珠江三角洲土地利用变化对特征大气污染物扩散的影响

在珠江三角洲两种下垫面条件下,应用CALPUFF大气污染扩散模式,对特征污染物SO2、SO42-的扩散进行数值模拟,探讨大规模土地利用变化,尤其是城镇建设用地增加,对珠江三角洲地区大气污染物扩散的影响,并通过对4个典型区污染物月均质量浓度变化特征分析,揭示土地利用变化对不同地区的污染物分布的影响机制。模拟结果表明：土地利用变化,尤其是城镇建设用地增加,不利于污染物扩散,污染源下风方向地区受影响较大,污染物质量浓度明显升高,SO2和 SO42-年均质量浓度分别增加14.07%和3.31%;受影响范围、变化幅度与污染源排污强度呈正相关,变化幅度亦与污染源距离远近呈负相关。土地利用变化后,尤其是城镇建设用地增加,四个典型区 SO2月均质量浓度都表现为升高趋势,且冬季 SO2质量浓度升高幅度最大,夏季升高幅度最小,临近污染源密集区的两个典型区SO2月均质量浓度分别增加33.6%和26.3%。土地利用变化不仅改变局地的污染扩散,也会对区域的污染扩散有一定影响,尤其对污染源分布密集区的大气污染物扩散影响强度最大。因此,建议人类在城市化建设过程中尽可能保留自然斑块,消除人工下垫面对污染物扩散的负面影响。     

不同排放高度的污染源对城市大气污染的贡献分析

将沈阳市的大气污染排放源按其排放高度分成3类:(1)烟囱高度<35m;(2)35m≤烟囱高度≤55m;(3)烟囱高度>55m。并分别计算了不同类别高度的污染源对沈阳市各监测点的浓度贡献,通过计算得知,沈阳市35m以下的污染源SO2的排放量占全市总排放量的16.5%,而造成的地面浓度却占45.8%,其贡献率接近一半;烟囱高度在35～55m之间的污染源排放量占全市总排放量的14.7%,造成的地面浓度占33.7%,;55m以上的污染源SO2的排放量占全市总排放量的68.8%,而造成的地面浓度只占20.5%。     

北京城市大气污染源的暴露效率研究

为了精确地估算产业部门不同类别与特征的大气污染源对指定区域的污染强度 ,采用暴露效率概念及其研究方法。以北京城区为例 ,应用大气污染扩散模型ISCST3,由污染排放数据、全年逐时气象数据以及市区人口分布 ,求得 1999年各污染源对北京市区SO2 ,PM10 ,NOx 等污染物浓度的贡献率和北京城区居民的暴露效率。研究表明 ,不同行业污染源导致SO2 暴露效率在 2× 10 -6～ 2 0× 10 -6之间 ,PM10 、NOx 暴露效率在 2× 10 -6～ 5 0× 10 -6之间。采暖 ,交通等行业部门的污染源产生的暴露效率较大 ,而污染物排放量较大的污染源 (电厂 ) ,由于远离人口密集区并且排放高度较高 ,因此暴露效率较小。     

城市近地层气态污染物的垂直分布特征

为研究大气污染物在近地层内的垂直分布规律,2009年2月10—25日利用被动采样器在北京325 m气象铁塔10个高度(8、15、47、80、120、160、200、240、280、320 m)对SO_2、NO_2、O_3、NH_3和苯系物(苯benzene、甲苯toluene、乙苯ethylbenzene和二甲苯xylene)共8种大气污染物浓度进行了同步观测.结果表明,北京城区冬季污染物浓度具有明显的垂直变化特征,污染物浓度从近地面开始逐渐上升,在80—160 m以内的某一高度到达峰值后逐渐下降;200—300 m范围内,大气污染物浓度的垂直变化幅度相对较小,浓度值与地面接近;200 m以下各种污染物浓度的变化比较剧烈,浓度极大值出现的高度有所不同,O_3、SO_2和NH_3极大值位于160 m,苯和NO_2极大值出现在120 m,甲苯、乙苯和二甲苯极大值在80 m处.污染物在不同高度富集可能与污染源排放高度、城市冠层的热动力作用和气象因素有关,区分这些因素的各自贡献尚需进一步研究.     

天津团泊洼地区SO_2和NO_2传输轨迹及来源识别

为研究天津清洁站点团泊洼不同季节大气污染物的污染特征和可能来源区域,利用HYSPLIT模型和全球资料同化系统(GDAS)气象数据,采取聚类方法对2012年12月—2013年11月期间抵达天津团泊洼的气团轨迹进行模拟并按不同季节分类。结合该期间NO2和SO2日均浓度监测数据,分析了不同季节气流轨迹对团泊洼污染物浓度的影响。利用潜在源贡献(PSCF)因子分析法和浓度权重轨迹(CWT)分析法分别模拟不同季节NO2和SO2潜在源的贡献作用和浓度权重轨迹。结果表明,不同方向气流轨迹对团泊洼NO2和SO2潜在源区分布的影响存在显著差异。团泊洼NO2和SO2日均最高浓度值对应的气流轨迹均集中在冬季和秋季。冬季日浓度最大值分别为115和179μg·m-3,气流主要来自团泊洼的西北方向;秋季日均浓度值分别为81和116μg·m-3,气流主要来自西北和东南方向。团泊洼NO2和SO2的PSCF与CWT分布特征类似,最高值主要集中在北京和天津周边、河北省的煤炭工业区附近,是团泊洼这2种污染物最大的潜在源区。与PSCF分析法相比,CWT分析法能定量模拟潜在源区污染物的浓度数值,而且采用CWT法模拟的各季节潜在源区均比PSCF法的模拟区域更为集中,有助于更精确确定污染物的潜在源区。     

天津市近地层PM2．5的垂直分布特征

大气细颗粒物PM2.5是导致城市能见度降低的重要原因之一,研究低层大气细颗粒物的垂直分布特征,利于了解边界层内污染物的大气物理化学反应机制,能为大气污染综合治理决策提供新的科学数据.2006年8月16日-2007年8月31日期间以天津市255 m气象塔为观测平台,分别在40 m、120 m和220 m 3个不同高度进行大气污染物PM2.5质量浓度和气象要素的同步观测.对观测资料的分析表明:PM2.5质量浓度季节变化规律非常明显,冬季最高,春季最低.PM2.5日变化特征非常明显,呈明显的双峰变化规律:冬季峰值最大、春季最小.边界层内PM2.5质量浓度在各个高度存在明显差异,受逆温层影响,四个季节的早晨第一个峰值出现时间随高度增加均存在滞后现象,PM2.5从地面扩散到220 m大约需要2 h.各个观测高度PM2.5质量浓度随风向变化不大,得到天津市细粒子主要是由本地源生成的结论.     

城市大气污染物来源特征

以北京市为案例，介绍一种包括污染物排放清单建立、环境空气质量模拟及区域环境影响分析等方法在内的城市大气污染物来源特征分析的整体技术方法，从而确定城市大气污染物的排放分布及浓度分布特征、行业排放分担率及浓度贡献、地区排放分担率及浓度贡献以及区域污染对城市环境空气质量影响等多方面特征，为城市大气污染的控制决策提供必要的理论支持。对北京市的研究结果表明：对PM10，扬尘和工业为主要当地污染源；对SO2，采暖和工业为主要当地污染源；对NOx，交通和工业为主要当地污染源；对3种主要大气污染物，石景山、朝阳南等工业区以及老城区对北京市的大气环境造成重要影响，为需要优先控制的地区；北京市周边污染源对北京环境气质量有较大影响，其中RM10的影响最大(高达47．3％)，北京市应同时加强对局地污染与区域污染的控制。     

应用GIS模拟城市大气污染物浓度分布

从点源大气污染扩散模型出发,借助GIS的栅格与数据库运算功能,结合自已设计的推算流程,对兰州市大气污染物SO2的空间分布情况进行了模拟。经检验,该方法能够较准确的反映出兰州大气污染物的空间分布特征,较应用实测值进行插值的方法简便,具有较好的应用前景。     

中国地区大气汞的数值模拟研究

结合中国地区的汞排放,利用引入大气汞化学反应机制和干沉降模型的区域大气环境模式系统(Regional Atmospheric Environment Model System,Reg AEMS),对中国地区大气汞化物浓度和干沉降通量的时空分布特征进行模拟研究。研究结果表明,中国地区年均气态零价汞Hg0、氧化汞Hg O、氢氧化汞Hg(OH)2、氯化汞Hg Cl2和颗粒态汞HgP的沉降量分布类似。除西部、西北部地区Hg0的浓度较低外(0.5 ng·m-3),其他地区均高于全球背景浓度。各类汞化物浓度的季节变化明显,8月最低,2、3月最高。一次汞源区附近汞浓度随高度递减,在离源较远的地区,高层汞浓度较高。气态零价汞的干沉降速度的季节变化最明显,其干沉降通量在夏季最高。模拟区域中气态零价汞、氧化汞和颗粒态汞的年干沉降量分别为163.9、7.43和32.2 t。     

乌鲁木齐市冬季采暖期对流层NO_2柱浓度变化特征

NO_2是大气对流层的一种痕量气体,也是城市空气污染的重要监测指标,影响着生态环境和人体健康。特殊的地形及不利于污染物扩散的天气条件,使得乌鲁木齐市冬季采暖期大气污染最为严重。2014—2016年采暖期(11月至翌年3月)在乌鲁木齐市城中心(市区)和城北部(工业园区)利用地基多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)对大气NO_2进行了监测,探讨NO_2柱浓度的变化特征及其污染来源。结果表明,(1)与2014—2015年采暖期相比,2015—2016年采暖期市区监测站点NO_2柱浓度下降了6.8%,工业园区监测站点上升了28.5%;NO_2柱浓度月均值表现出12月最大,3月最小,浓度范围是3.905×10~(15)~20.034×10~(15) molec·cm~(-2);两监测站NO_2柱浓度日变化明显,市区晚上偏高;工业园区早晚偏高,且晚大于早。(2)64%~71%的NO_2柱浓度的逐日变化由气象要素决定,其中平均风速对NO_2柱浓度的影响最显著;市区NO_2的污染源主要分布在东、东北和西南方向,正南北方向的风对NO_2有扩散作用;工业园区NO_2的污染源来自西北和东南方向,南风及偏东风对NO_2具有扩散作用。(3)乌鲁木齐市"煤改气"工程初见成效,而市周边工业园区及机动车尾气排放仍是大气污染治理的重点。     

城市大气中SO2、TSP、NO2的时空变化特性

以长沙市2001年大气监测数据为基础，对长沙市区大气污染现状及SO2，NO2和TSP分别与大气降水酸度之间的关系和三者的时空变化特征进行了研究．结果表明：长沙市区的大气污染现状达到警戒水平．SO2与降水酸度线性模型的回归系数为-0．5448，表明降水pH值随SO2浓度的增加而降低。TSP与降水酸度的回归模型呈二次分布，对降水pH值的作用决定于组成TSP的颗粒物粒径，而NO2对降水pH值的作用不大．长沙市区大气污染以春冬两季最为严重．SO2，NO2和TSP浓度分布以火车站最高，其次是伍家岭；作为清洁对照点的马坡岭站点的大气环境质量达到国家环境质量二级标准，NO2浓度则达到国家环境质量一级标准．     

我国典型城市大气汞污染及对人体健康的影响

汞(Hg)是唯一以气态形式存在于大气环境中的有毒重金属污染物,对人体健康和生态系统具有多方面的潜在危害。本文首先描述了我国长春、兰州、北京、上海、武汉、广州、贵阳和重庆等一些典型城市的大气Hg时空分布特征、浓度水平以及季节变化规律;之后,就我国大气Hg的主要污染源进行了分析,指出:煤燃烧是我国大气Hg最主要的污染源,有色金属熔炼以及水泥和钢铁的生产也是重要的污染源;最后,通过分析大气Hg直接和间接暴露途径,阐述了大气Hg对人体的心血管和生殖系统等以及通过水生或陆生食物链的蓄积和放大作用对人体健康可能产生的不良影响。     

广州市区大气污染特征与影响因子分析

以2000—2004年广州市国控测点的空气环境质量自动监测结果为基础数据,以我国《大气环境质量标准》的日平均质量浓度二级标准为依据计算广州市2000—2004年的各大气污染物的指数及污染负荷率,阐明广州市区主要大气污染物SO2、NO2、PM10、CO的地域分布特征、季节变化特征、年际变化特征以及由于大气中的酸性物质而形成的酸雨的变化特征并提出研究对策。结果表明:各污染物质量浓度存在明显的季节变化规律,除SO2春夏秋季污染最严重,其余几项污染程度由高到低的顺序均为冬季,春季,秋季,夏季。近5年来空气中的一氧化碳呈显著下降趋势,但二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物则呈显著上升趋势,综合污染指数也呈明显上升趋势;酸雨频率呈不显著上升且夏秋季污染大于春冬两季。广州市大气污染分布规律与风向频率以北和东北偏北方向较大,东和东南方向次之的分布基本一致。     

应用油松针叶监测大气二氧化硫污染

承德市油松针叶中硫与大气ＳＯ２浓度之间存在着很显著的相关性（ｒ＝０．７８４１，Ｐ＜０．０１），利用这一相关性对承德市区４２个采样点大气ＳＯ２污染状况进行了生物监测，并绘制了城市大气ＳＯ２污染分布图，基本符合承德市大气ＳＯ２分布规律。     

春节燃放爆竹对大气气溶胶水溶性无机离子的影响

2007年冬季在兰州市区进行了连续30天的大气气溶胶观测取样,重点对春节燃放与非燃放烟花爆竹期间,大气气溶胶水溶性阴离子(F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO34-、SO23-、SO24-)和水溶性阳离子(Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)的污染状况做了研究。结果显示:春节燃放烟花爆竹会使大气污染加重,大气气溶胶质量浓度日均值比非燃放期上升了22.4%,其中使气溶胶粗颗粒(TSP)上升5.5%,气溶胶细颗粒(PM10)上升55.1%,呈细粒污染加重现象。部分水溶性离子浓度在燃放期间明显升高。上升幅度最大的是K+,其次为SO32-、NO3-、NH4+、SO42-、Cl-、F-、Mg2+、Li+、NO2-等离子。除夕夜采集的大气气溶胶样品,粗细颗粒中K+浓度分别为27.413μg/m3和26.180μg/m3,比非燃放期平均含量高出10.70倍和11.52倍。     

能源消费结构和上海大气环境

大量的能源投入是上海经济高速增长的重要因素，在９０年代，这一趋势仍将持续。为深入研究上海经济、能源、大气环境的相互关系，采集了市内７４５个重要企业的能源及经济数据，这些企业在１９８９年的煤炭消费、产值和利税分别占当年全市的７４．６％、６１．９％和７０．７％。把市区划分成８×１４网络进行数据处理和研究，采用分层箱式模型计算不同燃煤条件及气象条件下ＳＯ＿２的浓度分布。研究结果表明，虽然改变上海经济结构，提高第三产业在ＧＮＰ中的比重是防止上海大气环境进一步严重恶化的有效措施。由于上海的经济结构及产业特征，只有改善上海能源消费结构：使用优质油气，减少市内煤炭消耗量；扩大集中供热；大力发展核电才是防止上海大气质量严重恶化的根本措施。     

Major PM10 source location by a spatial multivariate receptor model

We present a multivariate receptor model for identifying the spatial location of major PM₁₀ pollution sources through the concentrations at multiple monitoring stations. We build on a mixed multiplicative log-normal factor model adjusting the source contributions for meteorological covariates and for temporal correlation and considering source profiles as compositional Gaussian random fields, to account for the variability induced by the spatial distribution of the monitoring sites. Taking a Bayesian approach to estimation, the proposed hierarchical model is implemented and used to analyze average daily PM₁₀ concentration measurements from 13 monitoring sites in Taranto, Italy, for the period April–December 2005. Three major sources of pollution are identified and characterized in terms of their spatial and temporal behavior and in relation to meteorological data.     

中国北方城市SO_2污染防治策略与总量控制方法

通过对中国北方城市SO2污染的季节性特点进行分析发现,减少采暖燃煤SO2排放,解决采暖期SO2污染,是SO2年日均值达标的关键。而改变采暖期能源结构和采暖方式,将传统燃煤取暖改为清洁能源取暖,提高电厂排放SO2占SO2排放总量中的比例,可以解决大多数北方城市采暖期SO2难以达标的问题。同时,通过电厂脱硫设施建设可有效控制SO2排放总量。     

兰州市空气污染防治绿化对策

依据植被对大气污染物净化能力和绿化对大气污染扩散条件的改善等研究成果,并结合兰州市自然地理环境和土壤水分条件以及本地小气候特点和实际地表植被状况,从植物对空气污染物的生物净化作用角度出发,探讨了兰州市大气污染治理的最佳绿化方案,以期对兰州市大气污染的综合治理提供理论依据。