Estimation and comparison of night-time OH levels in the UK urban atmosphere using two di erent analysis methods

Night-time OH levels have been determined for UK urban surface environments using two methods, the decay and steady state approximation methods. Measurement data from the UK National Environmental Technology Centre archive for four urban sites (Bristol, Harwell, London Eltham and Edinburgh) over the time period of 1996 to 2000 have been used in this study. Three reactive alkenes, namely isoprene, 1,3-butadiene and trans-2-pentene were chosen for the calculation of OH levels by the decay method. Hourly measurements of NO, NO2, O3, CO and 20 VOCs were used to determine night-time OH level using the steady state approximation method. Our results showed that the night-time OH levels were in the range of 1 105–1 106 molecules/cm3 at these four urban sites in the UK. The application of a t-test of these analyses indicated that except Bristol, there was no significant di erence between the OH levels found from the decay and steady state approximation methods. Night-time levels of the OH radical appeared to peak in summer and spring time tracking the night-time O3 levels which also passed through a maximum at this time.     

A review of gas-phase chemical mechanisms commonly used in atmospheric chemistry modelling

The atmospheric chemical mechanism is an essential component of airshed models used for investigating the chemical behaviors and impacts of species. Since the first tropospheric chemical mechanism was proposed in the 1960s, various mechanisms including Master Chemical Mechanism (MCM), Carbon Bond Mechanism (CBM), Statewide Air Pollution Research Center (SAPRC) and Regional Atmospheric Chemistry Mechanism (RACM) have been developed for different research purposes. This work summarizes the development and applications of these mechanisms, introduces their compositions and lumping methods, and compares the ways the mechanisms treat radicals with box model simulations. CBM can reproduce urban pollution events with relatively low cost compared to SAPRC and RACM, whereas the chemical behaviors of radicals and the photochemical production of ozone are described in detail in RACM. The photolysis rates of some oxygenated compounds are low in SAPRC07, which may result in underestimation of radical levels. As an explicit chemical mechanism, MCM describes the chemical processes of primary pollutants and their oxidation products in detail. MCM can be used to investigate certain chemical processes; however, due to its large size, it is rarely used in regional model simulations. A box model case study showed that the chemical behavior of OH and HO₂ radicals and the production of ozone were well described by all mechanisms. CBM and SAPRC underestimated the radical levels for different chemical treatments, leading to low ozone production values in both cases. MCM and RACM are widely used in box model studies, while CBM and SAPRC are often selected in regional simulations.     

我国城市环境管理体制问题分析及对策研究

从环境管理体制的角度来研究城市化不可持续的问题,通过以政策过程为主线的分析认为:由于公众和媒体作用有限导致城市环境问题的辨识不足、责任界定环节中存在的各级政府以及各部门之间的职责不清、城市政策制定环节中的不科学性和不协调性以及城市政策执行和监督环节的低效等管理体制上的问题,是阻碍城市可持续发展的根源.最后针对城市环境管理体制中存在的突出问题提出政策建议,指出重点要从明确各级政府各部门的环境职责、完善城市环境决策机制、强化监督机制等方面促进城市的可持续发展.     

英国城市污水营养物（氮和磷）去除技术研究进展

欧共体“都市污水处理指令”使得英国大部分城市污水必须进行除磷脱氮处理。为此，英国水处理公司已经完成了营养物去除技术研究和开发计划。本文回顾了英国污水营养物去除的历史经验和近期的研究进展。     

城市居住区的可持续设计及其管理系统

对城市居住区可持续设计的基本内涵、原则与方法进行了论述，分析了居住区可持续设计的管理系统。认为居住区的可持续性设计和管理系统是２１世纪的住房革命，追求社会效益、经济效益和环境效益的统一，也是我国２１世纪居住区建设的发展方向。     

广州城市大气HOx化学过程初步研究

根据广州城市大气中OH自由基和其它污染物同步测量结果,计算了城市大气HO_x(OH+HO₂)化学过程中主要反应的转化速率,分析了城市大气化学过程的主要特征,并与清洁大气中的化学过程进行了对比.研究结果表明:广州城市大气中OH和HO₂总的生成速率分别约为4.5×10⁸分子/(cm³·s)和3.8×10⁸分子/(cm³·s),比清洁大气中要快得多;城市大气中的OH净生成主要来自气相HNO₂的光解,而OH的去除主要与VOCs、HCHO、NO₂和CO反应,有别于清洁大气.     

城市土地集约利用研究进展

城市土地集约利用是城市土地利用变化研究的重要内容之一。了解城市土地集约利用的机理、过程和效应,有助于优化城市土地利用空间结构,提高城市土地利用效率,缓解资源环境约束带给城市发展的压力以及促进城市可持续发展。文章从3个方面对国内外城市土地集约利用研究进行了梳理和总结:①研究尺度,包括空间尺度和时间尺度;②研究内容,包括城市土地集约利用的内涵和相关理论、集约利用评价、集约利用驱动机制、集约利用效应、集约利用途径;③研究方法,包括统计分析和计量分析方法、基于过程的动态模型方法、GIS空间分析方法和其他研究方法。最后对其未来的发展方向提出了一些建议,认为在研究尺度上,应加强多尺度、多层次、时间序列的研究;在研究内容上,应加强基础理论、机理、过程和效应的研究;在研究方法上,应加强计量分析、空间分析和动态模型应用。     

不同生态位城市用地扩张和经济发展的互动关系研究——以广东省为例

城市化过程往往具有阶段性,不同用地规模、等级或区域的城市用地扩张,具有不同的阶段性,它们与连续性经济发展之间的互动关系有显著的差别。论文以广东省21个地级及以上城市为研究对象,根据研究对象1995—2010年生态位值的变化情况,将21个城市分为4个等级,结合4种方法从不同角度对不同等级城市用地扩张和经济发展之间的关系进行研究。结果表明,研究城市扩张和经济发展关系的方法应该基于完全市场化的基本假设,而且需要应用多种方法从不同角度进行综合诊断。生态位的方法能够恰当地区分城市扩张与经济发展关系的级别,不同生态位的城市用地扩张和经济发展具有不同的关联机制。大部分高生态城市用地扩张和经济发展符合库兹涅茨曲线关系,并能用Logistic蒂模型拟合,两者之间长期均衡关系也较显著,高生态位城市以弱脱钩状态为主。高生态位城市占有较大的空间和较多的资源,市场化水平也较高,城市扩张与经济发展关系密切。大部分低生态位城市不满足库兹涅茨曲线关系,少数城市能用Logistic蒂模型拟合,两者之间长期均衡关系也不显著,低生态位城市以强脱钩状态为主。低生态位城市所占有的空间和资源都比较少,市场化水平也较低,尽管城市扩张与经济发展也有一定的关系,但表现不明显。就目前而言,大部分城市规模已接近城市扩张的上限,高生态位城市应利用管理和技术等手段,不断提高资源利用效率和集约化水平,推动经济可持续发展。低生态位城市应逐渐改变城乡土地二元结构,调整内部产业结构,实现经济的可持续发展。     

北京城市生态系统研究与进展

一、城市生态系统研究的兴起 环境问题,特别是环境污染问题的产生,是人类在追求经济发展和社会进步中缺少环境意识和知识,把自然作为商品利用,一味索取高额利润,把环境作为产品生产中的免费的废弃物堆放场,产品成本不必为此付出代价,从而造成环境危机的悲剧。     

深圳市秋季大气OH自由基总反应性测量及其构成分析

羟基自由基(·OH)总反应性(k_(OH))是大气中所有·OH反应物的浓度与其·OH反应速率常数乘积的总和,对k_(OH)的直接测量有助于识别未知的·OH反应物种及提升·OH收支分析的准确度.因此,本研究建立了一套基于激光光解-激光诱导荧光技术的k_(OH)在线测量系统(LP-LIF),利用紫外脉冲激光在流动管内光解臭氧产生·OH,采用激光诱导荧光技术实时测量其与采样进入流动管的活性气体反应而导致的·OH浓度衰减,通过对该衰减进行指数拟合得到采样气的k_(OH).经实验室测试,LP-LIF系统对k_(OH)的测量灵敏度为1.2 s~(-1),时间分辨率5 min.应用该系统对2018年秋季深圳地区的大气k_(OH)进行为期1个月的连续测量,结合同步观测的·OH反应物浓度数据发现,k_(OH)观测值在10～30 s~(-1)之间,主要来自一氧化碳(14%)、氮氧化物(26%)和一次排放的挥发性有机物(24%).此外,由未测量的·OH反应物贡献的k_(OH)平均约23%,且在夜间和早晚高峰时段贡献较高,推测其主要来自溶剂涂料、石化工业及LPG机动车排放.     

臭氧-混凝耦合工艺污水深度处理特性及其机制

针对传统混凝工艺对溶解性有机物去除效果有限的问题,本文利用臭氧-混凝耦合工艺对污水处理厂二级出水进行深度处理.与相同混凝剂投量下的预臭氧-混凝工艺和传统混凝工艺相比,该耦合工艺处理效果明显优于预臭氧-混凝工艺和传统混凝工艺的处理效果.在两种pH条件下耦合工艺对溶解性有机污染物的去除率最大,分别为37.96%和39.66%.为了进一步明确该耦合工艺去除溶解性有机物的机制,测定了两种pH和有无混凝剂Al Cl3·6H2O存在时对臭氧衰减的影响,结果表明较高的pH和有混凝剂存在时都能够加快臭氧的分解速度.同时,选择羟基自由基(·OH)的指示剂对氯苯甲酸(p-CBA)间接计算了·OH的暴露量,结果表明耦合工艺中存在涉及·OH产生的高级氧化机制,而混凝剂可以提高臭氧化工艺中·OH的产量.当混凝剂与臭氧接触后,铝系混凝剂及其水解产物将作为催化剂促进臭氧分解为氧化能力更强的·OH,强化臭氧化效果,提高溶解性有机物的去除效率.     

基于空间适宜性评价和人口承载力的贵溪市中心城区城市开发边界的划定

城市开发边界的划定能够合理引导城市空间的有序发展,控制其无序蔓延。论文以典型的资源型城市贵溪市为研究区,从空间适宜性评价、人口承载力、城市规模以及城市总体规划和土地利用总体规划（简称“两规”）衔接等方面探索有效的城市开发边界划定方法。空间适宜性评价综合考虑自然、空间可达性和生态条件,运用聚类分析法确定区域内不宜作为开发建设的生态底线区域和适宜建设开发区域的高低等级,以此确定城市开发边界的发展方向。通过灰色预测GM(1,1)模型预测研究区2020年人口总量,并基于土地资源和水资源承载力验证当地所能容纳的最大人口总量,同时确定城市规模和划定城市开发边界。以空间适宜性评价、人口承载力、城市规模预测、两规衔接和空间形态控制等方法倒逼缩减建设用地,从而划定城市发展的刚性和弹性增长边界。     

饮用水消毒中一氯胺的衰减动力学研究

对饮用水消毒过程中一氯胺的衰减过程,采用二级反应速率模型对其衰减规律进行了非线性拟合;分别考察了pH值、温度、碳酸盐、溴离子、碘离子和天然有机物(NOM)浓度等水质参数变化对一氯胺衰减速率的影响.结果表明,pH值是影响一氯胺衰减速率的重要因素,pH<7.0时尤为明显;温度和碳酸盐对一氯胺的衰减速率均有明显影响;在pH=6.60时,随着溴离子浓度的增加一氯胺的衰减加快;在pH>7.60,0.1 mg/L的溴离子浓度对一氯胺的衰减影响不明显,碘离子对一氯胺的衰减影响较相同反应条件下溴离子的影响明显.此外,一氯胺衰减动力学模拟结果表明,采用二级动力学反应模型可以较好地拟合在卤素离子(Br-I、-)共存条件下的一氯胺衰减规律,对在沿海地区饮用水消毒工艺中不同条件下氯胺消毒剂浓度预测可以提供一定的理论和技术支持.     

上海市污水处理设施问题探析

介绍了上海市污水处理设施的现状，并剖析了其存在的问题，如管网配套建设问题，有效处理问题，污水回用及设施的运行管理等。在此基础上，提出了一些有针对性的调控对策建议，以促进上海的水资源可持续利用。     

Atmospheric and kinetic studies of OH and HO2 by the FAGE technique

A new FAGE setup has recently been built at the University of Lille, France. It permits the quantification of OH and HO₂ in the atmosphere with a detection limit of 3×10⁵ molecules/(cm³·min) for OH and 1×10⁶ molecules/(cm⁵·min) for HO₂. Its coupling to a photolysis cell enables the measurement of the total reactivity of the hydroxyl radical in ambient air and kinetic studies in laboratory. Two configurations have been considered: one with the photolysis cell at 90° to the FAGE nozzle, the other on line with the FAGE nozzle. The two configurations have been tested and validated by measuring the well known rate constants of OH with CH₄, C₃H₈ and CO. The advantages and drawbacks of each configuration have been evaluated. The “on line” configuration limits losses and permits measurements over a larger reactivity range but is affected by OH formation from the laser beam striking the FAGE nozzle, thus limiting the ability to carry out energy dependence studies which can, in contrast, be successfully performed in the 90° configuration.     

长江三角洲城市旅游与城市发展协调性及影响因素

城市旅游业作为城市服务业的重要部门,是推动城市发展的后续动力。运用信息熵赋权法和TOPSIS法相结合,从经济水平、社会发展、公共交通、城市绿化、环境保护、旅游发展6个方面对长江三角洲2003年和2008年的城市旅游与城市发展的协调性进行分析,借助ArcGIS软件的空间聚类法分析了城市旅游与城市发展协调水平的空间格局及演变,最后探讨影响因素。结果表明:长江三角洲16城市的城市旅游协调水平在研究期间相对稳定,具体可被划分为4个等级,第一、二等级城市数量较少,得分显著高于第三、四等级城市。城市旅游协调水平空间上存在较大差异,北部城市得分高于南部城市,基本格局保持稳定,呈现以上海、南京、杭州三个城市为核心向外围边缘城市的空间衰减。产业发展、城市旅游发展模式、城市旅游重大项目投资、区位条件是长江三角洲城市旅游协调水平产生空间分化的主要影响因素,可制定以城市旅游发展为手段的方式推动城市发展,促进区域均衡发展。     

两种管理科学方法在城市化SEA中的应用

城市化和城市发展已经成为世界关注的焦点。正确看待城市化SEA，并将管理科学中的方法结合，从定性到定量综合集成(meta—synthesis)引入城市化SEA进行初步探讨。     

宁波市大气挥发性有机物污染特征及关键活性组分

于2010年冬、春、秋三季,在宁波市3个采样点(市区、镇海站、北仑站)进行大气VOCs(挥发性有机物)样品的采集与分析,并对36种大气VOCs组分进行测量,分析宁波市大气VOCs组分组成及其时空分布特征. 用各组分的·OH反应速率表征其化学反应活性,以识别宁波市大气VOCs的关键活性组分. 结果表明:宁波市ρ(VOCs)(36种大气VOCs组分的平均质量浓度)在3个季节的平均值为198.2 μg/m3,主要成分为烷烃(48.6%)、芳香烃(33.6%)、烯烃(17.8%). ρ(VOCs)的季节变化表现为冬季(298.5 μg/m3)>秋季(174.1 μg/m3)>春季(122.0 μg/m3),空间上表现为市区(161.3 μg/m3)<镇海(225.0 μg/m3)<北仑(208.2 μg/m3). 宁波市大气VOCs的化学组成相对稳定,·OH平均反应速率常数和乙烯相当,总化学反应活性较强;对化学反应活性贡献最大的是烯烃,其体积混合比约占VOCs体积混合比的22%,但对VOCs化学反应活性的贡献达64%以上;关键活性组分为1-丁烯、反-2-丁烯、间,对-二甲苯、乙烯和戊烯.      

Meteorologically adjusted ozone trends in urban areas: A probabilistic approach

A method has been developed that explicitly accounts for the effect of meteorological fluctuations on the annual distribution of ground-level ozone in urban areas. The model includes a trend component that adjusts the annual rate of change in ozone for concurrent impacts of meteorological conditions, including surface temperature and wind speed. The model was applied using available data from 43 urban areas throughout the U.S.A. where ozone levels frequently exceed the National Ambient Air Quality Standard. The results suggest that meteorologically adjusted upper percentiles of the distribution of daily maximum 1-h ozone are decreasing in most urban areas over the period from 1981 to 1991. The median rate of change was −1.1% per year indicating that ozone levels have decreased approximately 11% over this time period. Trends estimated by ignoring the meteorological component appear to underestimate the rate of improvement in ozone primarily because of the uneven year-to-year distribution of meteorological conditions favorable to ozone.