基于DSM的城市公园对PM2.5和PM10的消减特征研究——以南昌市人民公园为例

【目的】PM_2.5、PM₁₀等空气颗粒物是城市空气首要污染物,在城市空气污染中占主导地位。了解固定外源下PM_2.5、PM₁₀在城市绿地的消减特征,可为城市阻控空气颗粒物、缓解空气污染提供有利依据。然而目前空气颗粒物的研究大多以点测定方式量化空间结构及植被类型对空气颗粒物的影响,对固定外源污染下PM_2.5、PM₁₀在城市绿地空间尺度上的影响机制研究较少。【方法】研究结合DSM与地统计学,以南昌市人民公园为例,探索城市公园阻隔外源污染的空间梯度效应及空间结构类型差异。利用克里金插值法对其空间分布特征进行可视化模拟;利用Arcgis和R语言等软件分析不同空间结构PM_2.5、PM₁₀的浓度差异。【结果】人民公园PM_2.5、PM₁₀的浓度在空间分布上趋势一致,均表现为以固定外源点为核心,浓度随距离增加呈极显著梯度递减的趋势,且在中部(约距外源点150～220 m处)消减效率最高,...     

杭州综合医院PM2.5浓度变化规律研究

对杭州市解放军117医院、浙江医院、邵逸夫医院和浙江省人民医院4所综合医院PM_2.5浓度进行测定,分析其PM_2.5污染水平、日变化规律、与植物群落、温度、湿度及其和PM₁₀之间的关系,进一步测定和分析医院室内和室外PM_2.5的污染水平及相关关系。结果表明:4所综合医院PM_2.5污染水平较低;日变化呈“双峰单谷”型;PM_2.5与植物群落层次无直接关系,但绿地中的PM_2.5颗粒物含量明显低于空地;PM_2.5与温度呈负相关关系与空气湿度呈正相关关系;PM_2.5/PM₁₀为0.44~0.59之间;医院病房内PM_2.5浓度较之室外要低,能达到美国PM_2.5控制标准,且室内外PM_2.5之间存在着一定的相关性。     

宁德市消光系数、能见度与PM2.5的关系

利用2019年宁德市监测站提供的逐时PM_2.5质量浓度和宁德市气象局提供的大气能见度监测数据,探讨了PM_2.5与消光系数、能见度的关系。分析结果表明：(1)宁德市PM_2.5质量浓度主要集中在0～50μg/m³之间,夏秋两季PM_2.5小于春冬两季,总体PM_2.5污染不严重。(2)宁德市PM_2.5质量浓度与大气消光系数呈线性正相关,与大气能见度呈乘幂负相关关系。(3)在不同相对湿度等级中,消光系数、能见度与PM_2.5值关系均保持不变,表明影响大气消光系数和能见度的因子包括大气相对湿度与PM_2.5值。     

武汉市典型道旁绿地消减空气细微颗粒物的作用研究

将武汉市洪山区巡司河风情公园作为典型道旁绿化带，通过在其中4种结构绿地（草坪、疏林、密林、广场）内设置监测点，监测分析不同结构绿地内PM_2.5和PM₁₀质量浓度日变化规律，以揭示不同结构道旁绿地对空气细微颗粒物的消减作用及其影响因素。结果表明:1）PM_2.5和PM₁₀浓度日变化趋势一致，呈现“单峰单谷”型，其质量浓度在9:00达到最高值，随后开始下降，至15:00达到最低值，之后一直呈上升趋势；2）4种绿地对粉尘颗粒物的消减作用存在明显差异，PM_2.5和PM₁₀的消减率大小排序一致，表现为密林>疏林>草坪>广场，表明郁闭度高的多复层结构的植物配置模式对空气颗粒污染物的消减作用明显优于单层结构；3）在空间变化上，PM_2.5和PM₁₀质量浓度的消减率在一定范围内随绿化带宽度的增加而升高，当宽度在15~25 m时，能较好地消减空气中的细微颗粒物浓度；4）4种结构绿地内PM_2.5和PM₁₀的质量浓度受环境因素的影响，均与温度呈显著负相关（P<0.01），与相对湿度呈显著正相关（P<0.01），与风速和车流量的相关性不显著。     

西安市PM10、PM2.5的时空特征及其与土地利用的关系

基于西安市9个空气质量监测站的颗粒物浓度数据与土地利用景观格局指数,探索大气污染的时空差异及其与土地利用指数的深层量化关系,为城市规划提供参考。结果表明:1）大气污染浓度呈现冬、春、秋、夏递减的季节特征;大气污染站点浓度表现出高值、低值相聚、北高南低的空间自相关性;不同站点的PM₁₀、PM_2.5浓度在城市平均水平6.7%~9.7%、6.4%~6.8%浮动。2）PM₁₀、PM_2.5浓度与G-PLAND、R-PLAND相关性显著,与B-PLAND不相关,与G-LPI、G-DIVISION、G-ED、G-AI分别呈负相关、正相关、负相关、负相关。表明绿地斑块越大、优势度越高、分离程度越低、边缘密度越高、聚集度越高、道路斑块越小越有利于颗粒物的减少。与B-AI的正相关关系表明,建设用地的聚集度越大,PM₁₀、PM_2.5浓度越高。3）当G-PLAND每增加10%,PM₁₀ 、PM_2.5分别消减11.29%、8.6%;当R-PLAND每增加10%,PM₁₀、PM_2.5分别增加5.39%、6.03%,表明绿地对PM₁₀的沉积作用强于PM_2.5,道路与PM_2.5的关系更加密切。     

河南鸡公山林区PM2.5污染与气象因子全年时尺度相关性分析

利用鸡公山林区环境空气质量监测站2019年监测数据,对PM_2.5污染及与气象因子在全年时尺度上的变化和关系进行系统的研究分析。结果表明:1) 林区PM_2.5年均质量浓度为34.48 μg·m^-3。2)降水对PM_2.5污染具有显著的去除作用。3)全年PM_2.5时均质量浓度与对应的气温、气压、空气湿度和风速4个气象因子间存在极显著的多元线性回归关系,且单气象因子对PM_2.5时均质量浓度值的影响均达到极显著水平(P＜0.01)。4) 在时尺度上,各单气象因子与PM_2.5质量浓度间的回归模型精度较低。为此,采取各单气象因子的等值点、小梯度递增与对应的PM_2.5质量浓度值域一并平均后再回归,显著提高了两者间的回归精度,更适于通过单气象因子估算PM_2.5质量浓度。研究结果揭示了林区PM_2.5污染特征,可为区域大气污染联防联治和景区森林旅游资源开发提供参考。     

红松人工林地表针叶可燃物燃烧PM2.5排放影响因子

目的为研究森林火灾对大气环境中PM_2.5的贡献量, 分析不同火环境下地表可燃物排放PM_2.5的变化特征, 以期为森林火灾排放颗粒物污染提供依据。方法本实验以帽儿山地区红松人工林地表针叶可燃物为研究对象, 铺设不同可燃物载量和可燃物含水率组合方式的可燃物床层, 基于燃烧风洞实验室进行点烧实验192次, 并利用崂应2050型智能空气/TSP综合采样器定量测量不同风速条件下可燃物燃烧释放烟气中细颗粒污染物(PM_2.5)浓度。结果在可燃物载量、可燃物含水率和风速的共同作用下, PM_2.5质量浓度值有很大的变化区间, 最小值为166.7μg/m3, 最大值为7516μg/m3。各因子对PM_2.5质量浓度的影响差异较明显, 从大到小的顺序为:可燃物载量＞风速＞可燃物含水率。通过多因素方差分析表明, 可燃物含水率与PM_2.5质量浓度没有明显的相关性(P＞0.05), 可燃物载量和风速与PM_2.5质量浓度相关关系显著(P＜0.05), 且可燃物载量与风速存在显著的交互作用(P＜0.05)。以双因素模型拟合PM_2.5质量浓度预测模型, 可燃物载量和风速共同解释77%的PM_2.5质量浓度变差。结论红松针叶燃烧对大气颗粒物污染有明显的贡献作用。PM_2.5质量浓度对可燃物含水率、可燃物载量和风速的响应程度存在明显差异, 与可燃物载量和风速呈显著正相关, 与可燃物含水率关系不明显。本研究以可燃物载量和风速为预报因子构建的PM_2.5质量浓度预测模型具有较高的精准度, 可以为估算森林火灾排放PM_2.5质量浓度提供理论基础。      

影响污染物浓度的气象条件

利用2015-2018年气象和环境数据, 分析影响北仑区农业经济发展的空气质量的主要气象因子。研究发现, 北仑区PM_2.5、NO₂、SO₂浓度呈逐年下降趋势, 环境状况日益改善, 且污染物浓度具有较明显时间特征。气温、风速的日变化趋势与SO₂的日变化趋势比较一致、与NO₂和PM_2.5相反;相对湿度与NO₂和PM_2.5比较一致、与SO₂相反。根据大气环境承载力, 需要加强重点污染源监控, 提高作物生长质量, 保证农业经济有序发展。     

德州市2016—2020年空气质量特征分析及其与气象要素关系初探

德州市影响空气质量的主要污染物为臭氧、PM_2.5、PM₁₀,除人为排放源外,气象因素也对空气质量的影响较大。通过分析臭氧、PM_2.5、PM₁₀ 这3种污染物浓度与气温、风速、湿度、日照百分率等气象因素的关系,发现温度、日照时间对臭氧的浓度影响最大,温度升高、日照时间长有助于臭氧的生成。因气候扩散条件差和取暖排放量增加,PM_2.5浓度以秋冬季最高。受气候因素影响,冬春季扩散条件差,同时扬尘天气多发,PM₁₀浓度以冬春季最高。降水较多,对臭氧、PM_2.5、PM₁₀浓度的降低均有利。合理利用气象条件对污染物浓度的影响规律,因地制宜、因时施策,可以提高环境的空气质量。     

干旱区城市森林大气颗粒物浓度变化特征及其与环境因子的关系

干旱区城市颗粒物如可吸入颗粒物(PM₁₀)、细颗粒物(PM_2.5)以及超细颗粒物(PM_1.0)受到越来越多的关注。根据新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市燕儿窝生态林大气颗粒物(PM_1.0、PM_2.5、PM₁₀)浓度、温度、相对湿度、风速等环境因子数据,对干旱区城市森林内大气颗粒物浓度时间变化规律进行分析。结果表明:(1)3种颗粒物(PM₁₀、PM_2.5、PM_1.0)的日变化较为相似,均呈现"早晚高,中午低"的浅"V"形变化趋势。(2)3种颗粒物季节变化均表现为冬季>秋季>春季>夏季,其中冬春2季林地内浓度小于林地外,而夏秋2季林地内浓度大于林地外。(3)环境因子与3种不同粒径大气颗粒物浓度存在显著相关关系,相对湿度、风速与颗粒物浓度呈显著正相关,温度与颗粒物浓度呈显著负相关。     

干旱半干旱地区城市公园绿地空气负离子浓度特征及影响因素

为研究干旱半干旱地区城市公园绿地空气负离子浓度(NAIC)特征及影响因素,以呼和浩特市敕勒川公园为对象,于2020—2021年,每个季节选取晴天、晴间多云为主的天气各10 d,同步监测07:00—19:00时段,5种不同结构绿地(乔草型、乔灌型、乔木型、灌草型、乔灌草型)及对照区(CK)空气负离子浓度及PM₁₀、PM_2.5、温度、湿度、风速、大气压强、噪声等环境指标。结果表明：不同结构绿地空气负离子浓度季节日变化有所差异;同一季节,复杂结构绿地空气负离子浓度均值较高,不同结构绿地之间空气负离子浓度均值差异不显著;同一结构绿地,夏、秋季空气负离子浓度均值显著高于春、冬季;不同结构绿地空气清洁度夏、秋季较高,空气清洁度评价指数均值分别为0.58～0.78、0.52～0.80。绿地结构、季节对空气负离子浓度影响为主效应,绿地结构×季节对空气负离子浓度交互作用不显著;除此之外,相对湿度、PM₁₀、PM_2.5是影响空气负离子浓度的主要因素。     

不同配置模式的城市森林植被对PM2.5的吸附研究

研究不同配置的森林植被对PM_2.5的吸附,从而为城市不同环境条件下,降低空气中的PM_2.5质量浓度,改善空气环境质量,寻求适宜的森林植被配植方法。本研究通过监测选定的针叶混、针阔混、针叶纯林、阔叶混、阔叶纯林和乔灌混6种配置模式的森林植被吸附PM_2.5量,分析同配置模式下空气PM_2.5质量浓度日变化,研究不同配置模式的植物对PM_2.5的吸附特征。研究结果表明,不同配置模式下空气PM_2.5质量浓度日均值最大的为针叶混,针叶混和乔灌混次之,最小的为阔叶纯林;不同配置模式森林植被在5～10月中,PM_2.5单位叶面积吸附量大小排序为针叶混(0.744μg·cm^-2)>乔灌混(0.709μg·cm^-2)>针叶纯林(0.625μg·cm^-2)>针阔混(0.53μg·cm^-2)>阔叶混(0.483μg·cm^-2)&g...     

PM2.5质量浓度的时间滞后效应与气象因素的关系——以山东省6个沿海城市为例

于2019年5月1日到2020年4月30日，以山东省6个沿海城市（青岛、烟台、日照、潍坊、东营、滨州）为研究对象，依据降水量、空气污染程度将6个城市划分为两类，第Ⅰ类为降水较多空气污染相对较轻的青岛、烟台、日照，第Ⅱ类为降水较少空气污染相对严重的潍坊、东营、滨州；根据动态时空二维模型的原理，利用24 090个数据，建立了两类区域的静态时空二维模型、动态时空二维模型；依据模型及通径分析原理，量化分析了PM_2.5质量浓度时间滞后效应与5个气象因素（气压、相对湿度、气温、风速、降水量）的关系。结果表明：（1）第Ⅰ类城市。降水、气温、风速对PM_2.5质量浓度的影响，总体趋势是抑制PM_2.5质量浓度的升高；气压、湿度对PM_2.5质量浓度的影响，总体趋势是促进PM_2.5质量浓度的升高。各气象因素的直接影响——气压、风速、气温、降水均能直接抑制PM_2.5质量浓度的升高，但各气象因素的抑制强度变化趋势不同；湿度直接促进PM_2.5质量浓度的升高。各气象...     

廊坊地区PM2.5变化特征研究

利用廊坊市气象信息共享平台公布的PM_2.5质量浓度的实时观测数据,对廊坊市区PM_2.5的质量浓度变化情况进行分析,有利于人们根据污染特征选择出行和开展户外活动。结果表明,全年PM_2.5质量浓度日内逐时平均变化呈现双峰特征,白天6:00—9:00污染较重,夜间21:00至次日3:00污染最严重。PM_2.5质量浓度季节变化呈现冬季>秋季>春季>夏季的特征。秋季与冬季PM_2.5质量浓度日内变化趋势大致相似,但是峰值和谷值出现时刻有区别,夜间PM_2.5质量浓度高于白天;夏季PM_2.5质量浓度在白天与夜间的变化幅度都偏小。一周内的PM_2.5质量浓度周末总体上高于工作日。周末的浓度变化范围较大,且星期日的变化最大。     

太原市森林公园林带对空气PM2.5的净化效率

开展城市绿地滞尘效应研究对指导城市绿地建设具有重要科学意义。为了研究城市交通主干道周边绿地的滞尘效应,以太原市森林公园西侧紧邻滨河东路南北长600 m,东西宽100 m的针叶混交林带为研究对象,在林带最西侧与道路交界处设对照点（0 m）,由西向东垂直于路面在林带内分别设置20、40、60、80 m 4个监测点,用中流量大气PM2.5采样器（100 L/min）在各点对PM_2.5进行日间采样,分析林带内PM_2.5浓度的变化特征并计算林带对PM_2.5的净化效率。结果表明:1）林带宽度影响其对大气PM_2.5的净化效率,从20~60 m的净化效率逐渐提高,80 m处略低于60 m;2）林带对局部空气PM_2.5净化效率与区域空气质量呈负相关,当空气质量为优良时,林带可以有效地降低局部PM_2.5,当空气质量为中重度污染时,林带20~40 m宽处会聚集较高浓度的PM_2.5;3）林带内分时段净化效率显示,9:30-11:00的净化效率最低,12:30-17:00净化效率较高,且15:30-17:00林内PM_2.5质量浓度最低,提示该时段适宜市民在公园内活动。     

2016～2017年秋冬季气象条件对京津冀地区PM2.5浓度贡献的定量分析

文中采用相同的排放清单,利用WRF-CMAQ耦合模式模拟京津冀地区2016～2017年秋冬季PM_2.5浓度,通过比较PM_2.5模拟浓度的同期变化,量化京津冀地区2017年相对于2016年秋冬季气象条件对PM_2.5浓度变化的贡献。研究结果表明:2017年秋冬季气象条件总体有利于PM_2.5浓度扩散,其中承德东南部、唐山、秦皇岛的气象条件对PM_2.5浓度有不降反升的贡献,京津冀其他地区气象条件有利于PM_2.5浓度下降,变化率为5%～15.6%,区域间的气象条件变化存在显著的差异。北京和石家庄城区地处平原,气象贡献分布较均匀,总体有利于污染物浓度的下降,而北京和石家庄部分区县地处山区,特殊的地形条件造成气象影响强度分布不均,表现出局地较强的天气敏感性。     

2000—2018年陕西省县域PM2.5质量浓度时空演化特征分析

PM_2.5是形成雾霾天气的重要污染物,探索PM_2.5污染的时空演化规律及空间异质性特征对空气污染的精准治理具有重要意义。基于2000—2018年陕西省县域PM_2.5浓度数据,采用重心模型、空间自相关分析等方法,对PM_2.5污染的时空演化态势进行了系统研究。结果表明,2000—2018年,陕西省PM_2.5浓度年均值经历了前期小幅波动下降、中期急剧上升、后期大幅波动下降的倒“N型”波动变化过程,2011年是PM_2.5浓度年均值波动变化的重要“拐点”;PM_2.5浓度年均值低于一级浓度限值（15μg/m3）的低污染县（区）占比较少且变化不稳定,15～35μg/m3（二级浓度限值）比例有所增加,35～70μg/m3的比例持续减少,反映大多数县（区）未来的PM_2.5污染将逐步控制在二级浓度限值以下,空气质量持续好转;在空间分布上,PM_2.5浓度年均值具有明显的区域分异;PM_2.5浓...     

城市道路林对细颗粒物(PM2.5)的阻滞作用解析

  目的  分析细颗粒物(PM_2.5)的动态变化格局及城市道路林对其的阻滞作用,并进一步探索何种配置的林带所发挥的防尘抑霾效果最佳。  方法  选取了3种结构共12种配置模式的城市道路林,首先分析了林带内外PM_2.5的日动态、年际动态和水平空间的变化规律;然后通过减尘率评价不同模式林带对PM_2.5的阻滞作用;最后通过减尘率和小气候因子进行Pearson相关性分析,探讨影响植被减尘率的可能因素。  结果  PM_2.5日动态变化呈早晚高中间低的趋势,峰值出现在8:00和18:00,10:00和14:00最低;年动态规律表现为冬季最高,其次是秋季和春季,夏季最低。PM_2.5在林带内水平空间中的变化规律因季节不同而有所差异,春夏季节,林缘至林内呈逐渐递减趋势;秋冬季节,林缘至林内25 m处呈递增趋势,在25~30 m处下降且低于林外林缘处。对PM_2.5减尘率最高的是乔灌草结构,其次是针阔混交乔木结构,单排乔木结构的减尘率最低;春夏季,12种道路林对PM_2.5阻滞率为正值,秋冬季只有A₅(针阔混交乔木)、B₁~B₃(单排乔木)和C₂、C₃(乔灌草)为正值,其余均为负值。小气候因子与PM_2.5关系存在季节差异,PM_2.5浓度在春秋冬季与风速呈显著负相关(P＜0.05),春夏季与温度呈显著正相关(P＜0.05),秋冬季与相对湿度呈正相关(P＜0.05);林地PM_2.5阻滞率在秋季和温度呈显著正相关(P＜0.05),在秋冬季和相对湿度呈显著正相关(P＜0.05),林地阻滞率和风速相关性不显著。  结论  在城市道路林建设中合理增加林带宽度及加大常绿针叶乔木和灌草的比例对于降低PM_2.5质量浓度效果显著。图5表6参32     

济南市大气污染物“春节效应”特征

为明确济南市大气污染物在春节期间的变化特点,利用2014—2016年济南市16个国控监测站数据,以济南市天桥区、历下区、市中区、槐荫区、历城区5区作为研究对象,对春节期间的PM_2.5、PM₁₀等6项污染物浓度时空变化特征进行分析。研究结果表明,受气象因素及相关政策影响,不同年份、不同污染物在春节期间的平均浓度逐日变化特征并不相同。且烟花爆竹燃放对PM_2.5、PM₁₀、SO₂逐时变化特征影响较大,对NO₂、CO影响较小。与其他污染物相比,O₃变化较独特。在空间分布规律方面,PM_2.5、PM₁₀及SO₂表现较为一致,NO₂分布具有一定对称性。CO呈现南北高,中部低的分布特点。O₃则呈现西北及东南高,东北及西南处低的特征。综合考虑6项污染物日均浓度,可将16个监测站总体分为4类。     

杭州市6种常见绿化树种滞尘能力及光合特性

树种滞尘能力成为城市绿化树种选择的一个重要因素。为探究能够有效减少空气中的细颗粒物数量的城市树种类型,对杭州市6种典型阔叶乔木（广玉兰Magnolia grandiflora,樟树Cinnamomum camphora,珊瑚树Viburnum odoratissinum,苦槠Castanopsis sclerophylla,木荷Schima superba和黄山栾树Koelreuteria bipinnata）的夏季滞尘能力进行了研究。夏季雨后第5天和第10天,对叶片滞尘能力,林下空气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物（PM_2.5）,空气中直径小于或等于10 μm的颗粒物（PM₁₀）及空气负离子浓度、叶片叶绿素荧光参数进行测定。结果显示:6种树种能够有效滞尘,且滞尘能力差异显著（P < 0.05）,木荷和广玉兰滞尘能力最强,与其他树种间差异极显著（P < 0.01）;不同树种单位叶面积滞尘量随滞尘时间的增加而增加;雨后第5天和雨后第10天,樟树冠下PM_2.5和PM₁₀质量浓度最低,空气负离子浓度比较高,削减颗粒物（PM）能力高于其他树种;随滞尘时间增加,大部分树种叶片叶绿素相对含量、F_v/F_m和Y_ield呈现下降趋势,光合特性受到抑制。根据研究结果,具有高滞尘能力同时叶绿素荧光参数受影响小的树种,如广玉兰和樟树,可以作为城市绿化的优选树种。