大气环境高灵敏光谱探测技术

大气环境高灵敏光谱探测技术是以光与环境相互作用为基础发展起来的学科交叉方向,使用光学的方法和手段来探知研究环境问题。大气环境高灵敏光谱探测技术能够实现从现场瞬态灵敏探测到污染时空分布等不同尺度的遥测,从而获得大气污染"点-线-面"的时空变化规律,由于光谱探测技术具有多组分、非接触、无采样、高灵敏度、大范围快速以及遥测等特点,已经成为国际上大气环境监测技术的主要方向之一。大气环境高灵敏光谱技术在污染源、工业园区、空气质量以及区域污染等监测方面都有很广泛的应用。针对化工园区复杂的环境污染问题,光谱探测技术可以高灵敏、非接触地获取多种污染物浓度特征,掌握化工园区污染时空分布状况,为化工园区的大气污染治理提供有效支撑;针对京津冀、长三角等地区大气重污染过程的核心问题,大气环境高灵敏光谱探测技术通过地基组网观测,车载/机载平台移动观测等三维立体监测手段获取重点区域污染物的生成、转化过程以及重污染过程的形成机制,为区域大气污染成因追溯、污染控制措施评估提供科学的数据和技术支撑。高灵敏光谱探测技术在大气环境领域的成功应用,为污染源、化工园区和重点区域的环境综合诊断和治理奠定了技术基础。     

生态城市建设的理论及实践

建设生态城市是可持续发展的要求。本文运用生态学理论分析了生态城市建设的内涵,阐述了生态城市建设的基本原则、生态城市系统的构架和生态城市建设的主要内容。     

北京市大气PM10环境背景值的计算方法探讨

为了消除或降低PM10环境背景值计算中城市局地污染的影响,并且提高背景值在污染过程模拟中的准确程度,紧密联系天气过程、通过监测和统计途径探讨了确定环境背景值的方法.北京市空气质量背景监测站点在地方性天气过程中明显受到城市污染的影响,文中根据天气形势场、垂直方向上风向一致性、系统影响持续时间等判别标准区分了系统性和地方性过程,筛选出受系统性过程影响的、"背景时段"的监测数据.背景时段监测数据统计计算时,将背景值视为变量,用百分位数、剪裁均值、最大概率密度值、50%概率区间等特征统计量来表达其概率分布.文中还将背景值细化,根据天气系统特征和区域自然环境、人类活动的差异将背景值区分为4类,以代表不同污染过程的背景水平.使用2003年11月至2004年12月北京市北部和南部共5个清洁站点的监测数据,计算了117个中尺度天气系统影响时,PM10浓度概率密度分布以及背景值特征统计量.结果表明,4类背景值差别很大,从小到大排序依次是:北风＞东风＞西风＞南风,剪裁均值依次为:24～34、58、89～110和105μg·m-3.对4类背景值综合运算,得到2004年PM10年尺度上的综合背景值为58～67μg·7-3,较好地扣除了局地污染的影响.     

密云水库上游金属矿区土壤中重金属形态分布及风险评价

研究了北京市密云水库上游金属矿区土壤中重金属环境污染和风险评价.从矿区周围采集了土壤和沉积物样品,分析了铁矿开采区和金矿开采区土壤样品中Cd、Mn、Zn、Cu、Pb、Ni、V、Cr的总量及提取态重金属含量,采用Tucker3模型、风险评价编码法(RAC)探讨了矿区土壤中重金属污染程度.研究表明,金属矿区土壤中大多数重金属超出北京市土壤背景值.采用BCR逐级提取法分析土壤中重金属形态,矿区土壤中Mn可交换态含量占总量的20%～30%;Zn、Cd、Pb可交换态和易还原态(Fe-Mn氧化态)含量之和约分别占总量的17%～24%、10%～23%、30%～45%;Cr、Ni、V残渣态含量占总量的80%以上.Tucker3模型分析进一步表明矿区重金属的潜在危害性.密云水库上游铁矿开采区和金矿开采区土壤中Mn的风险指数为0.03%～55.18%和3.94%～67.16%,处于中高潜在生态风险,其它重金属潜在生态风险较低.该结论将为北京市矿山环境污染防治和密云水库的保护提供科学依据.     

区域大气环境污染光学探测技术进展

环境污染物的形成、转化、输送和演变过程具有极强的时空相关性,研究和发展能适用于多组分环境污染物的快速、实时、动态监测技术是科学研究工作者面临的重大课题.基于光谱学原理的环境监测技术,由于其具有非接触、无采样、高灵敏度、大范围快速监测等特点,是国际上环境监测技术的主要发展方向之一,并被广泛应用于环境、气象和科学研究等领域.针对京津冀地区大气重污染发生-演变-消散全过程的核心科学问题,通过建立大气污染传输通道立体观测网,开展重污染时段和重污染过程的车载走航、机载观测地基遥感和卫星遥感观测,综合运用大气环境监测网以及超级站等观测平台,获取大气污染物的光学特性、环境气象信息等演变规律,从而推动京津冀及周边地区空气质量的持续改善.光谱学技术在环境监测领域的成功应用,为区域大气和全球环境状况奠定了技术基础.      

饮食业后堂噪声综合控制技术研究

分析了饮食业后堂噪声的频率特性,采取隔声、吸声、消声控制技术和防油雾措施,并独创设计了一种排油烟通风复合消声器,解决了同时排油烟和降噪的难题,得出了饮食业后堂噪声综合控制的有效工艺。经2年的实际应用证明,降噪能力强,可满足60dB(A)的区域环境标准的要求,效果稳定,是一项值得推广的技术。特别是排油烟通风复合消声器、通风消声窗及“声闸”的设计参数,可在同类噪声控制中推广应用。     

基于综合立体观测网的京津冀地区污染过程分析

为揭示大气污染的演变规律,推动京津冀及周边地区空气质量的持续改善,针对大气重污染发生—演变—消散全过程的核心科学问题,在京津冀及其周边地区建立大气污染传输通道立体观测网,围绕2017年秋冬季和2018年春、秋、冬三季开展重污染时段和重污染过程的地基和车载走航观测,评估区域大气污染输送和城市间大气污染的相互传输量.结果表明:北京市污染呈明显的区域性特征,春季主要受区域不利扩散条件及沙尘传输影响,秋季主要受西南通道传输影响,冬季主要受西南、南部、东南通道混合层内传输与区域扩散条件不利的共同影响.秋冬季京津冀地区NO₂、SO₂污染物垂直柱浓度整体低于西南、东南和南部输送通道区域,当弱南风静稳天气条件主导时,北京市易受到污染物输送的影响,形成局域污染过程.研究显示,北京市重污染时段外来污染物各类尺度输送通道中,西南通道污染传输为主导,部分时段还受到东南和东部通道污染传输的影响.