基于区域传输矩阵和PM2.5达标约束的大气容量计算方法

大气环境容量是环保规划中的重要参考指标.为满足PM_(2.5)的达标,在传统的容量计算方法基础上,筛选不利气象年份,结合CAMx-PSAT模式计算的区域传输结果,优化广东省各城市的大气环境容量分配,并综合分析各城市超载情况,模拟容量情景下的PM_(2.5)浓度.结果表明,在全省各地市PM_(2.5)≤35μg·m-3的约束下,广东省SO2容量约为68万t;NOx约为135万t;NH3约为46万t;PM_(2.5)约为51万t.2014年广东省SO2排放超出容量10%,NOx超出12%,NH3超出9%,一次PM_(2.5)超出20%.污染物种超载数量较多的城市有广州、佛山、中山、清远.当实现容量情景时,全省PM_(2.5)年均浓度约在30μg·m-3,各城市年均值都达到国家空气质量二级标准.     

基于系统动力学的以GDP-PM_(2.5)达标为约束的大气环境承载力模型研究——以武汉市为例

当前在环境规划编制中,存在对环境容量和环境承载力弱化分析的倾向,导致环境规划科学性和逻辑性不足。面对以PM_(2.5)为特征的复合型空气污染,传统的大气容量计算方法具有局限性。以武汉市为例,基于系统动力学建立了武汉市"经济-能源-大气环境"的系统动力学多目标规划模型,不去模拟复杂的大气传输扩散的物理化学过程,而是基于统计数据和社会、经济发展目标,建立了系统中不同变量的动态数量关系,预测了武汉市2016—2030年在3种情景下GDP、PM_(2.5)年均浓度和6种大气污染物排放量的变化趋势,并计算出以GDP-PM_(2.5)达标为约束的大气环境容量和大气环境承载力的阈值,可为制定城市大气中PM_(2.5)污染的控制措施提供科学依据,实现了对环境容量与环境-经济发展趋势的同步测算。     

基于全国城市PM2.5达标约束的大气环境容量模拟

基于第3代空气质量模型WRF-CAMx 和全国大气污染物排放清单,开发了以环境质量为约束的大气环境容量迭代算法,并以我国333个地级城市PM2.5年均浓度达到环境空气质量标准(GB3095-2012)为目标,模拟计算了全国31个省市区SO2、NOx、一次PM2.5及NH3的最大允许排放量.分析结果表明,以城市PM2.5年均浓度达标为约束,全国SO2、NOx、一次PM2.5和NH3的环境容量分别为1363.26×104,1258.48×104,619.04×104,627.71×104t.2010年全国实际SO2、NOx、一次PM2.5和NH3排放量分别超过环境容量的66%、81%、96%、52%.空气污染较严重的河南、河北、天津、安徽、山东及北京6省市4项污染物排放量均超过环境容量1倍以上,环境容量严重超载区域与PM2.5高污染地区具有显著的空间一致性.     

湛江市大气环境承载度与安全研究

研究以SO2、NOx 、PM10为承载对象,通过湛江市大气环境承载度计算和情景分析,结果表明:(1)湛江市2007年现状大气环境容量负荷较小,其中大气环境各构成要素承载度由高到低分别为NOx(0.55)＞SO2(0.43)＞ PM10 (0.21);(2)未来湛江大气污染物将呈大幅度增加趋势.远期高方案和中方案情景下NOx分别超载16 057 t/a和12 621 t/a,说明NOx将成为最主要的大气制约指标;(3)建议旨在提高湛江市大气环境承载力的工作方案中,要重点考虑如何降低NOx的排放量.     

六盘水市大气污染物变化特征及排放清单

为了分析贵州省六盘水市大气污染物浓度变化及排放清单,该文系统收集和整理2015-2018年大气污染物浓度观测资料和2015年排放清单。分析表明:2015-2018年,六盘水市环境空气优良率逐年增加,且在2018年达到98.2%。PM_(2.5)日均浓度有97 d超过国家环境空气质量二级标准(75μg/m~3)(GB 3095-2012),其中最大浓度为167μg/m~3;PM10有16 d超过二级标准(150μg/m~3);O_(3-8 h max)、NO_2、SO_2和CO日均浓度和年均浓度未超标。PM_(2.5)和PM_(10)年均浓度逐年降低,但PM_(2.5)在2015-2017年超标,浓度分别为42.6、40.7和40μg/m~3;PM10年均浓度在2016年和2017年超标,浓度分别为73.0和70.3μg/m~3。2015年六盘水市PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_x、CO和VOCs排放总量分别为5.78万t、10.89万t、16.64万t、14.23万t、37.42万t和3.32万t。化石燃料固定燃烧源是PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2、NO_x和CO的最大排放源。     

珠江三角洲大气排放源清单与时空分配模型建立

收集整理2012年珠江三角洲地区(简称“珠江三角洲”)各种大气人为源及天然源基础活动数据,以排放因子法“自下而上”为主计算多污染物排放量,并建立本地化污染物空间分配方案及基于行业排污特征的时间分配谱,构建了具备时空分布属性的区域性网格化大气源排放清单.清单结果显示,2012年珠江三角洲SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOCs和NH3排放总量分别为55.2万t、102.9万t、349.2万t、95.2万t、38.5万t、153.9万t和17.7万t. 固定燃烧源是珠江三角洲SO2和NOx的最大排放贡献源,其中电厂和锅炉分别贡献了35.0%和41.8%的SO2排放,以及28.2%和16.2%的NOx排放;VOCs的最大贡献源是过程源,其中家具制造、石油精炼、油气码头排放量总和占比为52.4%;扬尘源是颗粒物的主要来源之一,对PM2.5的排放贡献达42.3%;NH3的主要排放源为畜禽养殖和化肥施用源,两者排放量占比分别为50.7%和26.8%.珠江三角洲大气污染物空间与时间分布结果显示,高排放污染源主要集中于“东莞-广州-佛山”一带,呈半环带状结构分布;白天时段(9:00~20:00)的排放强度明显高于夜晚时段(21:00~次日8:00);夏秋季节(4~10月)的排放强度略高于冬春季节(11月~次年3月).     

海峡西岸经济区大气污染物排放清单的初步估算

以2009年为基准年,结合污染源普查数据、统计年鉴及工业活动、居民生活等多个方面对海峡西岸经济区包括SO2、NOx、PM2.5、VOCs和NH3在内的大气污染物的排放量进行了估算,建立了海西区大气污染物排放清单.结果发现,上述5类污染物基准年的排放量分别为40.67×104、55.84×104、50.57×104、152.26×104和26.18×104t.其中,SO2、NOx及PM2.5的排放主要来自电厂,占排放总量的比例分别为25.58%、34.89%和38.75%;VOCs和NH3的主要排放源分别来自植被排放和养殖业,其贡献量分别为49.12%和47.07%.采用GIS对排放清单进行网格化处理,得出SO2、NOx及PM2.5的高排放强度区域与固定源的空间分布较为一致.此外,结合国家和地方"十二五"发展规划,采用情景分析方法估算了2015年海西区大气污染物的排放清单.与基准年相比,SO2、NOx和NH3的排放量呈下降趋势,PM2.5和VOCs的排放量呈大幅度增加.基准年排放清单的不确定性分析显示,VOCs排放估算的不确定度最大,为225%.     

基于达标约束的南京市环境空气质量情景模拟

以2030年南京市6项污染物达标为约束,在2015年大气污染物排放清单基础上,利用CMAQ模型分析了PM_(2.5)对南京本地不同前体物排放的敏感性,通过情景分析预测排放清单,模拟了4种减排情景的空气质量变化,最终获得达标约束下大气污染物总量控制指标.模拟结果显示,减少一次颗粒物PPM (primary particulate matter)排放对降低大气中的PM_(2.5)浓度最为有效;在周边地区减排的基础上,本地减少PPM排放对PM_(2.5)年均浓度下降的相对贡献可达88%,其次为NH_3、NOx、SO_2与VOCs减排,其相对贡献分别为10. 3%、5. 5%、3. 2%与0. 5%;相比2015年,4种情景下南京市主要大气污染物减排比例在22%～53%,未来控制活动水平对减排SO_2、NH_3与CO较有效,而NOx和VOCs末端治理方面还有较大空间;将SO_2、NOx、PM10、PM_(2.5)、BC、OC、CO、VOCs及NH_3的排放量分别控制在2. 43×104、8. 47×10~4、9. 42×10~4、3. 74×10~4、0. 19×10~4、0. 30×10~4、26. 56×10~4、13. 08×10~4及1. 50×10~4t以内时,预计南京市6项污染指标可以达到国家环境空气质量二级标准.     

典型砖窑烟气污染物排放特征研究

应用烟气采样测试系统对5座典型轮窑进行现场采样测试,实时测量得到烟气污染物(PM2.5、SO2、NOx、CO和CO2)瞬时排放浓度,采集细颗粒物(PM2.5)和挥发性有机物(VOCs)并对其组分进行离线分析。结果表明,测试轮窑烟气中PM2.5、SO2和NOx平均排放浓度分别为(153±77)、(712±382)和(934±610)mg/m3,与《砖瓦工业大气污染物排放标准》(GB 29620-2013)中限值相比超标严重,结合产能估算得到PM2.5、SO2和NOx排放因子分别为0.05、0.31和0.31 g/kg砖;PM2.5中,水溶性离子主要为SO42-、NH4+和Ca2+,其中SO42-占阴离子的63%,NH4+和Ca2+占阳离子的30%和29%;OC/EC比值为2.0;对VOCs进行组分分析,共检测出29种组分,其中烷烃、芳香烃所占比例较大,分别为52%和35%。     

一套民用固体燃料燃烧大气污染物排放测试系统的搭建和评测

为研究民用固体燃料燃烧的大气污染物排放特征,设计了一套箱式稀释采样测试系统.相比于常用的烟罩法和烟道采样法,该系统能减小环境空气中颗粒物对测试结果的影响,同时收集了炉具泄漏的烟气,能更准确获得固体燃料燃烧的大气污染物排放水平.本文介绍了该系统的设计思路、主要结构组成和测试系统的性能评估结果.评估结果表明:进气经过滤后颗粒物浓度显著下降至约1μg·m-3,远小于燃烧过程中排放的颗粒物浓度(约100μg·m-3),有效减少环境空气中颗粒物对测试结果的干扰;使用箱式法测得PM_(2.5)、SO2和NOx排放因子结果均高于箱体敞开的对照组测试,证明箱式法收集测试了燃烧时泄漏至室内的污染物,有效减少污染物泄漏造成的误差.利用该系统测试了12种常见民用煤和3种生物质燃料燃烧PM_(2.5)、SO2、NOx等污染物排放水平,其中民用煤PM_(2.5)、SO2和NOx排放因子分别为0.23~3.40 mg·g~(-1)、0.48~6.15 mg·g~(-1)和0.16~1.09 mg·g~(-1),生物质燃料的PM_(2.5)、SO2和NOx排放因子分别为6.26~39.76 mg·g~(-1)、0.04~0.23 mg·g~(-1)和0.05~0.76 mg·g~(-1).     

区域大气环境容量紧缺度分析

采用大气环境容量紧缺度计算模型,以福建省为例,根据福建省各个地区2011—2016年的污染物排放情况,测算福建省内各个地区的SO_2、NO_x、PM_(10)环境容量紧缺度指数.结果显示:从时间尺度来看,各地区大气环境容量在个别年份出现波动,但总体上呈下降趋势.从空间尺度来看,总体上呈南高北低、东高西低的趋势.厦门、福州、泉州地区SO_2、NO_x、PM_(10)紧缺度比其它地区偏高,厦门地区SO_2、NO_x紧缺程度更为显著.其它地区大气环境容量的紧缺度相对较低,可以适当加大大气环境容量开发利用程度.     

确定大气环境承载力的烟云足迹法

本文讨论了大气承载力的定义,同时也给出了计算大气承载力的烟云足迹法的原理和计算公式,此外还给出了根据区域气象条件计算烟云足迹函数的具体算式和大气环境承载力的计算实例,烟云足迹分析法可为区域间的排污权交易提供技术基础.     

区域大气环境容量资源优化利用的博弈分析

大气环境容量是一种公共资源,合理利用和保护大气环境容量资源是大气环境改善的有效途径.从区域内各城市间的博弈行为出发,利用个人决策模型、整体决策模型、关系模型对区域内大气容量资源进行分析,揭示大气容量资源被过度使用的现象,针对城市监管不力、企业排污严重引起大气污染问题而提出帕累托改进模型,指出大气环境保护需要合作机制,联防联控.     

区域环评中大气环境容量估算的研究进展

目前,在大气环境影响评价中,区域大气环境容量的研究是实施大气污染物总量控制的前提.文章综述了大气污染物区域环境容量的主要影响因素、用于其计算的空气质量模型以及大气环境容量研究的一般步骤.现阶段应用较广泛的大气环境容量的预测模型有A-P值法模型、箱模型、线性优化模型、ADMS模型及多种模型相结合的复合模式等,通过研究分析,提出了现阶段大气环境容量研究存在的主要问题及其有效的解决途径.     

兰州市城区冬季TSP容许排放总量的估算

利用RAMS大气动力模式模拟的气象场驱动中尺度大气扩散模式HYPACT的方法,模拟出TSP的浓度分布及每个污染单元对于地面浓度的分担率,然后根据TSP的国家质量标准,用线性规划的原理与方法计算了兰州市冬季典型日条件下TSP的大气环境容量.计算结果表明,兰州市全年的主要污染物TSP的大气环境容量远小于排放量,削减率达41.99%左右(2000年12月24日),需要削减的排放量很大.     

基于WRF-Chem模拟的玉溪市大气环境容量精细估算

云南高原的清洁大气环境及其潜在变化是一个值得深入研究的大气环境问题.本文选择云南高原重要工业城市—玉溪作为研究区域,基于中尺度空气质量模式WRF-Chem,开展玉溪市的大气环境容量模拟估算.同时,以2015年冬、春、夏、秋季主要大气污染物模拟为基础,采用以我国环境空气质量标准(GB3095—2012)为约束目标的WRF-Chem模拟迭代大气环境容量算法,设置3 km的精细分辨率,计算得到2015年玉溪市一次PM_(10)、一次PM_(2.5)、SO_2、NO_x和CO的大气环境容量分别为1.284×10~4、0.854×10~4、1.917×10~4、1.796×10~4和51.556×10~4t·a~(-1).最后,研究了整个玉溪市区域和城区大气环境容量的季节变化特征,结果发现,各污染物冬季大气环境容量最小,除PM_(2.5)外的污染物均在春季大气环境容量最大.玉溪市城区剩余容量占全市的比例均在40%左右,反映了工业发展和城市化带来的大气环境的城乡差异及可能的环境变化效应.     

海洋生态环境承载力评价指标体系研究

海洋生态环境承载力是衡量海洋可持续发展的重要标志。本文在借鉴国内外区域承载力研究思路与方法的基础上,结合我国沿海各地海洋生态环境的实际状况,给出评价指标选取的原则,通过综合分析各地的社会、经济、资源与生态环境因素,构建适合我国海洋生态环境承载力评价的指标体系,为定量分析沿海地区生态环境承载力奠定基础,为海洋资源的可持续利用与管理提供技术支撑。     

大气环境建模与仿真中的公共基础技术研究

大气环境是综合自然环境(SNE)的重要组成部分.基于SNE建模与仿真的关键技术,定义了大气环境概念参考模型,提出了一种面向直升机飞行仿真的大气环境数据模型,探讨了大气环境内部模型的选取开发方法,设计了"动态数据柱"形式的大气环境信息格式,并就大气环境建模的基本流程进行了初步探讨.     

大气环境容量系数A值频率曲线拟合及其应用

在用A值法确定大气环境容量的方法研究中,给出了大气环境容量系数的理论定义、特性及其累积频率曲线的PIII型拟合,同时证明该系数亦可定义为空气自洁指数.以北京为例探讨了各重现期的大气环境容量系数在不同控制区面积、时段所对应的容量及其相应空气质量的关联.按1951~2014的气象数据计算的北京百年一遇的年均A值为4.47,而百日一遇的日均A值仅为0.23.研究结果表明大气环境容量系数的频率分析或可成为大气环境管理中的一个重要工具.     

Study on urban water environmental support capacity

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