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沈阳市O_(3)与PM_(2.5)关系及污染主控因素分析
1
作者 洪也 马雁军 +5 位作者 苏枞枞 王扬锋 任万辉 王继康 王东东 徐晓斌 《环境科学研究》 CAS CSCD 2024年第3期455-468,共14页
PM_(2.5)与O_(3)的协同控制是空气质量持续改善的关键所在,厘清PM_(2.5)与O_(3)的关系,识别O_(3)主控因素以及量化气象和人为排放贡献是实施二者协同控制的基础.本研究基于沈阳市大气复合立体超级站2019−2022年地面观测数据,分析PM_(2.5... PM_(2.5)与O_(3)的协同控制是空气质量持续改善的关键所在,厘清PM_(2.5)与O_(3)的关系,识别O_(3)主控因素以及量化气象和人为排放贡献是实施二者协同控制的基础.本研究基于沈阳市大气复合立体超级站2019−2022年地面观测数据,分析PM_(2.5)和O_(3)协同关系及成因;利用逐步回归模型得到影响O_(3)变化的主控因素,并估算各气象因素对O_(3)的贡献.结果表明:①沈阳市2019−2022年夏季PM_(2.5)浓度与O_(3)浓度呈正相关,有明显的协同增长效应,其余三季均呈明显负相关.究其原因,主要是由于夏季高温和高太阳辐射条件利于大气光化学反应,促进了O_(3)、PM_(2.5)中二次无机成分〔主要是硫酸盐(SO_(4)^(2−))、硝酸盐(NO_(3)−)和铵盐(NH_(4)^(+)),简称“SNA”〕共同增长所致;而冬季高排放和高大气稳定度等气象条件利于SNA和二次有机碳(SOC)非均相生成,但弱太阳辐射和低温等条件不利于O_(3)光化学生成,加之高NO的滴定效应,使SNA和SOC浓度均与O_(3)浓度呈负相关.②在观测的相关污染物和气象因子中,过氧乙酰硝酸酯(PAN)与O_(3)浓度的关系最为密切,尤其在夏季.③气象因素中,O_(3)浓度与气温高度相关,与风速也呈正相关,而与相对湿度则在各季节均呈负相关.冬、春、秋三季PM_(2.5)均对O_(3)起抑制作用,冬季尤为突出.在高浓度O_(3)污染(O_(3)浓度>160μg/m^(3))过程中,主控因素中气温和风速的抬升促进O_(3)浓度升高,而高NO2和相对湿度(RH)则有利于降低O_(3)浓度.在2019−2022年高浓度O_(3)污染过程中,气象因素对沈阳市O_(3)浓度变化的贡献高于O_(3)前体物排放的贡献,总贡献为57μg/m^(3),对污染形成起着主导作用. 展开更多
关键词 pm_(2.5) O_(3) pm_(2.5)与O_(3)协同作用 气象因素 逐步回归模型
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基于DSM的城市公园对PM_(2.5)和PM_(10)的消减特征研究——以南昌市人民公园为例
2
作者 刘青 刘桢梦 +3 位作者 李雅平 孙怡 刘苑秋 黄英 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 2024年第1期173-183,共11页
【目的】PM_(2.5)、PM_(10)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)、PM_(10)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... 【目的】PM_(2.5)、PM_(10)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)、PM_(10)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)、PM_(10)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)、PM_(10)的浓度差异。【结果】人民公园PM_(2.5)、PM_(10)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,约为全园PM_(2.5)平均消减值的7.5倍,PM_(10)平均消减值的3.8倍;PM_(2.5)、PM_(10)受多种因子影响:与空气温度、距离(主导因子)显著负相关、与相对湿度显著正相关,且PM_(2.5)、PM_(10)对不同因子响应特征存在差异;城市公园不同绿地空间结构对PM_(2.5)、PM_(10)的消减及扩散作用差异显著,受其双重影响,PM_(2.5)、PM_(10)的浓度表现为水体>广场>树林>草坪,其中PM_(2.5)受影响更显著;此外,受各因子和绿地空间结构耦合影响,部分区域PM_(2.5)、PM_(10)分布异常。【结论】以固定外源点为核心,PM_(2.5)、PM_(10)浓度随距离增加呈极显著梯度递减的趋势,且在中部消减效率最高;PM_(2.5)、PM_(10)浓度与相对湿度显著正相关,与空气温度与距离显著负相关,其中PM_(10)对距离和相对湿度响应较为明显,而PM_(2.5)受空气温度影响较大;在随距离变化基础上,不同城市绿地空间结构对PM_(2.5)、PM_(10)消减和扩散作用差异导致了局部分布差异。 展开更多
关键词 pm_(2.5) pm_(10) 空气颗粒物阻控 城市绿地 DSM 地统计学 南昌
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北京不同类型城市森林中PM_(2.5)与O_(3)的关联性分析
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作者 李少宁 于迪 +3 位作者 时聪 赵娜 徐晓天 鲁绍伟 《环境科学研究》 CAS CSCD 2024年第3期536-544,共9页
大气污染的协同治理是实现经济社会高质量发展,加快生态文明建设的重要途径.PM_(2.5)和臭氧的协同治理是我国“十四五”时期大气污染防治的要求,探究北京市城市森林不同类型林内PM_(2.5)与臭氧的相关性对北京市大气污染的防治具有重要意... 大气污染的协同治理是实现经济社会高质量发展,加快生态文明建设的重要途径.PM_(2.5)和臭氧的协同治理是我国“十四五”时期大气污染防治的要求,探究北京市城市森林不同类型林内PM_(2.5)与臭氧的相关性对北京市大气污染的防治具有重要意义.本文利用北京市3个城市森林生态环境监测站测得的PM_(2.5)、O_(3)浓度数据,系统分析不同类型城市森林PM_(2.5)与O_(3)浓度相关性的差异.结果表明:①春季,中心城区、近郊湿地区、近郊浅山区森林中PM_(2.5)与O_(3)浓度呈负相关,中心城区相关性最强(r=0.178,p<0.01);夏季各区域PM_(2.5)与O_(3)浓度均呈正相关,近郊湿地区相关性最强(r=0.095,p<0.01);秋季各区域PM_(2.5)与O_(3)浓度均呈负相关,近郊浅山林区负相关性最强(r=−0.428,p<0.01);冬季近郊湿地区PM_(2.5)与O_(3)浓度呈显著正相关(r=0.061,p<0.05),但中心城区和近郊浅山林区均呈负相关.②工作日期间夜间近郊浅山林区PM_(2.5)与O_(3)浓度相关性相对较强(r=−0.147,p=0.01),其余时间中心城区相关性相对较强,相关系数在−0.14上下波动,周末期间除夜间外,近郊湿地区相关程度相对较强,相关系数在−0.08上下波动.③当PM_(2.5)浓度≤50μg/m^(3)或O_(3)浓度>50μg/m^(3)时,PM_(2.5)与O_(3)浓度呈正相关;PM_(2.5)浓度处于50~200μg/m^(3)之间或O_(3)浓度≤50μg/m^(3)时,二者负相关性相对较强.研究显示,北京市城市森林中PM_(2.5)与O_(3)相关性在季节、不同区域昼夜尺度上有所差异,且林内各区域PM_(2.5)和O_(3)浓度总体呈负相关,表明PM_(2.5)与O_(3)的相互关系受环境背景浓度值、气象要素、人类活动等多因素共同影响. 展开更多
关键词 城市森林 pm_(2.5) 臭氧(O_(3)) 相关性 北京市
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改进灰狼算法优化GBDT在PM_(2.5)预测中的应用
4
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 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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新余市森林游憩区空气负离子与PM_(2.5)动态变化规律及影响因子特征研究
5
作者 邹璐 丁颖 冯慧 《西部林业科学》 CAS 2024年第1期156-162,共7页
为揭示江西省新余市森林游憩区空气负离子与PM_(2.5)时空分布特征、交互效应及其影响因素,对其森林环境中空气负离子和PM_(2.5)浓度时空分布特征及其与气象因子关系进行测定分析。结果显示:(1)新余市森林游憩区与城市绿地空气负离子年... 为揭示江西省新余市森林游憩区空气负离子与PM_(2.5)时空分布特征、交互效应及其影响因素,对其森林环境中空气负离子和PM_(2.5)浓度时空分布特征及其与气象因子关系进行测定分析。结果显示:(1)新余市森林游憩区与城市绿地空气负离子年变化趋势总体保持一致,全年中各月份森林空气负离子浓度均显著高于城市绿地;1月、3月和4月城市绿地PM_(2.5)浓度显著高于森林,其他月份差异不明显;夏季6—8月空气负离子和PM_(2.5)浓度分别达到其全年最高值和最低值。(2)森林环境空气负离子浓度随海拔升高呈逐渐上升的趋势,PM_(2.5)含量呈先上升再下降的趋势;随距地面垂直高度的增加,林分中空气负离子浓度先下降再上升后保持不变,PM_(2.5)含量逐渐降低,距地面高10 m处林冠中层具有较高的空气负离子和较低的PM_(2.5)含量。(3)不同季节森林空气负离子与PM_(2.5)浓度均呈显著负相关,与空气气压、温度、相对湿度、风速和风向相关性各不相同。结果表明:新余市森林游憩区夏季、1000 m海拔山地、林冠层中部空气质量最优,是建设森林空气保健、疗养活动的理想场所。 展开更多
关键词 空气负离子 pm_(2.5) 空气质量 新余市 森林游憩区
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中国城市PM_(2.5)污染暴露不平等及其驱动因素——基于Theil指数和LMDI分解
6
作者 马本 秦露 夏天辰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 2024年第1期555-566,共12页
聚焦大气污染物PM_(2.5),对2015~2021年污染物浓度进行人口规模赋权,构建中国城市PM_(2.5)污染暴露水平指标,基于GINI系数和Theil指数测度污染暴露不平等,并按城市行政层级、省份进行差异分解;基于对数平均迪氏指数分解法(LMDI),分别对... 聚焦大气污染物PM_(2.5),对2015~2021年污染物浓度进行人口规模赋权,构建中国城市PM_(2.5)污染暴露水平指标,基于GINI系数和Theil指数测度污染暴露不平等,并按城市行政层级、省份进行差异分解;基于对数平均迪氏指数分解法(LMDI),分别对污染暴露水平、不平等程度进行驱动因素分解,探究其变化背后的社会经济因素.结果表明:中国城市PM_(2.5)污染暴露不平等总体温和,GINI系数保持在0.2以内且呈递减趋势.不同行政级别城市间未表现出污染暴露不平等,而省际差异对污染暴露不平等的贡献达68.4%;总体上能源的污染暴露乘数、政府绿色支出能耗强度是PM_(2.5)污染暴露水平的主要抑制因素,对污染暴露水平的驱动贡献超过60%.政府支出结构、支出规模、经济发展和人口因素对PM_(2.5)污染暴露起促增作用,但各因素在不同层级的城市间具有异质性;能源的污染暴露乘数、绿色支出能耗强度对不平等的动态抑制作用弱化,主要依靠能源绿色化的治污策略面临挑战.据此提出更好发挥政府作用,持续降低中国PM_(2.5)污染暴露水平,实现环境公共服务更加均等化的政策启示. 展开更多
关键词 大气质量 污染暴露水平 环境不平等 泰尔指数 动态因素分解 pm_(2.5)
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基于能量代谢探讨红景清肺方对PM_(2.5)诱导小鼠肺损伤的保护作用
7
作者 苏鑫 胡万利 张胜君 《中华中医药学刊》 CAS 2024年第1期5-8,I0002,I0003,共6页
目的探究红景清肺方对大气细颗粒物(particulate matter 2.5,PM_(2.5))诱导小鼠肺损伤的保护作用及机制。方法40只ICR雄性小鼠,随机分为空白对照组、PM_(2.5)模型组、中药等效组、中药二倍组。中药各组预给药7 d后,除空白对照组外,各组... 目的探究红景清肺方对大气细颗粒物(particulate matter 2.5,PM_(2.5))诱导小鼠肺损伤的保护作用及机制。方法40只ICR雄性小鼠,随机分为空白对照组、PM_(2.5)模型组、中药等效组、中药二倍组。中药各组预给药7 d后,除空白对照组外,各组持续2 d给予0.02 mg·μL^(-1)浓度PM_(2.5)混悬液滴鼻制备小鼠肺损伤模型。末次染毒24 h后取肺组织样本,苏木素-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察肺组织形态学变化;酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)和Na^(+)-K^(+)-ATP酶(Na^(+)-K^(+)-ATPase)、Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶(Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATPase)含量;蛋白免疫印迹法(western blot)检测腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinase,AMPK)、过氧化物酶体增殖物激活受体1α(peroxisome proliferator-activated receptor-γcoactivator 1α,PGC-1α)及线粒体转录因子A(mitochondrial transcription factor A,TFAM)蛋白表达水平;免疫组织化学法(immunohistochemistry,IHC)检测PGC-1α、TFAM、核呼吸因子1(nuclear respiratory factor-1,Nrf1)蛋白表达。结果与空白对照组比较,PM_(2.5)模型组小鼠肺组织结构病理损伤明显,肺组织中ATP、Na^(+)-K^(+)-ATP酶、Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶含量显著降低(P<0.01),AMPK、PGC-1α、TFAM蛋白表达水平及PGC-1α、Nrf1、TFAM蛋白阳性表达率明显降低(P<0.01);与PM_(2.5)模型组比较,中药各组肺组织损伤明显改善,中药二倍组中ATP含量升高(P<0.05),Na^(+)-K^(+)-ATP酶、Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶含量显著升高(P<0.01),中药等效组三者含量有上升趋势,但差异无统计学意义(P>0.05),中药各组AMPK、PGC-1α、TFAM蛋白表达水平及PGC-1α、Nrf1、TFAM蛋白阳性表达率显著升高(P<0.01)。结论红景清肺方可提高肺组织内Na^(+)-K^(+)-ATP酶、Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶活性,上调AMPK/PGC-1α信号通路蛋白水平,减轻线粒体损伤和功能障碍,促进线粒体生物合成,有效改善肺组织能量代谢,从而减轻PM_(2.5)对肺组织的损伤。 展开更多
关键词 pm_(2.5) 红景清肺方 肺损伤 能量代谢 线粒体 AMPK/PGC-1α信号通路
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济南市大气PM_(10)、PM_(2.5)时空分布特征与城市街区形态关联分析
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作者 肖华斌 许宇彤 +2 位作者 王子康 张小平 李杰 《园林》 2024年第3期121-130,共10页
高密度城市空间的颗粒物浓度分布对居民健康和环境的可持续发展具有重要影响。然而,当前研究多集中在中宏观尺度,且不同季节背景对城市形态与颗粒物浓度之间定量关系的影响尚存争议。基于2021年济南市主城区65个空气质量监测站的PM_(2.5... 高密度城市空间的颗粒物浓度分布对居民健康和环境的可持续发展具有重要影响。然而,当前研究多集中在中宏观尺度,且不同季节背景对城市形态与颗粒物浓度之间定量关系的影响尚存争议。基于2021年济南市主城区65个空气质量监测站的PM_(2.5)和PM_(10)浓度实时观测数据,分析了不同季节下城市街区形态对颗粒物浓度(PM_(2.5)和PM_(10))的影响。结果表明:(1)颗粒物浓度呈双峰型日变化,且具有显著的U形逐月变化规律,PM_(2.5)呈冬季高夏季低、春秋两季居中,PM_(10)呈春季高夏季低、秋冬两季居中的季节性变化特征,且呈东南低、西北高的空间分布格局,高污染区域集中于交通和建筑密集区域,低污染区域主要分布于大型城市绿地旁。(2)城市街区形态对颗粒物的影响具有明显的季节分异性。PM_(2.5)与绿色空间指标在4个季节的相关性均十分显著,与绿地覆盖率(GCR)、绿地斑块形状指数(MSI)和绿地最大斑块指数(LPI)呈负相关性,与绿地斑块密度(PD)呈正相关,并且PM_(2.5)仅在秋冬季与建筑形态指标相关关系显著,其中建筑密度(BD)、建筑平均高度(AHV)和建筑平均体积(AV)是最具影响力的指标。PM_(10)仅在春冬两季与绿色空间指标显著相关,GCR和MSI产生的影响较大,并且与BD、AHV和容积率(FAR)等建筑形态指标仅在秋冬季节相关性显著。 展开更多
关键词 pm_(10) pm_(2.5) 时空特征 街区形态 关联分析
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长江中游城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)的消减效应 被引量：1
9
作者 方云皓 赵丽元 +2 位作者 窦碧莹 王书贤 周枞 《生态学报》 CAS CSCD 2024年第1期117-128,共12页
研究城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)的消减效应,有助于为城市群应对气候变化采取的可持续发展战略提供理论支撑。以长江中游城市群建成区为例,基于2000—2020年建成区面积数据、土地覆盖数据以及PM_(2.5)数据系统分析城市群PM_(2.5... 研究城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)的消减效应,有助于为城市群应对气候变化采取的可持续发展战略提供理论支撑。以长江中游城市群建成区为例,基于2000—2020年建成区面积数据、土地覆盖数据以及PM_(2.5)数据系统分析城市群PM_(2.5)浓度的时空演变特征,以林地、草地、耕地、湿地、水体等5种绿色基础设施为驱动因子,采用地理探测器模型中的因子探测与交互作用探测,探索城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)浓度的削减效应。同时,结合夜间灯光数据以及约束线方法,进一步剖析城市化水平对建成区绿色基础设施的约束效应。结果表明:(1)2000—2020年期间,长江中游城市群年均PM_(2.5)浓度在时序上呈现先升后降的“倒U型”趋势,在空间上呈现由西北向东南级差化递减的分异特征。(2)2000—2020年期间,长江中游城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)存在削减效应,但历年削减率均不超过4%,其中扩张区的削减效应显著高于老城区。(3)因子探测结果表明,长江中游城市群各绿色基础设施因子对PM_(2.5)浓度的解释力在老城区总体呈现出林地>草地>耕地>湿地、水体的规律,而在扩张区呈现出林地>草地>耕地、水体>湿地的规律;交互作用探测结果表明,林地与湿地、林地与草地、林地与水体是削减PM_(2.5)浓度较为显著的交互组合,其交互解释力在老城区与扩张区均达到0.5以上。(4)长江中游城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)浓度的削减效应受到城市化水平约束,其约束线形态在老城区与扩张区均为指数型。本研究有助于在城市群尺度为以自然为本的气候解决方案(Natural Climate Solutions, NCS)的落实提供依据。 展开更多
关键词 绿色基础设施 pm_(2.5) 削减效应 约束效应 地理探测器 长江中游城市群
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泰山夏季O_(3)和PM_(2.5)污染特征及成因分析
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作者 乜艳秋 朱玉姣 +10 位作者 张吉 赵勇 国兆新 刘玉虹 李洪勇 吴迪 高健 李红 王新锋 薛丽坤 王文兴 《环境科学研究》 CAS CSCD 2024年第3期427-438,共12页
华北地区是我国空气污染最严重的地区之一.泰山为华北平原最高峰,可代表华北地区背景大气的环境特征.本研究利用2021年6−8月在泰山顶的强化观测数据,开展了基于观测的化学盒子模型模拟,结合位于泰山下国控站点(泰安市监测站)同期监测数... 华北地区是我国空气污染最严重的地区之一.泰山为华北平原最高峰,可代表华北地区背景大气的环境特征.本研究利用2021年6−8月在泰山顶的强化观测数据,开展了基于观测的化学盒子模型模拟,结合位于泰山下国控站点(泰安市监测站)同期监测数据的对比分析,探究了泰山顶夏季PM_(2.5)和O_(3)的污染特征及成因机制.结果表明:①观测期间,泰山顶NO2、SO2、CO的日均浓度均明显低于泰山下,而泰山顶O_(3)浓度相对更高.泰山顶O_(3)浓度超标天数为61 d,超标率为67.0%,最长连续超标天数达23 d;泰山顶PM_(2.5)日均浓度亦略高于泰山下.②泰山顶日间(07:00−17:00)O_(3)浓度主要来源于光化学反应,而夜间主要来源于区域传输.观测期间,泰山顶O_(3)的生成主要处于NO_(x)控制区.③随PM_(2.5)小时平均浓度的增加,其中二次无机盐(硫酸盐、硝酸盐和铵盐)浓度增加的比例大于有机物;与清洁时段(PM_(2.5)小时浓度小于35μg/m^(3)的时段)相比,PM_(2.5)污染时段(PM_(2.5)小时浓度大于35μg/m^(3)的时段)二次无机盐浓度占比增加了13.1%.④泰山顶PM_(2.5)日均浓度和O_(3)日最大8 h平均浓度(MDA8 O_(3)浓度)呈显著正相关(R=0.73,P<0.01).观测期间共发生50次PM_(2.5)和O_(3)小时浓度同步升高的现象,O_(3)浓度平均升速为(10.1±5.3)μg/(m^(3)·h),PM_(2.5)浓度平均升速为(9.5±6.4)μg/(m^(3)·h),二者同步升高的持续时间为2~14 h.PM_(2.5)和O_(3)小时浓度同步升高的过程倾向于发生在静风时段,与地面污染物向山顶输送、光化学反应、液相反应及残留层中的传输过程有关.研究显示,泰山O_(3)和PM_(2.5)污染防控需关注周边地区污染物排放及残留层传输的影响. 展开更多
关键词 泰山 pm_(2.5) O_(3) VOCS 基于观测的模型(OBM)
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基于机器学习的郑州市大气PM_(2.5)与O_(3)浓度预测方法及气象因子的影响分析
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作者 张容硕 谢沛远 +5 位作者 陈宏飞 杨清荣 关民普 马南 尉鹏 朱仁成 《环境科学研究》 CAS CSCD 2024年第3期469-478,共10页
近年来,我国面临着细颗粒物(PM_(2.5))污染形势依然严峻以及臭氧(O_(3))污染日益凸显的双重压力.为进一步准确预测郑州市大气PM_(2.5)与O_(3)浓度并探明气象因子的影响,本研究使用2018−2022年郑州市大气污染物和气象因子逐时数据,结合... 近年来,我国面临着细颗粒物(PM_(2.5))污染形势依然严峻以及臭氧(O_(3))污染日益凸显的双重压力.为进一步准确预测郑州市大气PM_(2.5)与O_(3)浓度并探明气象因子的影响,本研究使用2018−2022年郑州市大气污染物和气象因子逐时数据,结合统计学单因素分析和机器学习LightGBM模型多因素分析,建立了一种基于长时间序列数据的PM_(2.5)与O_(3)浓度预测及气象因子影响分析的综合分析方法.结果表明:①训练后的LightGBM模型能够较好地预测PM_(2.5)污染,准确率达80.8%;对O_(3)污染预测的准确率为52.5%.②郑州市大气PM_(2.5)浓度与气压呈正相关,与比湿和环境温度均呈负相关;大气O_(3)8 h滑动平均浓度(O_(3)-8 h浓度)与比湿和太阳辐射均呈正相关,与气压呈负相关.③有利的气象条件可能是2021年PM_(2.5)年均浓度得到显著改善的重要因素;同时,不利的气象条件也促使2021年和2022年6月O_(3)月评价值(O_(3)日最大8 h滑动平均90百分位浓度)有所上升.研究显示,这种基于长时间序列的综合分析方法适用于大气PM_(2.5)与O_(3)浓度的气象因子影响分析,也能有效预测PM_(2.5)与O_(3)的浓度. 展开更多
关键词 大气污染防控 细颗粒物(pm_(2.5)) 臭氧(O_(3)) 气象因素 机器学习 郑州市
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基于5-LOX/LTB4信号通路探讨黄芩苷/栀子苷对PM_(2.5)暴露致血管内皮功能障碍的干预作用及其机制
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作者 孙欠欠 张行行 +5 位作者 赵麓 赵安东 史永恒 王川 刘继平 王斌 《中南药学》 CAS 2024年第2期307-314,共8页
目的基于5-LOX/LTB4信号通路探究黄芩苷/栀子苷(BC/GD)对PM_(2.5)诱导的血管内皮功能障碍的改善作用及其机制。方法利用离体肌张力描记技术测定BC/GD对不同状态下血管环张力的影响。将32只大鼠随机分为对照组、PM_(2.5)组、30 mg·k... 目的基于5-LOX/LTB4信号通路探究黄芩苷/栀子苷(BC/GD)对PM_(2.5)诱导的血管内皮功能障碍的改善作用及其机制。方法利用离体肌张力描记技术测定BC/GD对不同状态下血管环张力的影响。将32只大鼠随机分为对照组、PM_(2.5)组、30 mg·kg^(-1)BC/GD组和60 mg·kg^(-1)BC/GD组,利用气管滴注法构建PM_(2.5)暴露模型,持续2个月,造模1个月后灌胃给予对应药物,持续1个月,末次给药后,HE染色观察肠系膜动脉血管内皮状态;化学发光法检测肠系膜动脉活性氧(ROS)水平;硝酸还原酶法检测一氧化氮(NO)水平;ELISA法检测血清炎症因子肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、转化生长因子β1(TGF-β1)、白三烯B4(LTB4)水平;Western blot法检测5-脂氧酶(5-LOX)、内皮细胞一氧化氮合酶(eNOS)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)蛋白表达。结果BC/GD对基础状态的肠系膜动脉血管环张力无明显影响,但能明显舒张由5-HT预收缩的血管环;一氧化氮合酶抑制剂L-NAME、环氧合酶抑制剂INDO或L-NAME+INDO均能明显抑制BC/GD的血管舒张作用,但L-NAME的抑制作用更明显;50、100 mg·mL^(-1)PM_(2.5)能降低血管环对乙酰胆碱(ACh)的舒张血管效应,而BC/GD能明显改善PM_(2.5)诱导的舒张效应减弱。与对照组相比,PM_(2.5)组大鼠肠系膜动脉内皮完整性严重受损、内皮皱缩,大鼠血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、LTB4水平显著升高、TGF-β1水平显著降低,肠系膜动脉组织中5-LOX、iNOS蛋白表达明显增加,eNOS蛋白表达降低,ROS水平升高,NO水平降低。与PM_(2.5)组相比,BC/GD能改善内皮损伤程度和完整性,可显著降低血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、LTB4水平,升高TGF-β1水平;明显降低肠系膜动脉5-LOX、iNOS表达,升高eNOS蛋白表达;降低ROS水平,升高NO水平。结论BC/GD可通过抑制5-LOX/LTB4信号通路表达,从而降低ROS水平,抑制炎性损伤,上调eNOS表达,下调iNOS表达,升高血管中NO水平,改善PM_(2.5)诱导的血管内皮功能障碍。 展开更多
关键词 pm_(2.5) 黄芩苷 栀子苷 内皮功能障碍 5-LOX/LTB4信号通路
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用于正电子断层扫描成像的^(68)Ga标记PM_(2.5)模拟粒子的制备及其活体示踪
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作者 潘栋辉 徐宇平 +5 位作者 王辛宇 王立振 严骏杰 施冬健 杨敏 陈明清 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 2024年第4期669-676,共8页
将黑色素纳米颗粒(melanin nanoparticle,MNP)经聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)修饰制备得到PEG-MNP,随后通过与放射性的^(68)Ga^(3+)离子螯合,高标记产率地制备得到^(68)Ga-PEG-MNP,标记产物稳定性良好。进一步将^(68)Ga-PEG-MNP... 将黑色素纳米颗粒(melanin nanoparticle,MNP)经聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)修饰制备得到PEG-MNP,随后通过与放射性的^(68)Ga^(3+)离子螯合,高标记产率地制备得到^(68)Ga-PEG-MNP,标记产物稳定性良好。进一步将^(68)Ga-PEG-MNP通过雾化方式制备得到^(68)Ga-PEG-MNP PM_(2.5)(particulate matter _(2.5),size<_(2.5)μm)模拟颗粒,其经雾化小鼠吸入体内后,通过正电子断层扫描(positron emission tomography,PET)成像对小鼠进行全身显影,结果可见雾化的^(68)Ga-PEG-MNP PM_(2.5)模拟颗粒可由气管向肺部双叶区域扩散,并滞留于肺。体内的PET成像结果与离体放射自显影结果高度一致。 展开更多
关键词 正电子断层扫描成像 ^(68)Ga 黑色素纳米颗粒 细颗粒物
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基于时空认知膨胀卷积网络与多源影响因素的PM_(2.5)细粒度预测模型
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作者 刘希亮 赵俊杰 +3 位作者 张羽民 林绍福 李建强 梅强 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 2024年第3期333-347,共15页
为实现精确化、细粒度的PM_(2.5)浓度预测,提出了基于时空认知膨胀卷积网络(spatial-temporal cognitive dilated convolution network,ST-C-DCN)的PM_(2.5)浓度预测模型ST-C-DCN。该模型将时空因素、气象因素运用于PM_(2.5)浓度预测,... 为实现精确化、细粒度的PM_(2.5)浓度预测,提出了基于时空认知膨胀卷积网络(spatial-temporal cognitive dilated convolution network,ST-C-DCN)的PM_(2.5)浓度预测模型ST-C-DCN。该模型将时空因素、气象因素运用于PM_(2.5)浓度预测,基于因果卷积网络提取时空特征,并采用时空注意力机制优化了时空特征的提取。基于海口市空气污染数据的实验测试表明:对于单个监测站,基线模型相比,ST-C-DCN的均方根误差(root mean square error,RMSE)平均下降24.7%,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)平均下降9.93%,拟合优度(R-squared,R^(2))平均上升3.35%。对于全部监测站点的预测,ST-C-DCN在win-tie-loss(包括MSE、RMSE、MAE、R^(2))实验中,均获得了最多的获胜次数,分别为68,68、63和64。通过不同数据抽样条件下的Friedman检验,证明了ST-C-DCN对比基准有显著的性能提升。ST-C-DCN为细粒度PM_(2.5)预测提供了一个具有潜力的方向。 展开更多
关键词 pm_(2.5)预测 多源影响因素 膨胀卷积网络 贝叶斯优化 Shapley分析 Friedman检验
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植物吸滞PM_(2.5)研究进展——从宏观到微观
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作者 房佳兴 李少宁 +2 位作者 赵娜 徐晓天 鲁绍伟 《生态学报》 CAS CSCD 2024年第6期2632-2645,共14页
PM_(2.5)严重危害环境安全和人体健康,虽然国内外大气PM_(2.5)状况已有好转,但雾霾天气仍然时有发生。植物能有效吸附和净化大气中PM_(2.5),其净化作用受到生态学广泛关注。随着研究内容的深入,该领域研究尺度由宏观尺度转向微观尺度,... PM_(2.5)严重危害环境安全和人体健康,虽然国内外大气PM_(2.5)状况已有好转,但雾霾天气仍然时有发生。植物能有效吸附和净化大气中PM_(2.5),其净化作用受到生态学广泛关注。随着研究内容的深入,该领域研究尺度由宏观尺度转向微观尺度,研究对象由植被区转向植物个体,研究方法由野外监测转向人工控制法。因此在区域尺度上对比了植被、非植被区PM_(2.5)浓度差异及不同树种单位叶面积PM_(2.5)吸滞量,以风洞、熏气法两种研究方法归纳了人工控制条件下植物净化PM_(2.5)的研究成果,在大气PM_(2.5)浓度和气象因素两方面探讨了环境因素对植物净化PM_(2.5)的影响机制。得出宏观研究方面很多城市缺乏植被区与非植被区PM_(2.5)浓度监测数据,微观方面植物个体吸滞PM_(2.5)机理研究不够深入,缺乏植物吸滞PM_(2.5)过程与机理的室内模拟外界环境的高精度对比试验,更缺乏环境因素直接影响植物吸收、分配PM_(2.5)过程的研究。未来应加强植被区、非植被区PM_(2.5)动态特征研究,完善某些地区环境监测站点布局,可适当增加典型植被区对照的非植被区站点并提升站点设备可靠性;加强植物性状与其净化PM_(2.5)作用相关性的研究,并通过一次性熏气法量化植物在一次污染事件中对PM_(2.5)的实际净化作用,解析植物各器官对吸收PM_(2.5)的贡献率;增加不同环境因素影响植物吸滞PM_(2.5)能力与过程研究,可利用人工控制试验结合模型提高研究可靠性,揭示环境因素与植物各器官吸收、分配PM_(2.5)之间的耦合规律。 展开更多
关键词 植物 pm_(2.5) 吸滞作用 人工控制条件 环境因素
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江苏省县域PM_(2.5)浓度时空变化特征研究
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作者 楚翠姣 钟声 +2 位作者 梁进 茅晶晶 郁建桥 《环境科学与管理》 CAS 2024年第3期140-145,共6页
文章利用江苏省2017年-2022年环境空气质量监测数据,分析了全省县域细颗粒物(PM_(2.5))浓度时空变化特征,与气象因素的相关关系,并比较了与主城区PM_(2.5)浓度的差异。结果显示,江苏省县域PM_(2.5)浓度呈逐年下降趋势,5年降幅为25.4%,... 文章利用江苏省2017年-2022年环境空气质量监测数据,分析了全省县域细颗粒物(PM_(2.5))浓度时空变化特征,与气象因素的相关关系,并比较了与主城区PM_(2.5)浓度的差异。结果显示,江苏省县域PM_(2.5)浓度呈逐年下降趋势,5年降幅为25.4%,年均下降速率为2.1μg/(m 3.a)。空间分布呈“西北部偏高,东南部偏低”的特征。与气象因素的相关性表明,县域PM_(2.5)月均浓度整体与月均气温、月均风速呈显著负相关,但仅个别月份,与月均相对湿度呈负相关。与主城区PM_(2.5)平均浓度相比,县域平均浓度整体较低,但二者浓度差呈现逐年迅速减小趋势,从日变化看,二者浓度差最大出现在上下班高峰时段。 展开更多
关键词 pm_(2.5)污染 县域 城县差异 气象因素 江苏省
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2019-2020年西安城市PM_(2.5)、气体污染物及气象数据集
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作者 冉伟康 周家茂 +3 位作者 方焱 徐馨 王启元 韩永明 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2024年第1期105-116,共12页
通过近几年的治理,我国空气污染得到一定的改善,但关中地区由于其特殊的地理位置和气候环境,大气污染治理仍面临着巨大的压力和挑战,以臭氧(O3)等污染气体和细颗粒物(PM_(2.5))为特征的区域性复合型大气污染日益严重。厘清大气污染成因... 通过近几年的治理,我国空气污染得到一定的改善,但关中地区由于其特殊的地理位置和气候环境,大气污染治理仍面临着巨大的压力和挑战,以臭氧(O3)等污染气体和细颗粒物(PM_(2.5))为特征的区域性复合型大气污染日益严重。厘清大气污染成因并进行污染治理,需要更细致的观测数据提供科学支撑。本数据集是在陕西关中平原区域生态环境变化与综合治理国家野外科学观测站的高新子观测场利用气体分析仪获取的环境大气中的氮氧化物、二氧化硫、臭氧、一氧化碳等污染气体的浓度。通过气象站对站点周边的温湿度、气压、太阳辐射,风速风向等气象数据进行观测;采集了离线PM_(2.5)滤膜并分析出质量浓度数据。观测场位于西安市城市核心区域,数据的观测时间范围是2019年1月到2020年12月,其中污染气体数据的时间分辨率是5分钟,气象数据的时间分辨率是1分钟,PM_(2.5)数据的时间分辨率是24小时。观测仪器每周进行维护和检测以保证仪器的采集质量,分析仪器每月进行仪器校准和标定保证数据质量。本数据集可以为关中地区大气环境提供基础数据记录,也为进一步的污染评价、控制和治理等提供了数据支撑,为关中区域大气污染过程、成因机制,大气污染防控提供科学建议。 展开更多
关键词 西安市 气象数据 污染气体 pm_(2.5) 2019-2020年
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Q420qENH钢及其焊接接头在模拟含PM_(2.5)的工业大气介质中干湿循环腐蚀行为研究
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作者 张利帅 郭铁明 +5 位作者 武维宏 胡焱文 刘晓倩 南雪丽 周贵易 易维斌 《表面技术》 EI CAS CSCD 2024年第2期97-109,共13页
目的 研究桥梁耐候钢板材及其焊接接头在模拟含PM_(2.5)的西北工业大气环境中腐蚀行为的区别。方法 采用NaHSO_(3)+SiO_(2)的腐蚀介质进行干湿交替加速腐蚀实验,并采用腐蚀动力学、X射线衍射、扫描电镜+能谱、电化学测试等方法,分析了Q4... 目的 研究桥梁耐候钢板材及其焊接接头在模拟含PM_(2.5)的西北工业大气环境中腐蚀行为的区别。方法 采用NaHSO_(3)+SiO_(2)的腐蚀介质进行干湿交替加速腐蚀实验,并采用腐蚀动力学、X射线衍射、扫描电镜+能谱、电化学测试等方法,分析了Q420qENH钢板材、焊缝及热影响区试样的腐蚀趋势、腐蚀类型及锈层的保护性,以及SiO_(2)对腐蚀的影响。结果 Q420qENH板材试样初期腐蚀速率大于焊接试样,中后期2种试样腐蚀速率逐渐下降并趋于一致。3种试样腐蚀类型均为不均匀的全面腐蚀,外锈层均疏松易脱落,但焊缝、热影响区内锈层比板材致密且与钢基体结合紧密,锈层中Cu、Ni元素含量明显高于板材试样。3种试样腐蚀30d的自腐蚀电流密度由大到小的顺序为板材>焊缝>热影响区,自腐蚀电位由大到小的顺序为热影响区>焊缝>板材,焊缝及热影响区试样的锈层电阻分别为板材试样的1.28倍、1.68倍。结论 PM_(2.5)中的主要成分SiO_(2)易在缺陷处沉积,成为腐蚀产物的形核基底,促进了腐蚀产物的非均匀形核,不利于锈层的致密性。热影响区和焊缝形成锈层的保护性、耐蚀性能优于板材试样。 展开更多
关键词 Q420qE桥梁耐候钢 焊接接头 西北工业大气环境 pm_(2.5) SiO_(2) 干湿循环腐蚀
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PM_(2.5)暴露对氧糖剥夺后复氧复糖大鼠神经小胶质细胞的损伤作用及其机制
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作者 周宇 李伟 +2 位作者 马勇 李斌 柴尔青 《山东医药》 CAS 2024年第8期28-32,共5页
目的观察细颗粒物(PM_(2.5))暴露对氧糖剥夺后再复氧复糖(OGD/R)大鼠神经小胶质细胞系GMI-R1的损伤作用,并基于硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)/NLR家族Pyrin结构域3(NLRP3)通路探讨相关机制。方法培养GMI-R1细胞并分为对照组、模型组、... 目的观察细颗粒物(PM_(2.5))暴露对氧糖剥夺后再复氧复糖(OGD/R)大鼠神经小胶质细胞系GMI-R1的损伤作用,并基于硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)/NLR家族Pyrin结构域3(NLRP3)通路探讨相关机制。方法培养GMI-R1细胞并分为对照组、模型组、实验组、TXNIP抑制剂组。模型组、实验组、TXNIP抑制剂组制作OGD/R模型,对照组常规培养。实验组和TXNIP抑制剂组在造模前先进行50μg/m L PM_(2.5)暴露24 h,TXNIP抑制剂组PM_(2.5)暴露前给予10μmol/L的TXNIP抑制剂鲁斯可皂苷元预处理30 min。复氧24 h后采用流式细胞术检测死亡细胞,采用ELISA法检测各组培养基上清中的白细胞介素(IL)-18和IL-1β,采用Western blotting法检测各组细胞中的TXNIP、NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶1(Caspase-1)、消皮素D(GSDMD),采用免疫荧光法检测GSDMD-N。结果对照组、模型组、实验组细胞死亡率及培养液上清中IL-18、IL-1β水平依次升高,TXNIP抑制剂组细胞死亡率及培养液上清中IL-18、IL-1β水平低于实验组(P均<0.01)。对照组、模型组、实验组细胞中TXNIP、NLRP3、ASC、Caspase-1蛋白及焦亡相关蛋白GSDMD、GSDMD-N表达依次增高,TXNIP抑制剂组NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD、GSDMD-N蛋白表达低于实验组(P均<0.05)。结论PM_(2.5)暴露能加重OGD/R下GMI-R1细胞的损伤,加重炎症反应,机制可能与促进TXNIP/NLRP3通路活化和细胞焦亡有关。 展开更多
关键词 pm_(2.5) 缺血性脑卒中 硫氧还蛋白相互作用蛋白 NLR家族Pyrin结构域3 细胞焦亡
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顾及PWV的广西地区多尺度PM_(2.5)浓度预测
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作者 谢劭峰 张亚博 +3 位作者 黄良珂 魏朋志 张继洪 唐友兵 《桂林理工大学学报》 CAS 2024年第1期90-95,共6页
针对现有的雾霾预测方法较少考虑可降水量的影响,且大部分预测方法都没有对模型回归残差进行有效处理因而预测精度不是很高的问题,利用广西南宁、桂林、梧州和百色四市2017年的PM_(2.5)日均值数据,结合大气污染物、气象因子和大气可降水... 针对现有的雾霾预测方法较少考虑可降水量的影响,且大部分预测方法都没有对模型回归残差进行有效处理因而预测精度不是很高的问题,利用广西南宁、桂林、梧州和百色四市2017年的PM_(2.5)日均值数据,结合大气污染物、气象因子和大气可降水量PWV等因素,分别建立全年和分季度的ARIMA模型对该地区PM_(2.5)日均浓度进行短期预测,并将ARIMA模型预测残差分别用前馈神经网络径向基函数RBF和多层感知器MLP进行拟合,以达到优化ARIMA模型的目的。结果表明,除桂林外,分季度ARIMA模型预测效果优于全年ARIMA模型,季度ARIMA-MLP神经网络预测精度优于分季度ARIMA模型,表明该类模型可以用于区域PM_(2.5)浓度预测。 展开更多
关键词 pm_(2.5) PWV ARIMA 前馈神经网络
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