江苏省大气污染和酸雨的现状及预测

利用南京大学发展的区域酸沉降模式，模拟了1997年和2000年江苏省大气污染物浓度和酸沉降的空间分布，根据未来的能源规划，预测了江苏省2005年和2010年的大气环境发展状况。     

“2+26”城市大气重污染下PM2.5来源解析

基于区域大气环境模拟系统RegAEMS开发了大气污染物来源解析模块APSA，以京津冀及周边"2+26"城市为研究对象，模拟2017年12月26日~2018年1月2日该地区一次PM_2.5重污染过程，对PM_2.5进行区域和行业来源解析.结果表明：本次污染持续时间长、影响范围广、污染程度重，"2+26"城市PM_2.5小时最大值为201~507μg/m³，RegAEMS可较好模拟出PM_2.5时空分布；区域来源解析表现为外围区域对"2+26"边界城市影响较大，贡献为15.3%~57.5%，"2+26"中部城市受外围区域影响较小，贡献为0.3%~8.4%，区域传输特征明显，受近地面风场影响较大；行业来源表现为区域内生活源、工业源贡献较大，分别为26.6%~45.8%、16.4%~37.8%，交通源占比13.0%~35.9%.本文研究表明RegAEMS可以实现重污染过程PM_2.5的数值模拟和来源解析，在大气污染精准管控方面具有较好应用前景.     

区域大气环境模式RegAEMS中二次气溶胶的改进模拟研究

为了提升二次气溶胶的模拟精度,在区域大气环境模式RegAEMS中加入了硫酸盐气溶胶的两种新生成机制（NO₂+SO₂化学过程和过渡金属催化氧化（TMI））以及二次有机气溶胶（SOA）生成的挥发性有机物基集（VBS）方法.模拟了2020年1月上海市两次中度污染过程,并与观测数据进行对比验证.研究发现,两次污染过程硫氧转化率（SOR）均大于0.4,PM_2.5主要组分为SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺等水溶性离子,占比为61.25%~63.85%.SOA占比为2.92%~3.0%.加入NO₂+SO₂化学过程和过渡金属催化氧化（TMI）后,硫酸盐模拟精度明显提升（相关系数（R）从0.49~0.63提升至0.58~0.67,相对标准偏差（NMB）从-35.0%~-36.5%提升至-17.3%~-14.2%）.两种化学过程在污染发展阶段平均贡献占比为23.3%~27.9%,这可能是造成污染条件下SO₄^2-浓度迅速增加的主要原因.VBS机制能够较好地模拟出SOA的变化趋势（相关系数为0.53~0.56）,由于硫酸盐和SOA生成机理的改进,RegAEMS在PM_2.5的模拟精度上有所提升（相对标准偏差（NMB）从-13.5%~-6.0%提升至-9.0%~-3.3%）.     

中国华北区域城市间污染物输送研究

通过对华北地区城市间大气污染监测资料分析发现,城市之间存在着大气污染的相互影响和输送问题,大气污染是一个区域性的环境问题。治理和改善北京地区的大气环境,需要考虑周边地区影响,并实施综合性的污染控制和治理对策。使用二维欧拉统计模式,以SO2,SO42-,PM₁₀为模拟对象,模拟其远距离输送和沉降过程。对2002年的区域空气污染状况进行了模拟,模拟区域包括了所要研究的北京市、天津市、河北省等地区。利用实测资料对模式计算结果的检验显示,二者的相关系数平均为0 55。对资料的综合分析表明,北京大气环境中20%的PM₁₀及23%左右的SO2都是来自北京周边地区。      

放射性核素大气扩散数值模拟研究综述

放射性核素大气扩散模式可以模拟放射性核素在不同尺度下的大气输送与扩散,为核电站选址、核事故应急提供科学依据.本文总结了目前广泛用于模拟核素扩散的多种模式,详细比较了各模式对放射性核素的衰变、输送和扩散、干/湿沉降和重力沉降以及辐射剂量等处理方法,总结归纳各个模式模拟的差异性.最后,对放射性核素大气扩散模式发展前景做了展望.对有针对性地提高模式模拟能力以及明确模式的发展方向具有重要的意义.     

空气质量模式发展与应用现状

模式模拟,具有空间和时间分布的连续性特征,有多种化学过程和输送模拟的试验方案可选择等优势,在研究区域大气空气质量研究领域过程中发挥着重要作用。本文系统地介绍了主要空气质量模式在大气环境科学中的重要作用、主要分类及其发展阶段。详细阐述了ISCST3、多维多箱模型、ADMS—URBAN、CAMx及CMAQ等空气质量模式的框架原理、主要特征及其在空气质量管理和规划中的应用,并指出今后模型的发展方向。     

长三角地区秸秆焚烧污染物排放清单及其在重霾污染天气模拟中的应用

根据2008年长三角地区江苏、安徽、浙江3省各地级市及上海市水稻、小麦、玉米、油菜4种农作物的年产量,结合谷草比、秸秆焚烧比例及排放因子建立了长三角地区秸秆焚烧大气污染物排放清单.结果表明：长三角地区秸秆焚烧产生的PM10、PM2.5、SO2、NOx、CO、EC、OC分别为36.8×104、14.4×104、1.5×104、9.2×104、20.8×104、2.6×104、12.2×104t.秸秆焚烧污染物排放量较大的区域主要集中在江苏中北部和安徽北部.在区域大气环境模拟系统RegAEMS中考虑秸秆焚烧源的影响,针对2008年10月底江苏一次重霾污染天气事件进行模拟,发现考虑秸秆焚烧源后模拟结果有较大的改善.秸秆焚烧可以导致区域PM10、CO浓度上升30%以上,黑碳和有机物的消光贡献明显增强.区域输送研究表明,苏中地区、外省秸秆焚烧排放源对此次重霾污染的贡献分别达到32.4%、33.3%.     

一种用箱模式与高斯模式结合计算大气环境容量的方法

根据质量守恒原理，综合考虑污染物浓度的上下不均匀分布、污染物的衰减、沉降过程、侧向扩散等诸因素，建立了大气环境容量计算模式。用高斯扩散模式确定环境容量计算模式中的有关参数。通过实例介绍了区域大气环境容量计算方法。     

复杂地形大气扩散模式在环境影响评价中的应用

基于HJ2.2-2008《环境影响评价技术导则-大气环境》对复杂地形大气扩散模式的规定,对比研究AERMOD、CALPUFF、ADMS模式在流场模拟、地形处理思路和浓度预测方法等方面的异同,系统地提出了复杂地形条件下大气环境影响评价的技术要点,结合案例分析三模式预测的区域最大落地浓度及分布的差异,进一步探讨复杂地形大气环境影响评价存在的问题及解决方案,对做好大气环境影响评价工作具有重要的指导意义。     

城市大气中臭氧浓度控制的困难与挑战——以成都市为例

研究城市化、工业化和区域经济一体化进程的不断加快,对城市大气环境的影响是当前大气环境领域研究的热点问题。在此过程中,利用空气质量模型模拟系统研究大气环境污染问题成为大气环境研究中不可缺少的组成部分。在当前空气污染复杂的形势下,针对城市大气环境中臭氧的浓度尚未有效的控制措施。研究主要利用Models-3/CMAQ空气质量模式对成都市臭氧浓度数值通过不同的控制情景进行模拟,揭示城市大气中臭氧浓度控制的困难与挑战,并尝试性提出今后的研究方向,以期为控制城市大气中臭氧浓度提供建议。     

大气环境容量理论与核算方法演变历程与展望

大气环境容量在我国一直被作为环境管控措施制订和空气质量精细化管理的重要依据,相关研究是当前的热点.通过研究大气环境容量的相关文献,结合国家、区域及城市的相关实践工作,对国内外环境容量理论和核算方法的发展特征进行了系统的总结和评述.在综述大气环境容量概念的基础上,分析了其具备的自然属性、社会属性及资源属性三重特征.结合我国大气环境问题和大气污染管理模式的演变历程,分析了大气环境容量理论和实践在引入与探索期、发展与实践期、停滞期和快速发展期等4个不同阶段的发展特点.针对我国先后出现的以煤烟型污染、酸雨型污染和复合型污染为主要特征的3种大气环境问题,分析了大气环境容量的内涵及核定思路.以A值法、线性优化法、模型模拟法为重点,总结了不同核算方法的优点和不足,发现了模型模拟法可以兼顾气象、地形等自然因素和污染源等人为因素对于大气环境容量的影响,并可以反映复杂的大气物理化学过程,更适合以PM_2.5、O₃等复合污染为约束的环境容量的核算.最后,结合环境管理的要求,建议在以下三方面加强研究:①以多种污染指标达标为约束的大气环境容量核算方法;②典型重污染时段的大气环境容量核算方法;③改进模型模拟和多目标优化耦合技术,探讨在空气质量、健康损害、生态破坏、气候变化等多种因素约束下的大气环境容量核算方法.      

区域大气污染物总量控制技术与示范研究

分析了我国的大气环境问题和特征,剖析了大气污染的成因;重点介绍了区域大气污染物总量控制技术研究中,大气污染物排放清单的编制技术,多尺度的空气质量模拟技术,基于现代控制理论的大气环境容量优化技术,基于环境容量和排放绩效的总量分配技术,多种总量监控方法,科学有效的总量控制管理机制和规则等的关键技术、技术突破、主要研究与理论创新及成果的应用与示范;紧密结合国家空气环境质量管理和大气污染控制的需要,提出了我国大气环境管理、政策和大气环境科学研究的建议.      

乌兰浩特地区大气污染成因与防治对策研究

近年来,随着乌兰浩特地区经济社会的迅速发展,空气污染日趋严重,已经影响到了经济、社会发展和市民的生活.文章阐述了大气污染对人类健康的影响,研究探讨了国内关于城市大气污染的现状,结合乌兰浩特地区大气污染的调查分析,以乌兰浩特市2008、2009、2010年大气环境质量监测数据为依据,详细研究了乌兰浩特地区大气污染的主要污染源及污染物,归纳总结特征及其变化,采用了空气污染指数（API）分析和评价了大气污染的原因.研究结果表明,乌兰浩特地区空气质量状况2009年比2008年明显好转,但PM10仍有超标现象;通过特征分析可知大气污染有逐年上升趋势,随季节变化相对明显,可吸入颗粒物、二氧化硫和二氧化氮的浓度在春冬季分别是夏秋季的0.5倍到1.5倍：采用空气污染指数（API）对乌兰浩特地区的大气污染进行评价结果表明,煤炭燃烧后的污染物是乌兰浩特市空气污染物的主要来源,同时地理环境对乌兰浩特地区空气质量有较大影响,山风产生的局地环流不利于污染物的扩散,特别是遇到静风、逆温等不利于污染物扩散的气象条件时,就会加重环境空气污染,导致污染物农度大幅度升高.造成乌兰浩特地区大气污染的原因较复杂,通过分析研究得到了主要原因是工业和能源结构不合理、冬季取暖燃煤、汽车尾气、特殊地形气候、相关政策法规不太健全及环保宣传监督工作做不到住.并针对乌兰浩特地区的实际情况提出了控制大气污染的对策措施.总之,该研究找到了乌兰浩特地区大气污染的问题,为乌兰浩特市环境污染综合治理提供了一定的参考依据.     

乌兰浩特地区大气污染成因与防治对策研究

近年来,随着乌兰浩特地区经济社会的迅速发展,空气污染日趋严重,已经影响到了经济、社会发展和市民的生活。文章阐述了大气污染对人类健康的影响,研究探讨了国内关于城市大气污染的现状,结合乌兰浩特地区大气污染的调查分析。以鸟兰浩特市2008、2009、2010年大气环境质量监测数据为依据,详细研究了乌兰浩特地区大气污染的主要污染源及污染物,归纳总结特征及其变化,采用了空气污染指数（API）分析和评价了大气污染的原因。研究结果表明,乌兰浩特地区空气质量状况2009年比2008年明显好转,但PM10仍有超标现象;通过特征分析可知大气污染有逐年上升趋势,随季节变化相对明显,可吸入颗粒物、二氧化硫和二氧化氮的浓度在春冬季分别是夏秋季的0．5倍到1．5倍;采用空气污染指数（API）对乌兰浩特地区的大气污染进行评价结果表明,煤炭燃烧后的污染物是鸟兰浩特市空气污染物的主要来源,同时地理环境对鸟兰浩特地区空气质量有较大影响,山风产生的局地环流不利于污染物的扩散,特别是遇到静风、逆温等不利于污染物扩散的气象条件时,就会加重环境空气污染,导致污染物浓度大幅度升高。造成乌兰浩特地区大气污染的原因较复杂,通过分析研究得到了主要原因是工业和能源结构不合理、冬季取暖燃煤、汽车尾气、特殊地形气候、相关政策法规不太健全及环保宣传监督工作做不到住。并针对鸟兰浩特地区的实际情况提出了控制大气污染的对策措施。总之,该研究找到了乌兰浩特地区大气污染的问题,为乌兰浩特市环境污染综合治理提供了一定的参考依据。     

基于CALPUFF大气扩散模式空气环境总量控制对策研究

本文基于CALPUFF大气扩散模式与MM5气象模拟技术,深入开发、解析污染源普查数据,通过对主要污染物源解析和环境质量实测数据拟合,分析区域污染源排放对空气环境质量的影响,研究各类污染源总量控制多种方案,最终提出与环境容量相适应的总量分配方案和相关控制对策,并为包头市中心城区环境质量达标制定控制方案,为科学利用区域大气环境容量提供技术支持。     

Long-term,consistent scenarios of emissions,deposition, and climate change in Europe

The aim of this study was to develop consistent scenarios of emissions, climate change and regional air pollution to enable an integrated analysis of the linkage between climate change and regional air pollution in Europe. An integrated modeling framework was developed for this purpose. The framework integrates state-of-the-art models and concepts from the area of climate change and regional air pollution and was supplemented by new modules (e.g. modeling long-term NH₃ emissions in Europe, modeling dispersion and transformation of air pollutants under climate change).Consistent climate and air pollution policies were derived, both driven by the desire to achieve certain environmental goals. According to an analysis of scenarios with various combinations of climate and regional air pollution policies the quantitatively most relevant interactions are the effect of climate change policies on the energy mix and the resulting air pollution emissions. In the long-term the global SO₂ emissions are expected to decrease (again), accordingly their effect on climate will be minor. Tentatively it can be concluded that for regional air pollution the development of the air pollutant emissions is more important than the effect of climate change on the dispersion and chemical transformation of air pollutants.     

An integrated assessment of regional air pollution and climate change in Europe: findings of the AIR-CLIM Project

This paper presents results of an assessment of the linkages between regional air pollution and climate change in Europe (the AIR-CLIM Project). The main research tool was an integrated modeling framework and the main product was a consistent set of long-term scenarios covering Europe between 1995 and 2100. Scenarios consisted of trends in emissions, acid deposition, nitrogen deposition and climate change. Critical loads and critical levels were used to assess the impacts of deposition to forest soils and a new analogous concept of “critical climate change” was developed to assess the impacts of climate change. Taking into consideration the limitations of the scope and models used in the study, preliminary conclusions were: (1) regional air pollution and climate change may be fairly weakly coupled in the natural environment, i.e. climate change was not found to have a large impact on the sensitivity of forest ecosystems to regional air pollution, nor on the distribution of deposition; nor did regional air pollution (in the form of sulfate aerosols) have a significant impact on climate change in Europe; (2) however, regional air pollution and climate change may be strongly coupled in the “policy” environment. It was estimated that virtually all of Europe at mid-century might be affected by either regional air pollution or climate change, or both, and this will require a strong policy response. Moreover, the indirect effects of climate policies were found to reduce the costs of controlling air pollution emissions by more than 50%, suggesting a strong potential financial linkage between policies to reduce greenhouse gas and air pollution emissions.     

区域大气环境污染光学探测技术进展

环境污染物的形成、转化、输送和演变过程具有极强的时空相关性,研究和发展能适用于多组分环境污染物的快速、实时、动态监测技术是科学研究工作者面临的重大课题.基于光谱学原理的环境监测技术,由于其具有非接触、无采样、高灵敏度、大范围快速监测等特点,是国际上环境监测技术的主要发展方向之一,并被广泛应用于环境、气象和科学研究等领域.针对京津冀地区大气重污染发生-演变-消散全过程的核心科学问题,通过建立大气污染传输通道立体观测网,开展重污染时段和重污染过程的车载走航、机载观测地基遥感和卫星遥感观测,综合运用大气环境监测网以及超级站等观测平台,获取大气污染物的光学特性、环境气象信息等演变规律,从而推动京津冀及周边地区空气质量的持续改善.光谱学技术在环境监测领域的成功应用,为区域大气和全球环境状况奠定了技术基础.