基于数据挖掘算法和数值模拟技术的大气污染减排效果评估

近年来,京津冀地区采取了大量污染减排措施进行大气污染治理,如何客观评估减排效果是目前大气环境领域的研究难点.为准确评估大气污染过程的减排效果,本文利用北京地区常规气象资料、国控站PM_(2.5)浓度资料,遴选了北京地区2018年3月11—14日和2013年3月14—17日两次空气污染过程,计算了大气容量系数、静稳指数,并利用KNN数据挖掘算法和WRF-Chem模式,对比分析了有无减排条件下的PM_(2.5)日均浓度.结果表明:两次空气污染过程的天气形势和局地气象条件较相似,就大气热力和动力的垂直结构来看,2018年空气污染过程比2013年空气污染过程的大气稳定性更强、边界层高度更低、环境容量更小,但PM_(2.5)峰值浓度却显著下降,平均浓度明显降低,PM_(2.5)小时浓度的增长趋势相对平缓,重污染持续时间缩短.KNN数据挖掘算法减排评估结果显示,该方法能够较好地预测PM_(2.5)日均浓度的变化趋势,2018年3月11—14日,在减排和不减排情景下PM_(2.5)日均值分别为171和229μg·m~(-3),减排使得污染过程PM_(2.5)平均浓度下降了25.3%.数值模拟结果与KNN数据分析结论吻合,进一步验证了减排措施的有效性.综合看来,2018年空气污染过程中PM_(2.5)浓度相比历史相似气象条件下的污染过程显著降低,这是长期大力度减排效果的体现.     

大气污染物总量减排与空气质量的分析与对策研究——以苏州市高新区为例

利用2009年-2013年污染物大气的总量减排数据、大气污染物排放量和同期环境空气质量监测数据,采用大气污染综合指数法分析了苏州高新区的污染物总量减排、大气污染物排放量与空气质量的关系.认为大气环境主要污染因子为PM10、SO2和NO3,燃煤为SO2主要来源,机动车是NOx的重要来源.为预防与治理污染,应不断提高新生产机动车排放标准,推进车用油品升级,加强环保检验、工业企业大气污染治理和扬尘治理,完善公共交通体系,发展循环经济,推广清洁生产.     

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.     

上海市嘉定区大气颗粒物网格化监测

目的深入研究大气网格化监测的实际应用。方法利用2017—2018年上海市嘉定区大气网格化监测数据,对嘉定区颗粒物浓度变化趋势进行分析,同时结合颗粒物激光雷达扫描数据,对颗粒物污染过程进行解析。结果颗粒物污染浓度水平较高的区域主要集中在嘉定北部地区。2017年PM10和PM2.5浓度均表现出冬季>春季>夏季>秋季的趋势。在东北偏北风向条件下,发生区域传输污染时,污染较重区域集中在嘉定的东部和中部;在风速较小的静稳条件下,企业夜间排放的大量废气极易对周边区域空气质量产生影响,夜间到次日凌晨浓度值不断升高,次日凌晨5时45分的PM2.5的浓度值为前一日20时浓度值的3.1倍。结论大气网格化监测的实施及配套大气减排监管工作开展,使嘉定区环境质量改善明显。     

炼化行业PM2．5污染源分析与防治

PM2.5成因表明,其一次和二次污染源几乎覆盖了炼化行业的全部主要大气污染源。国家PM2.5污染防治政策和相关要求,连同污染物排放达标升级、污染减排约束性要求,为炼化行业大气污染防控工作带来了新的更高的挑战。     

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。     

深圳空气质量率先达标 实现蓝天、低碳和经济的多赢

正在3月23日举办的"深圳市PM2.5浓度率先达到世卫组织第二阶段标准措施研讨会"上,深圳市提出到2020年,力争大气各项污染物浓度全面达到世卫组织空气质量准则的第二阶段过渡目标值(PM2.5年均浓度达到25微克/立方米)。治霾"组合拳"终现"深圳蓝"通过产业结构和能源结构调整,配合积极的大气污染防治措施,在保持经济快速增长的同时(2015年增速8.9%),深圳市已连续两年空气质量达到我国环     

空气重污染应急措施对北京市PM2.5的削减效果评估

利用嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS)模拟了2013年1月10~14日一次典型的大气严重污染过程,并利用同期气象和污染物浓度的小时观测数据验证了NAQPMS的模拟结果.敏感性试验结果表明,在重污染期间,当仅实施《北京市空气重污染应急预案(试行)》一级预警中机动车单双号限行措施时,可削减北京PM2.5小时平均浓度4%~10%;当仅实施工业限产减排30%的措施时,可削减北京PM2.5小时平均浓度1%~6%;当同时实施机动车单双号限行和工业限产减排30%的措施时,可削减北京平均PM2.5小时平均浓度6%~12%,并且PM2.5小时浓度与削减率的变化趋势呈反相关,即该措施对污染较轻时段PM2.5浓度削减率高于污染峰值时段;若京津冀地区两市一省同时实施机动车单双号限行和工业限产减排30%的措施时,可削减重污染期间北京小时平均PM2.5浓度20%~35%,且污染严重的区域和时段削减效果更加显著,空气质量可提升一个等级.研究结果表明,当北京发生重污染时,仅靠北京本地限排限产并不能有效减轻PM2.5浓度,若要有效控制北京重污染,应根据污染物区域输送特征,京津冀地区实施大气污染联防联控.     

北京市PM_(2.5)的研究进展

PM2.5是指大气中动力学直径≤2.5μm的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。北京的大气污染是我国在快速发展过程中出现的典型的城市大气环境问题的代表,具有明显的烟煤型污染与光化学污染相结合的复合型污染特征,北京市PM2.5的污染已经相当严重。为了进一步研究北京市PM2.5的特性,对北京市PM2.5的污染特征、化学组成、源解析方面进行探讨,并提出了相应的防治对策。     

牡丹江市大气中PM10、PM2.5的污染特征及相关性研究

牡丹江市位于黑龙江省的东南部,是整个东北地区重要的区域中心城市和黑龙江省的重要开放门户.近年来,随着社会经济的发展所带来的污染及公众对环境问题的日益关注,大气环境治理工作已经迫在眉睫.通过采用颗粒物自动监测仪对2016年牡丹江市代表性的环境空气监测点位监测数据分析,研究牡丹江市区全年和各个季度PM10和PM2.5浓度的趋势变化等,得出牡丹江市区大气中PM10、PM2.5的浓度水平、季节变化特征和相关性关系以及大气污染治理方向的建议,从而为有效的空气污染控制和治理提供可靠的科学依据和技术支持.     

龙华新区灰霾污染特征研究

根据龙华新区2个空气监测站2012年监测数据、气象数据以及不同污染源的排放数据,分析龙华新区空气质量现状,灰霾日数与PM2.5和PM10的相关性,并通过AERMOD模型着重探讨PM2.5和PM10的污染特征,计算不同污染源对PM2.5和PM10浓度的贡献率。结果表明,灰霾日数和PM2.5、PM10浓度均表现为明显的季节性变化,变化趋势较为一致,且灰霾日数与PM2.5的相关性较PM10更显著。龙华新区PM2.5和PM10主要来自本地源,其中PM2.5的主要来源为机动车尾气和道路扬尘,而PM10的主要来源为施工项目和裸地。     

城区 PM2．5污染成因及防治对策研究

近年来,PM2．5污染形势日趋严峻,不仅对人们的身体健康产生威胁,而且给社会经济发展带来负面影响。通过对昌平区大气污染源排放现状的调查研究,分析了昌平区PM2．5污染的成因,并提出了针对性对策,以期达到明显改善昌平区大气环境质量的目的。     

廊坊市大气环境质量与环境容量研究

根据廊坊市2003～2008年空气监测数据,采用灰色模型GM(1,1)对该市大气环境质量主导因子PM10、SO2和NO2进行模拟预测,采用宏观总量控制A值法对理想大气容量进行计算分析,最终建议在工业污染源、生活污染源、交通污染源和建筑扬尘污染源4个方面采取必要措施保护廊坊市的大气环境。     

上海宝山区PM_(2.5)特征研究与源解析研究

利用2011年8月-2012年7月环保局(对照点)和钢研所(工业区)两个监测点的PM2.5的24小时连续监测数据,分析了上海市宝山区大气中PM2.5的浓度时空变化特征。并以四次灰霾事件为例解析了灰霾期间大气颗粒水溶性离子特征,以及灰霾期间PM2.5源特征。PM2.5中水溶性无机离子是以二次离子为主,因此,二次离子的污染水平可反映PM2.5的污染程度,是主要影响灰霾天气产生的物质。灰霾期间大气条件有利于二次离子的大量形成,更进一步加重大气细粒子的污染。而且,宝山地区大气细粒子污染具有受本地流动源和固定源双重排放控制的特征。     

2014年10月上旬北京市大气重污染分析

使用垂直观测、地面观测和PM2.5化学组分观测等手段,对2014年10月上旬北京市一次重污染过程进行分析.结果表明,本次大气重污染发生时北京市近地面后散射激光强度变强,气溶胶消光系数升高,说明污染物在近地面层积累.重污染期间气象要素特征为:风场弱,湿度大,地面受弱气压场控制.从PM2.5浓度变化趋势来看,这次重污染过程大体分为四个阶段:“两个台阶”型的浓度爬升阶段(P1和P2)、高浓度维持阶段(P3)和迅速清除阶段(P4).结合地面观测、遥感反演和PM2.5组分分析可发现,区域传输是导致本次重污染的诱因,其中秸秆焚烧是影响因素之一,随后区域传输和本地污染物排放共同维持并加重了重污染过程.大气氧化剂OX与PM2.5浓度、二次离子浓度均表现出显著正相关性,表明较强的大气氧化性能促进PM2.5浓度增长.     

基于因子分析法的生态环境综合承载力分析

随着人口增长和经济的快速发展,菏泽市经济、社会、资源与环境之间矛盾日益突出。基于生态安全现状、环境质量现状和资源利用现状等几个方面建立评价指标体系,应用因子分析法对2005-2011年菏泽市生态环境综合承载力进行了分析,结果显示近年来菏泽市生态环境综合承载力逐年好转,但总体形势尚不乐观。主要限制因子为城镇生活污水排放量、大气环境PM10排放浓度、SO2年排放量、农用化肥使用量、地膜覆盖面积以及水资源利用效率等。     

大气例行点位常规监测污染物的相关性分析及防控措施研究

根据济南市历下区5个大气例行监测点位2015年上半年PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3逐小时浓度的监测数据,通过SPSS软件对各项污染物的相关性进行分析得出:CO与PM2.5、PM10、SO2、NO2强相关性出现次数最多,表明CO排放源是引起颗粒物污染的主要原因之一.对监测点位周边2 km范围内机动车尾气和餐饮燃煤两项污染源进行排放量估算得出:机动车尾气CO、NOx、PM2.5和PM10年排放量分别为388.18吨、111.18吨、4.35吨和4.72吨;餐饮燃煤CO、SO2、NOx年排放量分别为36.0吨、24.0吨和9.6吨.因此,控制CO排放源对改善济南市大气环境质量至关重要.     

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.