南京市大气细颗粒物化学成分分析

为了解南京大气细粒子的污染水平和污染特征,在南京市中心鼓楼和北郊南京信息工程大学校内进行了连续1a、每季度5d的大气气溶胶同步采样。用称重法、离子色谱法和电感耦合等离子质谱法分别测得细颗粒物的质量浓度、水溶性离子和元素组成。结果表明,南京地区PM2.1污染比较严重,水溶性离子是细粒子的重要组分,所测6种离子质量浓度总和分别占市区和北郊PM2.1的46.99％、42.32％。PM2.1中的各离子最高浓度都出现在冬季。NH^＋4与SO^2-4的相关性好,可能主要以（NH4）2SO4形式存在。温度对SOR和NOR的影响显著,温度升高时SOR值增大而NOR显著减小。通过计算NO^-3与SO^2-4的质量比发现,南京市SO2和NOx主要来自于固定源（如煤的燃烧）。分析细颗粒物中元素含量和富集因子结果表明,Pb、As、Zn、Hg、Cu、Cr、Ni元素的人为污染较明显,且北郊的污染重于市区。比较PM2.1和PM3.3中的离子成分发现,SO^2-4、NH^＋4在PM2.1中占据绝对优势,F^-、Cl^-、NO^-2、NO^-3等不在细粒子中占明显优势。从元素组成来看,Pb、Zn在PM2.1细粒子中含量显著,而Ca、Mg、Na等在粗粒子中富集。     

北京城区北部冬、夏季大气颗粒物化学成分和粒度分布

1987年1,3月和6,8月在北京师范大学主楼顶上,用单孔级联碰撞采样器收集了大气颗粒物样品,用PIXE方法进行了分析,得到了冬、夏季19种元素的浓度和粒度分布,并对大气颗粒物中元素的主要来源进行了探讨。     

南京霾天颗粒物数浓度特征及其受气象条件影响分析

2013年12月,我国中东部地区爆发持续性霾污染过程。本研究利用空气动力学粒径谱仪和气溶胶粒径谱仪在线观测这次霾污染过程中13.6~20 000 nm颗粒物数浓度,结合气象参数和颗粒物化学组分对南京霾天颗粒物数浓度分布特征,及其与气象条件相关性进行分析。结果表明,霾天颗粒物主要分布在积聚模态,且500~1 000 nm和1 000~2 500 nm粒径段颗粒物数浓度的增多是造成霾天能见度低的主要原因;随着相对湿度的增大,13.6~100 nm粒径段颗粒物数浓度逐渐降低,而大于100 nm颗粒物数浓度升高;500~1 000 nm和1 000~2 500 nm粒径段颗粒物数浓度受相对湿度的影响尤为明显,并且这2个粒径段颗粒物受气态污染物(SO2,NOX)的二次转化影响较大。霾污染期间南京大气颗粒物主要来自南京东南和西北方向的污染源排放,颗粒物数浓度总体上与风速呈负相关关系;温度对颗粒物数浓度的影响主要集中在13.6~100 nm粒径段;边界层的高度与粒径100 nm颗粒物呈负相关性,边界层的抬升反而利于超细粒子的生成和增长;逆温层的强度对超细粒子的作用更为明显。     

郑州市气象因子对大气颗粒物浓度的影响研究

基于2015、2016年河南省环境监测中心站获取的郑州市9个监测点颗粒物浓度和逐日气象数据,对气象因素和颗粒物浓度相关性进行了研究。结果表明:郑州市大气颗粒物浓度受季节影响较强,总体呈现冬季高、夏季低的趋势。降水量与大气颗粒物浓度呈现明显的负相关。相对湿度的增高不利于PM_(2. 5)浓度的降低,而PM_(10)的浓度则随着相对湿度的增高有所降低。春夏秋三季的主要风向为东北偏东,当春季风为东南风和西风时,颗粒物浓度最低;当夏季风为东北偏东风时,颗粒物浓度最低;秋季吹东北风时,颗粒物浓度最低。冬季吹西北风(郑州冬季盛行风向)时,大气颗粒物质量浓度最低。     

秸秆燃烧排放对北京及其周边地区PM2.5浓度影响的数值模拟

采用卫星监测的火点燃烧排放数据,利用区域化学传输模式WRF-Chem模拟分析了2017年5月华北地区细颗粒物(PM2.5)质量浓度分布,通过生物质燃烧排放源(华北区域以秸秆燃烧为主)开关的敏感性试验定量计算了燃烧排放对北京及其周边地区PM2.5质量浓度的影响。卫星监测结果显示,2017年5月华北地区有大量的秸秆焚烧现象,对该地区空气质量造成一定影响的燃烧天数为20 d,占全月总日数的65%左右。数值模拟结果表明:该地区秸秆燃烧排放导致PM2.5浓度升高的区域集中在华北平原农作物产区,其分布位置与卫星监测的火点分布吻合。秸秆燃烧导致这些地区PM2.5浓度月平均值上升幅度普遍超过3 μg/m~3,高值区超过了11 μg/m~3,上升比例可达10%以上;此外,来自华北平原及长三角地区的燃烧排放对北京(特别是东南部地区)污染物浓度的影响是不容忽视的,其中河南、山东、天津等地的秸秆燃烧在合适风场的作用下会严重影响北京,可导致丰台及通州等地PM2.5小时浓度上升超过17 μg/m~3,上升幅度超过40%。     

交通限行对细颗粒物浓度及其谱分布的影响

采用电迁移率粒径谱仪SMPS 3936对颗粒物数浓度及其谱分布进行了实时监测,对2013年兰州市国际马拉松赛交通管制期间细颗粒物浓度及其谱分布特征开展研究,并通过多元对数正态分布拟合和主成分分析方法分别对数浓度谱特征及其影响因素进行了分析,以阐明2013年兰州国际马拉松赛期间交通管制对细颗粒物浓度及其谱特征的影响。气象条件相似的交通限行期间,交通限行日50~100 nm,100~200 nm和200~500 nm粒径段颗粒物数浓度均较正常周六有所降低,特别是50~200nm粒径段颗粒物表现最为显著,在此期间,交通限行日50~100 nm和100~200 nm粒径段平均颗粒物数浓度分别为2567.5±807.4 cm-3和1567.8±193.8 cm-3,分别较正常周六相应时段低60.2%和67.2%。交通限行对颗粒物数浓度的影响主要集中在107 nm为峰值粒径的积聚模态附近,而气象条件对10~300 nm粒径段颗粒物数浓度均有较显著的影响,最大影响在80 nm附近。     

Size Distributions and Elemental Compositions of Particulate Matter on Clear, Hazy and Foggy days in Beijing, China

Total suspended particulates(TSP)samples were collected using low pressure impactors(Andersen Series 20-800,USA)on typical clear,hazy and foggy days in Beijing in order to investigate the characteristics of size distributions and elemental compositions of particulate matter(PM)in different weather conditions. The concentrations of sixteen elements,including Na,Mg,Al,K,Ca,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,As,Se,Cd,Ba,Tl and Pb were detected using inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS).The results showed that Ca,Al,Fe,Mg and Ba on foggy days were 2.0-2.6 times higher than on clear days,and 2.3-2.9 times higher than on hazy days.Concentrations of Cu,Zn,As,Se and Pb on foggy days were 163.5,1186.7,65.9,32.0 and 708.2 ng m-3,respectively,in fine particles,and 68.1,289.5,19.8,1.6 and 103.8 ng m-3,respectively,in coarse particles.This was 1.0-8.4 times higher and 1.4-7.4 times higher than on clear and hazy days,respectively.It is then shown that Mg,Al,Fe,Ca and Ba were mainly associated with coarse particles,peaking at 4.7-5.8μm;that Cd,Se,Zn,As,Tl and Pb were most dominant in fine particles,peaking at 0.43-1.1μm;and that Na,K,Ni,Cu and Mn had a multi-mode distribution,with peaks at 0.43-1.1μm and 4.7-5.8μm.The enrichment factors indicated that coal combustion along with vehicle and industry emissions may be the main sources of pollution elements.     

El Nio和La Nia冬季增强型和减弱型及其对中国夏季旱涝的影响

根据 El Nino和 La Nina发生以后冬季赤道东太平洋海温距平的月际差定义了 El Nino和 La Nina冬季增强型和冬季减弱型 ,讨论了 El Nino和 La Nina冬季增强型和减弱型冬、春、夏季大气环流、东亚季风及我国夏季降水和旱涝分布的特征 .我国夏季降水和旱涝有明显差异的四种不同分布型可能与冬季所处 ENSO循环的不同阶段以及大气环流和东亚季风对它的不同响应有关 .提出了从 El Nino和 La Nina冬季不同型→大气环流和东亚季风→我国夏季降水和旱涝分布型的物理统计概念模型 .     

El Ni?o和La Ni?a冬季增强型和减弱型及其对中国夏季旱涝的影响

根据El Ni?o和La Ni?a发生以后冬季赤道东太平洋海温距平的月际差定义了El Ni?o和La Ni?a冬季增强型和冬季减弱型, 讨论了El Ni?o和La Ni?a冬季增强型和减弱型冬、春、夏季大气环流、东亚季风及我国夏季降水和旱涝分布的特征.我国夏季降水和旱涝有明显差异的四种不同分布型可能与冬季所处ENSO循环的不同阶段以及大气环流和东亚季风对它的不同响应有关.提出了从El Ni?o和La Ni?a冬季不同型→大气环流和东亚季风→我国夏季降水和旱涝分布型的物理统计概念模型.     

2004年北京秋季大气颗粒物的化学组分和来源特征

2004年9月在北京城区进行了大气颗粒物采样,样品用PIXE方法进行了分析,得到了20种元素的浓度及其谱分布。并对北京颗粒物的谱分布、富集因子和来源进行了分析研究。发现K元素浓度分布呈细粒态单峰谱分布,细粒态K富集因子较高,表明了生物质燃烧的主要贡献。因子分析结果还表明,土壤尘、生物质燃烧、煤烟尘、工业源和汽车尾气排放源对秋季北京局地排放源有明显贡献。     

Continuous Measurement of Number Concentrations and Elemental Composition of Aerosol Particles for a Dust Storm Event in Beijing

A continuous measurement of number size distributions and chemical composition of aerosol particles was conducted in Beijing in a dust storm event during 21-26 March 2001. The number concentration of coarse particles （ 〉2μm） increased more significantly than fine particles （ 〈2μm） during the dust storm due to dust weather, while the anthropogenic aerosols collected during the non-dust-storm period tended to be associated with fine particles. Elemental compositions were analyzed by using proton-induced X-ray emission （PIXE）. The results show that 20 elements in the dust storm were much higher than in the non-dust-storm period. The calculated soil dust concentration during the dust storm was, on average, 251.8μg m^-3, while it was only 52.1μg m^-3 on non-dust-storm days. The enrichment factors for Mg, A1, P, K, Ca, Ti, Mn, Fe, C1, Cu, Pb, and Zn show small variations between the dust storm and the non-dust-storm period, while those for Ca, Ni and Cr in the dust storm were much lower than those in the non-dust-storm period due to significant local emission sources. A high concentration and enrichment factor for S were observed during the dust storm, which implies that the dust particles were contaminated by aerosol particles from anthropogenic emissions during the long-range transport. A statistical analysis shows that the elemental composition of particles collected during the dust storm in Beijing were better correlated with those of desert soil colleted from desert regions in Inner Mongolia. Air mass back-trajectory analysis further confirmed that this dust storm event could be identified as streaks of dust plumes originating from Inner Mongolia.     

北京冬春季气溶胶化学成分及其谱分布研究

1999年2月23～26日在北京气象塔47 m高度和3月10～12日在距地面6 m高度各进行了为期3天的气溶胶采样,获得12组分级采样样品,用PIXE方法对样品进行了分析,得到了20种元素的浓度及其谱分布,并对当前北京气溶胶的来源、化学元素成分的变化进行了研究。与过去相比,除Si、K、Ca、Ti、Sr、V元素浓度降低外,其他元素浓度均有不同幅度的增加。研究表明,当前北京地区气溶胶的来源已发生较大变化。     

Characteristics of Elemental Composition of PM2.5 in the Spring Period at Tongyu in the Semi-arid Region of Northeast China

Continuous observations of mass concentration and elemental composition of aerosol particles （PM2.5） were conducted at Tongyu, a semi-arid site in Northeast China in the spring of 2006. The average mass concentration of PM2.5 at Tongyu station was 260.9±274.4 μg m^-3 during the observation period. Nine dust events were monitored with a mean concentration of 528.0±302.7 μgm^-3. The PM2.5 level during non- dust storm （NDS） period was 111.65±63.37 μg m^-3. High mass concentration shows that fine-size particles pollution was very serious in the semi-arid area in Northeast China. The enrichment factor values for crust elements during the dust storm （DS） period are close to those in the NDS period, while the enrichment factor values for pollution elements during the NDS period are much higher than those in the DS period, showing these elements were from anthropogenic sources. The ratios of dust elements to Fe were relative constant during the DS period. The Ca/Fe ratio in dust aerosols at Tongyu is remarkably different from that observed in other source regions and downwind regions. Meteorological analysis shows that dust events at Tongyu are usually associated with dry, low pressure and high wind speed weather conditions. Air mass back-trajectory analysis identified three kinds of general pathways were associated with the aerosol particle transport to Tongyu, and the northwest direction pathway was the main transport route.     

城市大气气溶胶细粒子的化学成分及其来源

大气气溶胶细颗粒物（PM10、PM2．5）是近年来大气气溶胶研究的热点。细粒子中含有多种化学元素与化合物。细粒子中的化学成分随时空变化而变化。细粒子主要来自车辆尾气、化石、油料及生物质燃料燃烧等人为排放源和二次污染。     

银川市大气可吸入颗粒物质量浓度特征研究

利用银川市1983-1987年常规环境监测资料，系统分析了银川市大气可吸入颗粒物IPM的质量浓度特征。结果表明，银川市大气中PM2.5占IPM的比例，冬季采暖期明显高于春季风沙期和非采暖期；城市各功能区在春季、夏秋季和冬季，其IPM质量浓度谱均在0．58μm处出现峰值；冬季IPM中约有50％以上来自PM2.5的贡献，说明冬季燃煤采暖是细粒子的重要排放源之一，是细粒子污染最严重的季节；不同李节各功能区IPM谱分布出现多个峰值，是来自不同模态粒子相互作用的结果；春季风沙期、夏秋季非采暖期IPM的质量中值直径D均大于冬季；而冬季采暖期σg。最小，说明该季节颗粒物分散程度最小。     

2016/2017年冬季北半球大气环流及对我国冬季气温的影响

2016/2017年冬季(2016年12月至2017年2月),东亚冬季风强度较常年同期异常偏弱,西伯利亚高压偏弱。北极涛动(AO)在冬季以正位相为主。冬季北半球500 hPa高度距平场上,亚洲中高纬地区以纬向环流为主,我国为异常正高度距平控制。受其影响,我国各地气温普遍较常年同期偏高,全国平均气温为-1.5℃,较常年同期(-3.4℃)偏高1.9℃,为1961年以来最暖的冬季。季内各月冬季风指数和西伯利亚高压均偏弱,相应我国气温各月均偏高。冬季风的异常偏弱与夏季北极地区大气环流异常状态有关。2016年夏季北极大气环流的热力和动力状态影响了秋季北极海冰偏少的滞后影响效果,不利于冬季风的偏强。     

气溶胶元素碳的测量及其与虚折射率的相关性

大气气溶胶的虚折射率是大气气溶胶的一个重要物理参数,它表示气溶胶对光辐射的吸收特性。大气气溶胶中的元素碳是重要的吸光物质。因此,对大气气溶胶中元素碳的测量及与大气气溶胶虚折射率测量的相关性研究具有重要意义。 本文提供了利用240C元素分析仪测量大气气溶胶中元素碳含量的方法,并对大气气溶胶元素碳含量与大气气溶胶虚折射率的测量结果作了相关性分析。结果表明,两者之间存在明显的正相关。     

2018/2019年冬季北半球大气环流特征及对我国冬季气温异常的影响

2018/2019年冬季,东亚冬季风较常年同期偏强,西伯利亚高压偏强。在北半球500 hPa高度距平场上,乌拉尔山地区为高度场正异常,贝加尔湖 巴尔喀什湖地区为高度场负异常,欧亚中高纬整体以经向型环流为主。冬季冷空气活动较频繁且强度偏强,受其影响,除东北地区、西南地区及华南地区中东部等地气温较常年同期偏高外,全国其余地区气温偏低。此外,欧亚中高纬环流季节内调整明显,导致我国气温异常表现出明显的阶段性特征。前期秋季巴伦支海 喀拉海海冰密集度偏低是造成东亚冬季风偏强的重要原因。