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1. 成都市夏季臭氧污染的环流分型与来源分析

史文彬, 屈坤, 严宇, 邱培培, 王雪松, 董华斌

北京大学学报自然科学版 2022, 58 (3): 565-574. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2022.016

摘要（533）

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PDF（pc）（2726KB）（224）

为探究大尺度环流对成都市O₃污染的影响, 基于四川盆地700 hPa位势高度场, 采用T-PCA方法, 将2015—2019年夏季(6—8月)各日的大气环流归纳为5类环流型, 并对不同环流型下的成都市O₃污染特征与污染来源进行分析。5类环流型中, 东北高压型(NEH)和高压底部型(UNF)条件下, 四川盆地气温较高, 湿度和云量相对较低; 对比过去24小时的变温, UNF下四川盆地增温显著, NEH 下变化不明显, 另外三类环流型(即东南高压型、西北低压型和西北高压型)下则出现不同程度的降温。NEH和UNF下的气象条件更有利于四川盆地O₃的光化学生成。研究时段内, NEH和UNF下成都市O₃浓度水平和O₃超标日比例明显高于另外三类环流型, 是夏季发生O₃污染的主要环流型。成都市O₃污染较重的月份具有较高的NEH和UNF环流型占比。通过对成都市夏季O₃来源的模拟分析, 发现O₃污染主要来自四川盆地内的污染源排放(占55.0%), 以成都本地贡献为主(31.6%), 其他重要贡献城市包括德阳(5.4%)、重庆(4.0%)、资阳(3.9%)和眉山(2.2%)。然而, 不同环流型下成都市的O₃来源具有不同特点, NEH下成都平原内部污染传输影响较强, 德阳市O₃贡献显著增加(占14.9%); UNF 下成都市O₃污染呈现很强的局地性污染特征, 成都市排放的O₃贡献占比接近一半(46.8%)。

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2. 石家庄市秋冬季大气环流型下的气象和PM_2.5污染特征

肖腾, 林廷坤, 严宇, 王雪松

北京大学学报自然科学版 2021, 57 (3): 414-424. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2021.021

摘要（1036）

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PDF（pc）（12978KB）（177）

根据石家庄市2013—2018年秋冬季(当年11—12月和次年1—2月)11种大气环流型天气条件下的地面和垂直气象特征, 归纳出5类大气环流条件, 并结合气团传输轨迹和PM_2.5浓度监测数据, 探讨大气环流条件与石家庄PM_2.5污染的关系。在5类大气环流条件中, 第I类(NW型和N型, 天数占16%)的扩散条件最好, 以西风和西北风为主, 风向比较稳定, 风速大, 边界层高度高; 第II类(NE型, 天数占9%)和第III类(E型和SE型, 天数占12%)的扩散条件次好, 近地面风向分别以北风和东北风为主, 风速较大, 前者边界层高度中等, 后者边界层高度低; 第IV类(A型, 天数占37%)的扩散条件较差, 近地面风速较低, 同时边界层高度低; 第V类(UM型、C型、S型、SW型和W型, 天数占26%)的扩散条件最差, 近地面风速很小, 风向变化大, 边界层高度低, 低层大气逆温明显。不同大气环流条件下气团的传输路径存在差异, 对石家庄地区PM_2.5污染产生潜在影响的区域随之不同。石家庄市秋冬季的PM_2.5污染与不同环流型的扩散条件密切关联, 第V类大气环流条件下最易发生PM_2.5污染, 污染发生频率在78%~96%之间, 重度及以上级别污染发生频率均在55%以上; 第IV类大气环流条件下的污染状况变化相对缓慢, 但连续的第IV类大气环流天气多带来PM_2.5污染持续累积; 第I类大气环流条件下发生污染的频率最低。

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3. 保定市夏季臭氧污染来源及大气传输影响研究

黄争超, 洪礼楠, 尹佩玲, 王雪松, 张远航

北京大学学报（自然科学版） 2018, 54 (3): 665-672. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.189

摘要（810）

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PDF（pc）（6181KB）（246）

运用Models-3/CMAQ模式和源排放情景分析扰动法, 对河北省保定市2014年7月的臭氧污染来源进行模拟与量化, 分析大气传输对保定市臭氧污染特征和来源组成的影响。保定市臭氧浓度分布呈现西部山区低、中部和东部平原区高的特点。研究期间, 保定市臭氧污染主要受偏南气团、东南气团和偏东气团的传输影响, 污染日中 3 类传输条件出现的比例分别为28%, 39%和17%。在保定市最大8小时臭氧浓度中, 跨区域背景的臭氧占比近半。在京津冀及周边地区对保定臭氧的贡献中, 河北省贡献最大(约占区域总贡献量的2/5), 河南省、山东省和江苏省源排放也有重要影响(均占区域贡献的1/10左右)。在上午, 河北中部排放贡献的快速增大以及来自河南和山东的臭氧通过垂直混合向地面输送, 导致保定臭氧浓度快速升高; 除河北中部地区外, 其余地区的贡献变化总体平缓, 导致保定午后臭氧高值持续时间长, 呈现宽峰型的单峰日变化特征。

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4. 天津市夏季臭氧污染特征及来源的模拟分析

洪礼楠, 黄争超, 秦墨梅, 王雪松

北京大学学报自然科学版 2017, 53 (5): 929-938. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.109

摘要（1084）

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PDF（pc）（14471KB）（321）

利用Models-3/CMAQ模式系统和高阶去耦合直接技术(HDDM-3D), 对天津市2014年7月的臭氧(O₃)污染进行模拟, 分析臭氧生成的前体物控制区分布规律, 量化天津市及周边地区排放的影响。研究结果表明, 天津市臭氧浓度分布从中心城区向外部郊区逐渐增高, 东南部临海的滨海新区浓度水平最高。天津全市7月的臭氧生成以VOCs控制为主, 中部地区(中心城区、北辰区、东丽区、滨海新区) 95%以上天数的臭氧处于VOCs控制区, 北部远郊(蓟县、宝坻区、宁河区、武清区)以及中部津南区有2/3以上天数受VOCs控制, 南部郊区(西青区、静海区、大港区)的VOCs控制区与共同控制区出现的比例相近。山东省排放是天津市夏季臭氧的主要来源, 平均贡献占比约为1/4, 对天津东南沿海地区的影响尤为突出; 河北省排放平均贡献占比约为1/6, 主要影响天津西部区县的臭氧水平; 天津排放贡献则主要分布在北部的宝坻和蓟县。

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5. 珠江三角洲秋季典型光化学污染过程中的臭氧来源分析

陈皓;王雪松;沈劲;陆克定;张远航

北京大学学报（自然科学版） 2015, 51 (4): 620-630. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2015.089

摘要（1295）

PDF（pc）（4166KB）（747）

利用区域空气质量模型CAMx 模拟珠江三角洲地区(简称珠三角) 2009 年11 月臭氧浓度演变过程, 运用臭氧源识别技术(OSAT)对其中两个典型的光化学污染日进行臭氧来源识别, 并与清洁日的情况做对照分析。结果表明, 广州市区和东莞的排放对本地及珠三角西南部臭氧贡献很大(15~30 μL/m3), 深圳宝安区排放对珠江口有明显的贡献(15~25 μL/m3)。流动源和溶剂使用源是珠三角臭氧生成最主要的两类前体物排放源, 主要影响范围覆盖珠三角的中部和西部, 流动源对佛山和江门交界地区的臭氧小时浓度贡献可达50 μL/m3。较高的边界外传输使得珠三角在出现不利污染气象条件的情况下更易发生臭氧污染, 但珠三角的前体物排放是造成污染时段臭氧浓度升高的主要原因, 控制珠三角内的污染源排放对控制臭氧污染具有关键作用。

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6. 珠江三角洲秋季典型气象条件对O₃和PM10污染的影响

张浩月,王雪松,陆克定,张远航

北京大学学报（自然科学版）

摘要（752）

PDF（pc）（5988KB）（1545）

利用化学传输模式(CMAQ)系统对珠江三角洲(珠三角)地区2008年秋季的气象场、O₃和PM10的污染状况进行模拟, 研究典型气象条件对O₃和PM10污染的影响。结果表明2008年秋季珠三角受冷空气过程影响, 污染特征具有周期性, 冷空气过境期间空气质量良好, 冷空气过境前期和回暖期污染严重。1) 过境前期如处于冷锋前部型天气控制下, 珠三角近地面形成逆温层, 混合层高度较低, 早晨累积前日夜间生成的PM10, 造成珠三角北部和中部污染; O₃日间和PM10夜间污染区域分布在偏北风的下风向, 造成珠三角南部污染。2) 过境前期如处于高压底部型天气控制下, 将形成逆温层, 垂直输送较差, O₃和PM10沿着东北风向水平传输, 造成珠三角西南部污染。3) 回暖期通常处于变性高压脊型天气控制下, 珠三角近地面形成逆温层, 受静小风影响, 水平输送较差, 导致O₃和PM10的污染分布在珠三角西部、西北部和中部源排放区, 造成持续性局地污染。

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7. 北京市夏季臭氧前体物控制区的分布特征

聂滕,李璇,王雪松,邵敏,张远航

北京大学学报（自然科学版）

摘要（877）

PDF（pc）（610KB）（839）

利用Models-3/CMAQ模式系统, 对北京市2010年6-8月逐日的臭氧前体物控制区进行5种类型的划分, 使用各类控制区在研究期间出现的频率表征北京夏季臭氧控制区空间分布的总体特征。结果表明, 从北京市城近郊区到远郊区县, O₃生成由主要受VOCs控制逐渐转变为VOCs和NO_x共同控制, 进而过渡到主要受NO_x控制。在北京城近郊区, 人为源VOCs减排能够有效控制当地O₃的天数占夏季总天数的一半左右, 而在昌平、延庆和怀柔等西北远郊区县, 人为源NO_x减排能够有效控制其O₃的天数约占40%~50%。北京市前体物减排对O₃控制效果不明显的情况在各区县普遍存在, 其中东部和南部区县出现这种情况的天数比例可达70%以上。对于臭氧的最大1小时浓度和最大8小时浓度, 二者的前体物控制区在北京市有相似的分布特征。

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8. 珠江三角洲城市群PM₁₀的相互影响研究

胡晓宇, 李云鹏, 李金凤, 王雪松, 张远航

北京大学学报（自然科学版）

摘要（505）

利用 Models-3/CMAQ 模拟系统, 对珠江三角洲地区 2006 年10 月的大气 PM₁₀ 污染进行模拟研究。通过敏感性分析, 获得各城市 PM₁₀ 浓度随不同污染源削减的变化情况, 量化出城市间空气污染的相互影响。结果显示,珠江三角洲地区已形成 PM₁₀ 区域性污染的格局,广州、佛山、江门、东莞等地是珠三角地区PM₁₀的重要源贡献区域。提出相对敏感系数作为表征外来源影响程度的指标,珠海、江门、中山、佛山等地的 PM₁₀ 浓度受到外来源的显著影响, 城市间输送已成为造成珠三角地区PM₁₀污染的重要因素。对重点城市源的合理削减和有效控制, 以及城市群的统一规划、相互协作、联防联控是改善珠三角地区空气质量的唯一途径。

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9. 大气颗粒物酸碱性表征方法的研究

孙倩,霍铭群,谢鹏,李金龙,白郁华,刘兆荣,王雪松

北京大学学报（自然科学版）

摘要（711）

提出使用代表性酸碱组分定量表征大气颗粒物酸碱性的方法, 通过对颗粒物样品的水溶液进行微量酸碱滴定及其水溶性离子浓度测定, 利用酸碱平衡原理和溶液中离子电荷守恒原理, 计算出单位质量颗粒物中 6 种代表性酸碱组分的分析浓度, 能够量化颗粒物的酸碱性强弱和变化特征。将 1 mg 颗粒物加入到不同pH 值溶液中, 把计算得到的消耗氢离子的量与溶液的初始 pH 值进行多项式回归, 发现回归公式的相关系数均大于 0.99, 表明该多项式可以定量表征单位质量颗粒物对不同pH 降水的中和能力, 适用于估算较低离子浓度的降水捕获颗粒物后pH值的变化情况。

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10. 贵阳建筑扬尘PM₁₀排放及环境影响的模拟研究

张雯婷,王雪松,刘兆荣,张远航,邵敏,程群,吴德刚,田伟

北京大学学报（自然科学版）

摘要（683）

为了研究贵阳建筑扬尘的环境影响, 根据对建筑和市政施工工程的调查, 估算了贵阳市区2002 年建筑扬尘的PM₁₀排放量, 并利用 CALPUFF 模型模拟了建筑扬尘对PM10浓度的贡献, 分析了其季节变化及影响因素。结果表明, 2002 年贵阳城区建筑扬尘的PM₁₀排放量为416t, 占PM₁₀排放总量的4% 。建筑扬尘对贵阳市区较大范围内的PM₁₀浓度水平均有影响, 对整个城区 PM₁₀的年均浓度贡献接近12% 。受施工强度以及风场和降水等气象因素作用, 建筑扬尘排放的影响体现出明显的季节变化。

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11. 广州地区大气可吸入颗粒物的化学特征及来源解析

崔明明, 王雪松, 苏杭, 张远航

北京大学学报（自然科学版）

摘要（606）

在广州市区及其附近地区设立了7个采样站点采集大气可吸入颗粒物(PM₁₀)样品，分析了17种元素（Na，Mg，Al，K，Ca，Ti，V，Mn，Fe，Ni，Cu，Zn，As，Se ，C d，Ba和Pb），5种离子（SO_４^2-，NO_３^-，F^-，Cl^-和NH₄⁺）以及元素碳（EC）和有机碳（OC ）的含量，讨论了PM₁₀的化学组分特征以及气象条件对主要污染物的影响，并在此基础上应用主因子分析法对PM_10的主要来源进行解析。研究期间广州地区大气PM_10平均浓度为125.8μg/m³，各地PM₁₀最主要的化学组分为有机物、SO_４^2-和地壳元素组分，分别占PM_10质量浓度的24%～32%，17%～21%和10%～12%。通过主因子分析法确定广州地区PMPM₁₀的主要污染源是地面扬尘、燃油排放、冶金化工及电子加工排放、燃煤、二次转化和生物质燃烧，其方差贡献率分别为20.7%，17.8%，16.3%，14.3%，10.4%和6.3%。

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12. 我国NO_x污染状况与环境效应及综合控制策略

周维,王雪松,张远航,苏杭,陆克定

北京大学学报（自然科学版）

摘要（534）

分析了我国当前NO_x相关污染问题现状，包括由NO_x排放造成的臭氧、酸沉降、颗粒物等相关环境问题；讨论了我国NO_x相关环境空气质量标准存在的问题；最后针对NO_x及相关污染问题，提出了多目标综合控制和管理的建议：执行O₃标准，建立区域光化学烟雾评价监测网络；开展城市地区空气质量模拟和控制；加强电厂和机动车尾气NO_x的控制；针对NO_x相关污染问题开展深入的科学研究。

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13. 裂变径迹定年资料应用中的问题及其地质意义

张志诚,王雪松

北京大学学报（自然科学版）

摘要（881）

裂变径迹定年与其他大多数放射性定年法不同，它测量的是放射性衰变对矿物晶体的物理损伤，而不是另一种同位素。外探测器裂变径迹定年分析中，可以获得每一个颗粒径迹年龄。样品裂变径迹年龄表述有组合年龄、平均年龄和中值年龄，不论哪种年龄都不具有简单的地质意义。封闭径迹长度及分布记录了岩石经历的最高古地温及热历史过程，是裂变径迹分析中最重要的参数。利用裂变径迹参数，可进行热史模拟，以重建样品的热历史。

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14. 西双版纳地区三叶橡胶树异戊二烯和单萜烯排放机理初步研究

王志辉,白郁华,王雪松,刘兆荣

北京大学学报（自然科学版）

摘要（820）

对云南省西双版纳地区三叶橡胶（Hevea brasiliensis（H.B.K）Muell.-Arg）异戊二烯和单萜烯排放的研究发现，三叶橡胶排放很少量的异戊二烯（排放速率大约0～1μgC·g^-1h^-1），而排放大量的单萜烯（排放速率大约10～100μgC·g^-1h^-1）。造成这种排放特征的原因可能是橡胶树树叶叶绿体中合成异戊二烯所必需的异戊二烯合成酶（Isoprene Synthase）缺乏所致。

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15. 北京地区夏季PM10污染的数值模拟研究

王雪松, 李金龙

北京大学学报（自然科学版）

摘要（612）

利用三维区域空气质量模式CAMx，对北京地区夏季PM10浓度的时间变化规律和空间分布特征进行了数值模拟研究。结果表明，北京市城近郊区夏季的PM10具有明显的时空变化规律。一般在半夜前后和早晨常表现出较高的浓度；中午前后由于大气化学转化对二次气溶胶的生成贡献，在城市地区也会表现出一定的高浓度值；傍晚前后往往是一天中浓度最低的时段。PM10的空间分布与源排放关系密切，中午前后的空间分布会体现出光化学反应对其二次生成作用的影响。二次气溶胶在PM10中占有相当的份额，对于PM10中硫酸盐和硝酸盐的浓度变化，其中的二次组分起主要决定作用，而有机碳气溶胶以及PM10的浓度水平和变化规律则主要受一次成分的影响。

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16. 北京地区臭氧源识别个例研究

王雪松, 李金龙

北京大学学报（自然科学版）

摘要（641）

利用三维区域空气质量模式CAMx模拟京、津地区对流层大气光化学过程。运用臭氧源识别技术研究不同地区、不同种类污染源排放对北京市城近郊区臭氧浓度的影响，并统计分析这一地区的臭氧来源构成。结果表明，北京市城近郊区排放的污染物对本地及其下风地区的臭氧生成有显著影响；北京市城近郊区的各类源排放中，流动源对臭氧生成贡献最大，油品储运和溶剂使用与工业源的臭氧生成贡献也占有较高份额，天然源排放对臭氧生成的贡献很小。另外，研究表明，北京地区的臭氧生成具有区域特征，气象和源排放条件会对这一地区臭氧来源的构成产生较大影响，周边地区污染物排放的影响应予以关注。

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