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北京市臭氧污染跳变型特征及影响因素分析

环境科学 2024年第3期45卷 1371-1381页

作者：潘锦秀安欣欣刘保献李云婷李倩孙峰张章邱启鸿陈阳北京市生态环境监测中心大气颗粒物监测技术北京市重点实验室北京100048

基于2016~2022年北京市环境监测和气象观测数据,结合后向轨迹聚类和潜在源区贡献分析北京市臭氧(O_(3))污染特征、气象影响和潜在源区.结果表明,2016~2022年北京市共发生41次具有跳变特征的O_(3)污染过程,平均为5.9次·a^(-1),发生时间... 详细信息

基于2016~2022年北京市环境监测和气象观测数据,结合后向轨迹聚类和潜在源区贡献分析北京市臭氧(O_(3))污染特征、气象影响和潜在源区.结果表明,2016~2022年北京市共发生41次具有跳变特征的O_(3)污染过程,平均为5.9次·a^(-1),发生时间集中在5~7月,跳变当日(OJD2)较跳变前一日(OJD1)的ρ(O_(3)^(-)8h)平均值偏高78.3%,峰值浓度偏高78.9%,OJD2区域O_(3)浓度高值带呈现由南向北推进的特征.北京市跳变O_(3)污染发生主要原因可归纳为不利气象条件导致的本地积累叠加区域传输影响.跳变型O_(3)污染发生时具有偏南风频率增加、温度上升、气压降低和降水减少的特征,偏南风频率增加为O_(3)及其前体物的传输提供条件,在本地高温作用下快速发生光化学反应,叠加降水较少,综合推高OJD2的O_(3)浓度水平.聚类分析得到6条气团输送路径,OJD2来自偏北方向的气团减少11.2%,来自偏南和偏东方向气团增加6.7%和4.4%,气团以短距离传输为主,偏南和偏东方向对应的O_(3)浓度较高,对北京污染贡献较大.潜在源区分析揭示OJD2的O_(3)污染的主要潜在源区是京津冀中南部和东部,贡献了82.6%污染轨迹.跳变型O_(3)污染区域输送贡献明显,需要加强京津冀区域联防联控.

关键词：臭氧污染跳变气象要素轨迹聚类潜在源区

2022年北京市城区PM_(2.5)水溶性离子含量及其变化特征

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环境科学 2024年第5期45卷 2537-2547页

作者：陈圆圆崔迪赵泽熙常淼景宽沈秀娥刘保献北京市生态环境监测中心大气颗粒物监测技术北京市重点实验室北京100048

为探究北京市大气细颗粒物(PM_(2.5))水溶性离子含量及其变化特征,有针对性地提出污染防治方案,对2022年全年PM_(2.5)水溶性离子、气态前体物(SO_(2)、NO_(2))和气象因素(温度、RH)进行分析测定.结果表明,北京市城区PM_(2.5)中占比最高... 详细信息

为探究北京市大气细颗粒物(PM_(2.5))水溶性离子含量及其变化特征,有针对性地提出污染防治方案,对2022年全年PM_(2.5)水溶性离子、气态前体物(SO_(2)、NO_(2))和气象因素(温度、RH)进行分析测定.结果表明,北京市城区PM_(2.5)中占比最高的水溶性离子为NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-),占PM_(2.5)的52.7%,ρ(PM_(2.5))(33.2μg·m^(−3))和ρ(SNA)(18.9μg·m^(−3))低于历史研究结果,但SNA占比(52.7%)、SOR(0.45)和NOR(0.15)高于历史研究结果,体现出北京市细颗粒物污染得到明显改善,但仍具有较强的二次污染特征.NO_(3)^(-)/SO_(4)^(2-)为2.2,高于历史及附近省市研究结果,反映出移动源的影响不断扩大.从季节变化上看,PM_(2.5)呈现秋高夏低的变化特征,秋、春、冬这3个季节NO_(3)^(-)的占比最高,夏季SO_(4)^(2-)占比最高,而NH_(4)^(+)在各季节占比变化不大.NOR与SOR的季节变化规律几乎相反,反映出二者的转化形成因素存在差异.北京城区SNA的主要存在形式为NH_(4)NO_(3)^(-)和(NH_(4))_(2)SO_(4),其中冬季阴阳离子中和度最高,夏季阳离子NH_(4)^(+)稍显不足,而春秋两季NH_(4)^(+)处于过量状态,北京城区为富氨环境.从污染级别看,水溶性离子质量浓度均随污染加重有不同程度的增长,增长最快的是SNA,其在PM_(2.5)中占比出现先上升后稳定的变化特征.从空间分布特征来看,中心城区和东南西北部郊区的SNA质量浓度大小均为:NO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>NH_(4)^(+),体现了以NO_(3)^(-)为主导的污染特征;SNA对PM_(2.5)的贡献率最高的区域发生在东部、中心城区和传输点,表明在中心城区和东部地区二次反应相对活跃,同时区域传输也是二次离子的重要来源.

关键词：大气细颗粒物(PM_(2.5)) 水溶性离子二次无机离子(SNA) 质量浓度变化特征

河北省典型铅锌矿区重金属来源解析及生态风险评价

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地质科技通报 2024年第2期43卷 307-317页

作者：刘安于聪灵王立平宋娟娟孙连伟金倩孙孟华河北省地质实验测试中心河北保定071051 河北省矿产资源与生态环境监测重点实验室河北保定071051

为揭示河北省典型铅锌矿区重金属来源及生态风险,以河北省某铅锌矿区周边区域为研究对象,通过系统的田间采样采集了156件土壤样品,通过主成分分析(PCA)及正定矩阵因子分解(PMF)模型分析,分析了区域内重金属的来源;运用地累积指数法及潜... 详细信息

为揭示河北省典型铅锌矿区重金属来源及生态风险,以河北省某铅锌矿区周边区域为研究对象,通过系统的田间采样采集了156件土壤样品,通过主成分分析(PCA)及正定矩阵因子分解(PMF)模型分析,分析了区域内重金属的来源;运用地累积指数法及潜在生态风险指数法进行了风险评价。研究结果表明,Cr,Ni,Cu,Zn,As,Cd,Pb和Hg质量分数平均值分别为53.6,25.7,62.7,692,10.6,1.75,142,0.129 mg/kg,除Cr,Ni和As外,其余5种重金属均处于不同的污染水平,平均值均超河北省土壤背景值,Hg,Cd,Zn,Pb和Cu的变异系数均大于1.75,As的变异系数大于0.5,表明这6种重金属属于高度变异。源解析显示,研究区土壤重金属的主要来源为采矿活动、自然来源、农业活动和金矿冶炼,其中,Pb,Zn和Cd主要源于采矿活动;Cr,Ni主要受自然母质的影响,属于自然来源;Cu主要受农业活动和采矿活动的双重影响;As受自然来源、采矿活动和农业活动三重控制;Hg主要源于金矿冶炼和采矿活动。PCA与PMF模型有机结合、彼此印证,增加了重金属来源解析结果的可信度。研究区存在人为因素引起的Hg和Cd污染,地累积指数和潜在生态风险指数高,生态风险总体属于极高生态风险,需要重点关注并开展治理工作。

关键词：重金属来源解析统计分析生态风险铅锌矿区河北省

青海湖入湖河流浮游植物群落时空格局及其影响因子

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环境科学学报 2024年第1期44卷 491-502页

作者：彭朵蒋小明孙兴缪荣丽艾雪西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 中国科学院水生生物研究所武汉430072 青海省生态环境监测中心国家环境保护青藏高原生态环境监测与评估重点实验室实验室青海省生态环境监测与评估重点实验室西宁810007

为了探究青海湖入湖河流浮游藻类的群落结构、时空分布特征及其影响因素,于2020年8月(夏)和10月(秋)对青海湖4条主要入湖河流(布哈河、泉吉河、沙柳河和哈尔盖河)进行了系统调查.两次调查共检出浮游植物7门26科48属76种,其中,硅藻门为... 详细信息

为了探究青海湖入湖河流浮游藻类的群落结构、时空分布特征及其影响因素,于2020年8月(夏)和10月(秋)对青海湖4条主要入湖河流(布哈河、泉吉河、沙柳河和哈尔盖河)进行了系统调查.两次调查共检出浮游植物7门26科48属76种,其中,硅藻门为主要优势类群.秋季浮游植物的密度和生物量高于夏季,但各多样性指数却低于夏季.泉吉河和哈尔盖河的物种数较多,生物多样性指数也较高.置换多元方差分析(PERMANOVA)和主坐标分析(PCoA)显示,浮游植物群落结构在4条入湖河流和2个季节间具有显著差异.基于距离的冗余分析(dbRDA)结果表明,入湖河流浮游植物群落分布主要受NH_(3)-N、pH、水温、海拔和总磷(TP)等环境因子及PCNM1、PCNM2和PCNM9等不同尺度空间因子的影响.变差分解结果显示,环境因子对浮游植物群落变化的单独解释率为9.4%,空间因子的单独解释率仅为0.3%,二者共同解释了5.4%的群落变化,表明环境因子起到了更重要的作用.本研究可为青海湖流域河流的浮游植物群落分布特征及水生生态系统保护提供基础资料和理论依据.

关键词：青海湖入湖河流浮游植物群落结构环境因子空间因子

河南省2019—2021年城市大气降尘污染特征与影响因素识别

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中国环境监测 2024年

作者：郭悦嵩郑瑶吉宏坤王楠葛连江河南省郑州生态环境监测中心河南省生态环境监测和安全中心河南省环境监测技术重点实验室

基于2019—2021年河南省城市大气降尘监测数据，分析城市大气降尘污染变化，利用趋势分析和相关系数法，识别影响河南省城市大气降尘的主要因素。结果表明，研究期间全省年均城市大气降尘量增幅为21%，78%的地市的大气降尘量呈上升态势... 详细信息

基于2019—2021年河南省城市大气降尘监测数据，分析城市大气降尘污染变化，利用趋势分析和相关系数法，识别影响河南省城市大气降尘的主要因素。结果表明，研究期间全省年均城市大气降尘量增幅为21%，78%的地市的大气降尘量呈上升态势。城市大气降尘量高值主要集中出现在多沙尘且少雨大风的3—6月，2021年还出现在了存在强降水的7—8月。城市大气降尘量的增加受自然因素和人为因素共同作用：一方面，强降水的冲刷作用导致2021年7—9月城市大气降尘量高于历史同期；另一方面，直至2021年，河南省扬尘污染(PM10和PM2.5的浓度比值比2019年增加了8%)问题依然存在。因此，提升城市扬尘管理水平是减少城市大气降尘的重要途径之一。

关键词：河南省大气降尘污染特征影响因素

基于注意力机制优化的BiLSTM珠江口水质预测模型

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环境科学 2024年第6期45卷 3205-3213页

作者：陈湛峰李晓芳广东省生态环境监测中心广州510308

为提高珠江口水质预测精度和稳定性,提出了基于时间和特征双注意力机制优化的Bi LSTM水质预测模型,引入特征注意力机制强化模型捕获参数重要特征能力,加入时间注意力机制提高对时间序列相关性信息及水质波动细节信息的挖掘能力.将新模... 详细信息

为提高珠江口水质预测精度和稳定性,提出了基于时间和特征双注意力机制优化的Bi LSTM水质预测模型,引入特征注意力机制强化模型捕获参数重要特征能力,加入时间注意力机制提高对时间序列相关性信息及水质波动细节信息的挖掘能力.将新模型应用于珠江8个入海口水质预测,开展预测性能试验、泛化能力试验和特征参数扩展性试验.结果表明:①新模型在珠海大桥水质预测取得了较高的预测精度,预测值与实测值的均方根误差RMSE为0.0041 mg·L^(-1),决定系数R^(2)为98.3%.与Multi-Bi LSTM、Multi-LSTM、Bi LSTM和LSTM对比,表明新模型预测精度最高,验证了模型的精准性.②训练样本数量和预测步数均对模型预测精度产生影响,模型预测精度随着训练样本的增加而提升,海珠大桥断面总磷预测时,240组以上训练样本可获得较高预测精度;增加预测步数,会使模型预测精度迅速下降,预测步数大于5步时无法保障模型预测的可靠性.③将新模型应用于珠江8个入海口不同水质指标预测,预测结果均取得较高精度,模型具有较强的泛化能力;输入对象断面预测指标相关联的上游来水、降雨量等特征参数,能够提高模型预测精度.通过多方面多次试验,结果表明新模型能够较好地满足珠江口水质预测精度、适用性和扩展性要求,为复杂水动力环境水体水质高精度预测进行了新的探索.

关键词：特征注意力机制时间注意力机制 BiLSTM模型 LSTM模型珠江口水质预测

北京城区夏季VOCs初始体积分数特征及来源解析

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环境科学 2024年第1期45卷 81-92页

作者：张博韬景宽王琴安欣欣鹿海峰王陈婧王友峰刘保献北京市生态环境监测中心北京100048 大气颗粒物监测技术北京市重点实验室北京100048

为明确北京市夏季VOCs体积分数特征及来源,在2022年5~8月对北京城区VOCs开展了连续监测并利用光化学比值法计算了初始体积分数.结果表明:①研究期间,北京城区初始φ(TVOCs)为(30.0±11.5)×10^(-9),其中含氧VOCs和烷烃占比达到34.2%和33... 详细信息

为明确北京市夏季VOCs体积分数特征及来源,在2022年5~8月对北京城区VOCs开展了连续监测并利用光化学比值法计算了初始体积分数.结果表明:①研究期间,北京城区初始φ(TVOCs)为(30.0±11.5)×10^(-9),其中含氧VOCs和烷烃占比达到34.2%和33.2%,体积分数较高的物种是丙酮、乙烷、乙醛和丙烷等低碳物质.②北京城区初始TVOCs体积分数略微呈现单峰变化趋势,11:00达到峰值,下午略有降低.③各排放物质中对O3生成贡献较大的主要是异戊二烯、乙醛、正丁醛和乙烯等物质,而对二次有机气溶胶生成贡献较大的主要是甲苯、异戊二烯、间/对-二甲苯和乙苯物质.④基于初始体积分数的PMF解析发现,老化背景及二次源(30%)对北京市VOCs贡献率最高,机动车源(25%)则是最主要的一次人为源,此外溶剂及燃油挥发源贡献率16%,燃烧源贡献率11%,工业过程源贡献率9%,天然源贡献率9%.⑤影响北京市的人为源主要来自东部和南部区域,天然源则来自西部和西北部区域.研究显示,应进一步削减机动车排放,开展区域联防联控降低整个区域VOCs水平是最终控制北京市VOCs的有效手段.

关键词：挥发性有机物(VOCs) 北京初始体积分数来源解析浓度权重轨迹(CWT)

《大气污染防治行动计划》对郑州市冬季PM_(2.5)浓度及化学组成影响

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环境科学 2024年第7期45卷 3849-3857页

作者：徐艺斐袁明浩王晶晶陶杰周伟峰河南省郑州生态环境监测中心郑州450001

基于《大气污染防治行动计划》实施前后,在污染严重的冬季(2013年和2018年12月同期),采集郑州市监测站的PM_(2.5)样品,分析PM_(2.5)化学组成,通过对比分析PM_(2.5)中的EC、OC、水溶性离子和金属元素的浓度变化来评估PM_(2.5)浓度及化学... 详细信息

基于《大气污染防治行动计划》实施前后,在污染严重的冬季(2013年和2018年12月同期),采集郑州市监测站的PM_(2.5)样品,分析PM_(2.5)化学组成,通过对比分析PM_(2.5)中的EC、OC、水溶性离子和金属元素的浓度变化来评估PM_(2.5)浓度及化学组成的变化,同时选取不同阶段重污染过程,探究PM_(2.5)浓度及组成的变化.结果表明:(1)郑州市冬季ρ(PM_(2.5))平均值由2013年的(215.38±107.28)μg·m^(-3)下降至2018年的(77.45±49.81)μg·m^(-3),下降率高达64%.(2)PM_(2.5)中EC、K^(+)、SO_(4)^(2-)和Cl^(-),分别下降了85%、80%、78%和72%;OC、NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)下降幅度较小,分别为50%、41%和32%.(3)与2013年冬季相比,2018年冬季OC/EC的值升高了2.6倍,二次有机碳在OC中占比升高至57%;同时,硫氧化率和氮氧化率的值分别升高了1.5倍和1.0倍,表明郑州市二次污染较为严重,二次转化程度升高.(4)NO_(3)^(-)/SO_(4)^(2-)(质量比)由2013年的0.8±0.2升高至2018年2.5±1.0,表明郑州市移动源贡献上升并且超过固定源成为冬季大气污染的主要来源.(5)不同阶段重污染过程对比结果显示,与2013年相比,2018年重污染过程中PM_(2.5)浓度下降显著,峰值浓度下降了61%,主要化学组成由OC、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和NH_(4)^(+)变为OC、NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+).研究结果表明郑州市一次排放源管控取得了显著的成效,但二次生成对PM_(2.5)贡献呈现升高趋势,因此未来需要关注二次生成的影响.

关键词：大气污染防治行动计划 PM_(2.5) 化学组成二次生成重污染过程

加速溶剂萃取-固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定土壤中20种抗生素的含量

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理化检验（化学分册） 2024年第6期60卷 598-605页

作者：邹佳洁刘安秦冲央珠李然刘俊妙河北省地质实验测试中心河北省矿产资源与生态环境监测重点实验室保定071051

提出了加速溶剂萃取-固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定土壤中(氯霉素类、喹诺酮类、磺胺类和四环素类)20种抗生素含量的方法。土壤样品经除杂、脱水、冻干、研磨和过筛后,分取2.0 g,加入4 g硅藻土和20μL 1.00 mg·L^(−1)混合内... 详细信息

提出了加速溶剂萃取-固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定土壤中(氯霉素类、喹诺酮类、磺胺类和四环素类)20种抗生素含量的方法。土壤样品经除杂、脱水、冻干、研磨和过筛后,分取2.0 g,加入4 g硅藻土和20μL 1.00 mg·L^(−1)混合内标溶液。混合物经体积比1∶1的乙腈和乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)-Mcllvaine缓冲液(pH 4)的混合液加速溶剂萃取后,收集萃取液,将其酸度调至pH 3.0,过HLB固相萃取柱。用10 mL水淋洗,10 mL体积比1∶1的甲醇和乙腈混合溶液洗脱柱子。收集洗脱液,将洗脱液氮吹至近干,用10%(体积分数)甲醇溶液定容至1.0 mL,过0.22μm滤膜,滤液供超高效液相色谱-串联质谱仪分析。在色谱分析中,以Kinetex C18色谱柱为固定相,以不同体积比的0.1%(体积分数)甲酸溶液和甲醇的混合溶液为流动相进行梯度洗脱。在质谱分析中,以电喷雾离子(ESI)源电离,多反应监测(MRM)模式检测,内标法定量。结果表明:20种抗生素在质量浓度0.50~250μg·L^(−1)内与其内标质量浓度的比值和峰面积比值呈线性关系,检出限(3.143s)为0.10~0.55μg·kg−1;2.0,10.0,100μg·kg^(−1)加标浓度水平下20种抗生素的回收率为60.0%~126%,测定值的相对标准偏差(n=6)为4.0%~19%。方法用于8个实际土壤样品的分析,检出了10种抗生素,检出量为2.2~75.6μg·kg−1。

关键词：加速溶剂萃取固相萃取超高效液相色谱-串联质谱法土壤抗生素