基于遥感的秸秆焚烧对江苏省气溶胶光学厚度时空分布的影响研究

为了解秸秆焚烧对大气气溶胶光学厚度(AOD)时空分布的影响,利用江苏省2010—2015年卫星监测数据和气象观测数据,计算了5—7月份江苏省的AOD信息,采用基于上下文的增强的火点遥感识别方法提取了6月江苏省的火点信息,分析了AOD与火点的时空变化特征,以期为开展大气环境监测与评价提供依据,为政府秸秆焚烧防控决策提供参考。结果表明:江苏省秸秆焚烧火点主要集中于6月,2010—2013年6月秸秆焚烧火点较多,2014年和2015年的火点数明显减少,且火点主要集中于长江以北地区,而长江以南地区较少;在没有秸秆焚烧的情况下(以5月和7月作为对照),江苏省AOD的空间分布表现为苏南最高,苏中其次,苏北最低;而受秸秆焚烧影响的6月,全省平均AOD值均大于5月和7月,其中江苏西部、苏北、苏南大部分地区AOD值明显增大,AOD高值区跟秸秆焚烧火点高发区分布总体一致;秸秆焚烧对苏南、苏中和苏北的AOD值影响存在一定差异,针对5—6月AOD进行差值计算,发现苏北AOD平均差值为0.19,苏南为0.22,苏中最小,仅为0.11,且苏中部分地区的AOD差值与火点的分布并非完全一致,这是由于6月苏中地区以东到东南风为主,且苏中平原秸秆焚烧排放的污染物更易扩散,导致秸秆焚烧对苏中地区AOD值的影响程度小于苏南和苏北,与火点的分布并不完全一致。可见,秸秆焚烧可对江苏省AOD的时空变化产生较明显的影响。     

气象条件对承德市臭氧重污染天气的影响

利用承德市国家基本气象站的气象资料和承德市环境监测站的O_3监测资料,分析了2015年5月22日—6月1日承德市O_3重污染过程的气象条件。研究发现,5月22日—6月1日O_3污染呈先加重后减轻的趋势,25日O_3污染最严重;O_3浓度日分布呈单峰型,午后浓度高而清晨浓度低。承德市O_3污染天气发生时的天气形势为500 hPa受高压脊控制,850 hPa有大于20℃的暖中心,并有强暖平流向承德地区输送,海平面气压场受低压前部和高压后部的均压场影响,盛行偏南气流。有利于O_3污染的气象条件为气温高、风速大、辐射强、日照时数长、气压低、相对湿度低,能见度影响小。此次O_3污染过程气象扩散条件较好,气象条件对O_3污染的作用主要表现为促进O_3污染物的生成和区域传输。京津冀中北部地区O_3污染严重,在南风和西南风的作用下唐山市和北京市对承德市的O_3污染有输送作用。     

武汉市三类不同大气污染过程下大气污染物特征及潜在源区分析

为了探讨武汉市不同类型大气污染过程中大气污染物变化特征,分析对比了沙尘、秸秆燃烧和霾污染过程中大气污染物(SO2,NO2,CO,O3,PM2.5和PM10)的变化特征及其影响因素。使用HYSPLIT模式计算了不同类型污染过程中气团轨迹,并利用潜在源区贡献(potential source contribution function,PSCF)和浓度权重轨迹(concentration weighted trajectory,CWT)分析方法,揭示了武汉市不同类型污染过程中大气污染物的潜在源区分布及其贡献特性。结果表明,不同类型污染下大气污染物变化不同。沙尘天主要以PM10污染为主,平均浓度为408.8μg/m^3,是干净天的5.9倍,PM2.5/PM10仅为29%。霾过程中主要以PM2.5污染为主,平均浓度为182.8μg/m^3,是干净天的3.7倍,PM2.5/PM10为90.4%。秸秆燃烧过程中大气污染物浓度均不同程度地增加,其中PM2.5、PM10和SO2的浓度分别为100.2μg/m^3,155.4μg/m^3和23.7μg/m^3,是干净天的1.8倍,1.6倍和1.6倍。表明,不同类型污染下大气污染物的日变化不同,不同类型污染过程中大气污染物的潜在源区差异较大。沙尘期间大气污染物的主要潜在源区为安徽、河南南部、沙尘源区的内蒙古和甘肃等地区。霾过程中大气污染物的主要潜在源区为湖南东北部、湖北东部、安徽西南部、浙江西部、江西北部和河南南部。秸秆燃烧过程中大气污染物的主要潜在源区为安徽、江苏西南部和河南东南部。     

辽宁中部城市群大气污染分布及典型重污染的成因

通过分析2002年辽宁中部城市群的大气污染分布状况,将1月17~19日作为典型污染日,分析其污染状况及对应的气象条件,得出该地区典型重污染的气象条件是:风速小,日均风速小于2m/s,且都是局地风的影响;逆温严重,贴地逆温持续的时间长,大约持续到中午11时左右,逆温层的厚度大,5个城市逆温层的平均厚度大约在550~600 m,逆温层的强度大,5个城市的强度大约在0.9℃/hm~2.6℃/hm之间变化;从天气形势上来看,该地区冬季典型污染日主要受长白山小高压及东北地形槽的影响,大气状态非常稳定。     

辽宁中部地区灰霾天气气候环境特征

利用的1961—2007年辽宁中部地区6个城市的地面常规气象资料以及2002—2007年的东亚地面和高空天气形势资料,2005—2007污染监测资料,统计分析了辽宁中部地区气候环境特征对灰霾天气形成的有利形势与不利的地面天气形势,对比颗粒物资料与实况资料分析了灰霾天气常见的天气形势。结果表明：由于特殊的环境特征与气象条件,灰霾易发时期为秋冬春季节。不利于大气扩散易形成灰霾天气的地面天气形势可分为高压类、低压类、均压类。蒙古高压、东北地形槽以及长白山小高压等局地不利的天气形式对灰霾天气产生有重要影响。常见灰霾天气形势为冷高压型、占65%左右,低压槽型、占13.5%,冷锋过境型,冷锋前部型以及长白山小高压等。     

气象因素对环境空气质量达标的影响分析

以天津市为例,分析地面风场、大气层结及天气形势等主要污染气象参量的特征及其与环境空气质量的相关关系;估算高、低污染潜势的天气背景对大气污染物浓度的影响幅度;提出在天气气候分类的基础上,建立气象条件标准化分级,评估气象条件对环境空气质量影响水平的方法。研究表明:天津市采暖季高污染的天气形势出现的频率约为34%,而非采暖季高污染的天气形势出现的频率约为16%,ISCLT3模型模拟结果显示相应于相同的污染源排放数据库由于采暖季和非采暖季气象条件不同引起的SO2全市平均浓度的差异约在10%以上。污染源源强相对稳定的条件下,高污染潜势的天气背景对空气污染的加剧作用大于低污染潜势的天气背景对空气污染的减轻作用。     

污染物跨界输送对珠三角旱季霾的影响过程研究

利用EOF分析方法和HYSPLIT-4轨迹模式对珠江三角洲2005-2015年旱季共251个霾日的天气形势及气团后向轨迹进行聚类,分析了外源污染物跨界输送对珠三角旱季霾发生的影响过程.以2015年1月20日为典型霾日个例,从天气学和物质输送角度对该个例进行研究.结果表明,引起珠三角地区旱季霾发生的外源污染物主要来自珠三角以北的中国大陆地区.霾形成过程中,华北地区700 h Pa高压脊前负涡度平流对应海平面至850 h Pa均有一高压系统,高压东北向气流有利于污染物由从长三角地区输送至珠三角地区.长三角地区平均空气质量通量为负,有质量输出;珠三角地区平均空气质量通量为正,有质量输入.珠三角地区在高压影响的下沉气流控制下,Q矢量散度为正,污染物易积聚成霾.     

中国重霾过程污染气象研究进展

对近年来中国重霾污染过程的气象成因的相关研究进行了总结,从大气环流背景、边界层流场以及气象因子等方面进行综合分析,并介绍了相关区域输送对污染的影响贡献,得出关于中国重霾过程污染气象的一致结论:冬季重霾发生的典型天气条件为高空500 h Pa西风纬向环流指数高,南北气流交换不畅,利于中国中东部高空稳定形势的发展,对应近地弱高低压系统,均压场控制频繁,稳定的大气层结使污染物更易在近地累积,偏南暖湿气流则促使大量二次污染物生成;副热带高压与青藏高原高压、西风带高压并合的形势,是引起中国夏季大气环境质量恶化的主要原因;台风引起的下沉逆温稳定天气,易造成珠三角地区重霾污染。区域和局地山脉气流辐合效应使污染物较易在山麓地带聚积,海陆风和山谷风带动局地污染物的垂直输送和区域间输送。地面弱风速、风向以及高湿度是影响大气质量的直接关键因子,混合层高度与空气质量具有较强的相关性,对限制污染物的垂向有效扩散产生重要影响。数值模拟气象要素对空气质量影响贡献得到多次验证,霾预警开始发挥重要作用,区域污染的输送作用对重点城市空气质量的影响不容忽视。在重霾过程污染气象的研究还有待深化的方面包括:重视模拟研究,对污染物在大气中多尺度传输、沉降及化学循环等全周期的行为轨迹进行追踪定量,制定有针对性的污染控制技术与对策;开展大气污染的影响边界研究,辅助气象预报为特定区域空气质量保障提出即时有效的防控措施和预警方案,为提高污染控制措施的有效性奠定科学基础。     

基于MODIS数据的山东省秸秆焚烧与空气质量关系探析

秸秆焚烧释放的各类气体污染物和细微颗粒对空气质量影响极大,是大气污染的来源之一。MODIS传感器具有灵敏度高、时效性强和空间覆盖宽等优势,利用其数据对秸秆焚烧进行监测,可以快速获取大范围内秸秆焚烧火点的位置、数量和烈度等信息。采用基于MODIS发展的上下文算法提取火点,并收集研究区空气质量指数(air quality index,AQI),PM_(10)、PM_(2.5)、NO_2、SO_2、CO和O_3 6个空气质量分指数(individual air quality index,IAQI)数据以及相关气象数据,将山东省17个地市按照"是否沿海岸线分布"划分为沿海地区和内陆地区,对比分析秸秆焚烧对空气质量影响的差异性。将两类地区每日空气质量数据进行空间插值,对得到的区域所有栅格点的空气质量指数总和与该区域火点数进行时间序列上的相关性分析,进而分析秸秆焚烧造成的污染对环境空气质量的影响程度以及内陆、沿海地区空气污染的差异性。结果表明,火点数量与空气质量指数总和呈现正相关关系,且分别与AQI、PM_(2.5)、PM_(10)和O_3这4个指数呈极显著正相关关系(P0.01),火点增多产生的污染物使空气质量指数升高,导致空气质量下降。同时,沿海地区秸秆焚烧火点与空气质量指数的相关性强于内陆地区火点与空气质量指数的相关性,这表明大气扩散条件是研究秸秆焚烧环境效应的重要前提条件之一。     

远距离输送作用对南京大气污染的影响

为了研究近地层大气污染物远程输送对于南京地区的影响,结合南京北郊观测点的观测资料,对2008—2009年南京地区气团的后向轨迹进行了聚类分析,结果表明：O3质量浓度分布呈双峰型,分别于5—6月和8—10月达到了高峰,两年共计有36 d质量浓度超过了国家环境空气质量标准二级标准,其中两次峰值期间占81%和83%。NO2和SO2在冬季较其他季节质量浓度高。到达南京气流轨迹以东部气团（占总数37%）为主。在东部气团影响下,南京周边地区近地层O3、NO2和SO2质量浓度分别为99.5、54.0和76.6μg.m-3,大气污染物质量浓度均较高。从后向轨迹分析认为,与气团途经并携带了重污染的长三角地区近地层排放的气体污染物有关。相对于其他来向的气团,东部气团对于南京地区近地层的影响更重要。     

沙尘与大雾天气对京津石空气质量影响

采用北京、天津、石家庄2001-2010年沙尘与大雾天气的统计数据以及城市空气污染指数（API）,分析北京、天津、石家庄3市空气污染指数变化特征及大雾和沙尘天气下北京、天津、石家庄3市空气质量情况,进而得出沙尘大雾天气对京津石空气质量的影响。结果表明：2001-2010年间北京、天津、石家庄3市API总体呈下降趋势,天津、石家庄相对于北京空气质量改善较为明显,且空气质量夏季〉秋季〉春冬季。沙尘天气条件下,北京、天津、石家庄3市API平均值分别为255、179和167,空气质量出现良的比率天津为24%,北京、石家庄为10%左右,出现重污染的比率北京高达50%以上,天津和石家庄均在20%左右;3市沙尘天气高频次均出现在3-5月份,但北京沙尘天气发生次数远大于天津和石家庄。大雾天气条件下,北京、天津、石家庄3市API平均值为185、130和167,空气质量出现优或良的比率：天津〉石家庄〉北京,北京和石家庄出现重污染的比率均接近30%,天津不到10%,所以大雾天气对3市空气质量影响较小,大雾天气频次的变化波动并未对该地区空气质量的年际变化造成显著影响,3市高频次大雾天气集中在10-12月份,对该时段内空气污染呈现加重趋势有一定的贡献。所以沙尘和大雾天气均对北京、天津和石家庄空气质量存在不利影响,其中对北京影响最为严重,对天津影响最轻。整体上沙尘对3市的空气质量影响较大,大雾天气影响较小。     

燃煤电厂氟对灰场复垦土壤和农作物的影响

以燃用高氟煤的安徽省淮北电厂为例,研究了电厂排放的氟对灰场土壤和小麦的影响。结果表明：部分灰场土壤和小麦受到氟污染,灰场土壤污染程度与灰场覆盖年限的长短、大气中氟浓度显著相关,灰场小麦氟污染主要来自大气中的氟     

天津地区沙尘天气与沙尘污染程度特征分析

针对天津地区沙尘天气过程环境空气中颗粒物的污染时空分布特征进行了系统分析。在分析我国沙尘发生频源区域分布、输送途径基础上,分析了天津地区特殊的地理位置及地处沙尘暴多发区下游,空气中颗粒物的污染特征,概述了沙尘天气对空气质量影响程度的年、季、月及日污染时空变化分布特征。建立了沙尘天气颗粒物与有效水平能见度乘幂指数相关方程,为沙尘污染程度的诊断提供了依据。     

基于重金属污染的耕地生态承载力改进模型研究

将耕地重金属污染引入耕地生态足迹研究中,对传统耕地生态承载力模型进行了改进,并以江苏省为例进行实证研究.结果表明,运用改进的生态承载力模型计算所得2005年江苏省人均耕地生态承载力为0.127 hm2,比传统模型计算结果0.134 hm2小;人均耕地生态赤字为0.067 hm2,比传统模型计算结果0.060 hm2大;耕地生态可持续指数为0.39,比传统模型计算结果0.41小,但2种模型计算方式下耕地利用均属于弱不可持续状态.与传统模型计算结果相比,改进模型所得结果能够反映江苏省耕地利用的实际情况,以及重金属污染对江苏耕地可持续利用所产生的负面影响.     

天津市PM_（2.5）排放源构成分析及防治措施评估

以天津市2010年污染源普查为主要数据源建立天津市大气污染源排放清单,采用MM5/CMAQ模式,以1、4、7、10为各季节代表性月份,模拟研究天津市各季节PM2.5来源构成变化以及＂十二五＂期间天津市大气污染治理重点工程实施对天津市PM2.5空气质量改善的贡献。结果显示,热力供应、工业燃煤及居民生活源是天津市PM2.5污染主要贡献来源。重点工程全部实施完成后,天津市PM2.5空气质量浓度值与2010年相比约有11.5%的下降,对改善天津市空气质量效果显著。     

丽水小盆地型城市酸雨现状及成因分析

根据浙江省丽水市 1 986— 2 0 0 2年酸雨监测数据 ,对该市酸雨污染的现状特征及成因进行了分析。结果表明 ,丽水市酸雨污染严重 ,并呈逐年加重的趋势。冬、春季酸雨率高 ,降水 pH值低 ;降水的主要离子SO42 -与NO-3比值逐年下降 ,说明大气污染有从煤烟型转为煤烟型与机动车尾气混合型的趋势 ;煤耗量、地型地貌特点、低空逆温层频率、地面弱风频率对酸雨率和降水 pH值有明显的影响。     

快速城市化过程中的南京市生态环境可持续发展研究

以南京市为例,探讨了快速城市化过程中出现的一系列城市生态环境问题,并分析了这些问题产生的原因,最后提出了积极推行清洁生产,创建循环经济体系,建设城市绿地景观,优化产业结构,加强环境执法力度、提高环境管理水平等5项生态环境可持续发展对策。     

长三角地区典型稻作农业小流域氮素平衡及其污染潜势

江苏省句容市陈武镇水库流域是以稻作为主的农业小流域,在长三角地区颇具典型性。于2007年5月至2008年4月在该流域进行定位观测与现场调查,通过估算氮素平衡来分析预测流域农田氮污染潜势。结果表明,研究时段内流域氮素输入量为1 589.1 t,输出量为1 168.4 t。化肥氮输入是农田氮素的最主要来源,占氮输入总量的67.2%;而作物收获是农田氮输出的主要方式,占氮输出总量的46.7%。水田和旱地氮平衡均处于盈余状态,盈亏率分别为20.5%和52.4%,氮素利用率分别为33.6%和34.9%,利用率较低。水田47.8%的氮素以气态形式损失,气态氮和储存在土壤中的氮素极易导致大气和水体污染。     

室内空气中多环芳烃污染的测量和特征性研究

本文就室内空气中多环芳烃典型污染源－室内燃煤和室内吸烟排放的多环芳烃组成和含量进行了测定，并同室外大气（对照）中多环芳烃组成含量进行了对比，研究了室内环境不同污染源排放多环烃组成和含量的特征性，结果表明，室内燃煤污染同燃煤型室外大气源排放多环芳烃具有相似组成含量特征，而室朵烟草烟雾污染源的多环芳烃组成含量特征，则与室外煤型和交通型均有显著区别。     

基于GIS的珠三角区域空气质量时空特征研究

以广东省环境信息GIS综合发布平台发布的2005年至2010年间粤港珠三角区域空气质量日报中空气质量等级数据为基础,利用GIS技术,首次采用网格化分析、均值分析、标准差分析、专题图渲染等分析方法,针对空间网格的空气质量年度均值、标准差等指标,对近5年来珠三角区域空气质量在横向上从珠三角空间区域范围,纵向上5年时间尺度内时空特征进行深入的研究,解决了在大地理区域、5年时间尺度空气质量分等定级过程中的区域边界划分问题。结果表明：珠三角的RAQI区域均值从2006年的2.3下降到2010年的2.02,空气质量整体上逐年改善;区域污染高值中心由东莞西部逐步向佛山中部转移;珠三角的肇庆南部、佛山中部、中山北部以及广州的南沙等区域空气质量变化幅度较大;惠州、深圳、香港等地区的空气质量较好,也较为稳定。