兰州皋兰山顶春季大气气溶胶的监测与分析

对兰州皋兰山顶春季大气气溶胶连续采样，得到了大气背景、浮尘、扬沙、沙尘暴等不同天气条件下的气溶胶质量浓度．通过沙尘天气的过程分析，得到不同沙尘天气条件下，TSP浓度的时间变化规律．与兰州大学小二楼顶的监测数据进行比较分析，可以看出兰州市的污染状况和TSP的时空分布．通过各类沙尘天气不同粒径气溶胶粒子的浓度分析，发现气溶胶粒子粒径的分布规律和气溶胶来源不同．     

贵阳市大气气溶胶中微量金属元素特征

研究贵阳市大气气溶胶中金属的富集程度,选用Al、Fe、Mn作参比元素,用富集因子讨论判断自然和人为的来源;在可吸入颗粒物粒径范围内(dp＜10μm),贵阳市区大气气溶胶粒子浓度分布为双峰型,峰值出现在1.0μm左右(积聚粒子区)和6.0μm左右(粗粒子区,)而且出现大粒径区峰值小于小粒径区峰值的趋势.     

兰州市不同粒径可吸入颗粒物分布特征分析

本文利用Thermo-Andersen 1ACFM非生物环境微粒大小分级采样器在兰州市发生沙尘天气和非沙尘天气期间采集大气环境中粒径范围分别为9.0-10μm,5.8-9.0μm,4.7-5.8μm,3.3-4.7μm,2.1-3.3μm,1.1-2.1μm,0.65-1.1μm,0.43-0.65μm和0.43μm的颗粒物进行监测分析,结果表明非沙尘天气下兰州市PM10的质量浓度主要集中在可吸入粗颗粒物(粒径2.5-10μm范围)内。沙尘天气下,PM10中的不同粒径的颗粒物随着环境空气中颗粒物浓度的升高,均相应增加;浓度峰值不只出现在粒径范围5.8-10μm颗粒物内,粒径范围1.1-3.3μm颗粒物都会出现浓度峰值。     

典型海滨城市与海洋气溶胶中水溶性离子的粒径分布

为研究厦门地区不同粒径颗粒物中水溶性离子的来源及海洋气溶胶对海滨城市大气颗粒物的影响,利用8级大流量MOUDI碰撞采样器分不同季节在厦门大学海洋楼及台湾海峡采集了气溶胶分级样品,并用离子色谱方法对气溶胶中的水溶性离子进行了分析.结果表明:城市点大气气溶胶中水溶性离子总质量浓度表现为春季最高(60.38μg/m~3)、夏季最低(8.76μg/m~3)、秋冬季介于两者之间的季节特征;而海洋气溶胶中水溶性离子质量浓度的季节差异较小(30.77~35.13μg/m~3).城市气溶胶中SO_4~(2-)和NH_4~+呈单模态分布,峰值粒径为0.44~1.0μm;NO_3~-呈双模态分布,峰值粒径分别为2.5~10.0μm和0.44~1.0μm.海洋气溶胶中NH_4~+和SO_4~(2-)的粒径分布规律与城市气溶胶类似,但NO_3~-在细模态(0.44~1.0μm)没有出现峰值,Cl~-和Na~+在大于16μm的粒径段有非常高的浓度,说明海浪飞沫的影响较大,在粗模态中的比例也明显高于城市气溶胶.干沉降速率为颗粒物大小的函数,其中在0.1μm左右的颗粒干沉降速率最小;通过干沉降速率和它们的浓度分布来计算无机氮(NO_3~-和NH_4~+)的沉降通量,估算得到远海颗粒态无机氮的干沉降通量明显超过近海(秋季NH_4~+除外).     

一次典型沙尘天气过程对甘肃空气质量的影响

利用气象信息综合分析处理系统气象数据、ERA-Interim再分析资料,结合后向轨迹模式(HYSPLIT)、中分辨率成像光谱仪卫星数据和逐小时空气质量数据,分析了一次典型的甘肃沙尘天气过程的成因及其影响.结果表明,此次沙尘天气是由高空槽东移发展,冷空气南下,配合地面高压系统和锋面东移,冷锋后强气压梯度形成大风造成的; HYSPLIT模式模拟结果与气溶胶光学厚度分布显示沙尘天气沿西北路径传输,沙尘源地位于南疆地区,沿河西走廊向东南传输至陇中地区;沙尘天气发生前沙尘源地气温上升造成土壤湿度下降,低层大气处于不稳定状态,有利于起沙,沙尘期间各层水平风速均较大,有利于沙尘的水平输送;沙尘源地和武威沙尘加强区中低层的垂直方向皆为上升运动,有利于将沙尘源地的沙尘粒子带入高空,传输路径中的酒泉、张掖和兰州为下沉运动,有利于将沙尘带至近地面,形成沙尘天气.沙尘天气影响了甘肃绝大部分地区的空气质量,影响由西北向东南减弱, 7个城市空气质量指数≥500的持续时间超过10 h,张掖达19 h,酒泉、武威和兰州达16h;沙尘天气对甘肃各城市污染物质量浓度的影响由西北向东南减弱,对甘肃中西部城市颗粒物质量浓度影响最大:武威w(PM_(10))最大值达8 771μg/m~3,是沙尘天气发生前的258倍, w(PM_(2.5))最大值为1516μg/m~3,是沙尘天气发生前的95倍,沙尘天气期间风速增大,省内中西部城市气态污染物质量浓度下降,兰州w(SO_2)由沙尘天气前30μg/m~3以上,最高80μg/m~3降至沙尘天气时的20μg/m~3以下, w(NO_2)由65μg/m~3以上,最高123μg/m~3,降至沙尘天气时的30μg/m~3以下,沙尘天气结束后气态污染物质量浓度缓慢上升.     

济南市春季大气颗粒物的谱分布特征

2011年5月在济南市监测粒径范围为3nm~10μm大气颗粒物的谱分布特征,其数浓度呈现为典型的单峰型谱分布,表面积谱呈双峰型分布,而体积谱则呈多峰分布.从各个模态对颗粒物总数浓度、表面积浓度和体积浓度的贡献来看,爱根核模态粒子对总数浓度贡献最大,积聚模态粒子对总表面积浓度和总体积浓度贡献最大,表明济南市大气细粒子污染严重.各个模态颗粒物数浓度的日变化特征明显,是污染源和气象因子联合作用的结果.通过对各个模态颗粒物数浓度与其它因子(PM10、PM1、能见度、SO2和NO2)的相关性分析得出,提升能见度的关键是降低积聚模态颗粒物的浓度.风速对各个模态颗粒物数浓度的作用不同,核模态和爱根核模态颗粒物数浓度的变化趋势与风速一致,而积聚模态和粗粒子模态颗粒物的数浓度与风速的关系较为复杂.     

亚洲3个AERONET站点沙尘特性及大气含沙量对比分析

选取全球气溶胶自动观测网在东亚、中亚和南亚地区观测记录最长的兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)、杜尚别站和斋浦尔站的数据,通过沙尘和污染沙尘的有效分离,对比分析了3站的沙尘特性和大气含沙量.结果表明, 3站沙尘天气出现频次的季节差异显著,且污染沙尘明显高于沙尘, SACOL站多发于3-4月,杜尚别站多发于6-10月,出现频率最高的斋浦尔站集中于3-7月. 3站沙尘和污染沙尘的光学厚度变化特征与其出现频次一致,斋浦尔站由于人为污染的影响,污染沙尘具有较高的吸收性.沙尘和污染沙尘体积谱均以粗模态为主,且浓度峰值差异显著. 3站沙尘质量消光系数一致且介于0.3～0.5 m~2/g,大气含沙量差异显著,其月平均最大值分别为0.33(3月)、0.24(7月)和0.42 g/m~2(7月).     

东亚典型站点混合型气溶胶光学特性和辐射效应对比

根据东亚地区沙尘传输路径上人为污染程度的不同,选取AERONET典型站点SACOL、Beijing和Gwangju_GIST站的观测数据,结合SBDART辐射传输模式,对比分析了东亚地区混合型气溶胶的光学特性、辐射效应以及不同程度大气污染对气溶胶混合的影响.结果表明,与沙尘气溶胶和人为气溶胶相比,东亚混合型气溶胶吸收能力最强,特别在可见光波段,导致地表冷却和大气加热效应加强,大气层顶冷却效应减弱. Beijing站比SACOL、Gwangju_GIST站混合型气溶胶浓度更高,吸收能力更强,地表冷却和大气加热效率更强,大气层顶冷却效率更弱.粗模态沙尘气溶胶与细模态人为气溶胶对于混合型气溶胶的生成和辐射吸收能力的增强都有着极为重要的作用.混合型气溶胶在东亚区域重污染(雾霾)过程中有重要作用.     

北京西北城区2010年春季一次沙尘暴过程PM10特征研究

采集2010年春季北京市西北城区沙尘暴前期、中期及后期可吸入颗粒物样品,运用场发射扫描电镜和粒度分布软件分析沙尘暴过程中PM10的微观形貌和粒度分布特征。结果表明,沙尘暴期间PM10和PM2.5的质量浓度是一个突然变化的过程,在沙尘期间质量浓度分别增加到1960.68μg/m3、1477.27μg/m3,然后随着沙尘暴的消退逐渐降低,颗粒物质量浓度逐渐减少;对体积——粒度分布的研究表明,无论沙尘暴天气还是非沙尘天气,其体积百分比主要集中在2.5μm以上的较大等效粒径范围内,沙尘暴天气是由于输入了大量的沙尘颗粒,而非沙尘天气的少量大粒径颗粒对体积百分比的影响却很大,导致体积百分比向大等效粒径范围集中;沙尘暴前,颗粒物的微观形貌类型有矿物颗粒、烟尘集合体、球形颗粒和超细未知颗粒,沙尘暴期间,微观形貌类型主要是来源于地壳的矿物颗粒。     

三明市大气颗粒物数浓度与粒径分布季节特征

利用颗粒物粒径谱仪对三明市城区站点不同季节的10~10 000nm粒径段内颗粒物的数浓度与粒径分布进行测量,全年颗粒物数浓度平均为15 608个·cm~(-3),季节特征表现为春季冬季夏季秋季,冬季凝结核模态粒子数浓度最高,各季节积聚模态颗粒物均占比最高.颗粒物总数浓度日变化存在早、晚高峰与中午时段的3峰特征,其中爱根核模态与积聚模态粒子均有早、晚双峰特征;凝结核模态与爱根核模态粒子则均在中午时段出现峰值.各季节颗粒物数浓度中值粒径与几何平均粒径差异较小,春夏季以爱根核模态为主,为单峰模式;秋季为双峰模式(爱根核模态+积聚模态);总体上秋冬季存在较多凝结核与爱根核模态的超细粒子.     

南宁地区一次典型灰霾过程气溶胶光学特性的地基观测

基于太阳辐射光度计和微脉冲激光雷达,对南宁地区2014年10月发生的1次典型灰霾天气进行了连续观测.气溶胶光学厚度(AOD)在灰霾污染事件期间(1.23±0.19,440nm波段)显著上升,是消散期(0.57±0.14)及发生发展期(0.98±0.25)的2.2倍和1.3倍.灰霾期间同步上升的ngstrm指数表明细颗粒物的消光贡献上升.灰霾天气期间气溶胶粒径谱均呈现双峰分布,严重灰霾期间的细模态体积浓度峰值(0.23μm3/μm2)高于发生发展阶段(0.15μm3/μm2)和消散阶段(0.08μm3/μm2),表明灰霾气溶胶中细颗粒物占主导.激光雷达反演得到灰霾发生发展期、严重期、消散期的日平均边界层高度分别为430±105,375±97m和710±240m,对应近地消光系数分别为0.14,0.27km-1和0.05km-1.严重灰霾期间的最大消光系数出现在凌晨(0.36km-1),对应较差的污染物扩散(气象)条件以及近地面颗粒物的累积.     

兰州远郊区春季碳气溶胶的质量浓度特征

 为探讨春季沙尘(暴)期间兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)碳气溶胶的变化特征, 2012 年5 月17-26 日于SACOL 站采用石英膜收集PM₁₀样品, 利用DRI-2001A 热/光碳分析仪测量元素碳(EC)和有机碳(OC)的质量浓度。结果显示, 沙尘(暴)是导致OC、EC 质量浓度增大的主要因素。采样期间EC、OC 和总碳(TC)的平均质量浓度分别为2.71、11.26 和13.97 μg/m³。进一步分析显示, 沙尘(暴)期间兰州城区碳气溶胶污染逐渐加重主要受本地源的影响。PM₁₀中OC 和EC 的相关系数达到0.94, 揭示SACOL 站OC、EC 的来源相对一致。OC/EC 的均值为5.05, 表明春季SACOL 站PM₁₀中碳气溶胶存在二次污染。二次有机碳(SOC)的质量浓度为3.37 μg/m³, 为OC 的29.9%。结合考察周边环境, 分析表明SACOL 站春季碳气溶胶的主要来源是直接污染源, 来自周边环境中的燃煤以及机动车尾气排放。对碳气溶胶8 种组分的因子分析结果也表明, 周边环境的燃煤和机动车尾气排放是春季SACOL 站碳气溶胶的主要贡献源。     

2002年兰州市春季大气气溶胶特征分析

利用2002年兰州地区春季背景大气、沙尘天气状况下大气气溶胶的实测资料,得到了不同天气状况下大气气溶胶(TSP)的质量浓度和飘尘(PM10)的粒径分布,着重分析了不同天气状况下大气气溶胶的分布规律及其物理特征.研究发现:TSP中细粒子质量浓度沙尘暴期间比非沙尘暴期间相对减少;背景大气条件下,飘尘对人体健康影响比较严重.     

三京西北城区2010年春季一次沙尘暴过程PM10加特征研究

采集2010年春季北京市西北城区沙尘暴前期、中期及后期可吸入颗粒物样品,运用场发射扫描电镜和粒度分布软件分析沙尘暴过程中PM,。的微观形貌和粒度分布特征。结果表明,沙尘暴期间PM10和PM25的质量浓度是一个突然变化的过程,在沙尘期间质量浓度分别增加到1960．68μg／in。、1477．27μg／m^3,然后随着沙尘暴的消退逐渐降低,颗粒物质量浓度逐渐减少;对体积——粒度分布的研究表明．无论沙尘暴天气还是非沙尘天气,其体积百分比主要集中在2．5μm以上的较大等效粒径范围内,沙尘暴天气是由于输入了大量的沙尘颗粒．而非沙尘天气的少量大粒径颗粒对体积百分比的影响却很大,导致体积百分比向大等效粒径范围集中：沙尘暴前,颗粒物的微观形貌类型有矿物颗粒、烟尘集合体、球形颗粒和超细未知颗粒,沙尘暴期间,微观形貌类型主要是来源于地壳的矿物颗粒．     

兰州冬季气溶胶的谱特征及其折射率

从兰州冬季气溶胶的实测资料出发，分析得到兰州冬季气溶胶的粒径质量谱呈双峰特征，在近地面和６００ｍ高度谱相似，而质量浓度则有明显的日变化。在假设气溶胶质量密度随粒径不变时，气溶胶气地面层的谱分布可根据其粒径质量谱的特征拟合成Ｊｕｎｇｅ谱加Ｄｅｉｒｍｅｎｄｊｉａｎ谱形式的双谱模式。     

亚洲沙尘两大源区之一——中国戈壁沙漠的气溶胶表征与识别

源于中国戈壁沙漠的亚洲沙尘可以通过长途传输到我国下游城市地区并进入太平洋,对城市空气质量、海洋初级生产力及全球气候产生重要影响.于2006~2008年春季对位于中国戈壁沙漠东北部多伦地区气溶胶的理化特性进行了研究,并与其他亚洲沙尘源区的气溶胶作比较.发现2006~2008年多伦地区TSP的平均浓度分别为446.4,183.7,176.1μg/m3,PM2.5的平均浓度分别为125.6,86.7,77.9μg/m3.气溶胶中Cu、P的质量百分数均显著高于地壳中的质量百分数,可能受到内蒙古富含铜矿和磷矿的影响.以多伦为代表的戈壁沙尘气溶胶[Ca〗/[Al]平均比值为0.5左右,低于源于中国西部(新疆地区)的沙尘(1.5);沙尘暴期间的[Na+]/[Na],[Mg2+]/[Mg],和[SO42-〗/3/[S]也低于其他沙尘源区的比值,表明中国戈壁沙漠相比于其他源区将向下游地区输送较多不可溶的钠、镁、硫,对空气质量和气候变化产生不同影响.     

南宁地区气溶胶光学特性的季节特征

运用CE318太阳光度计对南宁地区气溶胶光学特性的季节变化特征进行了观测.反演得到气溶胶光学厚度(AOD500nm)季节分布:冬季(0.98)春季(0.77)秋季(0.75)夏季(0.47);ngstrm波长指数从大到小依次为冬季(1.33)夏季(1.30)秋季(1.15)春季(0.95);气溶胶粗模态上的体积数浓度:春季冬季秋季夏季,对应细模态的体积数浓度由大到小依次为:冬季秋季夏季春季;单次散射反照比(以440nm为例)在夏季(0.98)最高,散射光学厚度在冬季有极大值.由微脉冲激光雷达得到平均垂直消光系数大小依次为:冬季(0.15)秋季(0.14)春季(0.13)夏季(0.08).根据地基观测结果分析了南宁地区气溶胶的季节类型,存在冬季(12、1、2月)的霾/混合气溶胶、春季(3~5月)的沙尘气溶胶、初夏(6月)的生物质气溶胶、夏季的背景气溶胶,以及秋季城市/工业气溶胶;进一步对比分析了地基、卫星(MODIS)遥感反演的AOD参数(137个样本),75%样本在误差范围内,MODIS总体上呈现污染天低估的特征(20%);干净天则多为高估结果,最高的误差频率出现在0~0.1区间.     

近15a兰州市空气质量变化特征及沙尘天气影响

采用2002-2016年兰州市PM10、SO_2及NO_2质量浓度监测数据、空气质量指数和地面常规气象观测资料,统计分析了兰州市的空气质量变化特征及沙尘天气的影响.结果表明,兰州市空气重污染天数减少,空气质量呈好转趋势,首要污染物仍以PM10为主,其污染天数占总污染天数的89%.较重的空气污染主要出现在11-4月,尤其春季的沙尘天气对空气污染有重要影响.兰州市每3～4 a会出现一个沙尘天气多发年, 3类沙尘天气以浮尘为主;沙尘天气的月、季分布特征明显, 90%以上的沙尘天气出现在春季.沙尘天气的PM10年均质量浓度最高,为非沙尘天气的1.2～5.4倍,平均为2.6倍;沙尘天气的PM2.5年均质量浓度比非沙尘天气高2.4倍, SO_2和NO_2的年均质量浓度差别不大.沙尘天气对兰州市PM10月均质量浓度贡献率较大的月份为3、4月,对PM2.5月均质量浓度贡献率较大的月份则持续至5月. 14 a间3类沙尘天气对PM10日均质量浓度的平均贡献率均为正值,对SO_2和NO_2,除沙尘暴对SO_2的贡献率为正值外,其余均为负值, 2013-2016年浮尘对PM2.5日均质量浓度的平均贡献率为110%,扬沙对PM2.5的平均贡献率为-30%.不同强度的沙尘天气对兰州市空气质量的影响体现在细颗粒物和粗颗粒物上有差异.     

沙尘天气过境前后北京大气污染物质量浓度的变化

影响北京的沙尘天气可分为沙尘暴、浮尘和扬沙3种类型。沙尘暴和浮尘天气发生前后的污染物类型和质量浓度ρ有明显的差异，属2类不同性质的污染。在沙尘天气发生之前，大气中SO2，NO2等气态污染物的ρ往往较高，在大气逆温的情况下污染尤其严重，并且与颗粒物的ρ相关性较好；随着沙尘天气的爆发，颗粒物的ρ骤然增加，但伴随沙尘天气出现的大风使SO2，NO2等污染物的ρ显著下降，大气污染转变为由降尘过程造成的相对单一的颗粒物污染，属典型的沙尘污染。     

兰州市TSP和可吸入颗粒物的状况及特征分析

通过对兰州市城关区1999年春季大气气溶胶的监测,分析了该地区TSP和可吸入颗粒物的质量浓度及可吸入颗粒物的粒径分布规律,并与1993年春季同一时期测得的数据进行了比较。结果表明：该地区TSP的质量浓度日变化呈双峰型;近几年可吸入颗粒物的粒径分布有了明显变化,粗粒子呈下降趋势,细粒子呈上升趋势;气象因子对TSP质量浓度的影响十分明显。