1970-2005年广西霾的变化特征

利用1970-2005年广西89个地面气象观测站资料,分析了霾现象的变化特征,结果表明:20世纪90年代后广西年霾日不断上升,21世纪后霾日有急剧上升的趋势,霾的强度不断增强,重度霾日和严重霾日出现范围扩大.统计分析结果表明,36年来广西的年平均风速线性逐渐减小,年降水日数也逐渐减小,年平均日最小相对湿度≤70%的日数增多.气候的变化、城市化进程的加快和大气污染物排放量的增加是引起霾现象频数增加的可能原因.     

近53年山东省霾季节性特征的年代际变异

为了进一步认识山东省霾日长期变化特征,从而为政府决策和空气质量预报提供科学依据,基于山东省80 个气象站53 年（1961-2013）的观测资料分析,利用多项式及线性回归拟合、定义表示随季节和年际变化程度的变量如季节变化率、年际变化率等多种统计方法分析了近53 年来山东省霾日季节性的年际、年代际长期变化及空间分布规律,结果表明,山东上个世纪明显的冬季霾高发的典型季节性特征演变为本世纪模糊的季节差异,即霾多发时段随年际增长逐渐由冬季蔓延至秋季,夏季和春季.全省平均霾日的季节变率从60 年代的84.0%,70-80 年代的72.4%~73.6%,到90 年代跌至56.4%,而在本世纪的13 年低达42.3%,体现了山东霾日变化季节性的年代际特征,即近53 年季节差异在不断减小,霾趋于常年化发生的大气污染事件.霾日季节性的空间分布及年际变化特征还表明：近53 年山东霾日呈持续上升趋势,1990 年之前呈显著的增长趋势,1990 年之后上升缓慢,但维持霾高发的水平.霾日高发区域主要集中在济南地区,济宁-泰安-莱芜一带,枣庄-临沂一带,青岛地区和聊城西部地区,其中,高中心依次为济南的80.9 d·a^-1,临沂的78.2 d·a^-1 和青岛的69.0 d·a^-1.山东中东部的霾日年增长率整体高于西部地区,鲁中、鲁南及半岛南部地区是霾日年际增长高值区.山东省霾日年际变化趋势以夏季增长率最高,大部分地区的年际增长率都在4.5%·a^-1 以上,其次是秋季、春季霾日年际变化趋势,冬季霾日年际变化趋势普遍增长率最低,且大部分地区的变化率值为1.5%·a^-1 以上,近53 年来山东大部分地区出现了霾日模糊季节性变异.     

霾与雾的识别和资料分析处理

在排除降水、吹雪、雪暴、沙尘暴、扬沙、浮尘和烟幕等视程障碍现象的情况下,通过调试相对湿度,使得雾与轻雾反映自然的年际与年代际气候波动,而霾反映由于人类活动而引起的趋势性变化,其限值大体在90%左右,初步给出了霾与雾区分的概念模型.     

城市化对北京霾日数影响统计分析

近年来,随着超大城市/城市群大气灰霾等复合污染加剧,引起人们对区域生态环境与及公共健康问题越来越多的关注。应用北京地区1980—2012年气候资料及同期城市发展统计指标,统计分析了城、郊区间霾日数的变化特征,并在此基础上探讨了北京城市化及局地气候差异对霾日数的影响。分析表明：北京城区霾日数要明显多于郊区,在2007年以前城、郊区站点均有相似的波动增长趋势,但城区站霾日数增加速率（约21 d/10 a）要远大于郊区站（约7.2 d/10 a）;北京各地霾日数与主要城市发展指数之间的相关系数均超过0.001显著性水平,随着城市化而迅速增加的能源消耗和机动车尾气排放是导致北京地区灰霾天气逐渐增多的主要污染源,污染源的不均匀分布是导致城、郊霾日数差异的主要因素。分析还发现,城市化导致的区域气候差异对局地灰霾亦有较明显的影响。伴随着城市化的快速发展,城、郊区气候差异逐渐变大,城市下垫面粗糙度增加导致近地面层风速减小。大城市热岛效应背景下,更容易出现较厚的逆温层,这将阻碍空气垂直方向的对流输送。此外,城区气温持续上升,相对湿度下降,平均风速减小,小风频率增加,也会阻碍空气的水平流通,使得城市排放颗粒污染物的扩散难以扩散,有利于霾日增加。这表明北京地区城市气候效应对区域生态环境具有不可忽视的影响。     

氯/溴稳定同位素分析技术及其在环境科学研究中的应用

稳定同位素分析被认为是环境污染物溯源和转化途径探究的有效工具.针对氯/溴稳定同位素研究已经开发了一些较为可靠的分析技术,被广泛应用于氯乙烯、氯苯、溴酚、多溴二苯醚和有机氯农药等有机污染物的研究.本文综述了近年来氯/溴同位素分析技术的最新进展,介绍了稳定同位素分析技术在含氯/溴有机污染物的溯源分析和降解途径识别等方面的应...     

鹰潭地区大气降水中氢氧稳定同位素特征研究

降水中氢氧稳定同位素组成与降水地区各种气象因素变化密切相关。同时,降水中氢氧稳定同位素关系是水同位素应用的主要基础,对深入研究降水中水汽来源,地下水补给等水循环过程具有重要意义。根据江西鹰潭地区2012年4月至2013年3月大气降水中氢氧稳定同位素组成和气象资料,研究了该地区大气降水中氢氧稳定同位素关系及降水量,温度等气象因素对氢氧稳定同位素组成的影响。研究表明,该地区大气降水线方程为δD=8.61δ18O＋18.34（n=72,R2=0.98）,与全球大气降水线方程（δD=8δ18O＋10）相比,鹰潭地区大气降水线的斜率和截距均偏大,这与凝结物在未饱和大气中降落时重同位素的蒸发富集作用有关,同时反映了该地区湿润多雨,降水过程中受二次蒸发影响较小的气候特点。该地区降水中δD （-113.3‰～7.5‰）、δ18O（-14.9‰～-0.9‰）和氘盈余（3.8‰~23.2‰）变化幅度很大并呈现出明显的季节性变化,夏半年（4-9月）δD、δ18O与氘盈余均显著低于冬半年（10-3月）（P＜0.01）,反映出不同季节降水的水汽来源及蒸发条件的差异。对该地区降水同位素与降水量和温度相关性的分析表明,降水中δ18O 与降水量和温度存在显著负相关关系,方程式分别为：y=-0.056x-4.7（R2=0.39,P＜0.01）和y=-0.203x-2.99（R2=0.23,P＜0.01）,说明该地区降水中氢氧稳定同位素存在显著的降水量效应和反温度效应。     

2015—2021年京津冀地区空气污染物的时空变化特征

自改革开放以来,中国经济持续快速发展,与此同时环境也面临着挑战。在过去一段时间,全国城市普遍受到空气污染的严重影响,尤其是颗粒物(particulate matter,PM)污染和近期的臭氧(O₃)污染。京津冀地区作为中国发展的关键板块,其环境问题更是引起了广泛的关注。在本文中,我们系统地研究了京津冀地区六种空气污染物(CO、NO₂、O₃、PM₁₀、PM_2.5和SO₂)的时空变化特征。在2015—2021年,京津冀地区的CO、PM₁₀、PM_2.5和SO₂年浓度整体呈下降趋势,平均浓度分别降低0.11 mg/m³、7.7 mg/m³、5.4 mg/m³和4.2 mg/m³,而NO₂和O_3-8h年平均浓度呈现先增后减的趋势。其中京津冀中南部地区SO₂     

有毒有机污染物环境风险性评价研究

有毒有机污染物环境风险性评价一般包括四个主要方面:污染物的环境转归;暴露势评价;对生物体系统影响的确定和风险性表征。本文就这四个方面的研究方法作了简要介绍,并就如何开展有毒污染物环境风险性评价工作提出了几点建议。     

复杂地形城市SO2扩散特征的模拟研究

利用中尺度气象模式RAMS和大气扩散模式HYPACT,结合甘肃省-中科院科技合作项目"兰州市大气污染及对策研究"于2000年12月在兰州市城区进行的大气污染物监测资料,通过资料分析与模拟计算,研究了兰州市冬季SO2的扩散特点。研究结果表明:大气扩散模式较好地模拟出了SO2时空分布特征,与同期监测资料的分析结果比较一致,模式模拟的SO2浓度分布的日变化与环流场的日变化紧密相关;模拟的SO2浓度的空间分布与污染源的排放方式有关,污染源的排放高度不同,造成污染的高度也不同,高架源对地面的影响比较小,而中、低架源对地面的影响比较大。     

辽宁中部地区灰霾天气气候环境特征

利用的1961—2007年辽宁中部地区6个城市的地面常规气象资料以及2002—2007年的东亚地面和高空天气形势资料,2005—2007污染监测资料,统计分析了辽宁中部地区气候环境特征对灰霾天气形成的有利形势与不利的地面天气形势,对比颗粒物资料与实况资料分析了灰霾天气常见的天气形势。结果表明：由于特殊的环境特征与气象条件,灰霾易发时期为秋冬春季节。不利于大气扩散易形成灰霾天气的地面天气形势可分为高压类、低压类、均压类。蒙古高压、东北地形槽以及长白山小高压等局地不利的天气形式对灰霾天气产生有重要影响。常见灰霾天气形势为冷高压型、占65%左右,低压槽型、占13.5%,冷锋过境型,冷锋前部型以及长白山小高压等。     

广东省雾霾天气能见度的时空特征分析Ⅰ:季节变化

雾霾已经成为一种新的气象及环境灾害性现象,分析雾霾天气下低能见度的时空分布特征,对掌握雾霾的发生规律和减灾预报具有重要意义。文章利用1980—2003年广东省沿海地区26个地面气象观测站23年的气象观测资料,分析了广东省雾霾天气下能见度的时空分布特征。分析结果发现,1980—2003年广东地区雾霾天气下能见度的季节变化规律与雾天气时能见度的季节变化规律大体一致,即广东地区低能见度天气主要受雾天气的影响;另一方面,雾、霾天气时能见度的季节变化规律有很大不同,雾天气时能见度观测值在冬、春两季相对较高,最低值出现在3月份,最高值出现在9月份,其年变化表现为峰—谷型、稳定型和不规则波动型三种变化;霾天气时能见度的值在秋、冬两季相对较高,最低值出现在6月份,而且在5、6、7三个月中能见度值都很低;受广东沿海地形特征影响,雾天能见度的空间分布从西到东呈低—高—低—高的波列状分布,而霾天气时能见度的空间分布则没有明显的区域差异。     

An infinite-horizon model of dynamic membership of international environmental agreements

Much of the literature on international environmental agreements (IEAs) uses static models, although most important transboundary pollution problems involve stock pollutants. The few papers that study IEAs using models of stock pollutants do not allow for the possibility that membership of the IEA may change endogenously over time. In this paper we analyse a simple infinite-horizon version of the static model of self-enforcing IEAs, in which damage costs increase with the stock of pollution, and countries decide each period whether to join an IEA. Using a quadratic approximation of the value function of the representative country we show that there exists a steady-state stock of pollution with corresponding steady-state IEA membership, and that as the stock rises towards steady state the IEA membership falls. Moreover, we find that the greater is the cost of damage, and hence the greater are the potential gains from cooperation, the smaller is the membership of a self-enforcing IEA.     

Characterization of bacterial communities during persistent fog and haze events in the Qingdao coastal region

• Light haze had little effect on bacterial communities. • Fog and heavy haze had significant effects on these communities. • Air pollution exerted a greater influence than particle size on bacterial community. Here, we report the characteristics of bacterial communities in aerosols with different particle sizes during two persistent fog and haze events in December of 2015 and 2016 in Qingdao, China. In the early stage of pollution, the accumulation of PM_2.5 led to the accumulation of microorganisms, thus increasing the bacterial richness and diversity of fine particle sizes. With the persistence and aggravation of pollution, the toxic effect was strengthened, and the bacterial richness and diversity of each particle size decreased. When the particle concentration was highest, the richness and diversity were low for each particle size. Light haze had little influence on bacterial communities. The occurrence of highly polluted humid weather and heavy haze resulted in significant changes in bacterial community diversity, composition and structure, and air pollution exerted a greater influence than particle size on bacterial community structure. During persistent fog and haze events, with the increase of pollutants, bacteria associated with each particle size may be extensively involved in aerosol chemistry, but the degree of participation varies, which requires further study.     

Secondary aerosol formation in winter haze over the Beijing-Tianjin-Hebei Region,China

• Characteristics and interannual variation of aerosol pollution are illustrated. • Mechanisms of secondary aerosol formation in winter haze of North China are reviewed. • Directions in future studies of secondary aerosol formation are provided. Severe haze pollution occurs frequently in the winter over the Beijing-Tianjin-Hebei (BTH) region (China), exerting profound impacts on air quality, visibility, and human health. The Chinese Government has taken strict mitigation actions since 2013 and has achieved a significant reduction in the annual mean PM_2.5 concentration over this region. However, the level of secondary aerosols during heavy haze episodes showed little decrease during this period. During heavy haze episodes, the concentrations of secondary aerosol components, including sulfate, nitrate and secondary organics, in aerosol particles increase sharply, acting as the main contributors to aerosol pollution. To achieve effective control of particle pollution in the BTH region, the precise and complete secondary aerosol formation mechanisms have been investigated, and advances have been made about the mechanisms of gas phase reaction, nucleation and heterogeneous reactions in forming secondary aerosols. This paper reviews the research progress in aerosol chemistry during haze pollution episodes in the BTH region, lays out the challenges in haze formation studies, and provides implications and directions for future research.     

离子液体-液相微萃取技术在环境污染物分析中的应用

离子液体是一种环境友好的绿色溶剂.因其具有独特的理化性能,如蒸汽压低、不易挥发、稳定、黏度以及在水中的溶解性可调等特点,在样品前处理技术中可以替代传统的有机溶剂作为萃取溶剂,提高了分析的选择性和灵敏度.本文对基于离子液体的液相微萃取技术(单滴液相微萃取、中空纤维液相微萃取、分散液液微萃取)在环境污染物分析中的应用进行综述.     

Improving simulations of sulfate aerosols during winter haze over Northern China: the impacts of heterogeneous oxidation by NO2

Incorporating the missing heterogeneous oxidation of S(IV) by NO₂ into the WRF-Chem model. Sulfate production is not sensitive to increase in SO₂ emission. The newly added reaction reproduces sulfate concentrations well during winter haze. We implemented the online coupled WRF-Chem model to reproduce the 2013 January haze event in North China, and evaluated simulated meteorological and chemical fields using multiple observations. The comparisons suggest that temperature and relative humidity (RH) were simulated well (mean biases are -0.2K and 2.7%, respectively), but wind speeds were overestimated (mean bias is 0.5 m?s⁻¹). At the Beijing station, sulfur dioxide (SO₂) concentrations were overpredicted and sulfate concentrations were largely underpredicted, which may result from uncertainties in SO₂ emissions and missing heterogeneous oxidation in current model. We conducted three parallel experiments to examine the impacts of doubling SO₂ emissions and incorporating heterogeneous oxidation of dissolved SO₂ by nitrogen dioxide (NO₂) on sulfate formation during winter haze. The results suggest that doubling SO₂ emissions do not significantly affect sulfate concentrations, but adding heterogeneous oxidation of dissolved SO₂ by NO₂ substantially improve simulations of sulfate and other inorganic aerosols. Although the enhanced SO₂ to sulfate conversion in the HetS (heterogeneous oxidation by NO₂) case reduces SO₂ concentrations, it is still largely overestimated by the model, indicating the overestimations of SO₂ concentrations in the North China Plain (NCP) are mostly due to errors in SO₂ emission inventory.     

腐殖质的光化学降解及其对环境污染物环境行为的影响

腐殖质是地表环境中最重要的有机组分,也是生态环境中最主要的吸光物质之一,对环境污染物的形态、迁移、毒性和生物可利用性有着重要的影响。文章综述了腐殖质的结构特征和光化学降解反应过程和机理,指出腐殖质的光敏化和光化学降解过程对环境污染物的环境行为和归宿有重要的影响。通常,腐殖质的光敏化作用在低质量浓度下,尤其在一定铁离子的协同作用下可促进有机污染物的降解,但高质量浓度的腐殖质由于其本身的吸光作用以及参与自由基的竞争则抑制有机污染物的降解。腐殖质的光化学降解过程降低了环境体系的pH和腐殖质的分子量、破坏了腐殖质的芳环结构、改变了紫外和可见光区域的吸收等,导致其与重金属离子和有机污染物结合能力的下降,造成水体或颗粒态中游离的污染物质量浓度增加,对生态系统将造成更大的危害。目前对腐殖质和环境污染物本身的光化学降解机理已较为清晰,今后应加强对自然水体或土壤系统中腐殖质光化学降解的影响因素,腐殖质光化学降解过程中结构特性的变化机理,以及腐殖质的结构特性与环境污染物结合性质之间的构效关系等方面的研究。特别是随着平流层臭氧空洞的增加,增强了到达地球表面的紫外线强度,研究紫外线增强对腐殖质和有机污染物的降解以及对生态系统的影响可进一步深刻理解太阳光辐射对污染物环境行为和归宿的影响。