气溶胶散射系数及空气颗粒物PM10和PM25浓度间关联性分析

合集下载

气溶胶散射系数及空气颗粒物PM10和PM25浓度间关联性分析

气溶胶散射系数及空气颗粒物PM10和PM25浓度间关联性分析

气溶胶散射系数及空气颗粒物PM10和PM2.5浓度间关联性分析摘要:PM10是大气中一种颗粒物,直径在10微米内;PM2.5是一种细颗粒,直径在2微米以内。

本文从多方面对两者进行了分析,并探讨论述了气溶胶散射系数和它们之间的关系。

关键词:气溶胶;散射系数;PM10/2.5浓度1.影响PM10浓度的主要因素1.1污染源和源强PM的污染来源是多方面的,有些工厂在获取能源时还是用燃煤这种比较落后的方法,排出大量PM10,造成的大气污染;对一些住宅区,在冬季取暖时,主要方法也是燃煤。

或者在生活中,由于一些不恰当的行为引起PM10量的上升;当地面的风速比较大时,或建筑施工过程中产生的扬尘,以及车辆行驶时因排出的气流较大而带起的扬尘都会造成空气中PM10的浓度增大;此外,汽车尾气也影响着PM10的浓度。

对于污染源的源强,大气中的污染物浓度通常与其成正比。

一般情况下,可将PM10的源强分成三个时期:06~11:00属于强污染期,18:00~23:00属于次强污染期,01:00~05:00属于弱污染期。

假如其他的影响因素固定不变,PM10浓度增大就是由污染源强直接引起的。

1.2气象条件首先是风速,若风速在阈值之内,则与PM10之间呈负相关;一旦超过阈值,地表会有沙尘扬起,上升到空中增加PM10的浓度,且风速越大,PM10的浓度越大,此时,风速和PM10的浓度呈正相关。

湍流在影响大气中的污染物时,起的是稀释作用,使其越来越分散,最终降低PM10的浓度。

其次是逆温。

秋冬两季,由于早晚气温低,大气层的结构比较稳定,从而引起辐射逆温,削弱了大气对流,地面风速减小,以致于排放出的PM10难以扩散,聚集在底层的狭窄空间,导致PM10的浓度越来越大。

在夏季,大气的湍流比较旺盛,受其影响,大气变得不稳定,很少有逆温的现象出现,给PM10的扩散提供了有利条件。

相对来说,春季的大气层结构比较稳定,常有逆温现象发生,由于傍晚的对流较强,易引起大气的不稳定,出现逆温的次数减少。

郑州市空气中PM10与PM2.5浓度相关性的研究

郑州市空气中PM10与PM2.5浓度相关性的研究

人□崈度大姐测点(救宝、食堂:R E - P-钱•评车S?lf I5QU U 3S Q 202 3邱IS S N 1672-9064C N 35-1272/T K环境大视野郑州市空气中PM 10与PM 2.5浓度相关性的研究王烽先王虹(河南工程学院河南郑州451191)摘要记录了郑州市某高校各个位置的PM 10与PM 2.5的检测数据。

通过对检测数据的统计分析、回归曲线分析,研究了 2者的相关性及PM 值的比值情况、外界因素对2者的影响。

结果显示,2者的比值具有一定的线性相关关系。

研究还发现,雾对PM 2.5与PM 10的影响是先升高后下降之后大幅下降;而且中央空调对室内PM 数值有明显的影响。

关键词PM 值比值关系相关性中图分类号:X 51文献标识码:A文章编号院1672-9064(2017)05-076-03近年来,随着社会的快速发展,郑州市的机动车数量、建 筑工地、工业区的增加,产生了大量对人体有害的颗粒物。

其 中包括可吸入颗粒物渊指空气动力学直径小于10滋m 的颗粒 物,称为PM 10);细颗粒物(指大气中直径小于或等于2.5滋m 的颗粒物,称为PM 2.5)[1-3]。

2者相比,PM 10是大气中的首要 污染物,PM 10中包含PM 2.5,因此PM 2.5的浓度一定小于PM 10。

所以PM 2.5的粒径更小,在大气中更难以沉降,能够 长期漂浮于空气中,影响范围更为广泛。

并有大量资料显示,PM 10浓度与呼吸系统疾病和心肺疾病的发病率有着密切 关系。

PM 2.5在PM 10中又占有相当大的比例,因为其颗粒 更为细小,对人体健康的危害更大咱《]。

本文根据短期少量数 据通过对不同测试位置的统计分析,研究PM 10/PM 2.5比值 的分布情况,并研究了空调、人为活动、以及特殊天气对2者 浓度比值的影响。

1实验仪器及仪器工作原理本次实验对PM 10与PM 2.5质量浓度的检测采用青岛 聚创环保设备有限公司的JC F -200(CW -HAT 200)手持式粉 尘检测仪,该测试仪是针对随着社会发展日益严重的雾霾天 气而推出的一款粉尘浓度测试仪,能够快速测出环境中呼吸 性粉尘及细颗粒物的浓度,在吸收国外先进的高灵敏度微型 激光传感器技术基础上自主开发的激光二极管技术。

气溶胶pm10,pm2.5质量浓度观测规范

气溶胶pm10,pm2.5质量浓度观测规范

pm2.5和pm10的标准分别是:PM2.5允许标准为:24小时周期内不大于35微克/立方米,而年周期内,允许标准为不大于15微克/立方米。

PM10允许标准为:24小时周期内不大于150微克/立方米。

并且在室内空气质量标准(GB/T188833095-2002)中的PM10 标准值日平均值:0.15 mg/m3 (毫克每立方米)。

24小时PM2.5平均值标准值:优:0~50、良:50~100、轻度污染:100~150、中度污染:150~200、重度污染:200~300、严重污染:大于300及以上。

PM2.5和PM10人们可以采用的防护措施是:
1、应对污染选对口罩:首先应做到大雾天戴好口罩再出门,防止毒雾由口鼻侵入肺部,有晨练习惯的人应停止户外活动。

针对这些身型微小的颗粒,应佩戴专用的N95防尘口罩,防尘口罩对于这种气溶胶的过滤率应在95%以上。

2、做好个人卫生:雾气看似温和,里面却含有各种酸、碱、盐、胺、酚、尘埃、病原微生物等有害物质,因此雾天外出归来应立即清洗面部及裸露的肌肤。

3、调节情绪、饮食清淡:建议大家保持科学的生活规律,避免过度劳累,多饮水,注意饮食清淡,少食刺激性食物,多吃些豆腐、牛奶等食品。

4、多种绿植:在自家阳台、露台、室内多种绿植。

新加坡室内的绿墙,从阳台、窗台到地下仓库,植物从1楼一直种到9楼。

但是在北京,很多高档的写字楼都没有绿色。

如果每人种植一平方米,北京就能新增2000万平方米的绿植。

在采访过程中,不管是王仙民办公室门口还是室内,记者都看到很多植物。

从他的经验来看,绿萝、万年青、虎皮兰等绿色冠叶类植物,因其叶片较大,吸附能力相对较强。

北京PM25浓度的变化特征及其与PM10、TSP的关系

北京PM25浓度的变化特征及其与PM10、TSP的关系

中国环境科学 2002,22(6)TSP 的关系杨复沫,贺克斌*,马永亮,张 强,余学春 (清华大学环境科学与工程系,北京 100084)摘要TSP 的比值均在冬季最高,春季最低,反映采暖燃烧源对细颗粒物的贡献较大,而沙尘天气对粗颗粒物的贡献较大;其年均值分别为55%和29%.关键词质量浓度可吸入颗粒物(PM 10)X131.1 文献标识码1000-6923(2002)06-0506-05Variation characteristics of PM 2.5 concentration and its relationship with PM 10 and TSP in Beijing. YANG Fu-mo,HE Ke-bin, MA Yong-liang, ZHANG Qiang, YU Xue-chun (Department of Environmental Science and Engineering,Tsinghua University, Beijing 100084, China). China Environmental Science . 2002,22(6)Based on two years simultaneous one-week integrated sampling, in two downtown/residential sampling sites in Beijing, PM 2.5 concentration and its temporal variation feature in ambient air were analyzed. Weekly PM 2.5 average concentrations ranged from 37 to 346µg/m 3 and the annual average was near or over the second class annual average standard of PM 10. PM 2.5 concentration possessed markedly the variation feature with highest in winter and lowest in summer. Weekly and seasonal variations of PM 2.5 concentrations were similar between the two sampling sites. Both PM 2.5to PM 10 and PM 2.5 to TSP ratios were highest in winter and lowest in spring, reflecting heating combustion sources contributed more to fine particles, while dust weather did more to coarse particles. Annul averages of PM 2.5/PM 10 and PM 2.5/TSP were 55% and 29% respectively.Key words mass concentrations PM 102.5 m)由于涉及2次污染和跨区域输送而备受关注.与粗颗粒物相比,细颗粒物本身多是有毒有害物质,同时由于比表面积较大而易成为其他有毒有害物质的运载体或反应体.近年来在不同地区开展的研究均表明, PM 2.5的质量浓度与人体健康状况显著相关[1,2],对大气能见度的降低有着重要的影响[3,4].基于对细颗粒物危害的认识,美国环境保护局于1997年提出了对环境空气中颗粒物标准的修改提案,新增了关于PM 2.5的标准[5].我国现行的环境空气质量标准[6]以总悬浮颗粒物(TSP)和可吸入颗粒物即PM 10(空气动力学直径2002-03-25* 通讯联系人万方数据6期杨复沫等TSP的关系 5074.5m;采样流量为0.4L/min,每批样品的累积采集时间为1周.用于称量样品质量的滤膜是美国Gelman公司生产的孔径为2 m的聚四氟乙烯薄膜滤膜(Teflon TM#R2PJ047).采样系统清华园0510km508 中国环境科学 22卷散的气象条件所造成的.较低的PM2.5周均浓度绝大多数出现在春末至初秋期间.其他特殊时期也可能出现较低的浓度值,如在1999年国庆节前的一周,由于采取了特别措施控制污染排放,并且在9月30日有一场较大的人工降雨,城区车公庄采样点PM2.5的浓度值为55µg/m3,处于较低的水平;而自10月3~12日持续为小风或静风天气, PM2.5的浓度随之上升了2倍,达到163µg/m3.从周平均浓度的变化可见,2个采样点PM2.5浓度呈现显著的季节变化特征,即冬季最高,在采暖期结束后的整个春季尽管有所波动但呈持续降低的趋势,而在春末至初秋期间达到最低.自1999年秋~2001年夏2个采样年各季节PM2.5的平均浓度见图3.由图3可见,冬季的平均浓度比夏季高60%~100%,比年均浓度高30%~40%.第2个采样年(2000年9月~2001年9月)与第1个采样年(1999年9月~2000年9月)相比,车公庄和清华园PM2.5的浓度分别由108.9µg/m3和121.5µg/m3下降到95.8µg/m3和97.7µg/m3,分别下降了12%和19.6%,但仍超过美国提出的PM2.5标准(图3中以实线标出)5倍多.第2个采样年与第1个采样年相比,不同季节PM2.5浓度降幅不同,秋冬季降低幅度最大,均超过20%;春夏季下降幅度则小得多,除清华园采样点春季浓度降低24%,其他降幅均不超过10%,车公庄采样点夏季的浓度甚至略有升高.图3 车公庄和清华园采样点PM2.5浓度的季节变化Fig.3 Seasonal variations of weekly PM2.5mass at the Chegongzhuang and Qinghuayuan sites 2.2 2个采样点PM2.5浓度的比较车公庄和清华园PM2.5浓度的周变化和季节变化趋势一致,并且大部分时段比较接近,在1999年9月~2001年9月的连续24个月中有17个月的平均浓度相差不超过10%,第1和第2年的平均浓度分别相差10.9%和4.6%.2个采样点的PM2.5周平均质量浓度在α= 0.01的水平上显著线性相关(相关系数R=0.88).可见,在城区采样距离10km的范围以及接近二环路和三环路等交通干道与否并未对2个采样点的PM2.5浓度造成显著的差异.如图2所示,2个采样点PM2.5浓度的最大差别发生在2000年4~7月,在此期间清华园PM2.5的周平均质量浓度持续高于车公庄,这在图3的季节变化中也有反映,即2000年春TSP的关系图4对车公庄采样点1999年冬~2000年秋4个季节PM2.5与PM10和TSP的监测值进行了比较,其中PM10是采用环境粒子实时监测仪TEOM(其锥形振荡元件维持在50Î人6期杨复沫等TSP的关系 509秋夏季分别为42%和49%,表明这一时期PM10大部分由粒径为2.5~ 10µm的粗颗粒物组成.PM2.5/TSP的季节平均值分别为冬(38%)>夏(29%)>秋(24%)>春(19%).无论是PM2.5/PM10还是PM2.5/TSP,均是春季的比值最小,冬季的比值最大,表明与其他季节相比,春季PM10和TSP中粗颗粒物含量最高,而冬季细颗粒物的含量最高.春季频繁发生的沙尘天气可能对粗颗粒物的贡献较大,而冬季大量增加的采暖燃烧源可能对细颗粒物的贡献更大.图4 车公庄采样点PM2.5´º¼¾TSP周平均浓度超过800µg/m3的2个重污染时段,PM2.5在PM10和TSP中的相对含量具有显著的差异.1999年11月18~25日的一周为北京市采暖期全面开始(11月15日)数天之后,采暖燃烧排放大量增加;另一方面,如2.1节所述在该周中有6d的风速均小于1.4m/s,并且有连续4d的相对湿度高达65%~91%且逐日上升.这一污染过程的气象特征属于典型的稳定型,细颗粒物由于在大气中的滞留时间长而得以累积.在该周有持续6d PM10的日均浓度超过300µg/m3,而其中仅有1d的浓度值超过500µg/m3; PM2.5对PM10和TSP的比值分别高达87%和40%. 2000年4月6~13日的一周沙尘天气频繁发生, 6510 中国环境科学 22卷月的平均浓度相差不超过10%,第1和第2年的平均浓度分别相差10.9%和4.6%,表明在市区相距约10 km的采样距离以及接近交通干道二环和三环路与否未对2个采样点的PM2.5浓度造成显著的差异.3.3与第1年相比,2个采样点第2年PM2.5的浓度在秋夏季下降幅度则小得多,除清华园春季浓度降低24%之外,其他的降幅均不超过10%,车公庄夏季的浓度甚至略有升高.3.4 PM2.5与PM10和TSP比值的年均值分别为55%和29%.与PM10和TSP的季节变化形式不同,PM2.5的浓度在冬季最高,在春末至秋初最低;冬季的平均浓度比夏季高60%~100%,比年均浓度高30%~40%,反映冬季采暖燃烧源对细颗粒物的贡献较大,而春季频繁发生的沙尘天气则对粗颗粒物的贡献较大.3.5由于PM2.5浓度的周际变化幅度较大,在以短期采样结果代表较长期平均值的研究或监测中,合理选择具有代表性的采样时段或在特殊时期增加补充采样极其重要,否则可能由于错过特殊时期而导致成倍的偏差.参考文献PM10污染及其化学组成[J]. 中国环境监测, 2001, 17(S): 1-6. [9]Dolislager L J, Motallebi N. Characterization of particulate matterin California [J]. Journal of Air & Waste Management Association, 1999, 49: PM-45-56.作者简介对通用汽车(GM)公司研发中心对本研究的支持及该中心的Steve H Cadle博士Pat A Mulawa博士和GM-China的严昀博士对本研究的开展提出的许多宝贵意见和建议表示衷心的感谢.波罗的海国家谴责俄罗斯应对有毒藻类疯长负责芬兰环境研究所(SYKE)科学家预言2002年夏天波罗的海会有创纪录的有毒蓝绿藻生长,使波罗的海环境遭到破坏.SYKE的一名高级科学家Juha Sarkkula说,如果2002年夏天持续高温,则大量蓝绿藻生长是不可避免的.另一名科学家Mikko Kiirikki根据SYKE模式算出大片波罗的海海域,特别是敏感的芬兰湾和南部靠近德国和波兰的海域危险性更大.毒藻的威胁可和最坏的年份1997年相比或者更严重.Sarkkula说,毒藻会使海水混浊以上时,毒藻甚至可从空气中摄取氮.圣彼得堡民用水量增加,有时达到每人每天500L,造成大量废水排放.江英摘自, August 1,312A(2002)万方数据北京PM2.5浓度的变化特征及其与PM10、TSP的关系作者:杨复沫, 贺克斌, 马永亮, 张强, 余学春作者单位:清华大学环境科学与工程系,北京,100084刊名:中国环境科学英文刊名:CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE年,卷(期):2002,22(6)被引用次数:49次1.Koch M Airborne fine particulates in the environment:a review of health effect studiesmonitoring data and emission inventories 20002.Panyacosit L A review of particulate matter and health:focus on developing countries 20003.CHRISTOFOROU C S.Salmon L G.Hannigan M P Trends in fine particle concentration and chemical composition in southern california 20004.Chan Y C.Simpson R W Characterization of chemical species in PM2.5 and PM10 aerosols in Brisbane Australia 19975.Fact sheet-EPA's recommended final ozone and particulate matters standards6.GB3095-1996.环境空气质量标准 19967.He K.Yang F.Ma Y The characteristics of PM2.5 in Beijing China 20018.魏复盛.滕恩江.吴国平我国4个大城市空气PM2.5、PM10污染及其化学组成 2001(17)9.Dolislager L J.Motallebi N Characterization of particulate matter in California 19991.学位论文王琪长沙市大气环境颗粒物浓度水平与变化特性2009随着城市现代化快速发展,大气污染程度加剧,尤其是空气中的悬浮颗粒物污染更为严重。

环境空气中PM2.5与PM10质量浓度关系的研究

环境空气中PM2.5与PM10质量浓度关系的研究

质量浓度与人体健康状况显著相关[ 卜 z - 。 有些报道中 把颗粒物的空气动力学 当量直径等同于宏观意义上 的直径 , 这是不准确的。P M 和 P M 。 。 是指环境空气 中空气 动力 学当量直径小于等于 2 . 5 m和 1 0 m 的颗 粒 物 b 】 。实 际颗粒 的粒 径 和密 度通 常 不能 被测
A b s t r a c t : Ho u r v lu a e s o f P M2 5 a n d P Ml 0 ma s s c o n c e n t r a t i o n we r e a c q u i r e d f r o m f o u r a i r mo n i t o r i n g s i t e s i n Da l i a n . S t u d y
得, 而空气 动力学 当量直 径则 可直接 由动力 学 的方法
关性及 P M d P M 。 。 比值分布特征 , 并研究 了雾和强风 沙尘等特殊天气条件对二者浓度及比值的影响。 2 监测 仪 器 及 方 法
本 文对 P M 与 P M 。质 量 浓 度 的 监 测 采 用
T h e r mo F i s h e r S c i e n t i f i c 公 司的 5 0 3 0 s h a r p型颗 粒 物
Ke y w o r d s : ma s s c o n c e n t r a t i o n; c o l ' T e l a t i v i t y ; P M2 5 , P M】 o r a t i o 中图分类号 : X 5 1 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 4 — 1 0 2 1 ( 2 0 1 3) 0 8 — 0 0 5 8 — 0 4

我国4个大城市空气PM25 PM10污染及其化学组成

我国4个大城市空气PM25 PM10污染及其化学组成

参考内容
引言
随着工业化和城市化的快速发展,空气污染问题日益严重。其中,PM10和 PM25作为两种主要的空气污染物,对环境和人类健康产生极大影响。因此,了解 青岛环境空气中PM10和PM25的污染特征与来源比较具有重要意义。本次演示将概 述青岛环境空气中PM10和PM25的污染特征,比较两者的来源,并提出可能的解决 方案。
1、加强污染物排放控制:对工业生产和机动车尾气排放进行严格监管,推 广清洁能源,减少燃煤消耗,以降低PM25的排放量。
2、城市规划与管理:合理规划城市布局,减少交通拥堵,提高城市绿化覆 盖率,以降低PM10和PM25的浓度。
3、提高公众环保意识:加强环保宣传教育,提高市民环保意识,鼓励市民 绿色出行,减少机动车使用频率。
3、PM1、PM25和PM10的来源:详细探讨TSP、PM10、PM25和PM1的产生原因 和主要来源,如建筑装修材料、燃烧化石燃料等。
4、PM1、PM25和PM10对人体健康的影响:阐述TSP、PM10、PM25和PM1对人 类呼吸系统、心血管系统等的危害,分析其对健康的影响机制。
5、治理方法和措施:总结有效的室内空气净化技术和措施,如空气净化器、 新风系统、植物净化等,并提出合理化建议。
一、现状描述
在北京、上海、广州和深圳这4个大城市中,PM25和PM10的污染程度比较严 重。根据环保部门的数据,这些城市的PM25和PM10浓度普遍高于国家标准。其中, 北京的PM25和PM10浓度最高,其次是上海、广州和深圳。这些污染物主要来源于 工业活动、交通尾气、建筑工地和农业活动等。
二、原因分析
和PM1(Particulatematter with diameter less than 1 micrometer) 是室内空气污染的主要成分。这些污染物对人体健康产生严重的影响,如引发呼 吸系统疾病、心脏病等。因此,了解北京冬季室内空气中TSP、PM10、PM25和PM1 的污染情况及其对人体健康的影响,对于采取有效的空气净化措施具有重要意义。

浅析沈阳市高层建筑周边PM10与PM25质量浓度对应性

浅析沈阳市高层建筑周边PM10与PM25质量浓度对应性

中 图分 类号 : X 5 1 3
文献标识码 : A
文章编号 : 1 6 7 4 — 1 0 2 1 ( 2 0 1 4 ) 0 3 — 0 0 6 4 — 0 3

1 引 言
大 气 中可 吸入颗 粒 物是 人类 面临 的最 重要 的污
2 . 2 采样 点设 置
幸福 岛小 区共 选 取 5个 采 样 点 ,分别 在 1 楼( 3 m) 、 1 0楼 ( 3 0 m) 、 1 5楼 ( 4 5 m) 、 2 0楼 ( 6 0 m) 、 2 7 楼( 8 1 m) 的楼梯 间的窗 口处 。华 泰新 都小 区共 选取 5 个 采 样点 , 分 别在 1 楼( 3 m) 、 5楼 ( 1 5 m) 、 1 0楼 ( 3 0 m) 、 1 7 楼( 5 1 m) 、 2 4 楼( 7 2 m) 的楼梯 间的窗 口处 。
2 . 3 指 标和 频率
染物之一 , 多数为 1 0 m 以下粒径 , 长期飘浮在大气 中 。这些 颗粒 物不仅对 人体 呼吸 系统 具有刺 激作用 , 还携带细菌微生物 、病毒和致癌物 ,一旦侵入人体 内, 将危害人体健康 …。 本文根据城市高层建筑不断 涌 现 的特点 , 选 择高 层 建筑 的代 表 性监 测 点位 , 研 究
PM2. 5 a l a r g e p r o p o ti r o n o f d i f f e r e n t h e i g h t , t h e c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t o f PM l 0 a n d PM2 5 i n t h e h e a t i n g p e io r d i s h i g he r
交 汇 处 的幸福 岛小 区 中的 1 座高 2 7层 约 8 1 m 高层

大气颗粒物PM10和PM2.5中水溶性离子及元素分析

大气颗粒物PM10和PM2.5中水溶性离子及元素分析

崔蓉 , 郭新 彪, 邓芙蓉 , 刘 红
摘要: 目的 了解大气颗粒物 PM10 与 PM2.5 中水溶性离子及元素的主要 组成及其浓度。方法 在北京市城区设置
1 个采样点, 于 2006 年 6 月 16—18 日和 6 月 20—22 日采集大气颗粒物 PM10 和 PM2.5。采用离子色谱法测定 PM10 和
1 材 料与 方法 1.1 大 气颗粒 物 PM10 和 PM2.5 的采 集
在 北京 市城 区设 置 1 个采 样点, 其西 面毗 邻学 院 路 , 北面 靠近 北四环 路, 交 通流量 较大。于 2006 年 6 月 16 日—2006 年 6 月 18 日 和 2006 年 6 月 20 日—2006 年
水 提: 将已采 集样品 的滤膜剪 成条状 碎片, 用 10 ml 纯 水超声 提取 30 min, 2 500 r /min 离心 10 min(r=8 cm) , 分 别 用 0.45 和 0.22 μm 滤膜 过滤 提取 液[6], 用 PE-Sciex DRCⅡ型电 感 耦合 等 离子 体 质谱 仪 ( ICP-MS) 和 SPSS8000 型 电感 耦合 等 离子 体发 射光 谱 仪( ICP-AES) 测 定 其 中 Zn、Pb、Cu、V、Mn、Co、Fe、Ni、Cr 和 Cd 的 浓度 。
Key wor ds: Air pollution^ Particulate matter^ Water-soluble ions^ Water-soluble elements
大 气 颗粒 物 是包 含 多 种化 学 成 分的 复 杂 整体 , 大 量 研 究表 明 , 大 气 颗粒 物 对人 体 健康 产 生 许多 不 良 影 响 [1- 4]。大 气颗 粒物 确切 的化 学组 成, 目 前尚 不清 楚。多 项 研 究结 果 表明 , 了解 大 气颗 粒 物所 吸 附 的化 学 物 质 的 构 成及 其 含量 , 对于 判 断颗 粒 物的 来 源 及分 析 其 可 能 对人 体健 康造 成的 危害 有着 十分 重要 的意 义。本 研 究 在 北京 市 城区 设 置 采样 点 , 于 2006 年 6 月采 集 大 气 颗 粒物 PM10 和 PM2.5, 对 其中 的 水溶 性 离子 及 元 素 进行 了分 析。

浅析PM10与PM2.5监测数据报告

浅析PM10与PM2.5监测数据报告

浅析PM10与PM2.5监测数据报告一、基本介绍PM10、PM2.5分别指大气中空气动力学直径小于或者等于10微米、2.5微米的颗粒物,其形态、大小、化学组成与人们的健康有着密切的关系,PM10、PM2.5浓度与疾病的发病率、死亡率有着明显的相关性,其中PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。

其富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,所以对人体健康和大气环境质量的影响更大。

2008年,环保部启动《环境空气质量标准》修订工作,历经三年20多次修改,2010年底编制组完成了《环境空气质量标准》,新标准预计2016年全面实施。

修订稿规定,PM2.5年均浓度值为35微克/立方米、24小时平均浓度值为75微克/立方米,与世界卫生组织过渡期第1阶段目标值相同。

PM10年均浓度值为100微克/立方米、24小时平均浓度值为150微克/立方米。

备注:世界卫生组织(WHO)于2005年制定了PM2.5的准则值。

WHO同时还设立了3个过渡目标值,为目前还无法一步到位的地区提供了目标参考。

我国拟于2016年实施《环境空气质量标准》中的PM2.5即采用WHO的过渡期目标一的标准。

二、监测情况通过连续近17个月对库尔勒市PM2.5与PM10监测数据的比对及数据模型,结论如下:(一)、按照环保部2010年底编制组完成了《环境空气质量标准》,要求PM2.5年均浓度值为35微克/立方米、24小时平均浓度值为75微克/立方米的标准来看,我市城市空气质量环境整体形势不容乐观。

24小时平均浓度值低于75微克/立方米的(即达标率)占监测数据77%,而连续17个月的PM2.5平均浓度为59微克/立方米,以此类比全年数据,将高于国家制定的年均值35微克的空气质量标准。

相对而言,PM10的24小时平均浓度低于150微克/立方米的占监测数据的72.5%,统计结果差于PM2.5,但距离到目标责任书中80%的要求也有较大差距,而4月23日沙尘暴天气PM2.5最大超标倍数超过国家规定标准40倍,PM10峰值则超过国家规定标准20倍。

北京市MODIS气溶胶光学厚度和PM_2_5_质量浓度的特征及其相关性

北京市MODIS气溶胶光学厚度和PM_2_5_质量浓度的特征及其相关性

第27卷第1期2010年1月中国科学院研究生院学报Journal of the Graduate School of the Chinese Academy of Sciences Vol .27January No .120103国家自然科学基金项目(40675079)和中国科学院研究生院院长基金项目资助通讯联系人,E 2mail:f myang@gucas .ac .cn文章编号:100221175(2010)0120010207北京市MOD I S 气溶胶光学厚度和P M 215质量浓度的特征及其相关性3王 静1,杨复沫1 ,王鼎益2,贺克斌3(1中国科学院研究生院地球科学学院,北京100049;2纽布朗什维克大学物理系,弗雷德里克顿,NB E3B 5A3,加拿大;3清华大学环境科学与工程系,北京100084)(2009年3月23日收稿;2009年6月12日收修改稿)W ang J,Yang F M ,W ang D Y,et a l .Character isti cs and rel a ti on sh i p of aerosol opti ca l th i ckness and P M 215concen tra ti on over Be iji n g[J].Journa l of the Gradua te School of the Ch i n ese Acade m y of Sc i ences,2010,27(1):10216.摘 要 将NAS A MOD I S 气溶胶光学厚度产品AOT 与北京市清华园P M 215质量浓度进行比较分析.研究表明,AOT 和P M 215均有明显的季节性变化特征;二者的日均值相关性在冬半年要明显低于夏半年,说明二者受到季节的显著影响.利用相对湿度和气溶胶标高等气象条件进行校正后,AOT 与P M 215具有较高的相关性.因此,MOD I S AOT 可以作为监测P M 215分布以及传输的有效补充手段.关键词 气溶胶光学厚度,P M 215,空气质量,北京中图分类号 P40711,X5131 引言大气气溶胶不仅对气候系统存在直接和间接辐射强迫[1];同时也是影响城市空气质量的主要污染物,对局地甚至区域性环境产生危害[224].P M 215(指空气动力学直径小于、等于215μm 的细颗粒物)对可见光的消光作用(散射和吸收)可造成大气能见度降低.进入人体的P M 215大部分沉积在支气管和肺泡中,对健康造成直接危害[526].气溶胶分布具有时间、空间上的高度变异性,有限的地面环境观测网络能够提供时间连续的观察,但不能得到良好的空间覆盖信息,难以反映污染物来源和变化趋势的宏观分布[7].卫星遥感资料可以弥补这些不足,成为监控全球气溶胶污染的一种新手段[8].Terra 和Aqua 卫星上搭载的中分辨率成像光谱仪MOD I S (moderate res oluti on i m aging s pectr oradi o meter )传感器具有36个通道,覆盖了紫外到红外多个光谱通道,具有广阔的覆盖空间,为反演气溶胶和地表特征提供了丰富的信息.NAS A 发布的MOD I S AOT (aer os ol op tical thickness )具有10km的星下点分辨率[9210],利用全球自动观测网(AERONET )的太阳光度计测得的光学厚度对MOD I S AOT产品进行验证,相关系数高达018[11],说明MOD I S 气溶胶产品达到一定的精度,可以用来反映地面气溶胶信息.AOT 是气溶胶消光系数从地面到大气层顶的积分,表征无云大气铅直气柱中气溶胶散射造成的消光程度,与地面气溶胶质量浓度、消光系数以及吸湿增长参数等相关.建立AOT 和P M 215质量浓度之间的联系,对空气质量监测和健康效应研究有积极意义.相关研究表明,MOD I S AOT 与地面P M 215质11质量浓度的特征及其相关性 第1期王 静,等:北京市MOD I S气溶胶光学厚度和P M215量浓度具有较好的相关性,可以通过建立回归方程反演地面气溶胶质量浓度[12218].在北京地区,MOD I S AOT和太阳光度计测量值的相关性也较好[19];一些研究者曾对MOD I S AOT)进行研究,也获得较好结果[7],但迄今与空气污染指数(AP I)或由AP I推算的可吸入颗粒物(即P M10尚未见对AOT和P M质量浓度之间的关系进行探讨的报道.为此,本文针对2003年,绘制Terra2 215MOD I S AOT和P M215质量浓度的时间序列图,分析它们的变化特征以及季节性发展趋势,探讨二者之间的相关性,验证MOD I S AOT资料在监测区域和局地大气污染方面的应用以及环境意义.2 数据资料及处理方法211 MOD I S气溶胶数据Terra2MOD I S气溶胶光学厚度产品(Collecti on5)从NAS A的GSFC(Goddard Space Flight Center)中的LAADS(level1and the at m os phere archive and distributi on syste m)上下载得到.由于MOD I S传感器的覆盖空间比较广阔,这里以清华园(116132°E,40100°N)为中心,选取100km×100km的空间范围进行研究.每日气溶胶产品文件(MOD04)包括陆地和海洋上空的气溶胶光学性质参数,从中提取有关陆地气溶胶的0155μm处光学厚度.MOD I S陆地气溶胶level2数据产品,是利用暗像元法反演得到的.采用蓝通道(0147μm),红通道(01659μm)和短波红外通道(2113μm、318μm)来反演0155μm波长气溶胶光学厚度,并以查找表为基础实现.反演精度受到云含量、地表类型以及天气环境状态的影响[9210,20221].212 P M215质量浓度清华园监测点地处北京市北四环外西侧,周围多是居住区;同时亦靠近交通干道,受生活污染和交通污染影响,具有典型的北京大气污染特征.使用持续颗粒监控仪TE OM(tapered ele ment oscillating m icr obalance)连续实时在线测量P M215质量浓度,获得2003年全年每天间隔30m in的实时数据以及每日平均质量浓度.213 气象数据北京地区西北环山,南控平原,东濒渤海,属于典型的暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候区.风速、风向、降水以及大气稳定度等气象因素存在明显的季节性变化,对污染物的聚集、传输和扩散有着显的同时进行实地气象参数监测,得到间隔1h的实时温度、相对湿度、露点、海平面气著影响.监测P M215压、风速以及风向等气象要素值,同时以日均要素值进行影响性分析.MOD I S Level2数据产品是像元表面(10k m×10k m)的空间统计平均值,而地面监测点所测P M215数据是表征近地面某处污染物浓度的时间统计值,这就使得直接比较MOD I S AOT和P M点浓度时出现215空间和时间分辨率不匹配的现象.而观测地点的环境状态、大气状况以及卫星传感器的灵敏度等不稳定因素也使得这种比较充满不确定性.1988年T OMS获得7~10月份大西洋上空气团的每日动态变化遥感图像,说明气溶胶气团从非洲西海岸横穿大西洋到达美国东海岸(约6000km)大概需要5~6d,气溶胶在对流层中部的正常速度约是50km/h.据此有研究表明,MOD I S在地面观测点上空选定5×5的像元数所捕获的空气团与地面监测点1h内的观测结果是相似的[22223].因此,在一定基础上可以忽略地理时进行研究分析.本研究之所以选取10×10的像元数,是考虑到在一空未对准性,对MOD I S AOT和P M215定空间范围内可以具有数量相当的有效像元,从而使得AOT的有效天数增加,具有统计学上的意义.3 结果与讨论311 MOD I S AO T和P M215的变化特征MOD I S气溶胶光学厚度AOT(图1)的日变化范围为010371~4136,年平均值为0169,约有90%在0~115之间变化.夏半年(4~9月)期间,AOT日变化幅度较大,偶尔出现异常高值,出现高值前有持续升高的过程;冬半年(10~3月)日变化幅度相对平缓.AOT的月均变化具有明显的周期性,类似于双峰 中国科学院研究生院学报第27卷图1 2003年北京地区AO T 的日变化图 抛物线形式,在0120~1148之间变化,最高月均值出现在5月,而次高峰值出现在9月,其中夏半年的AOT 明显高于冬半年.有研究表明,北京地区气溶胶细粒比η具有和AOT 相似的周期性变化[24],且AOT 的观测对直径介于0105~210μm 的细粒子比较敏感[25],所以具有细粒特征的夏半年的AOT 较高.参考同时期世界其他大城市的数据[14,16],北京地区AOT 整体偏高.MOD I S AOT 具有明显的季节性变化.季节划分原则是:春季3~5月,夏季6~8月,秋季9~11月和冬季12月~次年2月.春季的气溶胶光学厚度较高(0185左右),在夏季达到最大值(019左右),秋、冬季出现大幅度降低,均低于015,冬季具有最低值.夏季具有细粒特征,春季受到扬尘和沙尘暴等天气的影响,虽然粗粒占一定比例[24],但总体气溶胶含量增加,所以夏、春2季AOT 较高.北京周边城市污染对北京城市空气质量影响严重,石家庄—北京—天津一线易出现气溶胶光学厚度高值带[4,7].冬、秋季节光学厚度相对较低,是由于这一时期常有大尺度的天气系统自北向南移动,阻止南部省份的污染空气对北京的影响,带来北方较清洁的空气.而夏季AOT 比春季略高,可能是由于夏季高温、高湿度等环境特征,促进“气2粒”转换等光化学作用和气溶胶粒子吸湿长大过程的发生,使得AOT 增大.图2 2003年北京地区P M 215质量浓度的日均变化图2003年北京市P M 215的变化范围为1112~38119μg ・m -3,年平均值为7718μg ・m -3,如图2所示.大部分天数的P M 215质量浓度在65~150μg ・m -3之间,质量浓度高值集中在11月~次年2月出现,且期间质量浓度变化比较大.P M 215变化同样有持续升高和降低过程,与AOT 日变化相似,反映颗粒物污染的累积与扩散过程.3~10月份P M 215质量浓度变化幅度较小,主要集中在40~100μg ・m -3之间,并无较高质量浓度值出现.P M 215的月平均质量浓度在5714~11717μg ・m -3,与同时期其他大城市P M 215污染状况[13,17]进行比较,北京和德里污染情况相当,与悉尼、瑞士等地相比则要高了数倍.P M 215浓度同样存在明显的季节性变化,冬季最高,春季有降低趋势,在夏、秋季出现最低值,这与前人研究结果相似[25].冬季P M 215质量浓度为8911μg ・m -3,与年均值7718μg ・m -3相比较,超出1414%,这与冬季排放源的增加以及恶劣的气象扩散条件相关,并受到周边各省污染排放源的影响.有统计分析表明,中国北方城市冬夏2季燃煤量的差异对大气环境质量变化影响很大.对北京而言,燃煤量的23%被用于居民取暖[4,25],使得近地面污染排放严重,不利于P M 215的扩散传输.21第1期王 静,等:北京市MOD I S 气溶胶光学厚度和P M 215质量浓度的特征及其相关性 312 MOD I S AO T 和P M 215的相关性分析AOT 和P M 215是描述大气颗粒物污染状况的2种性质不同的方式,地面P M 215的监测和MOD I S AOT 的反演过程均存在不确定因素,二者在比较过程中容易出现较大的偏差[11].对北京地区而言,AOT 和P M 215的季节性变化差异很大,有几近相反的趋势.一方面,冬季排放源的增加和恶劣的扩散条件导致近地面P M 215质量浓度增加,造成粒子垂直分布不均匀,且冬季地表覆盖情况的改变不能满足暗像元法[9],因而使得AOT 偏差较大;另一方面,夏季多雨且污染物扩散条件变好,近地面P M 215值较低,垂直分布比较均匀;又由于夏季盛行偏南风,城市群落周边“马蹄形”大地形结构会抑制南来污染物向北输送,从而在北京上空造成短期“堆积”[4],使得AOT 增大.另外,“气2粒”转换等光化学作用以及气溶胶粒子吸湿长大过程在夏季较易发生,也会使AOT 增大.卫星瞬时过境获取的是过境时刻的大气状况.Terra 经过北京上空时间为上午10:30,采用过境时刻的P M 215小时平均值与AOT 进行相关性分析,与采用P M 215日均值相对比,发现二者相关性有稍微降低,这主要是由于TEOM 测得的小时平均值波动比较大.因而本文采用Terra AOT 与P M 215日均值进行相关性分析.阴雨天气、云雾以及冬季地表反射率的变化,会导致AOT 的缺失,使得AOT 的有效天数降低[20221,27].2003年年平均有效天数为5216%,各月有效天数(表1)具有明显的月变化.与其他季节相比,冬季有效天数的百分比偏低,与冬季AOT 值相对应.根据各月AOT 有效天数,提取与之相对应的P M 215供分析使用,共计125对MOD I S AOT 和P M 215数据.表1 2003年各月AO T 有效天数的百分比月份123456789101112AOT 有效天数/(%)351539133213661764157313451267176313711036173515由图3(a )可以看出,MOD I S AOT 和P M 215日均值的相关性在春、夏和秋季良好,冬季相关性较差,几近相反.对MOD I S AOT 和P M 215进行简单的线性回归分析.图3(b )是二者之间的直接比较,线性相关系数为0156.虽然大于统计学上99%置信度的要求,但数值较低,不过足够说明AOT 和P M 215的相关性在短期变化(如日变化)分析中良好.图3 MOD I S AO T 和P M 215的相关性分析由于冬季二者的变化趋势差异性较大,分别对夏半年和冬半年进行分析.如图4(a )、(b )所示,夏半年的线性相关系数明显提高,升高到0169,冬半年的相关系数相对较低,说明季节对MOD I S AOT 和P M 215之间的相关性有严重影响.考虑到季节性变化的环境因素对二者的影响,如湿度、边界层高度等气象条件的作用,进一步研究它们之间的相关性还有提升的空间.31 中国科学院研究生院学报第27卷图4 夏半年和冬半年MOD I S AO T和P M215的相关性分析 由于气溶胶粒子具有吸湿性,相对湿度(RH)会对P M215粒子的粒径分布、复折射率和形态等产生影响,造成光学性质的改变.在相对湿度比较高的情况下,AOT的改变幅度相当大[28].这里采用普遍使表2 修正后的MOD I S AO T和P M215线性相关系数AOT AOT/H i P M21501560161 P M2153f(RH)01600162 注:f(RH)为湿度影响因子1/(110-RH/100)[7];H i为气溶胶变化季节标高[29].用的湿度影响因子f(RH)进行校正,结果如表2所示,二者的线性相关系数升高到0160.此外,利用北京地区气溶胶变化的标高得到地面消光系数,据此得到的相关系数也有所升高.将2个因素结合,相关系数仍然存在上升的空间.通过地面雷达设备建立湿度高度廓线和气溶胶高度廓线,得到更为精确的每层湿度数据和每日气溶胶标高数据,二者相关性则会更优化.313 影响MOD I S AO T和P M215相关性的因素分析从卫星数据反演过程来看,MOD I S AOT的反演算法采用暗像元法,暗像元一般包括陆地上的植被、湿土壤和水体覆盖区.北京冬季,由于天气因素,植被覆盖面积降低,有时地面被雪覆盖,形成了较亮背景,与暗像元法的要求出入较大,成为冬季的独有误差来源.NAS A根据业务算法提供的气溶胶产品虽然具有满足研究需要的10km×10k m的星下点分辨率,但在地表反射率的估计、像元上空云的识别、气溶胶模型的判断等方面存在的误差,使得MOD I S气溶胶光学厚度产品存在误差[9210,20221].从气象因素影响方面看,MOD I S AOT的测定是在环境背景下进行,相对湿度能够影响气溶胶粒子的大小,温度的高低影响“气2粒”转换光化学的进程以及半挥发性组分的存在状态,影响气溶胶粒度谱的分布,所以它们的季节性变化必然导致AOT的变化,对相关性产生影响[7,14].污染物在大气中的扩散与传输能力直接影响着P M215和AOT的观测,风速直接影响大气的扩散稀释能力.2003年北京约有38%的天数风速在1m/s左右,经常出现持续小风或静风天气,不利于污染物的扩散,致使P M215集中在近地面层,不能在大气边界层内混合均匀,影响MOD I S AOT的准确度.边界层高度是影响局地和区域污染物分布的关键参数,决定气溶胶在边界层内的混合和分布情况.边界层高度越低,气溶胶集中在近地面处,卫星和地面监测设备观测到相近质量的气溶胶颗粒、AOT的柱状积分和地面P M215质量浓度吻合得越好[17218].气溶胶的化学组成比较复杂,不同的组分具有不同的消光效率.而在不同季节,气溶胶的化学组分含量会发生变化,这对总体消光系数会造成一定影响.不同季节的具体影响还有待进一步的研究.4 结论本文利用搭载在NAS A的Terra卫星上的MOD I S传感器获得的气溶胶光学厚度和基于地面观测的P M215质量浓度,对AOT和P M215的年度变化特征进行了分析.二者均具有明显的季节性变化特征,AOT 4151第1期王 静,等:北京市MOD I S气溶胶光学厚度和P M质量浓度的特征及其相关性 215则是在冬季出现最高值,春季次的最高值出现在夏季,春季略低,秋季次之,在冬季出现最低值;P M215进行相关性分析,发现在春、夏季和秋季二者具有较好的相关性,冬之,夏、秋两季较低.对AOT和P M215季相关性较差.夏半年二者的相关系数明显高于冬半年,说明二者之间受到季节的明显影响.考虑了相对湿度和气溶胶标高后,二者的相关系数明显提升.AOT和P M是对大气颗粒物的不同描述方式,受215到各种因素的影响,卫星资料反演过程以及当地气象条件均能对二者产生重要影响,对这些影响因素进行研究,二者的相关系数还有很大的提升空间,使得利用MOD I S AOT监测大气颗粒污染物的分布以及传输具有较高的应用价值.参考文献[1] KingM D,Kauf man Y J,Tannre D,et al.Re mote sensing of tr opos pheric aer os ols fr om s pace:past,p resent and future[J].Bulletin ofthe American Meteor ol ogical Society,1999,80(11):222922259.[2] Xu X D.Dyna m ic issues of urban at m os pheric polluti on models[J].Journal of App lied Meteor ol ogical Science.2002,13(Supp l.):1212(in Chinese).徐祥德.城市化环境大气污染模型动力学问题[J].应用气象学报,2002,13(增刊):1212.[3] Colvile R N,Hutchins on E J,M indell J S,et al.The trans port sect or as a s ource of air polluti on[J].A t m os Envir on,2001,35:153721565.[4] Xu X D,Shi X H,Zhang S J,et al.I nfluence domain and cli m ate effect related t o aer os ol of urban community ar ound Beijing[J].Chinese Science Bulletin,2005,50(22):252222530(in Chinese).徐祥德,施晓辉,张胜军,等.北京及周边城市群落气溶胶影响域及其相关气候效应[J].科学通报,2005,50(22):252222530. [5] Fuji T,Hayashi S,Hogg J C,et al.Particulate matter induces cyt okine exp ressi on in human br onchial ep ithelial cells[J].AmericanJournal of Res p irat ory Cell and Molecular B i ol ogy,2001,25(3):2652271.[6] W ei F S,Hu W,Teng E J,et al.Relati on analysis of air polluti on and children’s res p irat ory system disease p revalence[J].ChinaEnvir onmental Science.2000,20(3):2202224(in Chinese).魏复盛,胡 伟,滕恩江,等.空气污染与儿童呼吸系统患病率的相关分析[J].中国环境科学,2000,20(3):2202224.[7] L i C C,Mao J T,A lexis Kai2Hon Lau,et al.The app licati on of re mote sensing aer os ol p r oducts fr om MOD I S data in the research on airpolluti on of Beijing[J].Science in China(Series D:Earth Sciences).2005,35(Supp l.Ⅰ):1772186(in Chinese).李成才,毛节泰,刘启汉,等.MOD I S卫星遥感气溶胶产品在北京市大气污染研究中的应用[J].中国科学D辑地球科学,2005, 35(增刊Ⅰ):1772186.[8] Kauf man Y J,Tanre D,Gordon H R,et al.Passive remote sensing of tr opos pheric aer os ol and at m os pheric correcti on f or the aer os ol effect[J].J Geophys Res,1997,102(D14):16815216830.[9] Kauf man Y J,Tanre D,Re mer L A,et al.Operati onal re mote sensing of tr opos pheric aer os ol over land fr om EOS moderate res oluti oni m aging s pectr oradi ometer[J].J Geophys Res,1997,102(D14):17051217067.[10] Chu D A,Kauf man Y J,Zibordi G,et al.Gl obal monit oring of air polluti on over land fr om the Earth Observing Syste m2Terra ModerateRes oluti on I m aging Spectr oradi ometer(MOD I S)[J].J Geophys Res,2003,108(D21):A rt.No.4661,doi:10.1029/2002JD003179.[11] Re mer L A,Kauf man Y J,Tanr′e D,et al.TheMOD I S aer os ol algorithm,p r oducts and validati on[J].J A t m os Sci,2005,62:9472973.[12] Engel2Cox J A,Christ opher H H,Coutant B W,et al.Qualitative and quantitative evaluati on of MOD I S satellite sens or data for regi onaland urban scale air quality[J].A t m os Envir on,2004,38,249522509.[13] Gup ta P,Christ opher S A,BoxM A,et al.Multi year satellite re mote sensing of particulate matter air quality over Sydney,Australia,I nt[J].J Remote Sens,2007,28:448324498,doi:10.1080/01431160701241738.[14] Gup ta P,Christ opher S A,W ang J,et al.Satellite remote sensing of particulate matter and air quality over gl obal cities[J].A t m osEnvir on,2006,40:588025892.[15] W ang J,Christ opher S A.I ntercomparis on bet w een satellite2derived aer os ol op tical thickness and P M215mass:I m p licati ons f or air qualitystudies[J].Geophysical Research Letters,2003,30(21):A rt.No.2095,doi:10.1029/2003G L018174.[16] Gup ta P,Christ opher S A.Seven year particulate matter air quality assess ment fr om surface and satellite measure ments[J].A t m os ChemPhys D iscuss,2008,8:3272365.[17] L iu Y,Meredith Franklin,Ral ph Kahn.U sing aer os ol op tical thickness t o p redict gr ound2level P M215concentrati ons in the St.Louis area:A comparis on bet w een M I SR and MOD I S[J].Remote Sensing of Envir onment,2007,107:33244.[18] Naresh Kumar,A llen Chu,Andrew Foster.An e mp irical relati onshi p bet w een P M215and aer os ol op tical dep th in DelhiMetr opolitan[J].61 中国科学院研究生院学报第27卷A t m os Envir on,2007,41:449224503.[19] Mao J T,L i C C,Zhang J H,et al.The comparis on of re mote sensing aer os ol op tical dep th fr om MOD I S data and gr ound sun2phot ometerobservati ons[J].Journal of App lied Meteor ol ogical Science.2002,13:1272135(in Chinese).毛节泰,李成才,张军华,等.MOD I S卫星遥感北京地区气溶胶光学厚度及与地面光度计遥感的对比[J].应用气象学报,2002, 13:12721351.[20] Levy R C,Re mer L A,Dubovik O.Gl obal aer os ol op tical p r operties and app licati on t o Moderate Res oluti on I m aging Spectr oradi ometeraer os ol retrieval over land[J].J Geophys Res,2007b,112,D13210,doi:10.1029/2006JD007815.[21] Levy R C,Remer L A,Matt oo S,et al.Second2generati on operati onal algorithm:Retrieval of aer os ol p r operties over land fr om inversi on ofModerate Res oluti on I m aging Spectr oradi ometer s pectral reflectance[J].J Geophys Res,2007a,112,D13211,20doi:10.1029/ 2006JD007811.[22] I choku C,Chu D A,Matt oo S,et al.A s pati o2te mporal app r oach for gl obal validati on and analysis of MOD I S aer os ol p r oducts[J].Geophys Res Lett,2002,29,doi:10.1029/2001G L013206.[23] Oz one Pr ocessing Tea m.Total Ozone Mapp ing Spectr ometer.NAS A/GSFC.2002207[2009203].htt p://j w /aer os ols/aer movie.ht m l.[24] L i B G,Ran Y,Tao S.Seas onal variati on and s patial distributi on of at m os pheric aer os ols in Beijing[J].Acta Scientiae Circum stantiae.2008,28(7):142521429(in Chinese).李本纲,冉 阳,陶 澍.北京市气溶胶的时间变化与空间分布特征[J].环境科学学报,2008,28(7):142521429.[25] Kahn R,Banerjee P,Mc Donald D,et al.Sensitivity of multiangle i m aging t o aer os ol op tical dep th and t o pure2particle size distributi onand compositi on over ocean[J].J Geophys Res,1998,103:32195232213.[26] He K B,Yang F M,Ma Y L.The characteristics of P M215in Beijing,China[J].A t m os Envir on,2001,35:495924970.[27] Acker man S,Strabala K,Menzel P,et al.D iscri m inating clear sky fr om cl ouds with MOD I S[J].J Geophys Res,1998,103:32141232157.[28] HessM,Koepke P,Schult I.Op tical p r operties of aer os ols and cl ouds:the s oft w are package OP AC[J].Bulletin of the AmericanMeteor ol ogical Society,1998,79:8312844.[29] L i C C,Mao J T,A lexis Kai2Hon Lau,et al.Research on the air polluti on in Beijing and its surr oundingswithMOD I S AOD p r oducts[J].Chinese Journal of A t m os pheric Sciences,2003,27(5):8692880(in Chinese).李成才,毛节泰,刘启汉,等.利用MOD I S光学厚度遥感产品研究北京及周边地区的大气污染[J].大气科学,2003,27(5):8692 880.Character isti cs and rel a ti on sh i p of aerosol opti ca l th i ckness and P M215concen tra ti on over Be iji n gWANG J ing1,Y ANG Fu2Mo1,WANG D ing2Yi2,HE Ke2B in3(1College of Earth Sciences,Graduate U niversity of the Chinese A cade m y of Sciences,B eijing100049,China;2D epart m ent of Physics,U niversity of N e w B runs w ick,Fredericton,NB E3B5A3,Canada;3D epart m ent of Environm ental Science and Engineering,Tsinghua U niversity,B eijing100084,China)Abstract The AOT(aer os ol op tical thickness)data,retrieved by the MOD I S on Terra satellite,were compared with P M215mass concentrati on at Tsinghua University.It was shown that both AOT and P M215had obvi ously seas onal2change character,and the linear correlati on coefficient bet w een the m was better in summer than in winter.After modifying weather conditi ons,such as RH and aer os ol elevati on,we al w ays found a high correlati on coefficient bet w een AOT and P M215.The p resent study suggests that MOD I S AOT is an effective means for monit oring P M air quality.Key words AOT,P M215,air quality,Beijing。

常德市环境空气中PM10与PM2.5污染特征及其相关性分析

常德市环境空气中PM10与PM2.5污染特征及其相关性分析

常德市环境空气中PM10与PM2.5污染特征及其相关性分析摘要:通过对常德市不同功能区、不同季节的空气中的颗粒物为主要研究对象,从2013年12月到2014年5月的半年时间内同步采集PM10与PM2.5样品进行监测,分析PM10与PM2.5时空分布与变化规律及其相关性,为准确把握其污染现状、主要污染来源及有效地控制其污染提供科学技术依据。

关键词:颗粒物;PM10;PM2.5;污染特征;相关性近年来,常德市环境空气质量中的首要污染物均为可吸入颗粒物(PM10),随着新标准《环境空气质量标准》(GB3095-2012)在全国的逐步实施,做为113个环境保护重点城市,我市自去年开始开展细颗粒物(PM2.5)的监测工作以来,环境空气中的首要污染物就变为了PM2.5。

由此可见PM10、PM2.5在我市的环境空气质量污染中扮演着主角的地位。

本文通过对常德市不同功能区、不同季节的空气中的颗粒物为主要研究对象,从2013年12月到2014年5月的半年时间内同步采集PM10与PM2.5样品进行监测,分析PM10与PM2.5时空分布与变化规律及其相关性,为准确把握其污染现状、主要污染来源及有效地控制其污染提供科学技术依据。

1PM10、PM2.5的概述及其主要环境影响1.1 述语与定义PM10是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于10um的颗粒物,也称可吸入颗粒物;PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5um的颗粒物,也称细颗粒物;从以上定义可以看出,PM2.5是PM10组成中的一部分。

由于粒径的不同,其表现出的物理化学性质以及对环境的危害影响都具有显著差别。

PM2.5由于粒径较小,质量较轻,能长时间飘浮于空气中,能够经过远距离的传输进而造成大范围的污染影响。

1.2 对人类健康的影响颗粒物的粒径越小,其比表积越大,因而成为了许多有毒污染物的载体。

细小颗粒物中的主要成份为碳黑、有机物、铵盐、硫酸盐、硝酸盐、重金属等。

微生物气溶胶与大气细颗粒物的相关性研究

微生物气溶胶与大气细颗粒物的相关性研究

微生物气溶胶与大气细颗粒物的相关性研究微生物气溶胶与大气细颗粒物的相关性研究1.引言大气细颗粒物是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,通常表示为PM2.5。

这些颗粒物主要由人类活动和自然来源产生,在空气中悬浮,并且可以长途传输。

大气细颗粒物对人类健康和环境造成了严重威胁。

与此同时,微生物气溶胶也被认为是大气颗粒物中重要的组分之一。

微生物气溶胶是指在空气中悬浮的微生物细胞和颗粒物复合体。

微生物气溶胶既有自然来源,如植物放射、土壤悬浮物、海洋生物活动等,也有人为来源,如室内环境、动物养殖、废水处理等。

本文旨在探讨微生物气溶胶与大气细颗粒物之间的相关性,并分析其对人类健康和环境的影响。

2.微生物气溶胶的组成与来源微生物气溶胶由细菌、真菌、病毒和其他微生物组成,其来源广泛。

在自然环境中,微生物气溶胶主要来源于植物放射、土壤颗粒物和水体气溶胶。

植物放射的微生物气溶胶主要通过植物叶片表面的气泡或表皮导管释放到空气中。

土壤颗粒物中的微生物气溶胶是由于风蚀、水蚀等自然过程使土壤中的微生物与颗粒物结合而形成的。

此外,湖泊、海洋等水体中的颗粒物也能携带着微生物进入大气。

人类活动也是微生物气溶胶的重要来源,如室内环境中的细菌、动物养殖业的脱粪粉尘等。

这些微生物气溶胶会随着空气流动传播到不同地点。

3.大气细颗粒物与微生物气溶胶的碰撞微生物气溶胶表面的附件颗粒物与环境中的大气细颗粒物会发生碰撞。

这种碰撞可能导致微生物气溶胶的沉降并影响其输送和扩散。

大气细颗粒物的沉降速度比微生物气溶胶的沉降速度快,因此微生物气溶胶能够通过与大气细颗粒物的碰撞而沉降到地面。

此外,大气细颗粒物还可以作为微生物气溶胶的载体,在其表面提供微生物生长的环境。

这种碰撞可能导致微生物在大气细颗粒物表面附着并存活。

然而,一些研究表明,大气细颗粒物对微生物的携带能力较低,微生物在其上的存活时间较短。

4.微生物气溶胶与人类健康的影响微生物气溶胶中的微生物种类繁多,并且具有多种对人类健康有害的潜在病原体,如流感病毒、肺结核杆菌等。

大气气溶胶颗粒物的浓度及分布分析

大气气溶胶颗粒物的浓度及分布分析

大气气溶胶颗粒物的浓度及分布分析一、引言大气气溶胶颗粒物是指悬浮在大气中的微小颗粒,包括固体和液态颗粒。

它们对人类健康和环境质量有着重要影响。

因此,了解大气气溶胶颗粒物的浓度和分布对于环境保护和气象预报具有重要意义。

二、浓度分析大气气溶胶颗粒物的浓度指的是单位体积空气中所含颗粒物的质量或粒子数。

浓度的测量通常使用颗粒物分析仪器,例如质量浓度可使用PM2.5或PM10监测仪器进行测量,粒子数浓度可使用激光粒子计数仪进行测量。

在城市和工业区域,大气气溶胶颗粒物的浓度往往比较高。

这主要是由于人类活动排放的废气和粉尘污染源。

燃煤、汽车尾气、工业废气等都是常见的颗粒物排放源。

因此,浓度分析对于评估大气污染程度和制定相应的控制措施至关重要。

三、分布分析大气气溶胶颗粒物的分布受到气象条件的影响。

风向、风速、大气稳定度等因素都可以改变颗粒物的扩散和输送路径。

在局地封闭环境中,例如山谷或城市街道,颗粒物往往会聚集,导致浓度升高。

而在开阔的地区,颗粒物则会通过风的输送而分散。

此外,季节变化也会对大气气溶胶颗粒物的分布产生影响。

在夏季,由于气温升高、湿度增加,气溶胶颗粒物的生成和生长速率会减慢,导致其浓度相对较低。

而在冬季,逆温现象常常出现,使得颗粒物聚集在地面上,导致浓度升高。

四、影响因素大气气溶胶颗粒物的浓度和分布受到多种因素的影响。

除了人类活动和气象条件外,地理位置和自然源排放也是重要因素。

例如,沙尘暴和火山喷发会释放大量的颗粒物,对周围地区的空气质量产生显著影响。

此外,大气气溶胶颗粒物的组成也会影响其分布特征。

不同来源的颗粒物具有不同的物理化学特性,导致其在大气中的行为和输送方式不同。

因此,需要通过采集样品并进行化学分析,以了解不同来源颗粒物的贡献和影响。

五、影响人体健康和环境大气气溶胶颗粒物对人体健康和环境质量有着重要影响。

细小的颗粒物可以被吸入到肺部,导致呼吸系统疾病的发生。

此外,颗粒物还可以携带有毒物质,如重金属和有机化合物,对人体产生毒害作用。

空气质量指数与大气污染物浓度的相关性研究

空气质量指数与大气污染物浓度的相关性研究

空气质量指数与大气污染物浓度的相关性研究随着城市化进程的加快和工业化的发展,我们的生活环境受到了越来越大的威胁。

大气污染已成为我们面临的一项严峻问题之一。

近年来,空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)成为衡量大气污染程度的重要标准之一。

而探索空气质量指数与大气污染物浓度之间的相关性,将进一步促进我们对大气污染防治措施的理解和制定。

首先,我们需要明确什么是空气质量指数。

空气质量指数是根据颗粒物(PM2.5和PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和一氧化碳(CO)等污染物浓度及其对人体健康的影响程度来计算的。

AQI按照一定的公式将以上污染物的浓度转化为一个综合指数,以便于人们对空气质量的直观了解。

例如,我们可以拿PM2.5这个空气污染物来讨论。

PM2.5指的是直径小于等于2.5微米的颗粒物。

这种颗粒物容易附着在人体呼吸道上,对健康造成潜在的威胁。

PM2.5的浓度与AQI之间存在一定的对应关系。

一般来说,当PM2.5的浓度较高时,AQI的值也会相应增加,表示空气质量较差。

然而,空气质量指数与大气污染物浓度之间的关系并不是简单的线性关系。

污染物在大气中的行为受到多种因素的影响,如天气条件、风速、湿度等。

这些因素的变化会对污染物的传输和扩散产生重要影响,从而影响到空气质量指数的计算结果。

另外,不同的污染物对空气质量指数的贡献也不尽相同。

例如,通过对不同污染物的影响因子进行建模,可以发现对于AQI的计算,PM2.5通常是影响最大的因子之一。

而其他污染物如SO2、NO2等的影响相对较小。

这说明在改善空气质量的过程中,应当更加注重控制PM2.5的浓度。

为了深入研究空气质量指数与大气污染物浓度的相关性,许多研究团队利用监测数据和统计方法进行分析。

他们通过收集大量的气象数据和污染物浓度数据,运用复杂的模型和算法,试图揭示二者之间的内在关系和规律。

这些研究为我们进一步认识大气污染物的来源、传输和控制提供了重要信息。

气溶胶散射系数

气溶胶散射系数

气溶胶散射系数
气溶胶是指大气中直径小于或等于微米的颗粒物,它对环境和人体健康有着重要的影响。

气溶胶散射系数是描述气溶胶对光的散射能力的参数,通常用于描述气溶胶的光学特性。

散射系数的大小取决于气溶胶的粒径、形状、折射率等因素。

对于单次散射,散射系数可以定义为散射过程中气溶胶散射的比例,即吸收系数除以消光系数。

气溶胶散射系数的观测和研究对于了解大气污染、气候变化、大气光学等方面具有重要意义。

同时,它也是制定环境保护政策和评估大气污染治理效果的重要依据之一。

pm25和pm10的标准数

pm25和pm10的标准数

pm25和pm10的标准数【PM2.5和PM10的标准数】引言:近年来,空气污染已成为全球性的环境问题,给人类健康和环境带来了极大的威胁。

细颗粒物的污染被证实是引发多种呼吸系统疾病和心血管疾病的主要原因之一。

为了保护人民的健康,世界各国纷纷制定了PM2.5和PM10的标准数,并采取相应的措施来控制和减少细颗粒物的排放。

本文将详细介绍PM2.5和PM10的标准数,并解释其背后的科学依据和保护健康的意义。

本文将按照以下步骤逐一回答:一、什么是PM2.5和PM10?二、为什么需要制定PM2.5和PM10的标准数?三、PM2.5和PM10的标准数是如何制定的?四、PM2.5和PM10的标准数有哪些?五、PM2.5和PM10的标准数对人体健康的影响是什么?六、如何达到PM2.5和PM10的标准数?七、PM2.5和PM10的标准数的未来发展方向是什么?第一部分:什么是PM2.5和PM10?PM2.5(可吸入颗粒物)指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。

PM10(可吸入细颗粒物)则指空气中直径小于或等于10微米的颗粒物。

由于其微小的颗粒大小,PM2.5和PM10能够深入到人体的呼吸系统中,对健康产生潜在的危害。

第二部分:为什么需要制定PM2.5和PM10的标准数?细颗粒物的污染已成为全球热点问题,对人体健康和环境带来了严重威胁。

呼吸系统疾病、心血管疾病以及癌症等疾病的增加与细颗粒物的浓度密切相关。

因此,制定PM2.5和PM10的标准数,限制其浓度和排放成为迫切需要。

第三部分:PM2.5和PM10的标准数是如何制定的?制定PM2.5和PM10的标准数是一个复杂的过程。

通常,制定标准数需要考虑多个因素,包括科学研究、环境监测数据、健康效应研究等。

科学家和环保组织通常会进行大规模的数据收集和统计分析,以评估细颗粒物对健康影响的程度和严重性。

第四部分:PM2.5和PM10的标准数有哪些?不同国家和地区根据本国的环境状况、经济发展水平和人口状况等因素来制定PM2.5和PM10的标准数。

《2024年北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征分析》范文

《2024年北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征分析》范文

《北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征分析》篇一一、引言北京地区秋季常常出现雾霾天气,这主要是由于气象条件和人类活动等多重因素共同作用的结果。

其中,PM2.5作为主要的空气污染物之一,对环境和人体健康造成了严重影响。

为了更好地了解和掌握北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征,本文通过实地观测和数据分析,对相关问题进行了深入研究和分析。

二、研究背景及意义近年来,随着工业化和城市化的快速发展,北京地区的空气污染问题日益严重。

PM2.5作为主要的空气污染物之一,其浓度的高低直接反映了空气质量的好坏。

同时,气溶胶光学特征也与PM2.5的浓度密切相关,对能见度和大气辐射平衡等有着重要影响。

因此,对北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征的分析,对于改善空气质量、保护环境和人体健康具有重要意义。

三、研究方法与数据来源本研究采用实地观测和数据分析的方法,对北京地区秋季雾霾天的PM2.5浓度和气溶胶光学特征进行了研究。

数据主要来源于北京市环保局发布的空气质量监测数据、气象局提供的气象数据以及实验室的实地观测数据。

四、PM2.5污染特征分析1. PM2.5浓度变化规律:北京地区秋季雾霾天PM2.5浓度较高,且呈现出明显的日变化和季节变化规律。

其中,早晚高峰时段PM2.5浓度较高,秋冬季节PM2.5浓度较高。

2. PM2.5来源分析:PM2.5的来源主要包括工业排放、交通尾气、生活污染等。

通过对PM2.5的化学组分进行分析,可以发现不同来源对PM2.5浓度的贡献程度。

五、气溶胶光学特征分析1. 气溶胶散射系数:气溶胶散射系数与PM2.5浓度密切相关,随着PM2.5浓度的升高,气溶胶散射系数也会相应增加。

2. 能见度影响:气溶胶对能见度有着重要影响。

在雾霾天气中,气溶胶的增加会导致能见度降低,给交通和人们的生活带来不便。

六、影响因素及改善措施1. 影响因素:气象条件、人类活动等是影响PM2.5污染和气溶胶光学特征的主要因素。

绵阳市城区空气PM10、PM25污染特征及相关性研究

绵阳市城区空气PM10、PM25污染特征及相关性研究
-./%%+(%*’+, 01231452’+%6+7+%_
+&"’(//I+.(*%&$!$%+"!.#+.%#(E-$##%(*%"*+!$+.(*#(E’->< $*G’-?AC .*-.$*F$*)
fP$9:j@>DF=4% " B.9:Y@=4% " !$9:d@<>A@<=4% " 8$9:UW@% " 8OPC=4’ !%(bFJY<SCI<HCIJCDRCW=H<@= BWID<5F#IC5FGGFG<=K L5CAC4@5<AUF4WA<H@C=" /=GH@HWHFCDRCW=H<@= P<Q<IKG<=K L=M@IC=?F=H" E3@=FGF$5<KF?JCDB5@F=5FG" E3F=4KW 6%++7%" E3@=<#’(R@<=J<=4RW=@5@X<AL=M@IC=?F=HRC=@HCI@=4EF=HFI" R@<=J<=46’%+++"E3@=<$
森林覆盖度较高"附近车流量较少"无工业废气和建 筑粉尘污染源"为空气对照点’ 市人大和三水厂为主 城区站点"商 业 步 行 街" 餐 馆 旅 社 林 立" 为 车 流 量 较 大*新建建筑集中区域’ 高新区以汽车制造*新材料* 生物医药*食品等 产 业 为 支 柱 的 产 业 结 构 体 系" 长 虹 集团*九洲集团*普 思 电 子 为 代 表 的 电 子 信 息 产 业 集 群等企业在这片区域’ 将 7 个站点的污染情况对比 顺序为%高新区 c市人大 c三水厂 c富乐山’ 污染 最 严重 的 高 新 区 秋 冬 季 节 的 平 均 值 为% !! #R%+ $ o %’+(,7 !40?* "!! #R’(, $ o\+(%6 !40?* #其 次 是 市 人 大站 秋 冬 季 节 平 均 值 为% !! #R%+ $ o%’+(,* !40?* " !! #R’(, $ o\+(%6 !40?* # 三 水 厂 站 秋 冬 季 节 平 均 值 为% !! #R%+ $ o%%_(\* !40?* " !! #R’(, $ o_’()6 !40?* #污 染 最 低 富 乐 山 站 秋 冬 季 节 平 均 值 为% !! #R%+ $ o\\(’6 !40?* " !! #R’(, $ o))(,\ !40?* ’ ?A? =#R>< 和 #R?AC 的季节变化特征

气溶胶散射系数

气溶胶散射系数

气溶胶散射系数气溶胶散射系数是大气科学中一个重要的参数,用来描述气溶胶对光的散射能力。

它是指单位长度内气溶胶对光的散射能力大小,通常用符号β表示。

气溶胶散射系数的大小受到多个因素的影响,包括气溶胶的浓度、粒径分布、折射率等。

首先,气溶胶的浓度对散射系数有显著的影响。

当气溶胶浓度增加时,散射系数也随之增加。

这是因为气溶胶越多,会使得光线与气溶胶的碰撞次数增多,从而增加了散射的机会。

相反,当气溶胶浓度较低时,光线与气溶胶的碰撞次数较少,散射系数也相应较低。

其次,气溶胶的粒径分布对散射系数有重要的影响。

一般来说,粒径较大的气溶胶对光的散射能力较高。

这是因为大粒径的气溶胶能够散射更多的光线,从而增加了散射系数。

而粒径较小的气溶胶由于其微观结构的特点,散射能力较弱,散射系数相对较低。

此外,气溶胶的折射率也会对散射系数产生影响。

折射率是描述光在介质中传播时的速度变化程度的物理量。

当气溶胶的折射率较高时,散射系数也相对较高。

这是因为折射率较高的气溶胶会使光线在其表面发生更多的折射和散射现象,从而增加了散射系数。

最后,气溶胶散射系数的研究对于了解大气中的光学传播特性以及环境污染程度有着重要的意义。

通过测量和分析气溶胶的散射系数,可以推断大气中气溶胶的浓度、粒径分布等信息,从而进一步研究气溶胶对大气能量平衡和气候变化的影响。

此外,散射系数的研究还可以用于大气污染监测和空气质量评估,为环境保护和人类健康提供重要参考依据。

总之,气溶胶散射系数是一个重要的大气物理学参数,它的大小受到多个因素的影响,包括气溶胶的浓度、粒径分布和折射率等。

对于研究大气光学传播特性、气候变化和环境污染等问题具有重要意义。

通过深入研究散射系数的变化规律,可以为大气科学领域的研究和环境保护提供有力支持。

环境空气质量指数AQI六参数的详细解析

环境空气质量指数AQI六参数的详细解析

环境空气质量指数AQI六参数的详细解析环境空气质量指数AQI六参数的详细解析环境空气质量指数AQI六参数的详细解析环境空气质量指数(AQI)六参数:pm2.5,pm10,so2,no2,co,o3.这些气体是什么东西以及对人体的害处和益处。

pm2.5pm2.5细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 微米的颗粒物,它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。

PM2.5可以由硫和氮的氧化物转化而成。

而这些气体污染物往往是人类对化石燃料(煤、石油等)和垃圾的燃烧造成的。

对空气质量和能见度等有重要的影响。

pm10是指粒径在10微米以下可吸入的颗粒物。

可吸入颗粒物在环境空气中持续的时间很长,对人体健康和大气能见度的影响都很大。

通常来自在未铺的沥青、水泥的路面上行驶的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土。

可吸入颗粒物被人吸入后,会积累在呼吸系统中,引发许多疾病,对人类危害大。

可吸入颗粒物的浓度以每立方米空气中可吸入颗粒物的毫克数表示。

so2 二氧化硫二氧化硫(化学式SO2是最常见的硫氧化物。

大气主要污染物之一。

火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。

由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。

当二氧化硫溶于水中,会形成亚硫酸(酸雨的主要成分)。

若把二氧化硫进一步氧化,通常在催化剂存在下,便会迅速高效生成硫酸。

这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。

no2二氧化氮二氧化氮(nitrogen dioxide),化学式NO2。

高温下棕红色有毒气体。

在常温下(0~21.5℃)二氧化氮与四氧hua二氮混合而共存。

有毒。

有刺激性。

溶于浓硝酸中而生成发烟硝酸。

能叠合成四氧hua二氮。

与水作用生成硝酸和一氧化氮。

与碱作用生成硝酸盐。

能与许多有机化合物起激烈反应。

[1]二氧化氮在臭氧的形成。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

气溶胶散射系数及空气颗粒物PM10和PM2.5浓度间关联性分析
摘要:PM10是大气中一种颗粒物,直径在10微米内;PM2.5是一种细颗粒,直径在2微米以内。

本文从多方面对两者进行了分析,并探讨论述了气溶胶散射系数和它们之间的关系。

关键词:气溶胶;散射系数;PM10/2.5浓度
1.影响PM10浓度的主要因素
1.1污染源和源强
PM的污染来源是多方面的,有些工厂在获取能源时还是用燃煤这种比较落后的方法,排出大量PM10,造成的大气污染;对一些住宅区,在冬季取暖时,主要方法也是燃煤。

或者在生活中,由于一些不恰当的行为引起PM10量的上升;当地面的风速比较大时,或建筑施工过程中产生的扬尘,以及车辆行驶时因排出的气流较大而带起的扬尘都会造成空气中PM10的浓度增大;此外,汽车尾气也影响着PM10的浓度。

对于污染源的源强,大气中的污染物浓度通常与其成正比。

一般情况下,可将PM10的源强分成三个时期:06~11:00属于强污染期,18:00~23:00属于次强污染期,01:00~05:00属于弱污染期。

假如其他的影响因素固定不变,PM10浓度增大就是由污染源强直接引起的。

1.2气象条件
首先是风速,若风速在阈值之内,则与PM10之间呈负相关;一旦超过阈值,地表会有沙尘扬起,上升到空中增加PM10的浓度,且风速越大,PM10的浓度越大,此时,风速和PM10的浓度呈正相关。

湍流在影响大气中的污染物时,起的是稀释作用,使其越来越分散,最终降低PM10的浓度。

其次是逆温。

秋冬两季,由于早晚气温低,大气层的结构比较稳定,从而引起辐射逆温,削弱了大气对流,地面风速减小,以致于排放出的PM10难以扩散,聚集在底层的狭窄空间,导致PM10的浓度越来越大。

在夏季,大气的湍流比较旺盛,受其影响,大气变得不稳定,很少有逆温的现象出现,给PM10的扩散提供了有利条件。

相对来说,春季的大气层结构比较稳定,常有逆温现象发生,由于傍晚的对流较强,易引起大气的不稳定,出现逆温的次数减少。

再就是其他因素。

有关研究结果显示,空气湿度也影响着PM10的浓度值,且与其呈正相关,因为水汽能够吸附大气中游荡的细小颗粒物,当空气的湿度较高时,PM10的
污染就会加重。

而降雨其实是湿气沉降,利用雨把大气中的PM10带到地上清除,所以说雨水能够清洁大气。

不但如此,当建筑施工或者交通产生地面扬尘时,降雨可减少扬尘;大气中的颗粒物其实也是雾的凝结核,一旦湿度达到饱和状态,水汽凝结,受湍流影响,悬浮低空,就是雾。

遇此情形,湍流难以互换,风速和缓,大气结构相对稳定。

近地面处,逆温现象多发,且强度大,层度厚,水汽容易饱和,以致于形成雾,阻碍PM10扩散,增大其浓度。

此外,大风干旱天气,容易产生沙尘,影响PM10的浓度。

1.3植被覆盖率
树叶对空气中的颗粒物会产生吸附作用,对其稀释,降低浓度;当风速过大,扬尘卷空,植被可减缓风速,减少扬尘,且植被的覆盖率越高,效果越是明显。

2.影响PM2.5的因素
2.1PM2.5的构成及来源
PM2.5是大气中一种极为细小的颗粒物,其直径在2.5微米以内,它由五种化学物质构成:①有机碳;②粉尘;③碳黑;④硝酸铵;⑤硫酸铵。

其中,①②③又叫一次颗粒物,因为它们都是原生颗粒物,④⑤又叫二次颗粒物,主要是由二氧化氮或二氧化硫在一系列的光化学反应下形成的。

在一次颗粒物中,碳黑粒子的来源有很多,如秸秆焚烧、汽车尾气以及露天烧烤等;粉尘通常来源于三个地方,一是建筑施工,二是道路交通,三是生产过程。

在各种来源中,PM2.5占的比例相差较大,因为燃烧而产生的颗粒物多是PM2.5,而建筑扬尘和交通扬尘等颗粒物直径较大。

在二次颗粒物中,硫酸铵多是由二氧化硫经反映形成的,燃烧高硫煤的锅炉或其他地方是其主要来源;硝酸铵多是由氮氧化合物经反映形成的,燃油机动车是其主要来源,氨主要由冷冻车间、化肥生产等产生。

大气湿度对二次粒子的形成有着很大影响,决定着二次粒子的粒径以及散射率的变化。

2.2PM2.5的影响因素
一般情况下,PM2.5的浓度受很多因素的影响,包括当地经济条件、生活水平、地理及天气条件以及排放源等。

当排放量在整体上固定不变时,当地的天气状况和地理条件是影响影响PM2.5浓度的主要因素。

逆温,逆温很大程度上影响着近地面PM2.5的浓度,逆温现象多发生于秋冬两季,此时空气对流困难,大气结构较为稳定,妨碍污染物的扩散,加重了PM2.5的污染程度;而于春夏两季,由于逆温层较薄,空气对流旺盛,有利于污染物的扩散,尤其是夏季,PM2.5的浓度最小;风速,风速主要起稀释作用,为污染物的扩散提供一定的条件;降水,相对而言,夏季降雨量大,能够扩散污染物,净化空气,降低PM2.5浓度;燃煤,多数地区冬季需要燃煤,会产生大量的污染物;植被覆盖率,夏季植物多而繁茂,树叶对颗粒物有吸附作用,从而能够减少污染物。

由于南北气候不同,各地的污染程度也不一样。

以北京、西安、武汉、广州四地为研究对象,经调查,通常情况下,四个城市污染物最浓的时候在冬春两季,秋季次之,夏季最低。

冬春两季污染严重,多由逆温、干燥引起,导致污染物不易扩散,与采暖、燃烧燃料也有很大关系,夏季污染少主要是因为降雨量大,能够清楚颗粒物,起到净化作用。

3.气溶胶散射系数及空气颗粒物PM10和PM2.5浓度间关联性分析
3.1采样地点
以武汉市某一固定地点为采样点,气溶胶浊度计放置在距离采样点3km处。

3.2采样时间
以2009年9月到2010年8月这阶段为采样时间,其中,2009年12月23日到2010年1月5日为冬季,2010年3月23日到2010年4月5日为春季,2010年7月23日到2010年8月5日为夏季。

3.3采样方法
使用两台采样器对大气中的颗粒物进行采样,24小时连续收集PM10和PM2.5,速度设为恒定流量1.5L/min,每天上午7:30更换采样头。

两台采样器分别配以玻璃纤维滤纸和石英纤维滤纸,依次对污染物的浓度、PM中的碳素进行测定分析。

测气溶胶的散射系数时,选用Model3563积分式气溶胶浊度计,利用Beer-Lambert定律进行测定,测前需用干净的空气来标定仪器。

对不同波长的气溶胶散射系数以每分钟获取一次的速度进行测定。

3.4 采样结果
图1表示的是三个阶段的散射系数和PM10、PM2.5每天的动态,如图1所示。

图1 PM10、PM2.5和后向散射系数的变化情况
从上图可知,季节不同,散射系数和PM10、PM2.5间的关系也不一样。

除了春季,PM10和散射系数大致呈正相关,而PM2.5三个季节都与散射系数呈正相关。

总体来说,各污染物和后向散射系数的相关系数要比总散射系数高。

4.结语
本文选用的是积分式气溶胶浊度计,数据要相对的稳定,但气溶胶光学数据除了受温湿度影响,还和地理条件以及云层等因素密切相关,为此还需做进一步研究。

参考文献:
[1] 马露,邹艳琴,李俊,毛飞跃,岛正之,田村宪治.气溶胶散射系数及空气颗粒物PM10和PM2.5浓度间关联性研究[J].2011,49(11):201-204
[2] 延昊,矫梅燕,赵琳娜,张志刚,牛若芸.中国北方气溶胶散射和PM10浓度特征[J].高原气象,2008,47(4):187-189
[3] 郭涛.区域大气环境中PM2.5/PM10空间分布研究[J].环境工程学报,2009,36(1):176-178
[4] 杨新兴,冯丽华,尉鹏.大气颗粒物PM2.5及其危害[J].前沿科学,2012,17(1):209-210。

相关文档
最新文档