2011年10月珠江三角洲一次区域性空气污染过程特征分析

2011年10月18—25日珠江三角洲地区出现了一次区域性空气污染过程,重污染区域集中在西部,后期向中部转移,PM₁₀为首要污染物.针对本次空气污染过程的研究发现,此次珠江三角洲地区空气污染过程主要受大尺度冷高压活动的影响,一直为下沉气流所控制,500 m以下近地层风速很小,边界层高度较低,存在贴地逆温层,非常不利于污染物的输送和扩散.PM₁₀浓度与风速、能见度呈显著的负相关关系,与温度相关性不显著;且与风速和温度的相关性存在滞后性.稳定天气形势、大范围下沉气流、近地层静小风和贴地逆温是导致这次区域性空气污染过程的气象原因,PM₁₀浓度增加导致珠江三角洲能见度下降.     

AERMOD和CALPUFF对沿海电厂烟气扩散模拟对比研究

使用《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2008)推荐的环境空气质量模式(AERMOD和CALPUFF)对海陆风日沿海电厂的烟气扩散进行了对比模拟研究。模拟结果表明:由于大电厂的烟气抬升高度较高,大电厂烟囱的有效高度往往会高于珠江口海陆风的厚度,因此该区域海陆风对大电厂烟气扩散的影响不大;在海陆风发生时,由于风向的垂直切变极大,在此种情况下,AERMOD模式对烟气扩散的模拟结果明显不合理;同时,2个模式模拟的落地浓度值在某些情况下可能会有较大的差距;在某些气象条件下,电厂烟气会扩散到非常远的地方,由于AERMOD模式模拟范围有限(50 km),因此不适用于此种情况下烟气扩散的模拟。根据以上研究结果,建议在沿海区域,针对重大污染源的大气环境影响评价尽量使用CALPUFF模式进行核算验证。     

基于不确定性分析的垃圾焚烧烟气中重金属的土壤沉积及生态风险评估

采用CALPUFF模式模拟某城市垃圾焚烧烟气中重金属Pb和Cd的地面大气浓度,并借助土壤浓度模型以Monte Carlo模拟不确定性处理方法估算重金属经沉降在土壤中的累积,最后利用潜在生态危害指数法对重金属在土壤中的长期累积量进行生态风险评估.结果表明,Pb和Cd的大气浓度最大值分别为5.59×10-3μg·m-3和5.57×10-4μg·m-3,土壤浓度增量中值最大分别为2.26 mg·kg-1和0.21 mg·kg-1;高生态风险区集中在焚烧炉附近的下风向地区,生态风险主要由Cd贡献,Pb基本无污染风险;城市最大污染点达较高生态危害水平概率为55.30%,农村最大污染点达中等生态危害水平概率达72.92%.此外,对土壤浓度模型的参数进行敏感性分析表明,城、乡区域模拟结果分别对土壤混合厚度和干沉降速率敏感性最强.     

2015年干季佛山一次重空气污染过程形成机理研究

2015年12月21-23日,广东珠三角佛山地区出现了一次PM_2.5重污染过程.利用佛山地区顺德、禅城、三水3个站点风廓线雷达、激光雷达和微波辐射计观测资料,结合地面气象观测数据和污染物浓度数据,分析研究了这次重污染过程的形成机理.结果表明：1形成这次污染过程的主要原因是近地层偏南风和偏北风对峙导致水平风速减小,大气水平输送能力变差;持续时间长且强度达到3℃·km^-1的强逆温抑制了污染物的垂直扩散;800 m以下超过90%的高相对湿度造成气溶胶粒子吸湿增长显著.2持续时间长且比较深厚的小风层是造成这次污染过程的直接原因,小风层厚度是预报空气质量变化的较好工具.与地面风速相比,PM_2.5浓度与小风层厚度的相关系数最多能提高0.36,且具有较长的预报时效.佛山地区小风层的风速阈值为3.8 m·s^-1.3这次污染过程存在两种不同的污染形成机制,污染前期（21-23日中午）主要以本地污染物累积为主,污染后期（23日下午）下风向地区（三水）的污染主要是受上风向地区（顺德和禅城）的污染输送影响.     

佛山地区干季边界层垂直风温结构对空气质量的影响

利用佛山地区2013年12月大气边界层观测试验得到的垂直风温资料和相应逐日AQI资料、逐时PM_(2.5)浓度资料,研究了佛山地区大气边界层垂直风温结构对空气质量的影响.结果表明:佛山地区干季持续存在的逆温结构是导致PM_(2.5)污染较重的重要原因.干季污染日近60%的最低逆温层高度低于1000 m,而非污染日低于1000 m的最低逆温层仅占36%,污染日佛山贴地逆温频率高达31.2%.逆温层出现高度较低,将污染物压缩积累在贴地层大气中导致污染较重.在大陆冷高压控制下,佛山地区的边界层结构演化非常典型,最大边界层高度和最大边界层通风量表现出了显著相关,污染日日平均边界层高度始终维持在较低的水平,多数时候不足500 m,最大边界层高度则大部分小于1000 m,日平均边界层通风量主要分布在500~1500 m~2·s~(-1)之间,在极端情况下甚至不足300 m~2·s~(-1),最大边界层通风量大部分处于1500~5000 m~2·s~(-1)之间,导致污染物始终聚集在较低的大气边界层内,使得PM_(2.5)浓度长时间维持在较高的污染水平.佛山地区风场存在显著的3层结构,较小的底层风速意味着大气的输送和扩散能力较弱,高度较低的中层使得污染物进一步被压缩累积在大气底层,垂直风场的不稳定性使得污染日佛山地区局地回流活跃,回流(RF)指数极小值多分布在0.2~0.4之间,污染日RF指数普遍小于非污染日,垂直风场的有效输送能力被显著削弱.     

广州市氮氧化物的数值模拟及暴露影响评价

主要介绍了大气暴露风险评价ADMER模式的模块组成及其主要功能,并利用该模式对广州地区常规的氮氧化物进行了暴露风险评价研究.利用中尺度气象模式模拟的5km气象场数据和收集整理的年平均污染排放源资料进行了大气污染扩散模拟计算.结果表明,无论是氮氧化物的浓度值还是其时空变化趋势,ADMER模式模拟的结果与实际观测均较一致,相关系数达0.76.氮氧化物的浓度高值出现在冬春季节,夏季的浓度相对较低,这主要是受气象场条件的影响.空间场上,氮氧化物的高值区位于广州地区的西南和中部,与工业大点源以及地面源排放的分布一致,而广州地区东北部氮氧化物的浓度值相对较低.在浓度评估的基础上,对暴露人口也进行了估算.由于广州是广东省的主要人口密集区,所以,定量化暴露人口对于进一步开展污染控制减排策略有一定的指示意义.     

粤北山地城市近地面臭氧污染特征及气象影响因素分析—以韶关为例

利用2015—2019年韶关市3个地面环境空气质量国控站逐时臭氧（O₃）观测资料、同期的气象资料、ECMWF（欧洲中期天气预报中心）ERA5再分析资料和2017—2019年广东南岭背景空气自动监测站逐时臭氧（O₃）观测资料,对粤北山地城市（以韶关为例）的近地面臭氧污染特征及气象影响因素进行了系统分析,包括韶关近地面O3污染变化特征及其与气象因子的关系,以及O3传输路径和潜在源区;特别针对多盆地地形的特点,分析了盆地效应对O₃浓度变化规律的影响.结果表明：（1）即使是在远离珠三角的粤北山地城市,2015—2019年近地面O3污染超标持续时间逐年加长,韶关O3MDA8（臭氧日最大8 h滑动平均浓度）第95分位数的增长趋势为3.965μg·m^-3·a^-1;（2）O3年变化特征呈单峰型分布,峰值出现在9月;日变化特征也呈单峰型分布,峰值出现在15:00—16:00;（3）韶关O₃传输通道一是来自广东省清远和珠三角（如广州、佛山、肇庆）地区,二是来自江西省赣州;（4...     

我国中东部不同地区冬季颗粒物垂直分布的车载移动观测

利用中山大学环境气象综合观测车（载有3D可视型激光雷达、多普勒风廓线激光雷达、转动拉曼温廓线激光雷达）于2018年冬季在全国范围内（厦门-北京）的走航观测资料,对我国中东部不同地区和城市的边界层结构以及颗粒物分布特征进行了研究.结果表明：(1)在从南向北走航的过程中,边界层内各个高度的温度以及边界层高度呈下降趋势.(2)不同高度发生颗粒物污染的气象成因有所差别,其中1000 m高度左右发生颗粒物污染的主要成因是较高的水平风速将周围地区的颗粒物输送过来而导致;500 m及近地面附近发生颗粒物污染主要是由水平风速较小导致局地来源的颗粒物堆积以及上游地区颗粒物的输送两者共同作用.(3)逆温结构和上升气流会导致颗粒物在边界层顶堆积,而下沉气流使得颗粒物由在某一高度堆积扩散至整层均匀分布.     

环珠江口近地面夜间臭氧上升现象：基于垂直观测的两个个例研究

利用广州塔的O₃观测资料、风廓线雷达和转动拉曼温廓线激光雷达探测的垂直环境气象等观测资料,结合ERA5的近地面风场,对2017年5月6—7日(Case I)和2019年10月1—2日(CaseⅡ)两个典型个例从垂直混合与水平输送的角度进行特征与成因分析.O₃的垂直观测结果表明,夜间残留层可储存日间混合层内的高浓度O₃气团.从垂直混合与水平输送的分析结果表明,残留层O₃的垂直混合及高浓度O₃气团的水平输送是夜间地表O₃的重要来源：夜间存在垂直风切变或边界层抬升,均可加强O₃的垂直混合;珠三角地区背景风表现为在早上偏北风和晚上转换为偏南风,广州与佛山地表O₃浓度上升最显著.此外,夜间O₃浓度上升事件可造成夜间及凌晨O₃ 8 h滑动平均值持续高值,对空气质量和大气氧化性造成一定影响.     

城市大气自动监测系统监测资料的处理及其应用

本文讨论城市大气自动监测系统资料处理及其应用的某些问题。总结了对数正态分布、指数分布、Г分布和Ｗｅｉｂｕｌｌ分布等分布模型对监测资料分布拟合的适用性及分布模型拟合判别指标。介绍了监测资料在监测时空代表性分析、污染物浓度预防研究方面的应用途径。