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南京地区细颗粒物污染输送影响及潜在源区

环境科学 2023年第6期44卷 3071-3079页

作者：谢放尖郑新梅窦焘焘杨峰刘春蕾李洁谢轶嵩王艳胡建林陈长虹南京市生态环境保护科学研究院南京210093 南京信息工程大学环境科学与工程学院大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室南京210044 上海市环境科学研究院国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室上海200233

基于南京市空气质量数据和NCEP全球再分析资料,利用后向轨迹模式计算了2019年3月至2020年2月以南京城区为受体点的逐小时气团24 h后向轨迹,并将后向轨迹数据和PM_(2.5)浓度数据结合,进行轨迹聚类和潜在源区分析.结果表明,研究期间南京市... 详细信息

基于南京市空气质量数据和NCEP全球再分析资料,利用后向轨迹模式计算了2019年3月至2020年2月以南京城区为受体点的逐小时气团24 h后向轨迹,并将后向轨迹数据和PM_(2.5)浓度数据结合,进行轨迹聚类和潜在源区分析.结果表明,研究期间南京市ρ(PM_(2.5))平均值为(36±20)μg·m^(-3),超过国家二级标准限值的污染天数为17 d,ρ(PM_(2.5))的季节变化特征明显:冬季(49μg·m^(-3))>春季(42μg·m^(-3))>秋季(31μg·m^(-3))>夏季(24μg·m^(-3)),全年PM_(2.5)浓度和地面气压显著正相关,而跟气温、相对湿度、降水量和风速均为显著负相关关系;春季气团输送路径为7条,其余季节均为6条,其中,春季的西北路和东南偏南路,秋季东南路和冬季西南路是各季主要的污染输送路径,均具有传输距离短,气团移动慢的特点,说明静稳天气下本地累积是PM_(2.5)出现高值的主要原因之一;冬季西北路气团传输路径较长,ρ(PM_(2.5))为58μg·m^(-3),是所有路径中第2高值,说明皖东北城市对南京输送影响较大;PSCF和CWT潜在源区分布较为一致,主要的潜在源区分布以南京本地和邻近区域为主,说明控制PM_(2.5)污染需要强化本地管控并和邻近区域开展联防联控,冬季污染输送影响最大,主要潜在源区分布在南京西北和滁州交界地带,且主要范围在滁州境内,联防联控的范围需要扩大到安徽.

关键词：细颗粒物后向轨迹聚类分析潜在源区贡献函数浓度权重轨迹南京

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北京地区大气颗粒物输送路径及潜在源分析

中国环境科学 2019年第3期39卷 915-927页

作者：李颜君安兴琴范广洲成都信息工程大学大气科学学院四川成都610225 中国气象科学研究院大气成分研究所北京100081

利用TrajStat软件和全球资料同化系统数据,计算了2005～2016年北京市逐日72h气流后向轨迹,采用聚类分析方法,结合北京同期PM_(2.5)逐日质量浓度数据,分析北京市年及四季后向气流轨迹特征及其对北京市颗粒物浓度的影响,运用潜在源贡献因... 详细信息

利用TrajStat软件和全球资料同化系统数据,计算了2005～2016年北京市逐日72h气流后向轨迹,采用聚类分析方法,结合北京同期PM_(2.5)逐日质量浓度数据,分析北京市年及四季后向气流轨迹特征及其对北京市颗粒物浓度的影响,运用潜在源贡献因子分析法(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT),探讨研究时期内不同季节影响北京市颗粒物质量浓度的潜在源区以及不同源区对北京颗粒物质量浓度的贡献.结果表明,就全年而言,西北输送气流占总轨迹的比例最高,达59.97%,且其输送距离最远、输送高度最高、移速最快.输送高度最低、距离最短、移速最慢的东南气流占比次之,为27.64%,东北气流占比最低为12.40%,其移速和输送距离介于前两者之间.主要污染轨迹来自山东、河北,其次为来自俄罗斯、蒙古国和内蒙古荒漠戈壁地区的西北气流.PSCF和CWT分析发现,蒙中、晋中、冀西南、豫北及鲁西是影响北京PM_(2.5)的主要潜在区域.而不同季节、不同输送路径对北京PM_(2.5)污染影响的差异显著,春季主要受来自蒙晋交界区域的短距离输送气流影响,潜在源区位于冀南、鲁西、豫东和皖西北地区,夏季污染轨迹来自鲁、晋地区,潜在源区为豫东北、皖北和苏北地区;秋季主要受来自冀南地区的短距离气流影响,潜在源区为晋北、冀南、豫北和鲁西地区,冬季主要受来自蒙古国中西部和蒙中地区的远距离输送气流影响,潜在源区主要在冀南、鲁西、豫北、晋和蒙西地区.

关键词：大气颗粒物后向轨迹聚类分析潜在源贡献浓度权重轨迹北京

天津PM_(10)和NO_2输送路径及潜在源区研究

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中国环境科学 2014年第12期34卷 3009-3016页

作者：王郭臣王珏信玉洁陈莉天津师范大学城市与环境科学学院天津300387

利用HYSPLIT模型和全球资料同化系统(GDAS)气象数据,用聚类方法对2012年12月~2013年11月期间抵达天津的逐日72h气流后向轨迹按不同的季节进行归类.并利用相应的PM10和NO2浓度日监测数据,分析了不同季节气流轨迹对天津污染物浓度的影响.... 详细信息

利用HYSPLIT模型和全球资料同化系统(GDAS)气象数据,用聚类方法对2012年12月~2013年11月期间抵达天津的逐日72h气流后向轨迹按不同的季节进行归类.并利用相应的PM10和NO2浓度日监测数据,分析了不同季节气流轨迹对天津污染物浓度的影响.运用潜在源贡献(PSCF)因子分析法和浓度权重轨迹(CWT)分析法分别模拟了不同季节PM10和NO2潜在PSCF和CWT.结果表明,不同方向气流轨迹对天津PM10和NO2潜在源区分布的影响存在显著差异.天津PM10和NO2日均浓度最高值对应的气流轨迹均集中在冬、春和秋季等来自内陆的西北气流;夏季影响天津的气流轨迹主要来自西北和东南方向,对天津PM10和NO2的日均浓度贡献较小.天津PM10和NO2的PSCF与CWT分布特征类似,最高值主要集中在天津本地以及邻近的河北省和山东省,是天津这两种污染物主要潜在源区.

关键词： PM10 NO2 后向轨迹聚类分析潜在源贡献浓度权重轨迹天津

京津冀地区2015~2020年臭氧持续污染事件特征、气象影响及潜在源区分析

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中国环境科学 2023年第6期43卷 2714-2721页

作者：张莹许建敏汪瑶苏宝山吴燕星胡婷婷刘润暨南大学环境与气候研究院广东广州511443 粤港澳环境质量协同创新联合实验室广东广州511443

基于京津冀地区2015~2020年臭氧小时浓度数据和气象再分析数据,利用广义加性模型、潜在源贡献函数法、浓度权重轨迹法分析了京津冀地区臭氧持续污染事件特征、气象影响和潜在源区.结果表明,京津冀地区持续3d及以上的臭氧污染事件(OPE3)... 详细信息

基于京津冀地区2015~2020年臭氧小时浓度数据和气象再分析数据,利用广义加性模型、潜在源贡献函数法、浓度权重轨迹法分析了京津冀地区臭氧持续污染事件特征、气象影响和潜在源区.结果表明,京津冀地区持续3d及以上的臭氧污染事件(OPE3)出现天数由2015年的24d上升到2020年的76d,占臭氧污染总天数的比例最高达到85%;OPE3天数的月变化特征与臭氧浓度的变化特征高度一致,在5~9月的相关性达0.97;京津冀地区OPE3发生的天气形势主要为高温、低湿、异常南风、异常反气旋及明显下沉气流;以京津冀地区的典型代表城市北京为例,OPE3期间气团主要来自于北京以南地区(71.2%),以短距离传输为主,主要潜在源区是河北省南部、山西省东北部、河南省东北部以及山东省北部,污染轨迹的贡献率约79.3%.

关键词：京津冀臭氧持续污染事件气象因素潜在源贡献因子浓度权重轨迹

2015~2021年景洪市PM_(2.5)的传输路径及潜在源区

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中国环境科学 2022年第11期42卷 5023-5035页

作者：刘旭艳韩秀珍梁林林朱琳国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室许健民气象卫星创新中心北京100081 国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室北京100084 中国气象科学研究院大气化学重点实验室北京100081

分析2015~2021年景洪市大气污染特征,识别日均PM_(2.5)浓度超过国家空气质量二级标准所在月(超标月).利用混合单粒子拉格朗日积分轨迹模型计算景洪市PM_(2.5)超标月的逐日72h后向轨迹,并结合景洪市PM_(2.5)浓度,通过聚类、潜在源区贡献... 详细信息

分析2015~2021年景洪市大气污染特征,识别日均PM_(2.5)浓度超过国家空气质量二级标准所在月(超标月).利用混合单粒子拉格朗日积分轨迹模型计算景洪市PM_(2.5)超标月的逐日72h后向轨迹,并结合景洪市PM_(2.5)浓度,通过聚类、潜在源区贡献因子和浓度权重轨迹因子等分析方法,识别景洪市日均PM_(2.5)超标月的主要传输路径和潜在源区.结果表明:景洪市2~5月为日均PM_(2.5)超标月;景洪市2~5月PM_(2.5)的传输主要来自其西向、西南和南向,且中短距离和低空传输对应高PM_(2.5)浓度;景洪市PM_(2.5)源区主要位于缅甸中部、老挝西北部和泰国北部;通过归一化处理浓度权重轨迹因子可知,景洪市2~5月PM_(2.5)传输的源区主要来自缅甸,贡献41%~50%,其次为泰国和老挝,分别为21%~27%和5%~12%.基于2015~2021年2~5月中南半岛火点数分布及与景洪市PM_(2.5)浓度相关性分析,进一步揭示影响景洪市PM_(2.5)的主要排放源为缅甸生物质开放燃烧.研究可为景洪市建立跨境区域联防联控措施以及未来气候变化研究提供指导.

关键词： PM_(2.5) 景洪市聚类分析潜在源区贡献因子浓度权重轨迹

塔里木河流域东部降水稳定同位素特征与水汽来源

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环境科学 2022年第1期43卷 199-209页

作者：宋洋王圣杰张明军石玉东西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室兰州730070

大气降水中氢氧稳定同位素比率(δ^(18)O和δ^(2)H)的定位监测有助于理解水体相变、混合和输送的过程,南疆塔里木河流域东部气候干旱,水资源是影响可持续发展的关键资源,然而目前对其大气降水中氢氧稳定同位素的认识仍十分有限.基于塔... 详细信息

大气降水中氢氧稳定同位素比率(δ^(18)O和δ^(2)H)的定位监测有助于理解水体相变、混合和输送的过程,南疆塔里木河流域东部气候干旱,水资源是影响可持续发展的关键资源,然而目前对其大气降水中氢氧稳定同位素的认识仍十分有限.基于塔里木河流域东部4个采样点2019年6月~2020年9月采集的103个降水样品,分析了大气降水中氢氧稳定同位素的时空特征,探讨了氢氧稳定同位素与水汽来源的联系,从而为环境同位素示踪技术在干旱区的应用提供参考.结果表明:①塔里木河流域东部4个采样点降水中氢氧稳定同位素值整体呈现南高北低的趋势,在季节变化上表现为夏高冬低的特点.氘盈余比全国平均值小,局地大气水线斜率呈现出显著的干旱气候特征.②研究区内大气降水中氢氧稳定同位素值与气温呈现正相关关系,而氘盈余与气温表现出较弱的负相关关系.δ^(18)O与相对湿度负相关,氘盈余则与之呈正相关关系.③后向轨迹表明,塔里木河流域东部主要受到西方路径控制,中短距离传输路径比例较大.利用浓度权重轨迹法得到,距离降水采样点越远的气团中的氘盈余越趋于一个稳定状态,离采样点越近则浓度变化越频繁,说明氘盈余在研究区内受局地水汽再循环影响较大.

关键词：塔里木河流域东部降水氢氧稳定同位素氘盈余浓度权重轨迹

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华东高山背景点大气气态汞含量与传输特征

中国环境科学 2019年第7期39卷 2758-2764页

作者：刘心东刘明张若宇陈来国赵伟高博福建省国家大气环境背景值武夷山监测站福建武夷山354302 生态环境部华南环境科学研究所国家环境保护城市生态环境模拟与保护重点实验室广东广州510535

利用高时间分辨率自动测汞仪(Tekran 2537B)于2017年6月~2018年5月对武夷山气态元素汞(GEM)进行了连续1a的观测.结果表明,武夷山GEM年均浓度为(1.70±0.43)ng/m^3,稍高于北半球背景值,表明武夷山受到一定程度的大气汞污染.GEM浓度表现... 详细信息

利用高时间分辨率自动测汞仪(Tekran 2537B)于2017年6月~2018年5月对武夷山气态元素汞(GEM)进行了连续1a的观测.结果表明,武夷山GEM年均浓度为(1.70±0.43)ng/m^3,稍高于北半球背景值,表明武夷山受到一定程度的大气汞污染.GEM浓度表现为冬季>秋季>春季>夏季,季风和风速是影响武夷山GEM季节变化的主要因素.武夷山四季GEM表现为不同的日变化特征,早上8:00之后,春秋季GEM继续呈现下降趋势,其他季节则呈现先升后降再上升,并在晚上不同时刻出现峰值.GEM值白天低于晚上,这与风速和汞的长距离迁移有关.后向轨迹和浓度权重轨迹分析结果表明,偏西风背景下污染气团经江西向武夷山输送是大气汞迁移的主要路径,而江西和福建中北部为武夷山大气汞污染的潜在源区.△GEM/△CO值表明武夷山GEM汞污染主要来源于人为工业排放,生物质燃烧贡献较弱.

关键词：气态元素汞背景点后向轨迹区域传输浓度权重轨迹

武汉军运会前后大气PM2.5化学组分和来源

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环境科学 2023年第12期44卷 6452-6462页

作者：刘世豪孔少飞郑煌陈楠祝波祁士华中国地质大学(武汉)环境学院武汉430074 湖北省大气复合污染研究中心武汉430074 湖北省生态环境监测中心站武汉430074

基于第七届世界军人运动会前后武汉大气细颗粒物(PM_(2.5))及其化学组分的在线监测数据,分析了管控前、管控期和管控后PM_(2.5)的质量浓度和化学组分,并通过PMF结合后向轨迹的聚类分析和浓度权重轨迹开展来源解析.研究揭示了军运会前后... 详细信息

基于第七届世界军人运动会前后武汉大气细颗粒物(PM_(2.5))及其化学组分的在线监测数据,分析了管控前、管控期和管控后PM_(2.5)的质量浓度和化学组分,并通过PMF结合后向轨迹的聚类分析和浓度权重轨迹开展来源解析.研究揭示了军运会前后武汉市PM_(2.5)对本地和周边区域管控措施的响应,可为PM_(2.5)的区域精准防控提供依据.在减排措施影响下,管控期间ρ(PM_(2.5))为(31.3±12.0)μg·m^(-3),比管控前降低14.7%;而二次组分有明显生成,其中硫酸盐、硝酸盐和铵盐(SNA)质量浓度升高25.6%.管控后由于湿度降低和西北气团的影响,SNA的质量浓度降低36.9%,矿质元素的质量浓度升高4.7倍.源解析表明管控前后机动车尾气的整体贡献率变化不显著(P浓度分别升高了6.13μg·m^(-3)和3.56μg·m^(-3),机动车尾气的峰值[(10.9±3.67)μg·m^(-3)]出现在21:00,与管控期间货运车辆仅在夜间被允许通行有关.长江武汉段的禁航导致长江中下游航道船舶排放降低48.8%.长江安徽段附近存在开放源和工业排放的高值区域,反映了沿江密集分布的工业活动和道路运输.管控后开放源贡献量升高6.6倍,源区主要分布在襄阳和荆门.

关键词：武汉军运会细颗粒物管控措施实时源解析浓度权重轨迹区域传输

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苏州市大气中汞的形态分布特征及来源分析

环境科学 2020年第7期41卷 3102-3111页

作者：卢仁杰吴也正张晓婕沈莹吴福全薛媛媛邹强麻春艳江苏省苏州环境监测中心苏州215000 江苏省环境保护空气复合污染物监测重点实验室苏州215000 苏州常卫环保科技有限公司苏州215000 中国科学院生态环境研究中心北京100085

针对苏州市大气中汞的分布特征和污染来源,自2018年1月1日至2018年12月31日对苏州市大气中的气态元素汞(GEM)、气态氧化汞(GOM)和颗粒态汞(PBM)进行1 a的连续监测,并基于浓度权重轨迹分析法(CWT)和浓度玫瑰图法,研究2018年大气汞来源和... 详细信息

针对苏州市大气中汞的分布特征和污染来源,自2018年1月1日至2018年12月31日对苏州市大气中的气态元素汞(GEM)、气态氧化汞(GOM)和颗粒态汞(PBM)进行1 a的连续监测,并基于浓度权重轨迹分析法(CWT)和浓度玫瑰图法,研究2018年大气汞来源和浓度变化规律.结果表明,监测期间苏州市大气中GEM、GOM和PBM浓度分别在0~53.3 ng·m-3、 0~256 pg·m-3和0~5 208 pg·m-3,年均浓度分别为(2.57±2.09)ng·m-3、(5.27±15.7)pg·m-3和(16.0±157)pg·m-3.其中,GEM是苏州市大气汞的主要成分,约占99.2%.监测期间,苏州市大气中GEM季节平均浓度表现出冬季(3.17 ng·m-3)>春季(3.09 ng·m-3)>秋季(2.30 ng·m-3)>夏季(1.98 ng·m-3)的规律.根据CWT分析结果,苏州大气中汞迁移具有季节性差异:春季和冬季的含汞气团主要来自于内陆,夏季主要来自于苏州本地、黄海和东海,秋季的含汞气团来自于内陆、黄海和渤海.同时研究发现西北方向来自内陆的大气汞浓度较高,东方向来自海洋的大气汞浓度较低.苏州市大气中GEM和PBM平均浓度表现为昼间低夜间高,与大气参数进行相关性拟合,得出大气中GEM日变化规律与太阳总辐射亦呈显著的相关性(r=-0.664,P浓度在1 d内出现多次峰值(05:00、 12:00、 18:00和23:00)和谷值(02:00、 10:00、 15:00和19:00).GOM浓度升高与早晚高峰燃料油燃烧排放正相关,亦与O3浓度升高导致GEM氧化生成GOM正相关.

关键词：气态元素汞气态氧化汞颗粒态汞来源分析浓度权重轨迹分布特征