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基于机器学习的汾渭平原PM_(2.5)和O_(3)变化特征及影响因素 被引量：4
1
作者 李焕 苏慧 +2 位作者 张婷 赵竹子 王璐瑶 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1585-1598,共14页
本文以2017—2021年汾渭平原典型城市西安大气PM_(2.5)和O_(3)浓度数据为基础,运用机器学习方法分析了PM_(2.5)和O_(3)的变化特征和趋势,讨论了污染气体(NO_(2)、SO_(2)、CO和HCHO)与气象因素(温度、相对湿度、风速、大气压力、边界层... 本文以2017—2021年汾渭平原典型城市西安大气PM_(2.5)和O_(3)浓度数据为基础,运用机器学习方法分析了PM_(2.5)和O_(3)的变化特征和趋势,讨论了污染气体(NO_(2)、SO_(2)、CO和HCHO)与气象因素(温度、相对湿度、风速、大气压力、边界层高度和太阳辐射)对PM_(2.5)和O_(3)浓度变化的交互影响.Theil-Sen趋势分析发现2017—2021年西安市PM_(2.5)和O_(3)分别以每年6.03%和2.06%的速度下降.单因素广义加性模型(GAM)中,NO_(2)、SO_(2)和CO对PM_(2.5)浓度变化影响的模型解释率较高,温度、太阳辐射和大气压对O_(3)浓度变化影响的模型解释率较高.多因素GAM模型中,PM_(2.5)和O_(3)均呈现非线性变化,模型的解释方差分别为84.9%和75.0%,拟合程度较高.通过等高线图分析了多个气象因素和多种污染气体两两交互作用分别对PM_(2.5)和O_(3)浓度的影响,其中温度和污染气体(NO_(2)、SO_(2)、CO和O_(3))对PM_(2.5)浓度的影响更大;温度和太阳辐射对O_(3)的影响更大.NO_(2)和CO分别与气象条件两两相互作用时,PM_(2.5)浓度随NO_(2)和CO的增高而增高,O_(3)浓度则与NO_(2)和CO的变化趋势相反.结合本地污染物源清单,建议加强控制工业源和移动源排放,有助于降低PM_(2.5)和O_(3)的浓度. 展开更多
关键词 PM2.5 O_(3) 机器学习 变化趋势 影响因素
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西安市2014−2022年O_(3)污染的气象影响及潜在源区分析 被引量：1
2
作者 杨雪玲 王启元 +3 位作者 王璐瑶 刘凡 李彩虹 徐戈 《环境科学研究》 北大核心 2025年第3期486-496,共11页
臭氧(O_(3))污染已成为西安市继细颗粒物(PM_(2.5))污染后的又一大环境难题,其污染成因复杂,攻坚治理任务重。结合2014−2022年O_(3)逐小时质量浓度和同期气象数据,利用HYSPLIT模型和MeteoInfo软件对西安市不同季节气团后向轨迹进行聚类... 臭氧(O_(3))污染已成为西安市继细颗粒物(PM_(2.5))污染后的又一大环境难题,其污染成因复杂,攻坚治理任务重。结合2014−2022年O_(3)逐小时质量浓度和同期气象数据,利用HYSPLIT模型和MeteoInfo软件对西安市不同季节气团后向轨迹进行聚类分析;通过计算潜在源贡献因子(potential source contribution function,PSCF)、浓度权重轨迹(concentration weighted trajectory,CWT)对西安市O_(3)污染时空变化特征、与气象因子的关系以及传输路径及潜在源区展开研究。结果表明:①2014−2022年西安市O_(3)浓度波动变化,2022年O_(3)日最大8小时滑动平均浓度第90百分位数(MDA8 O_(3)_90^(th))(161μg/m^(3))较2014年增加22%。非工作日O_(3)小时浓度高值持续6 h(13:00−19:00),长于工作日的3 h(14:00−17:00),“周末效应”明显。②不同气象要素对O_(3)浓度的作用影响差异显著。O_(3)浓度与气温呈正相关,与相对湿度呈负相关。气温高于30℃时,O_(3)小时(O_(3)-1 h)浓度均值为144μg/m^(3),O_(3)超标率显著上升。相对湿度为30%~40%时O_(3)超标率最高,相对湿度大于60%时O_(3)超标率显著下降。在云量(8分制云量)为0和7时,O_(3)小时浓度超标出现频率较高。③对应西安市O_(3)浓度高的气团轨迹为偏东向和西南向气团。随着春夏季更替,西安市O_(3)浓度的潜在源区由西南和偏东方向外来源区贡献转为西南本地源贡献。研究显示,西安市O_(3)污染受本地排放和外来输送的共同作用,在严格控制本地污染源排放的前提下,必须加强与其周边区域的联防联控。 展开更多
关键词 O_(3)浓度时空分布 气象因子 传输路径 潜在源区 西安市
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汾渭平原城市大气污染演变及典型污染过程——以宝鸡市为例 被引量：6
3
作者 时迎强 屈垚 +8 位作者 师菊莲 刘随心 王璐瑶 王楠 周岳 张婷 苏慧 朱崇抒 曹军骥 《中国环境科学》 CSCD 北大核心 2023年第S1期1-9,共9页
为探究汾渭平原城市近5a(2017~2021年)大气污染演变及典型污染过程特征,以宝鸡市为例,综合利用空气质量监测数据(6参数)、气象数据及污染期间颗粒物化学组分数据进行分析.结果显示,宝鸡市2017~2021年空气质量改善较为显著,CO-95per (CO... 为探究汾渭平原城市近5a(2017~2021年)大气污染演变及典型污染过程特征,以宝鸡市为例,综合利用空气质量监测数据(6参数)、气象数据及污染期间颗粒物化学组分数据进行分析.结果显示,宝鸡市2017~2021年空气质量改善较为显著,CO-95per (CO日均值第95%分位数)和SO_(2)浓度分别下降了47%和36%,表明宝鸡市近年来控煤效果明显;PM_(2.5)浓度下降了24%,O_(3)-8h-90per浓度(O_(3)日最大8h平均值第90%分位数)年际差异不大,2021年O_(3)-8h-90per浓度与2017年持平,且为近5a最高值,随着PM_(2.5)污染的逐步改善,O_(3)污染开始凸显.PM_(2.5)与O_(x)浓度的相关性在夏半年明显强于冬半年,归因于夏半年较高的O_(3)浓度增强了大气氧化性,促进了二次颗粒物的生成.结合气象要素对冬半年和夏半年污染天分析发现,冬半年低温、高湿、低风速静稳天气最容易导致PM_(2.5)污染,夏半年O_(3)污染天一般出现在高温、低湿天气.对以PM_(2.5)(污染过程1)和PM10(污染过程2)为首要污染物的2个典型污染过程进行对比分析发现,污染过程1中EC (元素碳)和SNA (SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)三者统称)浓度均明显升高,表明本地一次排放以及二次组分均有大幅增加;污染过程2受外来沙尘传输影响,Al、Si、Ca和Fe等地壳元素浓度迅速升高.从PM_(2.5)各组分贡献来看,两次污染过程中贡献最大的分别为SNA(52%)和粉尘(65%). 展开更多
关键词 汾渭平原 PM_(2.5) 大气污染演变 污染过程
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人为管控下典型城市空气质量及经济指标特征
4
作者 周岳 屈垚 +3 位作者 张勇 刘卉昆 师菊莲 朱崇抒 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期118-126,共9页
为探讨中国典型城市在极端人为源管控条件下空气质量和产业特征,文章分析了2018-2020年1-5月武汉、北京、上海、广州、西安、成都和拉萨等7个城市空气质量及产业发展指标;同比了极端人为管控期大气污染物浓度及经济产业指标变化特征。... 为探讨中国典型城市在极端人为源管控条件下空气质量和产业特征,文章分析了2018-2020年1-5月武汉、北京、上海、广州、西安、成都和拉萨等7个城市空气质量及产业发展指标;同比了极端人为管控期大气污染物浓度及经济产业指标变化特征。结果表明:受极端人为管控影响,管控期各污染物浓度同比、环比均出现显著降低,其中NO_(2)浓度环比下降幅度最大,约为50%,其次是PM_(2.5)和PM_(10),百分比为30%~40%。但O_(3)浓度总体呈现上升趋势,未来需进一步采取措施,加强PM_(2.5)和O_(3)协同控制,推动城市空气质量持续改善。各城市不同管控力度对大气污染浓度变化有显著影响。此外,对比了2020年第一和第二季度3类产业发展状况,北京、广州、西安和成都均为第一产业产值恢复速度较快,第三产业增长率最慢为10%;同比3类产业表明管控措施对第二产业影响较大。 展开更多
关键词 空气质量 大气污染特征 产业结构 人为源管控
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烟花爆竹燃放事件对宝鸡市空气质量的影响及健康风险评估 被引量：5
5
作者 王璐瑶 何婧 +5 位作者 张婷 刘随心 苏慧 操玥 杨雪玲 李焕 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3004-3016,共13页
基于宝鸡市2020年春节期间高时间分辨率大气颗粒物及主要化学组分数据(包括PM_(10)、PM_(2.5)、水溶性离子和重金属元素等),针对燃放烟花爆竹对关键污染组分的影响及重金属呼吸暴露健康风险评价进行了分析.结果表明,烟花爆竹燃放期和非... 基于宝鸡市2020年春节期间高时间分辨率大气颗粒物及主要化学组分数据(包括PM_(10)、PM_(2.5)、水溶性离子和重金属元素等),针对燃放烟花爆竹对关键污染组分的影响及重金属呼吸暴露健康风险评价进行了分析.结果表明,烟花爆竹燃放期和非燃放期PM_(2.5)质量浓度均值分别为168.6μg·m^(−3)和125.4μg·m^(−3).其中浓度升高较为明显(增长倍数>1)的组分为Mg^(2+)、Ba、K和K^(+),从非燃放期的71.1、16.7、980.0 ng·m^(−3)和1.26μg·m^(−3),升高至609.0、140.7、2907.6 ng·m^(−3)和2.61μg·m^(−3).相较于非燃放期,燃放烟花爆竹期间SO_(2)和NO_(2)二次无机转化提高,酸性离子SO_(4)^(2−)和NO_(3)^(−)含量更为丰富;二次无机离子在细颗粒物中的占比由非燃放期39.7%增高至燃放期45.0%.相关性分析可以发现,Al、Mg^(2+)、K^(+)、K和Ba等组分燃放期相关性明显升高,但是有一部分组分(如Sb、Ca、As等)相关性却降低,这归因于烟花添加物质不同.利用健康风险评估模型,发现重金属非致癌风险呈现出儿童>成年男性>成年女性,风险值均小于1,说明对人体健康影响较小;而重金属致癌风险呈现:成年男性>成年女性>儿童,多种重金属元素暴露的致癌风险在10^(−6)—10^(−4)之间,存在一定的致癌风险.烟花爆竹燃放不仅会引起空气质量恶化,还会对人体造成一定的危害.因此,烟花爆竹禁燃对改善城市空气质量至关重要. 展开更多
关键词 宝鸡市 烟花爆竹燃放期 非烟花爆竹燃放期 PM_(2.5) 健康风险
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西安冬季大气棕碳光学特征及辐射强迫 被引量：3
6
作者 屈垚 刘卉昆 +5 位作者 周岳 张勇 时迎强 师菊莲 王楠 朱崇抒 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4486-4493,共8页
为探讨西安冬季不同大气污染状况(污染天和清洁天)大气细粒子(PM_(2.5))及其一次棕碳(BrC_(pri))和二次棕碳(BrC_(sec))的光学特征及辐射效应,开展了高分辨率多波段光学参数观测,获得PM_(2.5)多波段光学吸收系数(b_(abs)),通过进一步数... 为探讨西安冬季不同大气污染状况(污染天和清洁天)大气细粒子(PM_(2.5))及其一次棕碳(BrC_(pri))和二次棕碳(BrC_(sec))的光学特征及辐射效应,开展了高分辨率多波段光学参数观测,获得PM_(2.5)多波段光学吸收系数(b_(abs)),通过进一步数据分析得到BrC_(pri)和BrC_(sec)的光谱依赖指数(AAE)及其相对黑碳(BC)的辐射强迫.结果显示,污染天时段370nm光学吸收(b_(abs)(370))和880nm光学吸收(b_(abs)(880))均值分别为(733±311)Mm^(-1)和(185±80)Mm^(-1),分别高出清洁天约5.9倍和6.2倍.清洁天PM_(2.5)的AAE1.08~2.09,变化幅度大于污染天(1.28~1.79).清洁天棕碳光学吸收(b_(abs)(BrC))在370nm波长对总吸收占比高于污染天,均超过30%.一次棕碳光学吸收(b_(abs)(BrC_(pri)))在清洁天和污染天均对b_(abs)(BrC)呈现高贡献,占比范围分别为76%~86%和82%~91%,说明一次排放仍然是造成西安冬季污染的重要原因.清洁天BrC、BrC_(pri)和BrC_(sec)的AAE均值分别为4.42、4.31和4.78,均高于污染天,说明清洁天粒子等效直径相对较小,老化程度较高导致BrC的高光谱依赖性.b_(abs)(BrC_(sec))日间变化表明污染天凌晨高湿条件下的液相反应可能是BrC_(sec)形成的主要机制,比清洁天更为强烈,而污染天日间BrC_(sec)受光漂白的影响较大.最后估算了BrC_(pri)和BrC_(sec)的辐射强迫效应,在紫外波段(300~400nm),污染天BrC_(pri)和BrC_(sec)相对BC的辐射强迫分别为62%和16%,而清洁天分别为59%和23%,表明BrC_(pri)和BrC_(sec)在西安冬季的辐射强迫效应不容忽视. 展开更多
关键词 西安 棕碳 光学吸收 辐射强迫
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