基于卫星遥感及SPAMS的石家庄市2017年秋冬季首次污染过程研究

2017年10月26日—28日,石家庄市出现了2017年冬防期以来的第一次重污染天气。为了进一步弄清此次污染过程的主要污染来源,以石家庄市空气质量自动监测站实况数据资料为基础,从气象条件影响、组分特征、时空变化、区域污染分布演变等方面进行了详细剖析。结果表明,在此次污染过程期间,地面持续处于低压幅合,相对湿度达80%以上,地面为偏南风,区域传输明显,致使26日开始污染物迅速累积。期间PM_2.5和PM₁₀在每日晚高峰时段出现明显上升,可能与本地机动车尾气排放与人们下班后活动增加有关;同时,根据对污染过程期间主要污染物PM_2.5的组分分析,得出PM_2.5的主要组分来源为机动车尾气,贡献率达到了35.3%,说明了机动车尾气排放为本地主要污染排放源。综合以上结果可知,石家庄市自然区位和气象条件先天不利,大气环境容量脆弱,只有采取力度更大的管控和减排措施,尽最大努力降低本地基准污染量和浓度,才能达到污染削峰的目的。     

石家庄市冬季典型重污染过程分析

为研究石家庄市冬季重污染天气过程的成因及影响因素,对2015-01-07至2015-01-10这一时间段的重污染过程从PM2.5浓度变化、气象条件演变及其对PM2.5浓度的影响、PM2.5与主要气态污染物的相关性、区域性污染传输等方面进行分析。结果表明:此次石家庄市重污染过程是在区域性大气静稳态背景下形成的,地面压力及风场对PM2.5浓度影响较大;石家庄NO2浓度与PM2.5浓度相关性很高,机动车尾气对城市的污染逐渐加剧;SO2浓度与PM2.5浓度相关性高说明燃煤仍是石家庄市重要污染来源;该时间段河北南部城市区间存在污染物区域性传输。     

石家庄市春季典型霾和沙尘混合污染天气过程特征分析

为研究春季典型的混合污染天气过程的发生机理和发展变化规律,利用单颗粒气溶胶质谱仪对大气细颗粒物进行了成分分析及来源解析,并综合利用地面空气污染监测数据、雷达数据、常规气象观测数据等,分析了2018年石家庄市春季典型霾加沙尘过境的混合污染天气过程的发生成因。结果表明,这次污染过程中机动车直接排放的细粒子是PM_(2.5)的重要来源,最高达到35.5%,同时机动车尾气源数浓度的增加随PM_(2.5)小时质量浓度的增加最为明显。北方三、四月份是沙尘多发期,应提前预估沙尘污染的影响,并做好本地防御;应在继续巩固保持秋冬季雾霾防治措施的基础上,重点做好预测工作;提前对机动车排污、工业排污以及无机源和燃煤等污染源进行管控,强化对春季霾和沙尘混合污染的预防。     

基于SPAMS的石家庄市2018年春节期间重污染过程研究

2018年2月15日—2月21日春节假期,石家庄市出现了2月份以来污染最重、持续时间最长的一次空气污染过程。为探究重污染天气成因,采用位于石家庄市大气自动监测站的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),对春节期间的细颗粒物化学组成进行了分析,结合空气质量状况及气象条件等因素,对重污染天气的成因进行了推定。结果表明,在此次污染过程期间,地面持续处于低压幅合,边界层低,逆温现象严重,致使18日和19日的污染物浓度累积升高;同时根据SPAMS污染特征分析可知,春节期间发生的重污染过程中,燃煤和工业工艺源的累积,加剧了二次转化,且随着PM2.5浓度的攀升,细颗粒物中重金属和矿尘颗粒占比有一定的增加,二次无机源和烟花源的贡献变化较为突出。研究石家庄市春节期间大气污染物的组成及其成因,可为科学有效地制定大气环境调控策略提供技术参考。     

利用SPAMS构建石家庄市PM_(2.5)固定排放源成分谱库

依托单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),选取石家庄市燃煤、工业工艺、固废焚烧等固定排放源的典型企业展开了PM2.5固定排放源谱库的建立工作。通过对选取的有代表性的源排放样品进行采集和分析,获取了各排放源颗粒物的典型质谱信息和粒径分布特征。结果显示,三类污染源排放的颗粒物粒径峰值基本出现在1.0~1.5μm处;电力、水泥、制药、生活垃圾和危险废物焚烧行业排放的颗粒物粒径分布较窄,在0~3.0μm,而钢铁和医疗废物焚烧行业排放的颗粒物粒径范围较宽,在0~6.0μm左右;燃煤源的特征组分为Cr、有机低聚物、有机物和ECOC;工业工艺源的特征组分为OC,Fe,Pb,CaO,硅酸盐,有机胺;固废焚烧源的特征组分为元素碳、Pb、有机胺、Na,NaCl。该研究建立的石家庄市PM2.5固定排放源谱库,为石家庄市大气中PM2.5的在线来源解析提供了有效准确的识别依据。     

石家庄市一次雨雪过程大气污染特征分析

为了研究气象条件与大气污染之间的关系,结合气象资料和环境监测数据分析了2015-11-21至2015-11-25石家庄市一次雨雪过程对各类污染源及污染物浓度的影响,并利用Pearson相关系数法分析不同污染物之间及污染物浓度与气象要素之间的相关关系。结果表明:此次雨雪过程对面源影响最大,扬尘接近零排放;对移动源的影响主要表现为机动车早晚高峰时段及车辆怠速时间的延长;对工业点源影响较小。颗粒态污染物与SO2,NO2和O3(8h)的浓度呈显著正相关,说明污染物来源呈现一定的同源性。雨雪期间主要污染物浓度与温度呈显著相关性,风速的扩散和稀释作用仅对PM2.5有较明显的影响。     

石家庄市2020年秋冬季首轮灰霾污染过程分析

为了探究石家庄市秋冬季重污染天气成因,采用石家庄市大气复合污染及灰霾监测超级站监测数据,结合地面空气站实况监测数据及气象资料,对2020年10月8日—11日石家庄市入秋后首轮灰霾污染过程进行分析,并探析污染物的组成及灰霾成因.结果表明:1)在此次污染过程期间,地面湿度较大且处于高压后部的辐合区,污染物形成堆积;2)根据...     

石家庄市3月份非典型大气污染过程分析

为探究空气质量变化的成因,对近5年石家庄市3月份的气象、环境监测资料进行归纳整理,并重点分析了2016年3月份石家庄市的污染状况及其影响因素。统计数据表明,下半月(非采暖期)的污染状况总体上严重于上半月(采暖期),这主要有3个方面的原因:一是用煤量虽逐渐减少,但经济活动增加导致的大气污染物排放量大幅度增加,二是汽车保有量不断增加,以及日益活跃的工业生产活动导致的重型货运车运输量增大,三是区域气象条件导致的扬尘污染。建议石家庄市3月份重点削减工业用煤和民用煤的使用量,加强面源的污染控制,并加强对大型货车及各类工地的管控。     

石家庄市灰霾天气变化规律研究

以研究石家庄市灰霾天气的变化规律及成因为目的,为石家庄市灰霾天气的防治提供技术支持,根据石家庄市2011年气象局的观测资料以及石家庄市环境监测中心梯度站污染物浓度的监测资料,对灰霾天气与气象条件以及污染物浓度的关系进行了分析。结果表明,石家庄市灰霾天气日数的年代际变化非常明显,20世纪60年代初是灰霾日数最少期,80年代和90年代是灰霾日数急剧上升期,2000年以后灰霾日数有所下降。灰霾天气季节变化很明显,呈现出秋、冬季多(分别占全年的20.5%和53.5%),春、夏季少(分别占全年的15.2%和10.8%)的分布特征。静风、小风,低湿度以及连续的不降雨是造成灰霾天气的重要因素。石家庄市SO2,NOx,PM2.5和PM10浓度的变化与灰霾日的变化有很好的一致性(相关系数分别为78.4%,70.9%,77.3%和73.8%),灰霾日污染物浓度均明显高于非灰霾日,一年四季中以冬季灰霾日污染物浓度最高,秋季次之,夏季最低。     

石家庄市秋季以NO2为主的气态污染物典型污染案例分析

为保障空气质量明显改善,石家庄市采取了一系列举措治理大气污染,然而2015年9月出现了一次以NO_2为首要污染物的气态污染物典型污染过程,各项气态污染物浓度明显高于历史同期水平。NO_2作为二次颗粒物及光化学污染的重要前体物,研究其污染来源及影响因素,对于保护公众健康及提高大气污染综合治理水平具有重要的指导意义。对污染过程中NO_2的浓度变化、时空变化及气象条件对NO_2的影响等方面进行了分析。结果表明:2015年9月由于气象条件与区域污染的影响,造成空气中气态污染物聚集,浓度高于去年同期水平。大气环境中的NO_2主要来源于东南部工业和燃煤源的排放,与机动车保有量增加、大型车辆多活动于夜间、晚出行高峰时段拥堵造成的尾气排放量增加也有直接关系。     

石家庄市冬季大气颗粒物中水溶性离子与重金属成分研究

为研究石家庄市冬季大气颗粒物中的组分特征,2015年1月采集了石家庄市大气中PM_(10)和PM_(2.5)样品,采用离子色谱和ICP-MS分别测定了颗粒物中的8种水溶性离子和6种重金属元素的含量。结果表明,石家庄市PM_(10)中Cr,Cu,Zn,Cd,Pb,Ni重金属质量浓度范围在0.02~1.72μg/m~3之间,水溶性离子平均质量浓度为125.5μg/m~3,其中Cl-,NO_3~-,SO_4~(2-),NH_4~+分别占总离子质量分数的11.6%,7.8%,43.4%,19.0%,共计81.8%。PM_(2.5)中6种重金属质量浓度范围在0.01~1.23μg/m~3之间,水溶性离子平均质量浓度为104.9μg/m~3,其中Cl-,NO_3~-,SO_4~(2-),NH_4~+分别占总离子质量分数的12.5%,7.2%,43.3%,18.7%,共计81.7%。PM_(10)和PM_(2.5)中NH_4~+与SO_4~(2-)的相关性较好,NH_4~+可能主要以硫酸盐形式存在。PM_(10)和PM_(2.5)样品中重金属的相关性基本一致,Cr和Ni的相关性较好,表明其可能来源于同一污染源,Cu,Zn和Ni之间的显著性相关说明这3个元素有可能同源。     

基于污染贡献率的石家庄市大气污染特征分析

为计算6项大气污染物(PM_(10),PM_(2.5),SO_2,NO_2,CO和O_3)的污染贡献率,探讨大气污染特征及其变化趋势,以石家庄市2013—2017年的大气质量监测数据为例,基于环境空气质量综合指数,从宏观方面计算了6项污染物在综合指数中的污染贡献率;基于浓度均值,从微观方面计算了单项污染物贡献率的月分布和小时分布。结果表明:2013—2017年,石家庄市对大气污染贡献率最大的仍为颗粒物,NO_2和O_3的贡献率逐年升高,污染特征呈现由"煤烟型"、"混合型"向"复合型"转变的趋势;6项污染物中,PM_(10),PM_(2.5),SO_2,NO_2和CO的污染贡献率月分布呈"U型"分布,O_3呈"拱型"分布,除O_3外,其余5项污染物贡献率小时变化呈现"晨峰午谷"的周期性变化规律。研究结果可为石家庄市治理大气污染提供科学依据和技术支持。     

石家庄市气态污染物垂直分布特征研究

利用石家庄市电视塔垂直4层观测平台(高度分别为20,86,116,200m),对各层大气中的O3,CO,SO2,NO,NO2浓度进行了连续观测,分析了2012-01-01至2012-08-01气态污染物在垂直梯度上总体变化趋势、逐月变化趋势,以及采暖期和非采暖期不同梯度气态污染物浓度逐时变化趋势。结果表明:石家庄市的大气污染物浓度具有明显的季节变化特征,CO,SO2,NO,NO2浓度冬季最高,夏季最低,而O3浓度则是夏季较高,冬季较低;除CO外,其他4种污染物在采暖期和非采暖期都表现出了不同的日变化趋势,在早晨上班高峰期7:00—9:00,SO2,NO,NO2的污染最重,15:00—17:00的污染最轻,次高峰出现在晚上21:00—24:00,而受太阳辐射影响,O3一天中的峰值出现在16:00左右。1月—4月,除O3外,其他4种污染物基本呈现低层级处污染物浓度高,高层级处污染物浓度较低;5月—7月SO2,NO,NO2的垂直梯度浓度变化不明显,均处于较低水平,O3浓度在垂直梯度呈现明显差异。     

“十一五”期间石家庄市交通噪声污染状况及原因分析

"十一五"期间,石家庄市机动车保有量达到了1 623 332辆,市区平均每日机动车出行总量约为60万辆,平均时速约为43km,对治理道路交通噪声污染带来了极大的压力。在对石家庄市"十一五"期间道路交通噪声监测数据进行统计分析的基础上,从分析石家庄市交通噪声的污染现状入手,讨论其污染成因,并提出控制与削减城市交通噪声污染的对策和建议。