2020年新冠疫情期间广州市大气污染物垂直分布特征

为研究新冠疫情发生后广州市实行疫情防控政策对大气污染物浓度的影响,利用广州市2019年12月1日—2020年2月29日的空气质量指数数据及广州塔垂直梯度观测站实时监测的PM_2.5、PM_1.0、NO_x、O₃、SO₂和CO等污染物浓度数据,采用统计分析、污染物特征雷达图及相关性分析等方法,探讨了疫情前后大气污染物的垂直分布、污染特征及其影响因素.结果表明,实施疫情防控政策后,除O₃外,其他组分浓度均有不同程度的下降,其中,NO_x下降幅度最大为68.5%,且浓度随着高度上升而降低;其次PM_2.5下降39.5%,但PM_2.5浓度随高度下降幅度不明显;相反地,O₃浓度升高了18.0%,且浓度随着高度上升而增加.研究发现,疫情防控期间NO_x浓度的减少导致了O₃浓度的积累,从而增强了大气氧化性,促进了高空中二次气溶胶的生成.综上,疫情管控期...     

天津重污染期间大气污染物浓度垂直分布特征

利用天津气象局255 m铁塔垂直4层观测平台(高度分别为3、40、120和220 m),对各层大气中的NO_x、O₃、SO₂浓度(均以φ计)和PM_2.5浓度(以ρ计)进行了连续观测,结合同步气象要素分析了2010年10月3—11日天津发生的一次重污染事件.结果表明:在此次重污染事件期间,一次及二次污染物浓度的垂直梯度变化差异显著,φ(NO)、φ(NO₂)和ρ(PM_2.5)随高度上升而降低,φ(NO)在3～120和120～220 m的递减率分别为58.0%和8.5%,ρ(PM_2.5)在3～220 m递减率为13.0%;而φ(O₃)和φ(SO₂)平均值却随高度的上升而增加,其中φ(O₃)在3～40、40～120和120～220 m的增长率分别为108.0%、19.1%和56.4%,φ(SO₂)在3～220 m的增长率为25.0%. NO_x主要来源于局地近地面污染源的排放;SO₂主要来源于高架点源的排放,O₃则来源于局地光化学过程积累;PM_2.5受局地排放源和光化学过程的双重影响,垂直梯度变化最不显著. 不利于扩散的气象条件使以局地排放为主的污染物积累升高及其伴随的光化学反应造成了天津此次重污染事件.      

河北省中南部二氧化碳浓度的飞机探测研究

为探究河北省中南部CO₂时空分布特征,利用空中国王350飞机搭载高精度CO₂分析仪和相关辅助设备,对石家庄、邢台城市上空(600～5600m)CO₂浓度进行飞机探测,探测期间共飞行4架次,取得7组CO₂浓度垂直廓线数据,探测期间CO₂浓度最小值为398.3×10^-6,最大值为414.6×10^-6,多架次垂直方向上平均浓度为(401.4～403.9)×10^-6.CO₂浓度随高度的增加,无明显规律性变化.边界层顶位于1000～2000m左右高度,在边界层顶以下受近地面排放源的影响较大.2500m高度上,其浓度随高度变化均存在一个短暂减小的趋势,高空基本不受近地面污染源的影响,CO₂浓度接近地面本底浓度.在同一高度上,白天CO₂浓度均略高于夜间.夜间CO₂在混合层聚集,混合层顶浓度达最大.邢台上空的CO₂与CH...     

基于垂直观测数据融合的广州市臭氧污染过程分析

了解O₃污染的垂直分布对于充分理解O₃在大气中的扩散和输送具有重要意义.本研究利用最优插值法实现了高塔与激光雷达O₃观测数据的融合,并基于垂直观测融合数据对2021年10月广州市一次O₃污染过程进行分析,结果表明：(1)不同时刻的O₃浓度均大致呈现出随高度上升先升后降的变化趋势,平均相对高值主要分布在300～500 m,最高值出现在400 m附近.(2)结合边界层高度分析可知,白天的O₃生成和扩散基本均在边界层以内进行,夜间普遍存在O₃残留问题,而在污染日尤其显著,表明白天光化学反应生成的高浓度O₃是夜间残留层中O₃的来源.(3)污染期间,不同大气污染物形成了不同的垂直分层,具体表现为较高浓度的PM_2.5和NO₂在中、低层积累,而高层(约200～600 m)则维持高浓度O₃的污染垂直分布结构.推测原因在于南北气流对峙及夜间稳定...     

厦门春季低空大气酸沉降垂直分布的研究

1993年3月28日～4月7日,在厦门后坑村,对不同高度的低空(1000m以下)大气中气态污染物?云水和雨水进行了垂直分布观测?结果表明:厦门后坑村春季大气中的SO₂,NO_x,O₃的日均值分别是0.069,0.015,0.060mg/m3,基本符合国家大气质量一级标准,而H₂O₂的日均值为1.70μg/m3,是地面大气中H₂O₂浓度的5.3倍,说明其大气氧化活性较强;空中雨水大部分酸化,而云水全部酸化,且NO-3浓度较高,说明春季酸雨污染较严重。      

北京冬春和夏初季节大气O3浓度的垂直分布特征

为探究北京地区不同季节大气O₃浓度垂直分布特征,于2010年12月1日—2011年3月31日（冬春季）和2011年5月7日—6月9日（夏初）,在北京北部地区的中国环境科学研究院内,利用第三代移动式大气环境激光雷达系统,对$\varphi $（SO₂）、$\varphi $（NO₂）以及$\varphi $（O₃）和气溶胶后向散射系数垂直方向和垂直剖面进行试验观测,并结合天气要素的变化进行了分析研究.结果表明:①$\varphi $（O₃）存在明显的季节变化,表现为夏季>春季>冬季,同时晴天、微风、逆温条件等气象背景是O₃污染过程出现的主要气象因素,在微风和南风的情况下,会出现高$\varphi $（O₃）带,在北风影响情况下,$\varphi $（O₃）相对较低,雨水冲洗的作用对$\varphi $（O₃）分布也有明显的影响;②$\varphi $（O₃）的日变化曲线呈单峰单谷型,$\varphi $（O₃）峰值一般出现在14:00—18:00之间,谷值则出现在22:00—翌日09:00之间;③$\varphi $（O₃）垂直分布呈现单峰、双峰、多峰型分布等多种垂直分布特征,10 km以上高空这3种分布特征均有出现,但是在5 km以下的近地面$\varphi $（O₃）垂直和斜程分布基本呈现多峰型,斜程方向上$\varphi $（O₃）的高低与下垫面及其所排放的O₃前体物有密切的关系;④$\varphi $（O₃）垂直分布呈现一定的不均匀性,其数值范围浮动比较小,最大值之间相差30×10-9.研究显示,$\varphi $（O₃）垂直规律主要表现出两种分布特征,一种是在3~5 km处有高浓度的堆积区,另一种则没有明显高值堆积区.      

中国省际SO2排放的环境学习曲线及减排潜力

基于2005年SO₂排放量,对人均SO₂排放量和万元产值SO₂排放量的区域分布格局及其成因进行了定量分析;同时,基于1992—2005年SO₂排放量和经济发展数据,建立了28个省区万元产值SO₂排放量随人均GDP变化的环境学习曲线;并以所建立的环境学习曲线为依据,分析了1992,1995,2000和2005年4个时段的环境负荷变化及SO₂的减排潜力.结果表明:经济发展水平越高的地区,万元产值SO₂排放的负荷越小,万元产值SO₂减排的潜力越小;反之,经济发展水平越低的地区,万元产值SO₂排放的负荷越大,万元产值SO₂减排的潜力越大.      

中国硫沉降数值模拟

采用致酸污染物长距离传输模型ATMOS,对我国2002年排放的SO₂所产生的S沉降分布进行了数值模拟研究.分别将模式输出的ρ(SO₂),SO₄2-湿沉降量与实际监测地面层的ρ(SO₂),降水中SO₄2-湿沉降量进行相关性分析;对我国总S沉降、地面层ρ(SO₂)分布,以及S干、湿沉降分布特点等模拟结果进行详细分析.在此基础上,得到模拟各网格的总S沉降数值,将其与相应的S沉降临界负荷值进行比较,获得95%保证率(RAINS-Asia)下我国1°×1°S沉降超临界负荷分布图.为控制我国的S沉降,对各省SO₂减排的形势进行分析,并提出具体要求.      

基于OMI数据中国大气边界层SO2空间格局

利用OMISO₂遥感数据,在常见的0.125°、0.25°、0.4°3种不同精度下进行普通克里金插值,采用归一化的方法与地基数据进行相关性比较,择优选择0.125°插值精度,分析中国区域SO₂空间分布及影响SO₂变化敏感因子.结果表明：①全国范围内存在1个五级SO₂柱量值区域和4个四级SO₂柱量值区域,在空间上呈现聚集状分布;②在我国季风区,夏季风对二、三级SO₂柱量值区域面积减少贡献显著,四、五级SO₂柱量值区域基本不受夏季风影响;非季风区,冬季风是SO₂柱量值全面升高的主要原因.③影响因子方面,季风区四、五级柱量值区域,平均相对湿度对降低SO₂柱量值更明显,干沉降是SO₂柱量值降低的主要途径;三级柱量值区域,平均气温与SO₂柱量值高度负相关,冬季采暖和随中纬度环流地面流向低纬风速扩散形成三级柱量值区域;非季风区,平均气温和随降水湿沉降是主要影响因子.     

基于压差的二氧化碳垂直采样分析技术

本研究开发了一套基于直接采样技术的二氧化碳（CO₂）垂直廓线采样分析系统,分析近地面至25km高空CO₂浓度的垂直分布.系统通过压差实现垂直方向连续采样,利用CRDS高精度分析技术对不同高度样品进行定量分析,计算得到采样区域CO₂浓度廓线.于2018年6月13~14日,在内蒙古锡林浩特国家气候观象台利用平流层探空气球平台进行了观测实验.实验室测试显示,CO₂分析准确度优于0.06×10^-6,精度优于0.08×10^-6.外场实验获得区域近地面至25km高空CO₂浓度的高分辨率垂直廓线,显示CO₂在不同高度的分层结构.考虑不同高度样品扩散作用,系统垂直分辨率在10km高度以下优于580m,在10~20km高度优于3.3km.研究表明：分析系统可搭载在合适探空平台上进行CO₂垂直观测,获取浓度廓线,可为传输模式提供数据,并为碳卫星遥感数据提供实测数据校验.     

烟气冷凝过程中雾化碱性浆滴脱硫实验研究

简要分析了雾化Ca(OH) 2 浆滴对SO2 气体的吸收过程。在竖直单管冷凝换热器内利用喷入雾化碱性浆滴,研究了影响SO2 气体吸收的主要因素,Ca S值、反应器入口SO2 浓度、雾化空气量、烟气进口温度、烟气雷诺数都会影响对SO2 气体的吸收效果。实验表明,雾化碱性浆滴强化了烟气冷凝脱硫效果。     

沈阳市浑南新区二氧化硫总量控制研究

为了实现浑南新区的规划目标,必须对新区SO2 进行总量控制。本文利用A—P值法对浑南新区SO2 的总量控制进行研究,给出了整个新区SO2 的总量控制目标及规划中的各个高架点源污染源的总量控制目标,为新区总量控制的实施提供了决策依据。     

MM5/WRF气象场模拟差异对CMAQ空气质量预报效果的影响

评估了为公共多尺度空气质量模式(CMAQ)提供气象输入场的第五代NCAR/Penn State中尺度 (MM5) 模式与天气研究和预报(WRF)模式模拟的多种气象要素的准确性;比较了2个模式提供的气象场对华北地区SO₂和NO₂源同化反演效果及其质量浓度预报的差异;分析了相对湿度和边界层高的变化对ρ(SO₂),ρ(NO₂)预报的影响及其物理机制.结果表明:WRF模式模拟的各气象要素准确性优于MM5模式,其中MM5模式对相对湿度和边界层高度的模拟值与实测值的偏差较明显,而WRF模式的模拟值与实测值较接近;相对湿度和边界层高度参数是影响CMAQ空气质量预报的关键气象要素,这2个参数的变化对ρ(SO₂)和ρ(NO₂)的预报有显著影响,因此,对2个参数的改进可显著减小预报误差;ρ(SO₂)模拟误差减小的主要原因是垂直输送和质量调整过程对ρ(SO₂)的贡献减小;而ρ(NO₂)模拟误差减小的主要原因是化学反应过程对ρ(NO₂)的贡献明显减小.      

能见度的降低与大气污染的关系

根据重庆十年能见度及气象数据和大气监测数据,作出了不同风向上能见度玫瑰图和多元回归模型.结果显示,水平能见度距离的降低,主要是空气污染引起的.     

Long-term observations of tropospheric NO2, SO2 and HCHO by MAX-DOAS in Yangtze River Delta area, China

Yangtze River Delta(YRD) area is one of the important economic zones in China. However,this area faces increasing environmental problems. In this study, we use ground-based multi-axis differential optical absorption spectroscopy(MAX-DOAS) network in Eastern China to retrieve variations of NO_2, SO_2, and formaldehyde(HCHO) in the YRD area. Three cities of YRD(Hefei, Nanjing, and Shanghai) were selected for long-term observations. This paper presents technical performance and characteristics of instruments, their distribution in YRD, and results of vertical column densities(VCDs) and profiles of NO_2, SO_2, and HCHO.Average diurnal variations of tropospheric NO_2 and SO_2 in different seasons over the three stations yielded minimum values at noon or in the early afternoon, whereas tropospheric HCHO reached the maximum during midday hours. Slight reduction of the pollutants in weekends occurred in all the three sites. In general trace gas concentrations gradually reduced from Shanghai to Hefei. Tropospheric VCDs of NO_2, SO_2, and HCHO were compared with those from Ozone Monitoring Instrument(OMI) satellite observations, resulting in R~2 of 0.606, 0.5432, and 0.5566, respectively. According to analysis of regional transports of pollutants, pollution process happened in YRD under the north wind with the pollution dissipating in the southeast wind. The feature is significant in exploring transport of tropospheric trace gas pollution in YRD, and provides basis for satellite and model validation.     

干法半干法脱硫灰升温过程中二氧化硫的逸出规律

通过改变焙烧温度、焙烧时间和通气流量等条件,研究了干法半干法脱硫灰中二氧化硫的逸出规律。结果表明:850℃~1050℃,二氧化硫的逸出量随着温度的升高而增加,大约由0.15mg/g增加到0.5mg/g;脱硫灰焙烧1h后二氧化硫逸出量比焙烧10min后增加最多为0.047mg/g,因此焙烧10min二氧化硫基本全部逸出;在通气量0.6L/min~0.9L/min的范围内,二氧化硫逸出量随着通气流量的增加而增加,不同焙烧时间时的增加量都约为0.062mg/g,然后趋于平缓,最后基本不受通气流量的影响;计算得出二氧化硫最大排放浓度为101.4mg/m3,远远低于国家标准的规定800mg/m3,因此在脱硫灰渣的再利用中不会对环境造成危害。     

国外控制SO2排放的成功经验以及对我国SO2控制的政策建议

我国的SO2排放已经成为制约国民经济健康持续发展的主要因素之一。首先回顾了“十五”期间SO2排放控制政策的实施情况,之后通过对国外SO2控制的成功经验的分析,提出了对“十一五”期间SO2控制政策的建议。一方面,国外的成功经验表明SO2减排与经济发展之间并不矛盾;另一方面,我国所面临的特殊国情和所处的特殊时期又决定了减排是一项艰巨的任务。除了最大限度地改善产业结构和能源结构,“十一五”期间我国的SO2减排政策应该更多着眼于能源效率的大幅度提高和烟气脱硫设施的普及;加大环保投资、扩大需求、促进环保产业发展必不可少。     

Reduction and characterization of bioaerosols in a wastewater treatment station via ventilation

Bioaerosols from wastewater treatment processes are a significant subgroup of atmospheric aerosols. In the present study,airborne microorganisms generated from a wastewater treatment station(WWTS) that uses an oxidation ditch process were diminished by ventilation.Conventional sampling and detection methods combined with cloning/sequencing techniques were applied to determine the groups,concentrations,size distributions,and species diversity of airborne microorganisms before and after ventilation. There were 3021 ± 537 CFU/m3 of airborne bacteria and 926 ± 132 CFU/m3 of airborne fungi present in the WWTS bioaerosol.Results showed that the ventilation reduced airborne microorganisms significantly compared to the air in the WWTS. Over 60% of airborne bacteria and airborne fungi could be reduced after4 hr of air exchange. The highest removal(92.1% for airborne bacteria and 89.1% for fungi) was achieved for 0.65–1.1 μm sized particles. The bioaerosol particles over 4.7 μm were also reduced effectively. Large particles tended to be lost by gravitational settling and small particles were generally carried away,which led to the relatively easy reduction of bioaerosol particles0.65–1.1 μm and over 4.7 μm in size. An obvious variation occurred in the structure of the bacterial communities when ventilation was applied to control the airborne microorganisms in enclosed spaces.     

H2O浓度对强电离放电等离子体脱硫影响研究

脱除SO2过程中,H2O起着重要作用,采用强电场电离、分解H2O,生成的强氧化剂OH·将SO2直接氧化成H2SO4。就H2O浓度对强电离放电脱硫的影响进行了实验研究。结果表明,H2O浓度的越高则SO2脱除率越高;改变H2O浓度可以在不同流量下取得相同的脱硫效果;也可以根据H2O浓度来控制等离子体反应时间从而提高脱硫效果;SO2脱除率最高可达100%。     

电力行业二氧化硫排放控制现状、费用及对策分析

系统地研究了国家级层面上的30多个法规、政策、规划和文件对火电厂二氧化硫排放的控制要求及存在问题,提出了现行政策还不完善之处.通过对典型石灰石-石膏湿法烟气脱硫费用的研究,提出了4个费用估算预测公式.研究表明,煤的含硫量对脱除每kg二氧化硫的费用影响最为敏感.提出清理修订现行法规及政策,加快实施二氧化硫在电力行业内的排放总量平衡和排放权交易政策,鼓励发电企业依法自主选择治理措施;出台火电厂二氧化硫治理优惠经济政策,规范脱硫产业化发展等的建议.