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Ambient volatile organic compounds at a receptor site in the Pearl River Delta region:Variations,source apportionment and effects on ozone formation

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Journal of Environmental Sciences 2022年第1期34卷 104-117页

作者： Yao Meng Junwei Song Lewei Zeng Yingyi Zhang Yan Zhao Xufei Liu Hai Guo liuju zhong Yubo Ou Yan Zhou Tao Zhang Dingli Yue Senchao Lai The Key Lab of Pollution Control and Ecosystem Restoration in Industry Clusters Ministry of Educationand Guangdong Provincial Key Laboratory of Atmospheric Environment and Pollution ControlSchool of Environment and EnergySouth China University of TechnologyGuangzhou 510006China Institute of Meteorology and Climate Research Karlsruhe Institute of TechnologyHermann-von-Helmholtz-Platz 1Eggenstein-Leopoldshafen 76344Germany Department of Civil and Environmental Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityHong KongChina Guangdong Environmental Monitoring Center State Environmental Protection Key Laboratory of Regional Air Quality MonitoringGuangzhou 510308China Guangdong Polytechnic of Environmental Protection Engineering Foshan 528216China

We present the continuously measurements of volatile organic compounds(VOCs)at a receptor site(Wan Qing Sha,WQS)in the Pearl River Delta(PRD)region from September to November of 2017.The average mixing ratios of total VOCs(TVOCs)was 36.3±27.9 ppbv with the dominant contribution from alkanes(55.5%),followed by aromatics(33.3%).The diurnal variation of TVOCs showed a strong photochemical consumption during daytime,resulting in the formation of ozone(O_(3)).Five VOC sources were resolved by the positive matrix factorization(PMF)model,including solvent usage(28.6%),liquid petroleum gas(LPG)usage(24.4%),vehicle exhaust(21.0%),industrial emissions(13.2%)and gasoline evaporation(12.9%).The regional transport air masses from the upwind cities of south China can result in the elevated concentrations of TVOCs.Low ratios of TVOCs/NO_(x)(1.53±0.88)suggested that the O_(3) formation regime at WQS site was VOC-limited,which also confirmed by a photochemical box model with the master chemical mechanism(PBM-MCM).Furthermore,the observation on high-O_(3) episode days revealed that frequent O_(3) outbreaks at WQS were mainly caused by the regional transport of anthropogenic VOCs especially for aromatics and the subsequent photochemical reactions.This study provides valuable information for policymakers to propose the effective control strategies on photochemical pollution in a regional perspective.

关键词： Volatile organic compounds(VOCs) Pearl River Delta(PRD)region Source apportionment Ozone(O_(3)) Regional transport

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Fast increasing of surface ozone concentrations in Pearl River Delta characterized by a regional air quality monitoring network during 2006–2011

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Journal of Environmental Sciences 2014年第1期26卷 23-36页

作者： Jinfeng Li Keding Lu Wei Lv Jun Li liuju zhong Yubo Ou Duohong Chen Xin Huang Yuanhang Zhang College of Environmental Sciences Engineering Peking University Guangdong Provincial Environmental Monitoring Center

Based on the observation by a Regional Air Quality Monitoring Network including 16 monitoring stations, temporal and spatial variations of ozone （O3）, NO2 and total oxidant （Ox） were analyzed by both linear regression and cluster analysis. A fast increase of regional O3 concentrations of 0.86 ppbWyr was found for the annual averaged values from 2006 to 2011 in Guangdong, China. Such fast O3 increase is accompanied by a correspondingly fast NOx reduction as indicated by a fast NO2 reduction rate of 0,61 ppbV/yr. Based on a cluster analysis, the monitoring stations were classified into two major categories - rural stations （non-urban） and suburban/urban stations. The 03 concentrations at rural stations were relatively conserved while those at suburban/urban stations showed a fast increase rate of 2.0 ppbV/yr accompanied by a NO2 reduction rate of 1.2 ppbV/yr. Moreover, a rapid increase of the averaged O3 concentrations in springtime （13%/yr referred to 2006 level） was observed, which may result from the increase of solar duration, reduction of precipitation in Guangdong and transport from Eastern Central China. Application of smog production algorithm showed that the photochemical O3 production is mainly volatile organic compounds （VOC）-controlled. However, the photochemical O3 production is sensitive to both NOx and VOC for O3 pollution episode. Accordingly, it is expected that a combined NOx and VOC reduction will be helpful for the reduction of the O3 pollution episodes in Pearl River Delta while stringent VOC emission control is in general required for the regional O3 pollution control.

关键词： O3 cluster analysis temporal variation smog production algorithm Pearl River Delta

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Space view of the decadal variation for typical air pollutants in the Pearl River Delta （PRD） region in China

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 2016年第5期10卷 129-142页

作者： Zifeng WANG Min SHAO Liangfu CHEN Minghui TAO liuju zhong Duohong CHEN Meng FAN Yang WANG Xinhui WANG State Key Laboratory of Remote Sensing Science Jointly Sponsored by Institute of Remote Sensing and Digital Earth of Chinese Academy of Sciences and Beijing Normal University Beijing 100101 China College of Environmental Sciences and Engineering Peking University Beijing 100876 China Guangdong Environmental Monitoring Center Guangzhou 510308 China

The Pearl River Delta （PRD） is one of the most industrialized, urbanized and populated regions in China, and thus has been long suffering from severe air pollutions. Space data provide a unique perspective for investigating the atmospheric environment at a regional scale. By utilizing multiple satellite retrievals from 2005 to 2013, this study presented, for the first time, the spatial patterns and temporal trends of typical air pollutants over PRD and its vicinity. As viewed from space, aerosol optical depth （AOD）, NO2 and SO2 all had their higher values at the central part of PRD, and showed clear descending gradients as moving to the outskirt of this region. As to the inter-annual variation, all these pollutants had decreasing trends in PRD during the study period, which generally agreed with the relevant in situ measurements. However, the satellite retrievals differed from ground measurements when addressing NO2 and SO2 in the vicinity of PRD. This work also provides the inter-comparison among PRD and three other metropolitan clusters in China： PRD had relatively high AOD, moderate NO2 and low SO2 levels, and it was the only region achieving the effective reduction of NO2 and SO2 during last decade. Unlike the previous three pollutants, HCHO observed by satellite showed very special patterns： it had a relatively homogeneous spatial distribution over both of PRD and its vicinity, and presented an opposite increasing trend from 2005 to 2010. Moreover, PRD had the highest HCHO level among all the metropolitan clusters, hinting a considerable contribution of biogenic origins of HCHO in PRD.

关键词： The Pearl River Delta （PRD） Satellite monitoring Regional air quality Long-term trend HCHO

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Are current Chinese national ambient air quality standards on 24-hour averages for particulate matter sufficient to protect public health？

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Journal of Environmental Sciences 2018年第9期30卷 67-75页

作者： Rongshan Wu Xiaoming Song Yingchen Bai Jie Chen Qian Zhao Shuo Liu Hongbing Xu Baihuan Feng Yi Zhang liuju zhong Xuemei Wang Pengchang Wu Wei Huang Department of Occupational and Environmental Health Peking University School of Public Health Beijing 100191 China Key Laboratory of Molecular Cardiovascular Sciences of Ministry of Education Pekin9 University Beijin9 100191 China State Key Laboratory of Environmental Criteria and Ris}e Assessment Chinese Research Academy of Environmental SciencesBeijing 100012 China Guangdong Polytechnic of Environmental Protection Engineering Foshan 528216 China Institute for Environmental and Climate Research Jinan University Guangzhou 510632 China

With rapid economic development and urbanization in recent decades, China has experienced the worsening of ambient air quality. For better air quality management to protect human health, Chinese government revised national ambient air quality standards （NAAQS） for particulate matter （PM） in 2012 （GB3095-2012）. To assess the effectiveness of current NAAQS for PM on public health in Chinese population, we conducted a meta- analysis on published studies examining the mortality risk of short-term exposure to PM with aerodynamic diameters less than 10 and 2.5μm （PM10 and PM2.5） in China. The reported 24-hour concentrations of PM10 and PM2.5 in studies ranged from 43.5 to 150.1 μg/m^3 and 37.5 to 176.7 μg/m^3. In the pooled excess, mortality risk estimates of short-term exposure to PM. In specific, per 10 μg/m^3 increase in PM10, we observed increases of 0.40% （95%CI： 0.33%, 0.47%）, 0.57% （95%CI： 0.44%, 0.70%） and 0.49% （95%CI： 0.40%, 0.58%） in total, respiratory and cardiovascular mortality, per 10/μg/m^3 increase in PM2.5, we observed increases of 0.51% （95% CI： 0.38%, 0.63%）, 0.62% （95%CI： 0.52%, 0.73%） and 0.75% （95%CI： 0.54%, 0.95%） in total, respiratory and cardiovascular mortality. Finally, we derived 125 μg/m^3 for PM10 and 62.5 μg/ m^3 for PM2.5 as 24-hour recommendation values based on the pooled estimates. Our results indicated that current Chinese NAAQS for PM could be sufficient in mitigating the excess mortality risk from short-term exposure to ambient PM. However, future research on long-term exposure cohort studies in Chinese population is also essential in revising annual averages for PM in Chinese NAAQS.

关键词： Particulate matter Mortality Meta-analysis Air quality standard China

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珠三角秋季臭氧污染来源解析

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环境污染与防治 2015年第1期37卷 25-30页

作者：沈劲陈皓钟流举广东省环境监测中心国家环境保护区域空气质量监测重点实验室广东广州510045 北京大学环境科学与工程学院北京100871

秋季是珠三角臭氧污染最严重的季节,选取2004年秋季珠三角典型臭氧污染过程,运用臭氧来源解析技术等分析手段,研究珠三角臭氧污染特性,分析并量化各排放源区各类源对受体点的臭氧贡献。结果表明,东莞市对珠江口地区的臭氧峰值有重大贡献... 详细信息

秋季是珠三角臭氧污染最严重的季节,选取2004年秋季珠三角典型臭氧污染过程,运用臭氧来源解析技术等分析手段,研究珠三角臭氧污染特性,分析并量化各排放源区各类源对受体点的臭氧贡献。结果表明,东莞市对珠江口地区的臭氧峰值有重大贡献,下午2-3点东莞市前体物的臭氧贡献最大可达40ppb;而广州市区的前体物排放主要影响顺德区和南海区。在珠三角,排放源区一般对下风向40km范围内的地区臭氧贡献最大。秋季大多数情况下珠三角西部(江门东湖)臭氧受中部主要排放源区臭氧前体物排放与输送的影响很大,广州和佛山地区对江门东湖的臭氧峰值贡献达50ppb左右。交通尾气排放对珠三角各受体点的臭氧贡献最大,交通源对重污染区受体点臭氧的贡献最高可达40ppb^50ppb。

关键词：珠三角臭氧来源解析

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大气颗粒物理化特性在线监测技术

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环境科学与技术 2014年第5期37卷 64-69页

作者：岳玎利周炎钟流举区宇波广东省环境监测中心国家环境保护区域空气质量监测重点实验室广东广州510308

对大气颗粒物理化特性的在线监测不仅直接有利于按照国家环境空气质量新标准实施空气质量实况发布,更是全面掌握细颗粒物污染特性、污染成因、形成机制与制定控制对策的关键性基础工作。文章综述国内外关于大气颗粒物理化特征的典型在... 详细信息

对大气颗粒物理化特性的在线监测不仅直接有利于按照国家环境空气质量新标准实施空气质量实况发布,更是全面掌握细颗粒物污染特性、污染成因、形成机制与制定控制对策的关键性基础工作。文章综述国内外关于大气颗粒物理化特征的典型在线监测技术及颗粒物粒径分级技术,如质量浓度、吸湿性、挥发性和数浓度与化学组成及其粒径分布等监测技术,以及单颗粒理化特性在线监测技术,为颗粒物在线监测、灰霾超级站仪器配置和气溶胶污染及其控制研究提供参考。

关键词：颗粒物质量浓度数浓度化学组成单颗粒

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H_2O_2与HNO_3生成速率比值判别臭氧生成敏感性

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中国科技论文 2014年第6期9卷 725-728页

作者：沈劲钟流举陈皓岳玎利广东省环境监测中心国家环境保护区域空气质量监测重点实验室广州510045 北京大学环境科学与工程学院北京100871

为了更好地理解珠三角臭氧污染特性，使用中尺度气象模型与三维空气质量模型 MM5-CAMx v5．20系统，并调用化学过程分析等模块，基于2004年10月这一典型污染时段，对使用 H2 O2与 HNO3生成速率比值（p（H2 O2）/p（HNO3））判别珠三角... 详细信息

为了更好地理解珠三角臭氧污染特性，使用中尺度气象模型与三维空气质量模型 MM5-CAMx v5．20系统，并调用化学过程分析等模块，基于2004年10月这一典型污染时段，对使用 H2 O2与 HNO3生成速率比值（p（H2 O2）/p（HNO3））判别珠三角臭氧生成敏感性的适用性进行了研究。结果表明：在珠三角地区，当 p（H2 O2）/p（HNO3）＜0．35时，可以断定其为臭氧生成的挥发性有机物（VOC）控制区，比值在0．35～1．6为过渡区，而比值大于1．6时为臭氧生成的 NOx 控制区。在秋季各种污染类型下，珠江口东部、佛山南部、广佛交界处白天都是臭氧生成的强 VOC 控制区；而珠三角西部与西南部则经历了从早上臭氧生成的 VOC 控制区或过渡区向下午 NOx 控制区的演变，珠三角北部与东部等大部分地区为臭氧生成的 NOx 控制区。

关键词： H2O2 HNO3 生成速率比值臭氧敏感性珠三角

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珠江口无机氮湿沉降规律及大气输送的研究

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环境科学学报 2009年第6期29卷 1156-1163页

作者：王茜王雪梅钟流举林文实上海市环境监测中心上海200030 中山大学环境科学与工程学院广州510275 广东省环境监测中心广州510045

针对2007年3～11月广东中山市横门站的降水资料,分析了珠江口氮湿沉降特征及其来源.结果显示:研究期间横门降水中NH4+-N和NO3--N的降雨量加权平均浓度分别为0.62和0.41mg.L-1;其季节变化规律表现为秋季最高,其次是春季,夏季最低.降水NH4... 详细信息

针对2007年3～11月广东中山市横门站的降水资料,分析了珠江口氮湿沉降特征及其来源.结果显示:研究期间横门降水中NH4+-N和NO3--N的降雨量加权平均浓度分别为0.62和0.41mg.L-1;其季节变化规律表现为秋季最高,其次是春季,夏季最低.降水NH4+-N和NO3--N的浓度呈显著正相关,与降水pH值呈负相关.利用气团轨迹后推以及天气形势得出,横门陆地性降水氮浓度最高,海洋性降水氮沉降通量最高.云下气团分类结果表明,海洋性NE类气团对横门无机氮湿沉降的输送负荷最大.

关键词：珠江口无机氮湿沉降后向轨迹

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基于聚类与多元回归的空气质量预报模型开发

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环境科学与技术 2015年第2期38卷 63-66页

作者：沈劲钟流举何芳芳陈多宏广东省环境监测中心广东广州510045 国家环境保护区域空气质量监测重点实验室广东广州510045 中山大学先进技术研究院广东广州510275

为了方便准确地预测空气污染物浓度,基于气象因子聚类与多元回归的方法,以广东省顺德区为例开发了空气质量统计预报模型。预报模型能够较好地模拟出顺德区NO2、SO2、CO、PM10、PM2.5日均浓度和O3日最大8 h浓度水平和变化趋势,模型的模... 详细信息

为了方便准确地预测空气污染物浓度,基于气象因子聚类与多元回归的方法,以广东省顺德区为例开发了空气质量统计预报模型。预报模型能够较好地模拟出顺德区NO2、SO2、CO、PM10、PM2.5日均浓度和O3日最大8 h浓度水平和变化趋势,模型的模拟结果与实测值具有较高的相关性（相关系数R约为0.76）,标准化平均偏差为1.2%-13.4%,标准化平均误差为14.2%-30.3%,模型普遍略为高估各项污染物浓度水平。预报模型具有简单易行、节约人力物力、准确可靠等优点,适用于地级市及区县空气污染物的预报。

关键词：气象因子聚类多元回归空气质量预报

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基于变异函数的大气污染物空间分布特征分析

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环境科学与技术 2014年第12期37卷 73-77,84页

作者：徐伟嘉钟流举何芳芳李红霞中山大学先进技术研究院广东广州510275 东莞中山大学研究院广东东莞523808 广东省环境监测中心广东广州510045

使用变异函数分析大气污染物分布的空间特征,如空间相关、方向效应、相似度、相关距离等。以珠三角区域2012年8月24日12时数据为例,提供进行经验变异函数拟合,相关分析,方向效应分析等一套研究思路和步骤,运用至2013年1月14日至20日一周... 详细信息

使用变异函数分析大气污染物分布的空间特征,如空间相关、方向效应、相似度、相关距离等。以珠三角区域2012年8月24日12时数据为例,提供进行经验变异函数拟合,相关分析,方向效应分析等一套研究思路和步骤,运用至2013年1月14日至20日一周的PM2.5数据分析中,分析显示,研究时段内的珠三角区域的PM2.5浓度分布具有空间相关性,且具有方向效应,相关距离和相关度的方向效应体现有所不同,东西方向相关距离最大为76 km,东北-西南方向的最小为60 km,而相关度效应的方向性体现不稳定,但总体上各方向的相关度都很接近。分析思路和结果对于污染物的监管和治理有一定参考价值,如基于空间相关性和相关距离实施地区联合管治,基于方向效应实施差异化和重点化管治。

关键词：污染物浓度变异函数各向异性各向同性玫瑰图

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