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中国环境科学
中国环境科学

王文兴

月刊

1000-6923

zghj@chinajournal.net.cn;zghjkx1981@126.com

010-62215145

100082

北京市海淀区红联南村54号

中国环境科学/Journal China Environmental ScienceCSSCICSCDCHSSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国环境科学学会主办的学报级综合性学术刊物。本刊的宗旨是紧密围绕我国重大的环境问题开展学术研究与讨论，包括环境自然科学基础理论、环境战略思想、环境管理的理论与方法、区域性环境污染综合整治等。《中国环境科学》近年来对环境科学研究领域中的诸多学科如环境地学、环境化学、环境生态学、环境医学、环境工程等基础理论研究；对各种环境污染物的监测、分析及其防治；对区域环境的综合整治与规划；以及对全球环境问题等多方面的研究进行了全面综合报道，反映了中国环境科学的发展方向、研究水平、最新成就与突破性进展。《中国环境科学》2002年荣获第二届国家期刊奖提名奖；并荣获第三届中国科协优秀科技期刊奖一等奖。目前《中国环境科学》在国内外环境界都具有很大的影响，对我国环境保护事业和国民经济的可持续发展起到了积极推动作用。
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    深圳市夏季大气挥发性有机物的光化学反应特征及来源解析

    吴浩然彭杏符楠李志杰...
    4145-4154页
    查看更多>>摘要：选取深圳市城市点位在2022年6～8月(夏季)光化学反应活跃季节开展VOCs连续在线观测，利用光化学龄的参数化方法对VOCs测量浓度进行光化学损失校正以获得VOCs初始浓度，并分析VOCs的光化学反应特征，使用特征物种比值分析法和正交矩阵因子模型(PMF)进行VOCs来源解析。研究表明，各类VOCs光化学消耗的浓度在总VOCs(TVOCs)消耗浓度占比为:烯烃(53。5％)、OVOCs(30。8％)、烷烃(10。9％)、芳香烃(4。7％)、乙炔(0。2％)。烷烃的初始浓度与测量浓度均在TVOCs中占主导地位，但其光化学损失O FP仅有1。2×10-9远低于烯烃(47。8×10-9)、OVOCs(15。8×10-9)和芳香烃(4。7×10-9)，所以烯烃是臭氧污染防治的关键物种。本研究基于初始值与测量值进行PMF源解析得到6个主要排放源的浓度贡献为(初始-PMF，测量-PMF):工业过程(0。91×10-9，0。87×10-9)、溶剂使用(2。75×10-9，1。84×10-9)、汽车尾气(3。49×10-9，2。01×10-9)、汽油挥发(3。20×10-9，2。62×10-9)、天然源(0。74×10-9，0。56×10-9)、燃烧源(2。35×10-9，1。16×10-9)。结果显示PMF源解析结果受光化学反应影响显著，在进行源解析时应考虑到利用VOCs的初始值而非测量值，否则会对烯烃占主导的汽车尾气与天然源造成显著的低估。

    挥发性有机物(VOCs)光化学损失特征物种比值分析法正交矩阵因子分析

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    基于上海高层建筑观测冬季大气CO2/CH4垂直变化

    陈珑珑肖薇杨帆单萌...
    4155-4166页
    查看更多>>摘要：采用便携式温室气体分析仪于2021年12月6 日～2022年3月31日在上海中心大厦 255和500m高度以及浦东新区环境监测站25m高度连续观测大气CO2和CH4浓度。结果表明:(1)城市中不同高度上温室气体的日变化趋势存在差异，25m高度CO2和CH4浓度白天低夜间高，255和500m高度的浓度则白天高夜间低。各高度处CO2和CH4浓度变化都明显受大气边界层高度的影响，因此城市内部温室气体浓度垂直观测中观测点高度设置要充分考虑城市大气边界层的变化特征。(2)CO2和CH4浓度的垂直差异受到人为活动以及气象等条件的影响，可以指征城市大气CO2和CH4浓度增强的局地和区域贡献。(3)各高度处(25，255，500m)CO2浓度与CH4浓度均显著相关，但观测高度越高所代表的浓度贡献源区越大，多种排放源的干扰使得温室气体之间的同源性变差，导致其相关性随着高度增加而降低。城市温室气体浓度的垂直观测提供了从水平方向上无法获得的独特信息，因此有必要在城市开展立体化的温室气体监测，以便更好地捕捉大气温室气体浓度的变化，从而服务于城市碳减排政策。

    CO2和CH4浓度垂直差异上海大气边界层高度CH4∶CO2比值

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    北京市四季典型污染过程PM2.5酸度与二次硝酸盐形成机制

    王友峰景宽沈秀娥王琴...
    4167-4178页
    查看更多>>摘要：基于北京市城区点位2022年观测数据，运用ISORROPIA-Ⅱ模型分析冬季霾、春季沙尘、夏季高臭氧与秋季PM2。5与臭氧复合污染共4次典型污染过程PM2。5的酸度特征，获得气溶胶pH值与硝酸盐快速增长的演变规律。结果表明，北京市气溶胶pH值为中度酸性，四次污染过程pH值范围分别为3。59～5。07，3。70～7。76，2。44～6。15和2。80-4。69。4次污染过程气溶胶pH值呈正态分布，pH值中位数分别为4。60、4。59、3。91和4。09。冬季霾污染过程气溶胶水含量最高，其气溶胶pH值最大。春季沙尘污染过程气溶胶pH值呈双峰分布，受到人为源与天然源共同影响。夏、秋两次污染过程PM2。5酸性分别为最强和次强，可能与大气氧化性增强促进酸性气体被氧化有关。夏季气温高气溶胶pH值低，HNO3倾向于向气相分配，硝酸盐占比最低(22％);秋季气溶胶pH值昼低夜高，有利于硝酸盐的夜间积累，硝酸盐占比与冬、春两次污染过程相当(27％～28％)。北京大气气态NH3充分富余，HNO3与NH3的中和(均相)反应为NO3-的主要生成机制，气溶胶中NH4+也相对富余，气溶胶中(NH4)2SO4、NH4NO3和NH4Cl均可以充分耦合。研究显示，较高的气溶胶水含量和气溶胶pH值是污染期间硝酸盐快速增长的原因，针对气态前体物NH3和NOx的进一步减排是控制北京大气细颗粒的有效手段。

    北京典型污染过程ISORROPIA-Ⅱ模型气溶胶pH值二次硝酸盐生成机制

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    秋冬季不同天气类型PM1中金属元素污染来源及健康风险评估——以青岛市为例

    杜金花陶文鑫张宜升刘子杨...
    4179-4192页
    查看更多>>摘要：于2018年～2022年秋冬季(每年11月至次年1月)开展大气PM1逐日采样和20种金属元素分析，分析了不同天气类型下金属元素污染特征及来源，并评估了其健康风险。结果表明，沙尘日金属元素含量(2022。88±2298。00ng/m3)高于其他天气，霾日、污染雾日分别为清洁日的2。06倍和1。70倍。致癌金属元素(Ni、Cd、As、Cr、Co、Pb)和非致癌金属元素(Mn、Zn、Cu、V、Al、Ba)在霾日和污染雾日富集程度更高。正定矩阵因子模型结果表明，PM1中金属元素主要来自机动车源、煤/生物质燃烧源、海盐源、地壳源、工业源和船舶源，其中雾日和霾日来自机动车和煤/生物质燃烧源的贡献达72。1％以上，清洁雾日船舶源贡献比上升至1。9％。后向气流轨迹分析表明霾日主要受西北向中长距离污染气团传输影响。污染雾日受海陆环流下本地排放和高污染气团长距离输送共同影响，沙尘日以西北向长、中距离沙尘气团输送为主导，同时受近距离沙尘气团二次回流影响。PM1中金属元素经呼吸途径的非致癌风险可忽略，但As和Cr的终生致癌风险高于10-6的阈值但低于10-4，且污染雾日和霾日风险概率最高，建议继续加强燃煤、冶金和电镀等工业过程As和Cr污染控制，重点防控秋冬季重污染事件中的污染雾日、霾日等天气。

    金属元素来源解析健康风险评估PM1青岛

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    活性炭对VOCs的吸附性能与其特征值之间的关系

    熊烨栋柯权力黄康康闵炯...
    4193-4201页
    查看更多>>摘要：以甲苯为典型VOCs废气分子，考察了不同活性炭样品的碘值、四氯化碳吸附率(CTC值)、总比表面积和微孔比表面积与其动态甲苯平衡吸附容量的关系。结果发现，无论是低浓度还是高浓度的甲苯废气，CTC值均与活性炭的吸附容量呈现较高的线性相关性，相关系数R2高于0。92，而碘值只在低浓度条件下与活性炭吸附容量相关性较好，这表明CTC值相比碘值是更适合表征活性炭VOCs吸附性能的特征指标。此外，以含氧类VOCs(乙酸乙酯)为吸附质，CTC值也同样显示出与吸附容量优良的相关性。除活性炭外，本文还将上述方法拓展至硅胶、分子筛、碳硅复合材料等其他多孔吸附材料，结果证明CTC值可以用来指代不同多孔吸附材料的VOCs吸附性能，相对误差在30％以内，表明CTC值作为一个吸附特征指标具有良好的普适性。

    活性炭VOCs吸附量四氯化碳吸附率(CTC值)碘值

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    典型工业城市长治市夏季大气挥发性有机物来源及对臭氧生成贡献

    邢怡然牛月圆闫雨龙彭林...
    4202-4210页
    查看更多>>摘要：以典型工业型城市长治市为研究对象，采用正定矩阵因子分解法(PMF)对挥发性有机物(VOCs)进行来源解析，基于大气盒子模型(AtChem-MCM)对大气光化学反应过程和臭氧(O3)生成敏感性进行了分析。结果表明，长治市烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃分别占总挥发性有机物(TVOC)浓度的57。49％、16。05％、9。17％和17。29％。PMF结果显示，机动车源对VOCs浓度的贡献最高(28。45％)，其次为工业源(26。19％)、燃烧源(21。09％)、植物源(12。99％)和溶剂使用源(11。28％)。O3生成模拟结果显示日间O3平均净生成速率为23。01×10-9h-1，11时O3净生成速率达到峰值(54。32×10-9h-1);长治市O3生成对VOCs和NOx均敏感，其中烯烃(1。05)和NOx(0。35)的相对增量反应活性系数(RIR)较高。污染源中工业源(0。072)、溶剂使用源(0。071)和机动车源(0。068)的RIR值相对较高，是对O3生成贡献较大的污染源。工业型城市应加强控制工业源和机动车源排放以缓解O3污染。

    挥发性有机物源解析大气盒子模型臭氧敏感性分析

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    中国区域MODIS与VIIRS气溶胶遥感产品的性能评估及其时空演变分析

    周志高何利杰钟洋王伦澈...
    4211-4229页
    查看更多>>摘要：基于气溶胶地基观测网络数据(AERONET)，对MODIS与VIIRS的六种气溶胶光学厚度(AOD)产品在反演精度、空间覆盖范围、空间分布特征、时间反演频率以及对个例的极端天气事件的反演性能等方面进行评估，并从土地利用类型、气溶胶模态、季节变化等角度分析其误差来源。结果表明:从与AERONET地基观测对比来看，MODIS AOD产品反演精度优于VIIRS AOD反演产品，其中以MAIACAOD产品精度最高，其相关系数R值为0。83，落入期望误差(EE)内的比例达65。03％;从空间覆盖范围以及时间反演频率来看，VIIRS AOD产品显著优于MODIS;从对个例的极端天气事件反演性能来看，MODISAOD产品对沙尘事件的反演性能优于VIIRS，但所有产品对森林火灾的反演性能还需进一步提升;土地利用类型、气溶胶模态和季节变化对AOD产品反演精度有着显著的影响:六种AOD产品在建设用地的反演精度较高，在农用地的反演精度则较低;六种AOD产品对粗模态气溶胶以低估为主，而对细模态气溶胶则以高估为主;六种AOD产品在秋冬季节反演精度最高，夏季最低。

    气溶胶光学厚度MODISVIIRSAERONET中国

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    华北平原南部城市疫情管控期间细颗粒物组分特征及有机气溶胶来源解析

    赵荣华牛大伟张楠王辉...
    4230-4239页
    查看更多>>摘要：为探究漯河市在新冠疫情期间不同管控阶段细颗粒物组分和有机气溶胶的变化，收集了2022年3月1日～5月31日该市颗粒物化学组分在线监测数据，并且运用正定矩阵因子分解模型(PMF)对有机气溶胶进行来源解析。研究结果表明:观测期间PM2。5和PM10平均质量浓度分别为45和95 μg/m3。管控中期因管制措施的实施颗粒物浓度有所下降，降幅分别为29％、28％;PM2。5中各组分质量浓度在管控前、中、后3个时段均呈现先下降再上升的趋势，且在3个时段里有机物贡献均为最高，其次为硝酸盐。利用PMF对漯河观测期间的有机气溶胶质谱数据进行解析，共识别出4类有机气溶胶，分别为:氧化程度较高的有机气溶胶(MO-OOA)、氧化程度较低的有机气溶胶(LO-OOA)、类烃类有机气溶胶(HOA)、烹饪类有机气溶胶(COA)，管控期间各有机气溶胶占比均有变化，且在整个观测时段和管控期间二次有机气溶胶贡献均高于一次有机气溶胶。污染物传输方面，3个阶段的传输中主要集中在西部扇区，由于管控措施的实施管控中期传输影响降低。

    有机气溶胶PM2.5新冠疫情漯河ACSM

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    基于地理加权随机森林的长三角PM2.5建模

    陈艺敏苏漳文陈移萍林子彭...
    4240-4248页
    查看更多>>摘要：采用随机森林(RF)和地理加权随机森林(GWRF)对长三角地区 2003～2019年的PM2。5浓度及其驱动因素数据进行训练、校验与测试，并探讨它们之间的关系。结果表明:(1)相比RF模型，GWRF模型对PM2。5浓度的训练和预测更优，其各项模型评估指标均优于RF模型，且GWRF模型残差的空间自相关性更低。(2)GWRF模型预测2019年PM2。5浓度分布优于RF模型，与实际观测浓度分布基本一致，但两个模型均存在北部高估南部低估的情况，且高估区域大于低估区域。(3)RF模型在研究PM2。5浓度分布最重要且显著的驱动因子方面是全局性的，而GWRF模型得到干旱、气温、温差、风速以及人类干扰对PM2。5分布的影响是局部性的。在大尺度下，这种局部性的效应对于PM2。5精细化防控更具实际性的指导意义。此外，在全球气候暖干化和区域气候空间异质性的背景下，把干旱融入PM2。5预测并建立具有局部效应的模型有助于环境监管机构及决策者制定防控措施。

    PM2.5驱动因素地理加权随机森林空间效应长三角地区

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    关中五市不同季节污染颗粒物输送路径及潜在源分析

    苏佳李晓萌张新生
    4249-4259页
    查看更多>>摘要：基于HYSPLIT后向轨迹模型及TrajStat中的PSCF和CWT分析法，利用2020年3月～2023年2月气象数据，对关中五市PM2。5污染的时间分布特征及主要输送路径进行了分析，并探讨了不同季节影响关中五市PM2。5质量浓度的潜在源区分布及贡献。结果表明:关中五市PM2。5、PM10浓度具有显著的季节变化特征，冬季PM2。5浓度均值最高(84。36μg/m3)，夏季最低(21。42μg/m3)，月份趋势均呈现"U"型的特点，6～8月浓度达到谷值;5个城市四季均受到来自西北方向的长距离传输气团及陕西局地短距离传输气团的影响，该城市空气质量受陕西省内部短距离传输气团影响大，应与气流遇秦岭山脉阻挡回旋有关;潜在源区季节差异明显，春夏污染物浓度最低，主要贡献源区分布范围最小，冬季最广，WCWT值超过100μg/m3的范围大，西北方向带状分布区域和陕西省南部及与其周围省份交界处对5个城市PM2。5浓度贡献度较大;大气污染还受地形影响，类属于盆地地形的铜川污染分布与其他四个城市存在差异，污染浓度相对较低。

    关中五市PM2.5后向轨迹输送路径潜在源区

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