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基于机器学习算法对二次无机气溶胶模拟进行偏差订正

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环境科学学报 2023年第4期43卷 121-130页

作者：吴倩唐晓孔磊刀谞朱宽广刘巍丁峰王盼湖北省生态环境科学研究院武汉430070 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029 中国环境监测总站北京100012

采用机器学习算法随机森林结合空气质量模型NAQPMS,利用华北地区模式模拟结果及硫酸盐、硝酸盐和铵盐的观测结果,构建了二次无机气溶胶模拟的偏差订正模型.结果表明:基于随机森林算法融合空气质量模型建立的二次无机气溶胶模拟偏差订正... 详细信息

采用机器学习算法随机森林结合空气质量模型NAQPMS,利用华北地区模式模拟结果及硫酸盐、硝酸盐和铵盐的观测结果,构建了二次无机气溶胶模拟的偏差订正模型.结果表明:基于随机森林算法融合空气质量模型建立的二次无机气溶胶模拟偏差订正模型可以显著改善二次无机气溶胶的模拟效果,更细致地再现出二次无机气溶胶的时空分布特征.对于训练站点,硫酸盐、硝酸盐和铵盐的模拟偏差可降低89.6%、16.7%和98.0%;对于验证站点,硫酸盐、硝酸盐和铵盐的模拟偏差可降低68.3%、60.0%和81.3%,相关系数均有显著提高.特征因子敏感性试验表明,硫酸盐、硝酸盐和铵盐的模拟浓度是构建二次无机气溶胶模拟的偏差订正模型的重要特征因子,潜在地考虑了二次无机气溶胶物理化学生成过程.本文揭示了融合了深度学习方法和传统数值模式方法在改善区域二次无机气溶胶模拟上的巨大潜力.

关键词：二次无机气溶胶数值模拟随机森林

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烟花爆竹燃放对河南省空气质量影响的研究

中国环境监测 2023年第5期39卷 34-43页

作者：陈慕白刀谞叶春霞王晓彦王帅孟晓艳暨南大学质谱仪器与大气环境研究所广东广州510632 中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室北京100012 山东裕龙石化产业园生态环境监控中心山东龙口370681

基于河南省常规空气污染物、颗粒物组分等数据,开展烟花爆竹燃放对空气质量影响的定量评估。结果表明:2023年元宵节期间,河南省PM_(2.5)质量浓度小时峰值为226μg/m^(3),仅次于2019年的239μg/m^(3),明显高于2022年的86μg/m^(3),正月... 详细信息

基于河南省常规空气污染物、颗粒物组分等数据,开展烟花爆竹燃放对空气质量影响的定量评估。结果表明:2023年元宵节期间,河南省PM_(2.5)质量浓度小时峰值为226μg/m^(3),仅次于2019年的239μg/m^(3),明显高于2022年的86μg/m^(3),正月十六重度及以上污染天数为历史最高值;烟花爆竹燃放造成K^(+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)浓度快速上升,对K+浓度影响最为显著,河南省K^(+)小时峰值浓度较基准时刻平均上升了26.6倍;烟花爆竹燃放对河南省正月十五、十六PM_(2.5)日均值贡献分别为31.5%、31.8%,使PM_(2.5)质量浓度分别上升39μg/m^(3)和57μg/m^(3),2 d的烟花爆竹燃放可使河南省2023年PM_(2.5)年均质量浓度上升0.26μg/m^(3),造成河南省12个城市空气质量从中度及以下污染变为重度及以上污染。

关键词：元宵节烟花爆竹空气质量定量评估

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地统计方法学研究进展

地理研究 2008年第5期27卷 1191-1202页

作者：郭怀成周丰刀谞北京大学环境科学与工程学院北京100871

地统计方法学已经成为空间预测与不确定性分析的关键性工具。本研究从文献计量学和方法学演变过程两个角度开展了1967～2005年的地统计方法学研究综述研究。首先从宏观角度分析其发展趋势、应用情况与模式,然后总结其演化规律、适宜性... 详细信息

地统计方法学已经成为空间预测与不确定性分析的关键性工具。本研究从文献计量学和方法学演变过程两个角度开展了1967～2005年的地统计方法学研究综述研究。首先从宏观角度分析其发展趋势、应用情况与模式,然后总结其演化规律、适宜性和选择原则。研究表明:地统计方法学的演化规律表现为稳态向非稳态演变、单变量向多变量(含二次信息)演变、参数与非参数方法相互补充、线性向非线性方法演变和空间静态向时空动态演变;此外,未来研究发展方向集中在半变异函数估计新方法、不确定性地统计学、时空地统计学与多点地统计学、机理模型与地统计学耦合研究和基于地统计学模拟的不确定性决策等。

关键词：地统计学文献计量学演变过程半变异函数不确定性

我国城市大气PM_(2.5)与O_(3)浓度相关性的时空特征分析

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科学通报 2022年第18期67卷 2008-2017页

作者：裘彦挺吴志军尚冬杰张子睿徐楠宗韬谋赵罡汤丽姿郭松王帅刀谞王晓斐唐桂刚胡敏北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室教育部区域污染控制国际合作联合实验室北京100871 中国环境监测总站北京100012

近些年,我国大气PM_(2.5)的质量浓度显著降低,O_(3)污染加剧.为了厘清PM_(2.5)和O_(3)浓度相关性的时空差异,本研究分析了我国城市大气PM_(2.5)浓度与O_(3)日最大8 h滑动平均值(MDA8 O_(3))和大气总氧化剂(O_(x)=O_(3)+NO_(2))浓度之间... 详细信息

近些年,我国大气PM_(2.5)的质量浓度显著降低,O_(3)污染加剧.为了厘清PM_(2.5)和O_(3)浓度相关性的时空差异,本研究分析了我国城市大气PM_(2.5)浓度与O_(3)日最大8 h滑动平均值(MDA8 O_(3))和大气总氧化剂(O_(x)=O_(3)+NO_(2))浓度之间的相关性.2015年以来,PM_(2.5)与O_(3)双超标天数大幅下降,现阶段双超标情况主要发生在京津冀地区的4~5月.在40°N以南的地区,PM_(2.5)与O_(3)浓度的相关性呈现显著的“南高北低、夏高冬低”的时空分布规律.较强的正相关关系出现在中纬度京津冀地区的夏季以及低纬度的珠江三角洲地区,表明这些区域O_(3)和PM_(2.5)的浓度具有相同的变化趋势;而在京津冀地区的冬季,由于PM_(2.5)中一次组分占比增高以及较弱的O_(3)光化学生成,O_(3)和PM_(2.5)浓度具有相反的变化趋势.不同于PM_(2.5)与MDA8 O_(3)之间的关系,PM_(2.5)与O_(x)在不同季节均表现出较好的正相关性,表明我国大气的强氧化性驱动了PM_(2.5)中二次组分的生成.在O_(3)超标的情况下(MDA8 O_(3)>160μg/m^(3)),PM_(2.5)和O_(3)浓度的相关性与PM_(2.5)浓度有关,当PM_(2.5)浓度低于50μg/m^(3)时,O_(3)与PM_(2.5)浓度具有较好的正相关性,呈现同步变化趋势;当PM_(2.5)浓度进一步增加时,二者浓度具有相反的变化趋势,说明更高浓度的PM_(2.5)可能会抑制O_(3)生成.

关键词：细颗粒物臭氧大气污染相关性分析

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过滤材质对水质氨氮测定空白的影响

环境化学 2013年第2期32卷 327-328页

作者：刀谞滕恩江许人骥中国环境监测总站北京100012

氨氮是我国水质评价中的一项重要指标,但在监测工作中空白偏高影响测定结果的问题较为常见.滤纸空白是造成前处理环节空白引入的关键因素,滤纸一般都含有可溶性氨和铵盐,可引起空白值升高.目前,尚未针对进口及国产、国产的不同厂家和不... 详细信息

氨氮是我国水质评价中的一项重要指标,但在监测工作中空白偏高影响测定结果的问题较为常见.滤纸空白是造成前处理环节空白引入的关键因素,滤纸一般都含有可溶性氨和铵盐,可引起空白值升高.目前,尚未针对进口及国产、国产的不同厂家和不同规格的滤纸,以及可替代滤纸进行样品过滤的滤膜的空白进行定量的对比实验,

关键词：氨氮空白滤纸滤膜

微波消解ICP-MS法测定空气颗粒物中54种元素

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环境化学 2014年第1期33卷 154-156页

作者：张霖琳刀谞王超高愈霄滕恩江中国环境监测总站北京100012

目前我国环境空气颗粒物中元素测定的标准方法为原子荧光法和原子吸收分光光度法，电感耦合等离子体质谱法（ICP—MS）作为新发展起来的无机元素分析测试技术，能够弥补上述方法的局限性，具有检出限低、线性范围宽、灵敏度高、快速简... 详细信息

目前我国环境空气颗粒物中元素测定的标准方法为原子荧光法和原子吸收分光光度法，电感耦合等离子体质谱法（ICP—MS）作为新发展起来的无机元素分析测试技术，能够弥补上述方法的局限性，具有检出限低、线性范围宽、灵敏度高、快速简便、一次可测定多种元素等优点．

关键词：微波消解电感耦合等离子体质谱(ICP—MS) 颗粒物元素

离子色谱快速测定大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中的三种脱水聚糖

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环境化学 2016年第12期35卷 2521-2527页

作者：齐炜红刀谞吕怡兵王超邯郸市环境监测站邯郸056000 中国环境监测总站北京100012

建立了大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中左旋葡聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖的高效阴离子交换色谱(HPAEC)与脉冲安培检测器(PAD)联用(HPAEC-PAD)技术的快速检测法.样品采用超纯水30 min振荡提取,经浓度250 mmol·L^(-1),流速0.45 m L·min^... 详细信息

建立了大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中左旋葡聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖的高效阴离子交换色谱(HPAEC)与脉冲安培检测器(PAD)联用(HPAEC-PAD)技术的快速检测法.样品采用超纯水30 min振荡提取,经浓度250 mmol·L^(-1),流速0.45 m L·min^(-1)的氢氧化钠淋洗液洗脱,45 min完成检测,该方法线性良好,相关系数达0.9999,实际样品测试加标回收率在89%—104%,精密度在1.2%—7.1%.对北京市2016年1月采暖季的大气颗粒物样品(PM_(2.5)、PM_(10))进行了检测,其中左旋葡聚糖浓度较高分别为113±100 ng·m^(-3),118±124 ng·m^(-3),计算左旋葡聚糖与甘露聚糖浓度比例关系可知,北京冬季大气颗粒物中生物质燃烧来源主要为硬木燃烧.

关键词：高效阴离子交换色谱脉冲安培检测生物质燃烧离子色谱脱水聚糖

高效阴离子交换色谱脉冲安培检测法测大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中10种糖醇类物质

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中国环境监测 2017年第5期33卷 139-146页

作者：刀谞王超吕怡兵齐炜红中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室北京100012 邯郸市环境监测站河北邯郸056000

建立了大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中10种糖醇类物质的离子色谱检测法。建立了大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中丙三醇、赤藓糖醇、木糖醇、左旋葡聚糖、山梨醇、甘露聚糖、海藻糖、甘露醇、半乳聚糖、葡萄糖的高效阴离子交换色谱(HP... 详细信息

建立了大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中10种糖醇类物质的离子色谱检测法。建立了大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))中丙三醇、赤藓糖醇、木糖醇、左旋葡聚糖、山梨醇、甘露聚糖、海藻糖、甘露醇、半乳聚糖、葡萄糖的高效阴离子交换色谱(HPAEC)与脉冲安培检测器(PAD)联用技术(HPAEC-PAD)的快速检测法。样品采用2 mg/L叠氮化钠溶液60 min振荡提取,经浓度为250 mmo L/L,流速为0.40 m L/min的氢氧化钠淋洗液洗脱30 min后,浓度逐步增加,60 min时达到500 mmol/L,10种物质被完全洗脱。该方法线性良好,线性回归系数大于0.999,实际样品测试加标回收率为84%~115%,精密度为0.5%~8.2%,对北京市2016年1月采暖季的大气颗粒物样品(PM_(2.5)、PM_(10))进行检测,其中左旋葡聚糖质量浓度最高,分别为(113±124)ng/m^3,(118±100)ng/m^3,其他9种物质均有检出。

关键词：高效阴离子交换色谱脉冲安培检测生物质燃烧脱水聚糖

京津冀地区城市环境空气颗粒物及其元素特征分析

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中国环境科学 2014年第12期34卷 2993-3000页

作者：张霖琳王超刀谞滕恩江王业耀中国环境监测总站北京100012

于2013年四个季度,选择京津冀3个主要城市和1个对照点,以及4个全国大气背景站,同步采集环境空气颗粒物PM10和PM2.5样品,采用微波消解ICP-MS法分析样品中的68种元素.结果表明,京津冀3个城市四个季度PM10和PM2.5均超过国家二级标准限值,... 详细信息

于2013年四个季度,选择京津冀3个主要城市和1个对照点,以及4个全国大气背景站,同步采集环境空气颗粒物PM10和PM2.5样品,采用微波消解ICP-MS法分析样品中的68种元素.结果表明,京津冀3个城市四个季度PM10和PM2.5均超过国家二级标准限值,且采暖季高于非采暖季.全年PM2.5/PM10比值大于0.5,细颗粒物污染占主导.元素在PM2.5中所占比例高于PM10.而背景点颗粒物浓度低于标准限值,远低于城市点,且四个季节变化不大.在检出的57种元素中, Na、Mg、Al、S、K、Ca、Fe、Zn在0.1~10μg/m3之间,P、Ti、Mn、Ni、Cu、Ba、Pb在10~100ng/m3之间,其他含量较低元素如Cd、Co、Ge、Ga、Zr、Sr、V等在0.01~10ng/m3之间.元素S、Na、K、Al、Fe、Mg、Ca等含量大于1%,P、Zn、Pb、Cu、Ba等其他元素含量介于0.1%~1%.富集因子分析结果提示,K、Ca、Cr、Fe、Cu、Zn、As、Cd和Pb等9种元素主要来源于人为污染,采暖季与非采暖季富集因子比值在1.1~3.5之间.因子分析提示,燃煤、工业污染源、燃油等是颗粒物污染的主要贡献因素.

关键词：颗粒物元素京津冀城市 ICP-MS