大气污染光学遥感技术及发展趋势

空气质量和气候变化是影响人类生存环境的两大主要因素,它们与大气构成变化密切相关,因此,必须对影响人类生存和决定对流层成分的大气过程进行监测。随着监测技术的发展,大气环境监测方法从常规的监测体系向理化、遥测、应急等多种监测分析方法相结合的综合监测技术方向发展。基于激光/光谱的大气污染监测技术以光学探测和光谱数据解析为核心,探测大气痕量气体和颗粒物的时空分布特征和输送规律,并逐渐运用于球载、无人机、卫星等区域动态遥测,可为中国大气灰霾形成的关键影响因素识别提供技术支持。     

唐山市钢铁行业大气污染物排放清单建立

以唐山市钢铁企业为研究对象,在收集已有排放源数据的基础上,基于排放因子和活动水平数据采用排放因子法估算了唐山市钢铁企业多个大气污染物的排放量,得到了符合空气质量模型要求的污染源输入数据,建立钢铁行业和主要防控因子污染源数据库。结合唐山市各县区的环境空气质量状况,利用GIS技术,将不同污染因子的排放进行空间分布,最终形成准确完善的多尺度、高时空分辨率大气污染源排放清单。研究介绍了符合中国特色的区域高分辨率大气排放源清单建立的方法体系,为京津冀地区区域大气污染联防联控及2020年大气污染物区域削减计划工作提供数据支撑。     

中国中东部一次大范围重污染过程特征分析

采用嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)模拟与气象、污染物观测资料相结合的方式,分析了2016年12月影响中国中东部地区的一次重污染过程中PM_(2.5)时空分布特征及来源成因。结果表明,重污染过程中PM_(2.5)具有较明显的时空变化规律,污染呈现一定程度的区域性分布特点,不同地理位置条件下,污染物浓度的累积和传输方式表现出不同的特征,细颗粒物快速二次生成及不利扩散条件下的持续积累可能是此次污染过程的主要原因,不利于污染物扩散的高低空天气形势的配合抑制了污染物的快速消散,为大气污染的形成及维持提供了稳定的大气环境背景,形成了此次污染过程污染浓度高、影响范围大的态势。     

以环境保护优化经济增长加快推进历史性转变进程努力开创我省环境保护工作新局面——省环保局副局长王新中在2007年全省环保工作会上的工作报告（摘要）

一、2007年工作安排 1．1加大污染防治力度，努力解决关系人民切身利益的突出环境问题 一是切实做好兰州市大气污染防治工作。落实好《兰州市实施大气污染防治法办法》，通过建立科学决策、长效管理、清洁能源推广激励、市场运作、项目推动和科技支撑等六个机制，全面完成兰州市“123”清洁能源改造计划。通过3～5年的努力，使兰州市大气环境质量二级和好于二级的天数稳定在全年的70％以上。二是加大黄河甘肃段水污染治理力度。根据《关于加强黄河甘肃段水污染防治工作的意见以加快完成白银公司铜冶炼硫酸系统污染治理工程、新西部维尼纶废水治理工程等一批重点污染源治理项目的建设，通过提高城镇污水处理厂的运行效率，进一步改善黄河甘肃段水环境质量和完成水环境化学需氧量削减任务。三是加强二氧化硫控制区等重点区域大气污染防治。实施以燃煤污染防治、烟控区建设、机动车污染防治和饮食油烟污染控制为主的综合整治措施，加大工业企业二氧化硫综合利用和治理力度，努力完成二氧化硫削减计划和二氧化硫污染防治工作。     

南京及周边区域亚青期间大气监控预警走航观测研究

2013年8月,为了解亚青会期间南京及周边地区大气污染物的来源、时空分布和输送规律,江苏省环境监测中心联合中科院大气物理所等15家单位,开展了为期一个月的夏季联合观测,监测区域覆盖江苏沿江8市以及安徽部分地区。该次联合观测,江苏首次利用空气质量数值预报模式指导开展走航观测,实现了动静、水平与垂直相结合的立体式巡航观测,并初步揭示了现阶段江苏省大气污染主要特征,观测结果直接服务于亚青空气质量会商,为保障南京市空气质量提供技术支撑,同时为2014青奥会空气质量保障积累经验。     

某化工园区地下水污染迁移及控制数值模拟研究

某化工园区潜水中氟化物超标,为控制受污染地下水扩散,沿下游河堤修建防渗帷幕。通过分析研究区水文地质条件,应用FEFLOW 7.0建立地下水数值模型,预测防渗帷幕修建前后受污染地下水迁移情况,并评估防渗帷幕污染控制效果。结果表明：化工园区受污染地下水在以粉砂、粉细砂等岩性为主的潜水含水层中迁移速度快,第200天时污染物对源强附近及下游大片范围地下水造成污染;在污染源下游沿堤修建防渗帷幕短期虽可有效阻断污染物持续迁移,但会导致污染物在帷幕前端聚集,一段时间后地下水污染羽会绕过防渗帷幕发生渗流污染,须配合其他治理措施综合控制地下水污染。     

烟尘由浓度控制向总量控制的初步探讨

煤烟型污染是我国我省也是我市大气污染的重要因素。控制烟尘污染源的排放浓度，虽对减轻污染，促进治理起了很大作用，但不能防止污染点源密集、大气环境容量严重超出的地区不可避免造成污染负荷增加；不能促使大气环境质量有明显改善。本文对日照市城区的烟尘污染源排放由浓度控制向总量控制过渡进行初步探讨。     

基于激光雷达走航车的大气污染物探测技术及其应用

大气气溶胶对人体健康环境和全球气候都有一定的影响,是大气污染的主要来源。为了提升空气质量,大气污染防治刻不容缓。把气溶胶探测激光雷达和测风激光雷达集成在车辆上,进行走航和扫描探测可获得立体的大气气溶胶时空变化状态图。以合肥和芜湖等地大气气溶胶探测为例,基于激光雷达走航车的探测数据,获得大气气溶胶消光系数时空分布图,搜寻污染物排放源和估算颗粒物的PM_2.5输送通量。由此可知,激光雷达走航式探测技术是获得大气污染立体图像便捷的、有效的方法,可为大气污染防治提供精准的科学依据,具有重要的应用价值。     

大气污染防治指挥中心指挥调度机制在昌吉州环境保护工作中的应用及研究

大气指挥中心结合网格化监管是近年来大气污染防治主要的治理手段,昌吉州为实现污染防治从监测、监管到治理的转变,于2018年底开始组建大气污染防治指挥中心,建立"三级网格、四级管理"的运行机制,州县二级指挥中心相互配合、协调推进大气污染防治工作,有效治理扬尘污染、交通污染等主要环境污染问题,开展重污染应急管控,为打赢自治区、全州蓝天保卫战提供有力的技术支撑。本文对大气污染防治指挥中心指挥调度机制在昌吉州环境保护工作中的应用进行了总结,为今后开展大气污染防治工作提供一定的借鉴。     

中国大气超级站发展与展望：基于问卷调研的统计研究

大气环境综合观测研究站(简称大气超级站)是开展大气环境污染综合立体观测、进行大气重污染过程污染特征动态表征、深入分析大气污染成因的重要平台。了解中国当前不同地区大气超级站的建设和应用现状、存在的问题及发展需求,有利于科学指导和规范中国大气超级站的设计、建设、运维和应用,提高其在大气重污染过程应急管控和空气质量改善中的技术支撑能力。研究通过对国内60余个大气超级站进行问卷调研,综述了中国目前大气超级站的现状,并基于统计分析结果,对中国大气超级站发展提出建议。     

对比分析法在环境空气质量预报业务中的应用

通过分析京津冀及周边区域环境空气质量预报的实际案例,从实时监测、污染源、大气条件以及数值预报模拟4个方面阐述了对比分析法在空气质量预报业务中的应用,帮助预报员比较类似污染源排放条件下的大气条件变化或者类似大气条件下的污染源变化,以便进一步开展量化分析。研究结果显示:利用时间同比、空间比较和大气条件对比的分析方法,能够判断在类似污染源排放和相似大气条件下,主要污染物的浓度水平、重污染发生、影响范围、持续时间、严重程度等污染特征以及污染物的水平传输影响等;采用污染源变化对比分析法,能够获得在类似大气条件下,污染源排放的减少或剧增对主要污染物浓度水平的影响程度;通过数值预报模式结果对比分析,能够获得在类似的污染源排放条件下,大气环流形势的稳定程度和变化情况,从而判断其对污染物浓度水平的影响。对比分析法是开展京津冀及周边区域环境空气质量预报业务中的重要环节,有利于持续提高空气质量预报的准确率,供全国空气质量预报员开展辖区空气质量预报时参考。     

Multi-objective optimization of air quality monitoring

A new method for multi-objective optimization of air quality monitoring systems based on satellite remote sensing of the troposphere is described in this work. The technique uses atmospheric turbidity as surrogate for air pollution loading. Through inverse chemical modeling and ancillary information the respective patterns of primary gaseous and particle pollutants are inferred. The optimization algorithm uses the resulting maps of ambient air pollution as input. It focuses on the gain of information with regard to human exposure to high pollution, potential impact on cultural heritage, compliance to ambient air quality standards, monitoring key point and area source emissions, as well as on the associated cost. Application of the method in Brescia, Italy showed its significant potential for improving the cost-effectiveness of air quality monitoring networks at the urban and regional scales.     

支撑京津冀区域大气污染联防联控的大气监测体系构建

京津冀区域已成为全国大气污染最严重的地区之一,并且呈现出明显的区域性污染特征,加强区域间的环境合作,实施区域联防联控是解决京津冀区域大气污染问题的有效手段。对照《生态环境监测网络建设方案》的要求,目前京津冀区域大气监测体系还存在着监测网络不健全、监测项目覆盖不全面、监测新技术应用不足、质控体系不完善、信息产品供给与公众需求有差距等问题,与京津冀区域大气污染联防联控的要求不相适应。为全面提升京津冀区域大气监测体系对区域联防联控的技术支撑能力,亟需进一步完善京津冀区域的监测网络,增设传输研究、污染监控等特殊监测点位;逐步拓展监测项目,开展颗粒物化学组分和O_3前体物监测;加快遥感监测等立体监测技术在大气监测中的应用,全面分析污染物时空分布特征与传输规律;加强空气质量预报预警能力建设,为重污染天气应对提供技术支持;规范监测事权上收后的全过程质控体系,建立颗粒物标准方法比对和O_3量值传递质控机制;构建环境监测大数据平台,加强数据分析应用与信息公开。     

大气污染物指纹系统构建及在污染溯源中的应用

基于污染物检测特征信息结合区域产业结构、企业布局等信息构建了大气污染物指纹系统,通过污染物检测特征信息构建的第一级指纹数据库实现了对大气特征污染物的识别和污染物应急处置措施的推送;通过污染源行业及其排放的特征污染物信息构建的第二级指纹数据库实现了产排污行业的溯源;通过企业及其产排污信息,结合气象条件构建的第三级指纹数据库实现了对产排污企业的溯源。基于大气污染物指纹数据库的污染溯源技术为突发环境污染事故中污染物质的识别和污染源的追踪提供了新途径。实际应用验证表明,大气污染物指纹系统污染溯源响应快速、识别精准,实现了大气污染物从监测、溯源到应急处置的全过程无缝衔接。     

哈大绥城市“十三五”期间大气环境容量分析

根据2016—2020年哈尔滨市、大庆市、绥化市(以下称哈大绥)国控环境空气自动监测站的SO₂、NO₂、PM_2.5监测资料,统计年鉴中行政区划、污染物排放及气象等监测数据,分析哈大绥区域环境空气质量的变化趋势和测算因子,采用A值法核定了哈大绥区域SO₂、NO₂、PM_2.5的大气环境容量。结果表明:哈大绥SO₂、NO₂、PM_2.5 3项污染物采暖季的大气环境容量均呈逐年递增趋势。通过计算环境承载能力发现,哈大绥SO₂、NO₂、PM_2.5 3项污染物在非采暖季均具有高承载能力,哈大绥非采暖季环境容量高于采暖季。哈尔滨的个别污染物仍然处于临界超载状态,为减少重污染天气,应进一步削减采暖季污染物排放量。     

淄博化工园区大气有机污染应急监测与管理对策

针对工业聚集区内多种恶臭混杂的情况，以淄博化工园区为例，研究了大气有机污染突发事件中有机物的应急监测方法，并提出了治理对策。利用便携式气相色谱-质谱联用仪，对重点企业事先监测，掌握各企业特征污染物，作为应急监测查找污染源头的依据；现场分析受污染空气中的化合物组成及浓度，通过查询、比对各企业特征污染物，确认责任排污企业。提出了末端监测处罚治理与对重点污染企业推行清洁生产相结合，应急监测与有机污染物在线监测相结合，建立企业污染源特征组分数据库，加强企业无组织排放监测与监管等治理大气有机污染的建议。     

MEG法在典型高原山地工业园区有机污染评价中的应用研究

对环境空气质量的客观评价能真实反映环境管理成效。复杂的大气污染形势和评价体系的不完善对环境空气质量评价工作提出了新的要求。就目前国内外环境质量标准不健全、评价体系不完善等主要问题进行了简要探析,探讨了MEG法在典型高原山地工业园区有机污染物综合评价中的应用,针对MEG法为核心建立的评价体系得到了单点位主要污染因子,找出了不同点位污染程度,对国内当下环境空气质量评价现状,提出了意见和建议。     

工业区恶臭污染自动监控体系设计

选取典型工业区,汇总了恶臭污染的突发性、排放不规律、夜间高值显著等特征,分析了由化学特性、物质种类和监控要求等带来的恶臭污染监测难点。根据信访投诉、地理特点和大气扩散规律,提出构建工业区恶臭污染自动监控体系。在恶臭污染排放特征分析基础上,筛选优控污染物,优选适用在线监测技术,建设边界监控为主、园区监测为辅的专业化、自动化大气特征污染监测系统,通过统一联网和平台,统一质控和规范,建立预警监测信息平台。在实际构建与应用的过程中,探索了分级管理、多方合作的运行机制,为工业区恶臭污染分析评估、污染溯源和控制提供了技术支持。     

大气超级站网建设及在江苏区域的集成应用实践

当前全球大气环境问题趋于复杂化,区域性灰霾、酸雨和以臭氧、二次有机气溶胶生成为主的光化学污染问题成为大气环境保护领域关注的重点、热点问题。江苏省大气污染由过去单一的煤烟型污染逐步转变为多种污染物、多种作用机制同时存在且相互影响的复合型污染,成为影响广大人民群众身体健康和生态文明发展的重要因素。笔者对欧美和中国关于大气超级站网设计和建设进行了简要评述和比较分析,提出适合江苏省环境监测体系现状的大气复合型超级站网建设、区域数据综合集成及应用发展等方面的建设理论。