北京地区冬夏季持续性雾-霾发生的环境气象条件对比分析

在北京地区,除冬季供暖期外盛夏也是雾-霾天气的高发季节,与我国南方不同.使用微波辐射仪、风廓线和常规气象探测资料、NCEP再分析资料以及大气成分观测结果,通过对比分析揭示了冬、夏季持续6 d的2个雾-霾过程形成和维持机制的异同.冬季雾-霾过程出现在高空西北气流、低层多短波活动的背景下,其形成和维持的主要机制是边界层内始终有逆温层、地面弱风场、底层湿度逐渐增大.逆温层昼高夜低、湿度昼小夜大是影响PM2.5质量浓度和能见度日变化的重要环境因子.在雾-霾天气持续期间地面弱风场能够维持主要源于冷空气势力弱、常不能影响到地面.此外,入夜后地面迅速辐射降温、边界层上层有暖平流以及空气过山后下沉增温在逆温层的形成中起了关键作用.然而,对于夏季持续性雾-霾天气,气溶胶区域输送、环境大气保持对流性稳定、空气的高饱和度是其发生的重要条件.在副热带高压长时间控制下对流层低层盛行偏南风,北京的PM2.5质量浓度随着偏南风风速增大升高.对流层底层系统性偏南风与北京附近的山谷风共同构成了从北京以南气溶胶累积地向北输送的机制.夏季雾-霾过程低层没有逆温,但是北京上空一直维持超过200 J·kG-1的对流抑制能量,它同样限制了污染物的垂直扩散.夏季自由对流高度也存在昼夜变化,其对PM2.5浓度和能见度的作用与逆温层高度升降相同.因此,冬、夏个例分别代表了2种不同类型的持续性雾-霾过程,导致差异的根本原因在于大气环流型.     

典型沙尘回流天气过程对北京市空气质量影响的特征分析

利用不同方位监测数据和气象资料,结合后向轨迹模型和激光雷达观测结果,对2011年3月18—21日北京市空气污染过程的天气形势、沙尘输送路径、污染物浓度的变化特征进行了分析.结果表明,这次污染过程主要是由于沙尘在上游沙源地起沙后先直接输送穿过北京,然后停留在渤海湾和朝鲜半岛区域,在渤海弱高压系统作用下,沙尘又回流至北京所致,其中,沙尘回流直接造成北京市空气质量达到重度污染天气.在沙尘回流影响过程中,PM10浓度呈现青龙山-北京市区-八达岭逐步升高的变化特征,国控站点PM10小时浓度持续16 h超过350μg·m-3,最大值达到571μg·m-3.SO2、NO2与PM10的小时浓度表现为同步变化规律,沙尘回流影响时,除了沙尘粒子外,周边地区的人为排放也是一个重要因素.     

降雨和土地利用对地表径流的影响-以北京北护城河周边区域为例

以北京北护城河周边区域为例,探讨了降雨和土地利用对地表径流的影响。选取了2011-2012 年4-11 月的15 场降雨,分别代表小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨这6 个雨量级。利用校准的雨洪管理模型（Storm Water Management Model, SWMM）分别模拟每次降雨事件下研究区7 个控制断面的地表径流深度。结果表明,地表径流深度随降雨量的增加显著线性增加。当降雨量在不同量级之间变化时,地表径流深度的变化幅度不尽相同。在不同的降雨事件中,降雨量和地表径流深度随时间的动态变化趋势可能有很大的差异,但地表径流深度在某一时刻的值的高低均决定于之前1~2 h 的降雨量,而地表径流深度的总体上升或下降趋势均决定于前期累积的降雨量。地表径流深度随渗透面积比例的增加显著下降,且变化曲线存在临界阈值（为15%~20%）。在暴雨、大暴雨和特大暴雨时,渗透面积比例对地表径流的影响更大。研究结果可为控制汛期城市地表径流量和洪峰流量、减少城市内涝提供土地利用和管理方面的理论依据和决策建议。     

北京市生活垃圾焚烧厂耗能排污特征及节能减排潜力

将生活垃圾焚烧厂从整体到局部分为场站-工艺-单元三个层次,通过现场调查,获取了北京市生活垃圾焚烧设施在2009~2011年不同层次耗能排污数据。分析表明,在焚烧工艺中焚烧单元处理单位垃圾的电耗达到60.83 kW·h,余热发电单元水耗最大,尾气处理单元的电耗和水耗相对较小。不同场站在处理单位垃圾时烟气和炉渣产量比较接近,但飞灰排放差异较大,在2.92~24.78 kg/t垃圾之间。渗沥液水量年际变化较大,水质相对稳定,MBR单元对污染物的去除效果最好,但其耗电量较大,占渗沥液处理工艺总耗电量的87.55%。焚烧工艺发电最优值为423.77 kW·h/t垃圾,产生的电能除满足自身需求外,还剩余1.8×108 kW·h的电能,可用于渗沥液处理工艺或输向场站外部。每吨渗沥液处理最多可产生中水0.962 t,全北京市每年产生中水196456 t/a,使用潜力大。     

北京市污水资源化利用现状及其对策分析研究

北京是水资源严重匮乏的城市,水资源短缺已经成为制约北京经济社会可持续发展进程的重要因素.污水资源化将城市污水进行加工处理,转化为达标的、可供人们二次利用的合格水资源,既能增加水源,又能减少水环境污染,是解决北京目前水资源紧缺问题的最为有效的途径.文章梳理了近年来北京市污水资源化利用的发展现状,指出了北京市污水资源化利用所面临的困境,并提出了加快北京市污水资源化利用的对策.     

2014年北京市城区臭氧超标日浓度特征及与气象条件的关系

根据2014年1~12月北京市环境保护监测中心监测的O₃浓度数据,综合探讨了北京市O₃的时空分布及与其气象条件的关系.结果表明:2014年北京市全年O₃小时平均浓度约为56.18 μg·m^-3,O₃超标日小时平均浓度约为148.05 μg·m^-3且超标日主要集中在5~9月;超标日O₃日变化呈现单峰型分布,06:00或07:00为低谷,15:00、16:00左右达到峰值;超标日O₃浓度在09:00~23:00明显高于夏季同时间段浓度平均;空间分布上中心城区站点O₃浓度相对较低,而城区西部植物园站点浓度最高;统计的2014年北京市O₃超标日地面形势场3种类型高压类、低压类、均压类各占16%、36%、48%;超标日O₃浓度与气压、湿度、能见度呈负相关关系,与风速、温度呈正相关关系; 2014年5月29日~6月1日北京市发生的一次O₃重污染过程是由本地光化学污染及区域输送造成的,区域输送对北京市O₃浓度有着十分重要的影响.     

DOMESTIC WASTEWATER TREATMENT BY PEATLANDS IN A NORTHERN CLIMATE: A WATER QUALITY STUDY1

ABSTRACT: The use of peatlands as the main form of wastewater treatment in a northern climate was studied for the James Bay Energy Society. The Fontanges campsite (70° 17′ 30″ W; 54° 34′ 00″ N) was chosen as the study site. In less than 1.5 km from the point of discharge BOD₅, COD, total hardness, inorganic carbon, orthophosphates, total phosphorus, ammonia and total nitrogen were reduced by at least 90 percent. The peatland treatment system studied is divided into four components, each having a specific function. The first part combines the action of microorganisms and adsorption on peat, thus reducing the organic content while increasing the inorganic constituents. The second part uses peat to adsorb the inorganic elements already present in the wastewater and those produced in the first part of the system. The third component acts as an aerator, increasing the dissolved oxygen and decreasing the BOD₅ levels of the water. The fourth part removes most of the remaining nutrients, thus acting like a tertiary treatment. Overall, peatlands seemed to be effective in treating domestic settled wastewater in a cold climate.     

北京沙尘天气与源地气象条件的关系

本介绍了影响北京地区沙尘天气的沙尘源地,沙尘暴发生的条件和传输路径,分析了沙尘暴源地的气候要素特征及其对北京地区沙尘天气的影响,说明了北京沙尘天气发生和加剧的原因,影响北京地区沙尘天气的境外源地主要位于哈萨克斯坦,俄罗斯以及蒙古国境内,境内源地主要位于内蒙古和新疆,以及甘肃和青海的部分地区,沙尘天气发生必须具备三个条件：沙源,大风,气流辐合（垂直对流）,有沙源不一定起沙,但无沙源一定不起沙,沙尘暴源地的气候特征主要表现为冬季寒冷,夏季炎热,全年降水稀水,影响北京的沙尘传输路径,最主要的有两条,即西路传输和北路传输,北京沙尘天气与沙尘暴源地的春季降水比较结果表明,北京地区沙尘暴和浮尘天气发生次数与沙尘源区春季大气降水量有比较显的负相关关系,北京扬沙天气的发生与沙源区冬春季降水量相关关系不显,说明北京扬沙天气起因与源区降水没有明显的关系,北京扬沙天气主要受本地的自然条件和人为活动的影响。     

首都大学生的自然灾害认知调查与减灾教育建议

2006年国际减灾日的主题是"减灾始于学校",了解学生的灾害认知水平有助于减灾教育工作的有效开展。以北京5所高校的大学生为调查对象,通过问卷方式调查大学生对自然灾害的关注程度、防灾意识、灾害理论知识、应急行为知识以及对减灾教育的看法。问卷统计结果表明:大学生总体的灾害认知水平较低,现行减灾教育方式和内容与学生的期望有较大偏差。在此基础上,提出了减灾教育内容要将学生"该知道的"与"想知道的"相结合,通过演练演习等方式提高学生的防灾应急实际技能等减灾教育建议。     

Decomposition Analysis of Sectoral Energy Use in Beijing （1981-2005） Using the LMDI Method

This paper aims to identify the main driving force for changes of total primary energy consumption in Beijing during the period of 1981-2005. Sectoral energy use was investigated when regional economic structure changed significantly. The changes of total primary energy consumption in Beijing are decomposed into production effects, structural effects and intensity effects using the additive version of the logarithmic mean Divisia index （LMDI） method. Aggregate decomposition analysis showed that the major contributor of total effect was made by the production effect followed by the intensity effect, and the structural effect was relatively insignificant. The total and production effects were all positive. In contrast, the structural effect and intensity effect were all negative. Sectoral decomposition investigation indicated that the most effective way to slow down the growth rate of total primary energy consumption （TPEC） was to reduce the production of the energy-intensive industrial sectors and improving industrial energy intensity. The results show that in this period, Beijing＇s economy has undergone a transformation from an industrial to a service economy. However, the structures of sectoral energy use have not been changed yet, and energy demand should be increasing until the energy-intensive industrial production to be reduced and energy intensity of the region reaches a peak. As sequence energy consumption data of sub-sectors are not available, only the fundamental three sectors are considered： agriculture, industry and service. However, further decomposition into secondary and tertiary sectors is definitely needed for detailed investigations.