融合二次分解的深度学习模型在PM_(2.5)浓度预测中的应用 被引量：2

1

作者 江雨燕 黄体臣 +1 位作者 甘如美江 王付宇 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第1期296-309,共14页

针对PM_(2.5)质量浓度时间序列呈非线性难以预测的特征,为了进一步提高PM_(2.5)质量浓度预测精确度,研究通过“分而治之”先分解再预测的思想,提出一种融合二次分解的PM_(2.5)质量浓度混合预测模型(Complete Ensemble Empirical Mode De... 针对PM_(2.5)质量浓度时间序列呈非线性难以预测的特征,为了进一步提高PM_(2.5)质量浓度预测精确度,研究通过“分而治之”先分解再预测的思想,提出一种融合二次分解的PM_(2.5)质量浓度混合预测模型(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise-Variational Mode Decomposition-Temporal Convolutional Network-Bi-directional Long Short-Term Memory,CEEMDAN-VMD-TCN-BiLSTM)。该模型先由递归特征消除(Recursive Feature Elimination,RFE)进行特征筛选,随后使用自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)将2013—2016年北京市PM_(2.5)质量浓度序列分解为一系列高低频模态分量并计算各分量样本熵,将样本熵由K-means聚类整合为新的分量,再由变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)方法进行二次分解。最后,将所有分量先经时间卷积网络(Temporal Convolutional Network,TCN)进行特征提取,并通过双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)预测,叠加各分量预测值即为最终预测结果。消融试验结果显示,该模型相比于单次CEEMDAN分解模型均方根误差E_(MAPE)降低19.312%,绝对误差E_(MAE)降低34.423%,百分比误差E_(MAPE)与希尔不等系数E_(TIC)分别减少40.465百分点和59.794%。由此可见,研究在引入VMD构成二次分解模型相比于单次分解模型的预测误差更小,精度更高,可为决策者在PM_(2.5)质量浓度预测与治理等工作提供一定参考。 展开更多

关键词 环境工程学 pm_(2.5)质量浓度预测 自适应噪声的完备经验模态分解 变分模态分解 时间卷积网络 双向长短期记忆网络

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改进灰狼算法优化GBDT在PM_(2.5)预测中的应用 被引量：9

2

作者 江雨燕 傅杰 +2 位作者 甘如美江 孙雨辰 王付宇 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1569-1580,共12页

针对灰狼算法易陷入局部最优解和全局搜索能力不足的问题,通过霍尔顿序列(Halton Sequence)搜索算法初始化狼群位置,避免灰狼算法陷入局部最优解和重复运算;引入莱维飞行和随机游动策略对灰狼算法的寻优过程进行优化,以增加算法的全局... 针对灰狼算法易陷入局部最优解和全局搜索能力不足的问题,通过霍尔顿序列(Halton Sequence)搜索算法初始化狼群位置,避免灰狼算法陷入局部最优解和重复运算;引入莱维飞行和随机游动策略对灰狼算法的寻优过程进行优化,以增加算法的全局搜索能力;利用粒子群算法模拟灰狼种群得出的最佳适应度以用于惩罚项改进灰狼算法中的头狼更新策略。使用改进算法优化的梯度提升树(Gradient Boosting Decision Trees,GBDT)模型对北京市大气污染物监测数据中PM_(2.5)质量浓度进行预测,采用3种评估函数对各模型以及混合模型预测效果得分进行评估。结果显示,本文改进的灰狼算法对梯度提升树的优化效果优于其他算法,均方根误差E RMS为6.65μg/m^(3),平均绝对值误差E MA为3.20μg/m^(3),拟合优度(R^(2))为99%,比传统灰狼算法优化结果的均方根误差减少了19.19μg/m^(3),平均绝对值误差降低了10.03μg/m^(3),拟合优度增加了9百分点;与霍尔顿序列和莱维飞行改进的(Levy Flight-Halton Sequence,LHGWO)相比,改进的灰狼算法预测得分的均方根误差降低了10.39μg/m^(3),平均绝对值误差减小了6.71μg/m^(3),拟合优度提高了5百分点。研究表明了预测模型优化的有效性,为未来城市改善空气质量提供了科学依据和技术支持。 展开更多

关键词 环境学 pm_(2.5)质量浓度预测 改进灰狼算法(GWO) 梯度提升树算法(GBDT) 莱维(Levy)飞行 霍尔顿序列(Halton Sequence) 粒子群算法(PSO)

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长沙市冬季人行道PM_(2.5)污染特征及影响因素

3

作者 陈宇 何韶瑶 蔡妍 《中国环境监测》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期107-114,共8页

了解不同气象条件下城市人行道细颗粒物(PM_(2.5))时空分布特征对于指导城市环境评价及街道空间规划布局具有重要意义。选取长沙市车流量及人流量较大的4条道路旁0、5、10 m处的人行道,在冬季晴天、阴天和大风天开展PM_(2.5)质量浓度、... 了解不同气象条件下城市人行道细颗粒物(PM_(2.5))时空分布特征对于指导城市环境评价及街道空间规划布局具有重要意义。选取长沙市车流量及人流量较大的4条道路旁0、5、10 m处的人行道,在冬季晴天、阴天和大风天开展PM_(2.5)质量浓度、风速、温度及相对湿度监测,探讨PM_(2.5)分布特征与气象因子的关系。结果表明:冬季晴天、阴天及大风天的人行道PM_(2.5)质量浓度变化呈现双峰双谷特征,峰值均出现在06:00—08:00,其次为18:00—20:00,谷值出现在14:00—16:00及22:00—24:00;距离机动车道10m处的人行道PM_(2.5)含量低于机动车道旁(即距离机动车道0 m)的人行道PM_(2.5)含量,这种差异在大风天气下更为显著;人行道PM_(2.5)质量浓度与温度、风速呈显著负相关关系,与空气湿度呈显著正相关关系,低温不利于PM_(2.5)扩散,但在大风天温度对PM_(2.5)的影响极小,风对PM_(2.5)含量的变化影响极大,在远离机动车道的人行道更为显著,而高湿度天气有利于PM_(2.5)的凝结。低温、高湿天气下06:00—08:00、18:00—20:00人行道PM_(2.5)质量浓度较高,大风对PM_(2.5)质量浓度具有一定削减作用,早晚高峰减少人行道洒水以降低空气湿度,有利于PM_(2.5)质量浓度的降低,减少PM_(2.5)积累。 展开更多

关键词 pm_(2.5) 气象条件 质量浓度 人行道

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集成灶送排风参数对厨房呼吸区PM_(2.5)浓度影响数值模拟研究

4

作者 刘昱 李冲 +2 位作者 麻宏强 曹明明 李超群 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4434-4444,共11页

为了进一步优化集成灶的排烟性能,提出一种利用集成灶送、排风的厨房新型通风方式,采用正交设计和计算流体学(Computational Fluid Dynamics,CFD)相结合的方法探究影响其工作性能的5种因素:散发速率、排风量、上部送风角度、上部送风速... 为了进一步优化集成灶的排烟性能,提出一种利用集成灶送、排风的厨房新型通风方式,采用正交设计和计算流体学(Computational Fluid Dynamics,CFD)相结合的方法探究影响其工作性能的5种因素:散发速率、排风量、上部送风角度、上部送风速度和下部送风速度。将正交设计方案划分为低、中、高散发速率3类,并运用CFD方法对各方案进行模拟研究。同时,研究新型集成灶在最佳送排风条件下运行时厨房中PM_(2.5)的分布特征。结果显示,散发速率和排风量对呼吸区PM_(2.5)质量浓度影响最为显著,其次是上部送风角度、上部送风速度和下部送风速度。在低(1.3×10^(-7)kg/s)、中(2.5×10^(-7)kg/s)、高(3.7×10^(-7)kg/s)散发速率下,使用无送风功能的传统集成灶,呼吸区平均PM_(2.5)质量浓度分别为0.018 mg/m^(3)、0.235 mg/m^(3)和0.449 mg/m^(3);采用具有送风功能的新型集成灶,呼吸区平均PM_(2.5)质量浓度分别为0.003 mg/m^(3)、0.093 mg/m^(3)和0.152 mg/m^(3),比传统集成灶分别降低了83.3%、60.4%和66.1%。此外,高散发速率下厨房空间平均PM_(2.5)质量浓度减少了35.1%。研究给出了不同散发速率下新型集成灶的最佳送排风参数,优化了集成灶的工作性能,为其创新设计提供了理论基础和有益参考。 展开更多

关键词 环境工程学 集成灶送排风 pm_(2.5)质量浓度 正交设计 数值模拟

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北京PM_(2.5)化学物种的质量平衡特征 被引量：63

5

作者 杨复沫 贺克斌 +4 位作者 马永亮 张强 Cadle S H Chan T Mulawa P A 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期326-333,共8页

以北京 2个采样点连续采集的样品对PM2 5中的元素、水溶性离子和含碳组分进行分析 .车公庄和清华园PM2 5中有机物的含量分别为 2 7 8%和 30 9% ,是含量最丰富的物种 ,其次是二次无机粒子、土壤尘、元素碳和微量元素 .PM2 5中约有 2 ... 以北京 2个采样点连续采集的样品对PM2 5中的元素、水溶性离子和含碳组分进行分析 .车公庄和清华园PM2 5中有机物的含量分别为 2 7 8%和 30 9% ,是含量最丰富的物种 ,其次是二次无机粒子、土壤尘、元素碳和微量元素 .PM2 5中约有 2 4 %的质量未能鉴别成分 ,相关性分析表明 ,含碳物种的估算所引起的偏差可能是主要的原因 .采暖期重污染周和春季沙尘周PM2 5的化学物种构成悬殊 ,反映了季节性变化的源排放和特殊气象条件的综合作用 . 展开更多

关键词 pm2.5 化学物种 污染源 质量平衡法 分析方法 有机物 微量元素 大气污染

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北京区域环境气象数值预报系统及PM_(2.5)预报检验 被引量：45

6

作者 赵秀娟 徐敬 +3 位作者 张自银 张小玲 范水勇 苏捷 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期160-172,共13页

基于北京地区快速更新循环同化预报系统(BJ-RUC)、WRF-Chem模式和优选的能见度参数化方案,建立了北京区域环境气象数值预报系统。对2014年全年PM_(2.5)浓度、能见度和APEC(Asia-Pacific Economic Cooperation)期间预报效果检验结果表明... 基于北京地区快速更新循环同化预报系统(BJ-RUC)、WRF-Chem模式和优选的能见度参数化方案,建立了北京区域环境气象数值预报系统。对2014年全年PM_(2.5)浓度、能见度和APEC(Asia-Pacific Economic Cooperation)期间预报效果检验结果表明:该系统对京津冀及周边地区PM_(2.5)浓度的预报效果较好,大部分站点的相关系数在0.6以上,特别足北京的部分站点可达0.8以上,预报结果相比观测总体偏低,随着预报时效的延长,24 h之后预报效果略有下降。相比人工观测,能见度预报结果与自动观测能见度更加接近,对持续性低能见度过程预报与实况吻合较好,对于小时能见度低于10 km的分级检验显示,预报准确率从77%左右逐级下降,2 km以下在40%左右。2014年APEC期间,系统很好地预报出北京地区空气质量指数、PM_(2.5)浓度和能见度的时空演变特征,为APEC期间环境气象预报服务提供了有力的技术支撑。 展开更多

关键词 环境气象 pm(2.5)浓度 能见度 预报检验

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北京秋冬季近地层PM_(2.5)质量浓度垂直分布特征 被引量：79

7

作者 杨龙 贺克斌 +1 位作者 张强 王歧东 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期23-28,共6页

选取秋冬两季各14d对北京地区近地层ρ(PM2 5)垂直分布进行监测,获得ρ(PM2.5)垂直廓线;结合同步测得的气象数据,就气象因素对垂直分布的影响进行了分析;最终拟合了ρ(PM2.5)垂直廓线方程。研究表明:秋冬两季ρ(PM2 5)的垂直分布随高度... 选取秋冬两季各14d对北京地区近地层ρ(PM2 5)垂直分布进行监测,获得ρ(PM2.5)垂直廓线;结合同步测得的气象数据,就气象因素对垂直分布的影响进行了分析;最终拟合了ρ(PM2.5)垂直廓线方程。研究表明:秋冬两季ρ(PM2 5)的垂直分布随高度增加而呈对数递减的规律;风速随高度的变化遵循对数规律;发生逆温时,大气层结稳定,垂直方向上的湍流受到抑制,风速与PM2 5逐时质量浓度在垂直方向的分布呈较好的线性关系,ρ(PM2 5)随高度改变呈显著的对数相关关系;而在非逆温的情况下,PM2 5逐时质量浓度垂直分布与风速线性相关的概率较小,质量浓度的垂直分布与高度的对数关系不显著。 展开更多

关键词 pm2.5 质量浓度 垂直分布 逆温 近地层

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气象参数对基于BP神经网络的PM_(2.5)日均值预报模型的影响 被引量：6

8

作者 姚达文 刘永红 +3 位作者 丁卉 黄晶 詹鹃铭 徐伟嘉 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期324-328,共5页

建立了基于BP神经网络的PM_(2.5)质量浓度预报模型,对广州市5个监测点2012年6月—2013年5月的PM_(2.5)质量浓度日均值进行预报,分析了总体预报误差、不同风速和降雨量下的预报误差,以及天气预报误差对PM_(2.5)质量浓度预报误差的影响。... 建立了基于BP神经网络的PM_(2.5)质量浓度预报模型,对广州市5个监测点2012年6月—2013年5月的PM_(2.5)质量浓度日均值进行预报,分析了总体预报误差、不同风速和降雨量下的预报误差,以及天气预报误差对PM_(2.5)质量浓度预报误差的影响。结果表明,BP神经网络模型对5个站点的PM_(2.5)预报结果稳定,平均相对误差为29.71%。在有利于PM_(2.5)扩散的气象条件下预报误差较大,风速较大时与风速较小时预报误差的差异高达15%,而不同降雨量情况下的预报误差较相近。修正天气预报后,各站点的预报误差平均降低了4.67%。这表明可从空气质量数据质量等方面入手改进模型。 展开更多

关键词 环境学 pm2.5日均值预报 BP神经网络 气象参数 预报误差

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北京2005-2014年PM_(2.5)质量浓度的演变特征 被引量：10

9

作者 苗蕾 廖晓农 +1 位作者 王迎春 赵春生 《气象》 CSCD 北大核心 2016年第8期954-961,共8页

利用2005—2014年北京宝联（城区）和2006—2014年上甸子本底站（郊区）的PM_（2.5）质量浓度监测结果揭示了其长时间的演变特征。结果表明,2005—2007年北京地区PM_（2.5）污染最重,2008年以后PM_（2.5）年平均浓度明显降低,中度以上... 利用2005—2014年北京宝联（城区）和2006—2014年上甸子本底站（郊区）的PM_（2.5）质量浓度监测结果揭示了其长时间的演变特征。结果表明,2005—2007年北京地区PM_（2.5）污染最重,2008年以后PM_（2.5）年平均浓度明显降低,中度以上污染日数减少,但是2013—2014年有加重趋势。城区秋、冬季平均浓度最高,春季和夏初次之。然而,近年来春、夏季污染有减轻的趋势,高浓度值出现的时间越来越向秋、冬季集中,从而导致季节性差异变大。春季沙尘天气是其影响因素之一。上甸子春、夏季的PM_（2.5）平均浓度高于秋、冬季,与城区不同。但2011年以后城郊差异逐渐变小,表明污染事件的区域性特征增强。北京城区中度污染日数年平均为30 d,重度污染为26 d,严重污染为4.7 d。污染日数月际变化明显并且月分布具有年际差异。2013—2014年,中度污染日数减少,严重污染日数增加,PM_（2.5）年平均浓度与秋、冬季重污染过程的相关性增大。上甸子中度以上污染日数是城区的1/3。持续性重污染过程多发生在秋、冬季。2008—2014年以后中度以上污染持续超过3 d的过程每年平均发生1.9次,重度以上污染0.6次。绝大多数严重污染只持续2~3 d。重度以上污染日多出现在污染过程的中后期,因此遇不利气象条件提前采取减排措施将有可能减少重污染发生的频次。 展开更多

关键词 pm_(2.5)质量浓度 中度以上污染日数 持续性污染事件 年际变化 季节差异 长时间变化规律

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新型现代有轨电车内PM 2.5浓度实时监测系统设计 被引量：4

10

作者 王迪 陈光武 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第4期87-89,93,共4页

设计了一种新型的基于GPRS的现代有轨电车内PM 2.5浓度实时监测系统。系统包括车载硬件终端和中心平台,车载硬件终端实现对电车内PM 2.5浓度数据采集;中心平台以TCP协议的Socket通信为基础,采用Visual Basic软件设计,能实时显示和记录车... 设计了一种新型的基于GPRS的现代有轨电车内PM 2.5浓度实时监测系统。系统包括车载硬件终端和中心平台,车载硬件终端实现对电车内PM 2.5浓度数据采集;中心平台以TCP协议的Socket通信为基础,采用Visual Basic软件设计,能实时显示和记录车内PM 2.5浓度的动态曲线以及历史数据。车载硬件终端与中心平台间采用GPRS网络模块SIM900A通信。该系统通过与车内空气净化器组合使用,可提高车内空气质量。 展开更多

关键词 有轨电车 pm2.5浓度监测 通用分组无线业务 空气净化

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太原市城区大气PM_(2.5)和PM_(10)时空分布特征 被引量：15

11

作者 武晓红 宋丽红 +4 位作者 李秋玲 陶莉 张先平 李晓迪 耿红 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期756-762,共7页

研究太原市城区大气颗粒物质量浓度时空变化规律,可以为实施更有效的大气污染综合治理手段提供科学依据。以太原市9个国家空气质量自动监测站的数据为基础,运用统计分析和Kriging插值法,对太原市城区2019年大气颗粒物的时空分布进行了... 研究太原市城区大气颗粒物质量浓度时空变化规律,可以为实施更有效的大气污染综合治理手段提供科学依据。以太原市9个国家空气质量自动监测站的数据为基础,运用统计分析和Kriging插值法,对太原市城区2019年大气颗粒物的时空分布进行了分析。结果表明,2019年太原市城区PM_(2.5)和PM_(10)年均质量浓度分别为56μg·m^(−3)和107μg·m^(−3),是国家二级标准限值的1.60、1.53倍,以PM_(2.5)和PM_(10)为首要污染物占总超标天数的44.03%和12.58%;PM_(2.5)/PM_(10)年均值为0.52,PM_(2.5)对PM_(10)贡献较大;PM_(2.5)季平均质量浓度为冬季(87μg·m^(−3))>秋季(50μg·m^(−3))>春季(49μg·m^(−3))>夏季(34μg·m^(−3)),PM_(10)为冬季(123μg·m^(−3))>春季(120μg·m^(−3))>秋季(98μg·m^(−3))>夏季(64μg·m^(−3));PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度月变化呈U型,二者平均质量浓度1月最高,8月最低;PM_(2.5)和PM_(10)24 h质量浓度变化呈“单峰单谷”型,峰值在10:00,谷值在17:00;取暖期PM_(2.5)与CO、SO_(2)和NO_(2)相关性高于其他时段;太原市城区PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度空间分布总体上呈北低南高之势,PM_(2.5)春夏秋季的空间分布格局与太原市城区生产、生活、交通干道分布格局比较吻合。以上结果提示秋冬季是太原市城区颗粒物治理的关键时期,位于南部的小店和晋源区为重点防控治理区域。 展开更多

关键词 pm_(2.5)质量浓度 pm_(10)质量浓度 时空分布 太原市城区 相关性分析

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ICP-MS法测定PM2.5中无机元素浓度及污染特征分析 被引量：2

12

作者 王婉 王立 +4 位作者 张晓 张宝军 曹振红 张佳浩 朱媛媛 《环境工程技术学报》 CAS 2020年第4期631-638,共8页

采用微波消解、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时直接测定了PM2.5中23种无机元素的浓度,并对消解方法、ICP-MS工作参数及条件进行了优化和选择。该方法的检出限为0.01~10.00 ng/mL,定量检出限为0.04~40.00 ng/mL。采用该方法测定了2... 采用微波消解、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时直接测定了PM2.5中23种无机元素的浓度,并对消解方法、ICP-MS工作参数及条件进行了优化和选择。该方法的检出限为0.01~10.00 ng/mL,定量检出限为0.04~40.00 ng/mL。采用该方法测定了2017年10月-2018年1月秋冬季唐山市3个监测点位的PM2.5滤膜样品,结果表明:地壳元素中Si浓度最高,为2.30μg/m^3,大多元素浓度在采暖前高于采暖后;重金属元素中Zn浓度最高,为0.48μg/m^3,大多元素浓度在本次观测的11月和12月较高;所测元素浓度与其他文献数据具有可比性,说明该方法适用于环境大气PM2.5中的无机多元素分析测试。 展开更多

关键词 pm2.5 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法 无机多元素分析

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面向PM_(2.5)预测的时间序列分解与机器学习融合模型 被引量：11

13

作者 杨长春 聂倩倩 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4600-4608,共9页

细颗粒物(PM_(2.5))对大气污染和人体健康具有显著影响。为了提高PM_(2.5)质量浓度预报准确率,提出一种将先知(Prophet)时间序列分解算法和极限梯度提升树(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)机器学习模型相结合的多变量混合预测模型(P... 细颗粒物(PM_(2.5))对大气污染和人体健康具有显著影响。为了提高PM_(2.5)质量浓度预报准确率,提出一种将先知(Prophet)时间序列分解算法和极限梯度提升树(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)机器学习模型相结合的多变量混合预测模型(Prophet-XGBoost)。利用Prophet算法对时间序列可分解的特性,将PM_(2.5)高维质量浓度序列分解成若干低维时序特征分量,并与污染物和气象因素数据集成构建XGBoost预测模型,以得到PM_(2.5)质量浓度的预测值。试验中以南京市PM_(2.5)质量浓度历史数据为例进行实证分析。结果表明,结合Prophet时间序列分解的预测模型,PM_(2.5)质量浓度预测结果的决定系数R^(2)提升至0.658 4。由此可见,Prophet-XGBoost多变量混合预测模型较传统长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)、XGBoost模型能够更好地预测PM_(2.5)日均质量浓度的变化趋势。 展开更多

关键词 环境学 pm_(2.5)质量浓度 时间序列 Prophet算法 极限梯度提升树

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基于AOD数据和随机森林模型估算河南省ρ(PM_(2.5))

14

作者 田智慧 吴文秀 魏海涛 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期172-178,共7页

基于融合的深蓝/暗目标气溶胶光学厚度数据集构建了随机森林(RF)、地理加权回归(GWR)和线性混合效应(LME)模型估算河南省的ρ(PM_(2.5)),通过十折交叉验证评价模型性能.结果表明,RF模型估算的河南省ρ(PM_(2.5))精度优于其他模型,其中R... 基于融合的深蓝/暗目标气溶胶光学厚度数据集构建了随机森林(RF)、地理加权回归(GWR)和线性混合效应(LME)模型估算河南省的ρ(PM_(2.5)),通过十折交叉验证评价模型性能.结果表明,RF模型估算的河南省ρ(PM_(2.5))精度优于其他模型,其中RF模型月数据的R^(2)比GWR和LME模型分别高0.26、0.27,R_(MSE)分别低6.56、5.32μg/m^(3);RF模型季节数据的R^(2)比GWR和LME模型均高0.24,R^(2)MSE分别低3.13、4.31μg/m^(3).利用RF模型估算河南省2017年的ρ(PM_(2.5)),冬季最高,R最高,R_(MSE)最大;春、秋季次之;夏季最低,R^(2)和R_(MSE)最小,空间分布特征为北高南低. 展开更多

关键词 气溶胶光学厚度 pm_(2.5)质量浓度 随机森林模型 河南省

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贵阳市秋冬季PM2.5中重金属污染特征、来源解析及健康风险评估 被引量：29

15

作者 郑灿利 范雪璐 +2 位作者 董娴 仇广乐 陈卓 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1376-1383,共8页

为掌握贵阳市大气PM 2.5中重金属的污染特征、潜在来源和健康危害,于2017年10月—2018年2月白天(08:00—19:00)、夜间(20:00—翌日07:00)连续采集秋、冬两季大气颗粒物PM 2.5样品(n=202),采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法,检测样品... 为掌握贵阳市大气PM 2.5中重金属的污染特征、潜在来源和健康危害,于2017年10月—2018年2月白天(08:00—19:00)、夜间(20:00—翌日07:00)连续采集秋、冬两季大气颗粒物PM 2.5样品(n=202),采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法,检测样品中10种重金属(Pb、Cd、Cr、As、Zn、Mn、Co、Ni、Cu和V)含量,分析其昼夜质量浓度特征及变化规律,运用PMF(正定矩阵因子分析)模型和HMHR(健康风险评价模型)分别探讨其来源及健康风险.结果表明:①秋、冬两季大气颗粒物ρ(PM 2.5)日均值分别为(53±18)(62±20)μg/m^3,均低于GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准(75μg/m^3);ρ(As)、ρ(Zn)和ρ(Mn)均呈冬季高于秋季的特征,其他元素变化不明显.②白天ρ(PM 2.5)为(61±20)μg/m^3,稍高于夜间〔(58±24)μg/m^3〕;ρ(Pb)白天低于夜间,ρ(Ni)、ρ(Mn)、ρ(Zn)和ρ(Cu)则白天高于夜间,其他元素昼夜质量浓度无明显差异.③PMF模型分析表明,交通污染、燃煤、工业冶金和土壤扬尘是采样期间10种重金属的主要来源,其贡献率分别为39%、37%、14%、10%.④HMHR结果表明,Cd和Mn对儿童存在非致癌风险,其他重金属元素对人群无非致癌风险.致癌元素As、Cr和Cd的致癌风险值介于4.3×10^-6~4.4×10^-5之间,对人群可能存在致癌风险;而Ni和Co的致癌风险值均低于可接受水平(10^-6).研究显示,贵阳市秋、冬两季PM 2.5中重金属污染水平整体较低,交通污染和煤炭燃烧是其主要来源,重金属元素中Cd、Mn、As和Cr对人群存在一定的健康风险. 展开更多

关键词 pm2.5 重金属元素 昼夜浓度变化 来源解析 风险评估

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银川市PM_(2.5)的输送路径及潜在源解析 被引量：14

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作者 余创 张玉秀 陈伟 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期3055-3065,共11页

基于2015~2017年银川市PM_(2.5)逐小时质量浓度和同期气象数据,采用气流后向轨迹聚类分析法、潜在来源贡献函数法(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT)研究银川市PM_(2.5)的输送路径及潜在源分布.结果表明:2013~2018年银川市大气PM_(2.5)质... 基于2015~2017年银川市PM_(2.5)逐小时质量浓度和同期气象数据,采用气流后向轨迹聚类分析法、潜在来源贡献函数法(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT)研究银川市PM_(2.5)的输送路径及潜在源分布.结果表明:2013~2018年银川市大气PM_(2.5)质量浓度呈先升高后下降的趋势,其中2016年PM_(2.5)浓度年均值最高(54.25±20.91)μg/m^(3);在四季变化中,冬季PM_(2.5)浓度最高(75.11±29.21)μg/m^(3),夏季最低(31.83±7.09)μg/m^(3).聚类分析表明西北方向气流是银川市四季PM_(2.5)主要的输送路径,在春、秋、冬3季PM_(2.5)均为西北长距离输送路径;而在夏季,短距离输送气流是PM_(2.5)主要的输送方式.PSCF与CWT分析表明,冬季PM_(2.5)潜在源区范围最大,主要集中在西北-东南走向的潜在贡献源区带,包括新疆中东部、青海省北部、河西走廊地区、内蒙古西南部、甘肃省南部以及宁夏西北部;春、秋两季PM_(2.5)潜在源区主要位于新疆东部与甘肃省交界区域、甘肃省东南部、湖北北部、陕西西南部以及重庆北部;夏季的潜在源区范围最小,主要集中在新疆东部与甘肃交界区域.在PM_(2.5)重污染天气期间,其主要来源于西北方向气流,潜在源区主要分布在新疆东部与甘肃交界区域、内蒙古西南部与甘肃交界区域以及甘肃中南部地区.因此,在实施防风固沙的基础上,加强区域环境合作,实施大气污染联合防治,可以有效缓解银川乃至京津冀地区的大气污染. 展开更多

关键词 pm_(2.5)质量浓度 聚类分析 潜在来源贡献函数(PSCF) 浓度权重(CWT) 银川市

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植物群落不同垂直高度对PM_(2.5)浓度的影响 被引量：6

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作者 于璐 王誉洁 +4 位作者 孙丰宾 童群 施思 晏海 邵锋 《中国城市林业》 2019年第1期1-5,共5页

为探究冬、春两季不同植物群落的不同垂直高度处PM_(2.5)浓度的变化,运用垂直梯度法对北京奥林匹克森林公园碳通量塔、鹫峰国家森林公园气象观测塔及对照点(北京林业大学校内)共3处样地进行研究。结果表明:春季样地的PM_(2.5)浓度值呈... 为探究冬、春两季不同植物群落的不同垂直高度处PM_(2.5)浓度的变化,运用垂直梯度法对北京奥林匹克森林公园碳通量塔、鹫峰国家森林公园气象观测塔及对照点(北京林业大学校内)共3处样地进行研究。结果表明:春季样地的PM_(2.5)浓度值呈现为冠层以上(塔上部,12 m处)>冠层(塔中部,9 m处)>冠层以下、地面以上(塔下部); PM_(2.5)浓度日变化基本呈现06∶00—10∶00早上高峰,10∶00—14∶00降低,18∶00—22∶00又呈现出升高的"倒N"型的变化规律;鹫峰国家森林公园气象观测塔3层PM_(2.5)浓度值表现为塔上层>塔中层>塔下层; 3处地点同一高度处的PM_(2.5)浓度值表现为北京林业大学>奥林匹克森林公园>鹫峰国家森林公园; 3处地点的PM_(2.5)值为冬季>春季。 展开更多

关键词 pm2.5 质量浓度 垂直梯度法 植物群落

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基于后向轨迹模式的豫南地区冬季PM 2.5来源分布及传输分析 被引量：25

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作者 高阳 韩永贵 +1 位作者 黄晓宇 韩磊 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期538-548,共11页

为研究2017年12月—2018年2月冬季不同来源区域对豫南地区ρ(PM 2.5)的贡献影响及污染特征,利用HYSPLIT-4后向轨迹模式模拟了豫南地区冬季24 h的气团后向轨迹,结合ρ(PM 2.5)在线监测数据进行了聚类分析,研究了以豫南地区为受点的各月份... 为研究2017年12月—2018年2月冬季不同来源区域对豫南地区ρ(PM 2.5)的贡献影响及污染特征,利用HYSPLIT-4后向轨迹模式模拟了豫南地区冬季24 h的气团后向轨迹,结合ρ(PM 2.5)在线监测数据进行了聚类分析,研究了以豫南地区为受点的各月份PM 2.5不同轨迹的输送特征,并使用潜在源贡献(PSCF)分析法和浓度权重轨迹(CWT)分析法识别了豫南地区冬季PM 2.5的潜在贡献源区及贡献大小.结果表明:①信阳市空气质量最好,其次为驻马店市,南阳市空气质量最差;南阳市、信阳市和驻马店市ρ(PM 2.5)分别超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值(75μg m 3)的1.5、1.2和1.2倍,ρ(PM 2.5)日变化均呈双峰特征.②后向轨迹聚类分析表明,豫南地区主要受到来自西北和东北方向长距离传输和正南方向较短距离输送的影响.③潜在源区分析表明,除豫南地区及周边市县本地污染贡献外,冀鲁豫交界区域、陕鄂交界区域、陕西省中西部、湖北省东北部和西部、河南省中北部、山东省南部是影响豫南地区ρ(PM 2.5)的主要潜在源区.研究显示,豫南地区PM 2.5污染过程除了与地形条件、本地污染源排放有关外,来自东北、西北传输通道城市的远距离输送和南部的近距离传输也不容忽视. 展开更多

关键词 pm2.5 后向轨迹模式 聚类分析 潜在源贡献(PSCF)分析法 浓度权重轨迹(CWT)分析法 豫南地区

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北京典型城区冬季PM2.5水溶性离子特征 被引量：7

19

作者 施云云 杨欧 +2 位作者 杨巧文 梁汉东 马永伟 《矿业科学学报》 2020年第2期219-231,共13页

为了全面了解北京市煤改气后冬季大气细颗粒PM2.5中无机水溶性离子及其来源,于2017年冬季供暖期间在北京市海淀区连续采集了41个PM2.5样品,采用离子色谱分析了其中10种水溶性离子(Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO4... 为了全面了解北京市煤改气后冬季大气细颗粒PM2.5中无机水溶性离子及其来源,于2017年冬季供暖期间在北京市海淀区连续采集了41个PM2.5样品,采用离子色谱分析了其中10种水溶性离子(Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-)的浓度。结果表明:采样期间北京市PM2.5的日均质量浓度范围为(94.28±52.49)μg/m3,相较于2016年,2017年冬季PM2.5日均质量浓度降低了29μg/m3,减少幅度达28.2%,污染天数明显降低;污染期颗粒物中NO3-、SO42-、NH4+显著高于优良期;质量浓度比ρ(NO3-)/ρ(SO42-)大于1,移动源贡献相对较大,反映出"煤改气"政策实施引起燃煤等固定源排放硫酸盐减少。采用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)结合质量高分辨模式与正负离子成像模式表征了PM2.5。结果显示NH4+在污染期倾向以分子硫酸铵或硫酸氢铵的形态存在。 展开更多

关键词 冬季pm2.5 水溶性离子 离子色谱 飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)

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基于卫星遥感与CMB模型的济南市冬季重污染过程PM_(2.5)溯源分析 被引量：3

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作者 魏小锋 韩红 +6 位作者 闫学军 王在峰 李圣增 田勇 梁第 马明亮 张桂芹 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1175-1183,共9页

济南市作为京津冀大气污染传输通道“2+26”城市之一,冬季易出现以PM_(2.5)为首要污染物的重污染天气。为探究济南市冬季PM_(2.5)重污染过程的污染成因和主要来源,以济南市冬季一次重污染过程(2020年1月1日—6日)为研究对象,基于卫星遥... 济南市作为京津冀大气污染传输通道“2+26”城市之一,冬季易出现以PM_(2.5)为首要污染物的重污染天气。为探究济南市冬季PM_(2.5)重污染过程的污染成因和主要来源,以济南市冬季一次重污染过程(2020年1月1日—6日)为研究对象,基于卫星遥感、化学质量平衡(CMB)模型、潜在源贡献因子分析(PSCF)和浓度权重轨迹分析(CWT),同时结合气态污染物和PM_(2.5)组分小时数据以及各项气象要素等资料,全面和综合地对济南市冬季重污染过程污染特征、本地来源、区域传输和时空演变过程进行了分析。结果表明,济南市本次重污染过程以PM_(2.5)为首要污染物,随着湿度升高和大气边界层高度(PBL)的降低,PM_(2.5)日均质量浓度达到最高211μg·m^(−3),其中PM_(2.5)小时质量浓度最高达到333μg·m^(−3);NO_(3)^(−)、SO_(4)^(2−)、NH4+和有机物(OM)在PM_(2.5)中占比分别为30.7%、11.4%、13.9%和13.7%;重污染时段硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)平均值分别达到0.6和0.5,说明此次重污染过程主要来自于气态前体物的二次转化。CMB来源解析结果表明,二次源(硝酸盐、硫酸盐、二次有机碳)和机动车源是济南市冬季PM_(2.5)重污染过程的主要来源;与清洁天相比,硝酸盐的分担率和质量浓度均显著升高,分担率是清洁天的2.2倍,质量浓度是清洁天的10.5倍。本次重污染过程除济南本地污染源以外,还受山东省内德州东部、滨州西部以及济南市的商河县和济阳区等地污染气团近距离传输,以及来自西南方向的河南省东北部和安徽省西部地区的跨省输送的污染气团,途径济南市南部、泰安和济宁地区以及济南市的长清区和平阴县等地的共同影响。 展开更多

关键词 重污染过程 pm_(2.5) 溯源分析 化学质量平衡模型 卫星遥感 潜在源贡献因子分析 浓度权重轨迹分析

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