考。

环境空气中臭氧的监测与防治

本文简要阐述了环境空气中臭氧污染的主要特点和监测方法,并从制度、体系、宣传三个层面对臭氧污染防治措施进行探究,以期提升我国环境空气中臭氧污染的监测与防治能力,促进社会经济与生态环境的平衡发展。

生态环保视角下化工企业大气污染防治提升

这些年,环境保护成为国家和社会群众关注的热点问题,在化工生产中及原料生产方式和工艺等对环境都会造成不同程度的污染。因此,就需要对化工企业生产过程中可能造成的污染进行分析,采取环保技术改善污染现状。本文是针对化工企业大气污染防治提升技术进行分析,希望可以改善化工企业大气污染防控水平,促进化工企业的健康发展。

天山北坡典型工业城市冬季大气铵盐污染特征及其赋存形式

天山北坡是重污染天气消除攻坚战的重点区域,为了解该区域冬季大气重污染期间NH_(4)^(+)污染特征及其对PM_(2.5)浓度的贡献,2020年12月—2021年1月在该区域典型工业城市石河子市城区对气态NH_(3)和PM_(2.5)中水溶性离子的浓度进行了连续监测,分析了不同空气质量等级下PM_(2.5)中NH_(4)^(+)浓度和NH_(3)-NH_(4)^(+)气固转化率的变化以及NH_(4)^(+)的赋存形式.结果表明:(1)监测期间,石河子市大气PM_(2.5)、NH_(4)^(+)和其他阳离子的平均浓度分别为164、25.3和3.60μg/m^(3),NH_(4)^(+)浓度是其他阳离子总浓度的7.0倍;NH_(4)^(+)浓度在PM_(2.5)浓度中的占比为15.4%,仅次于SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-).NH_(4)^(+)和其他阳离子浓度均随污染加重逐渐升高,但NH_(4)^(+)浓度的增幅远大于其他阳离子.(2)随着污染加重,NH_(3)-NH_(4)^(+)气固转化率逐渐升高,其在优良天、轻度和中度污染天、重度及以上污染天分别为0.23、0.51、0.69.整体上,NH_(3)-NH_(4)^(+)气固转化率与PM_(2.5)和NH_(4)^(+)浓度均呈显著正相关,与气态NH_(3)浓度和大气温度均呈负相关.(3)石河子市冬季大气NH_(4)^(+)充足,主要以(NH_(4))_(2)SO_(4)的形式赋存,剩余NH_(4)^(+)以NH_(4)NO_(3)和NH_(4)Cl的形式赋存.研究显示,天山北坡区域冬季大气重污染期间NH_(3)-NH_(4)^(+)气固转化率和NH_(4)^(+)浓度均显著升高,大气污染防治工作在关注SO_(2)和NO_(x)污染控制的同时,也需要加强对NH3的污染治理.

浅析我国雾霾的现状及治理对策

当前,我国大中型城市常常会被雾霾天气笼罩,这说明大气污染越来越严重。由于城市空气环境越来越差,所以对人们的身体健康以及出行都造成了很大困扰。在现实中,导致雾霾的原因有很多,如有较高的空气湿度,适值气流的变化不大,那么就会使大气水平流动变弱,最终会形成雾霾天气。当雾霾天气出现后,人们出于自我保护意识开始佩戴口罩、使用空气净化器等。因此,如何治理雾霾天气已经成为棘手问题,环境保护部门也在不断寻求科学、合理、有效的方式进行治理,这也成为城市环境保护中的一部分重要内容。本文主要分析了雾霾天气的成因、现状、危害以及大气雾霾治理的相关措施等。

预警原则在环境规划与管理中的运用研究

近年来,环境问题得到了社会广泛关注,各个国家都将环境治理作为国家发展的重要内容。近年来,社会爆发出来的环境问题日渐增多,环境问题导致的最主要原因便是工农业生产导致的环境变化、环境问题,想要真正的解决环境问题,避免环境问题给人们生活带来不良影响,在为人们营造出良好生活环境的基础上,实践我国可持续发展的目标。当前我国各地都对环境保护都十分重视,预警原则在环境规划与管理中的运用也日渐频繁。本文将针对预警原则内涵以及预警原则在环境规划与管理中的运用的意义与原则进行详细分析,其目的是研究出预警原则在环境规划与管理中的运用的策略。