中国城市空气污染对人口流动的推拉效应研究

传统城市发展理论认为,空气污染会导致人口流出。然而,本文以城市雾霾数据为例,分类别构建固定效应模型后发现,空气污染会促进百强城市的人口净流入(形成拉力效应),非百强城市的人口净流出(形成推力效应)。拉力效应与传统的城市发展理论不符。本文认为,当城市间收入差距过大时,流入居民会形成高水平的收入预期,促使其愿意承受更严重的空气污染,该预期可量化为空气污染的拉力效应。据此进一步研究收入水平对推拉效应的调节作用发现,随着收入水平上升,其能放大百强城市的拉力效应和非百强城市的推力效应,即进一步促进百强城市的人口净流入和非百强城市的人口净流出。在此基础上,本文对百强城市和非百强城市分别提出政策建议,以期能为我国区域协调发展、城镇化科学转型提供理论支持。     

上海市夏季臭氧污染特征及削峰方案

随着大气污染治理措施的不断推进,近年来上海市PM_2.5浓度呈现明显的下降趋势,但O₃污染现象依然频发,因此分析O₃污染发生规律,科学制定O₃削峰方案是目前亟需解决的问题.本研究以2017年7月为例,期间长三角17个城市累计O₃污染天数165 d,其中上海最为严重,7月超标率为64.5%,分析前体物浓度和气象要素,主要是由于高温、低湿、小风不利气象条件和较高的前体物排放共同导致,期间上海市NO₂平均浓度为27.1 μg·m^-3,VOCs体积分数为22.5×10^-9.通过WRF-CMAQ情景模拟,仅上海进行前体物削减,对区域性O₃污染控制较为有限,建议多城市共同削减,上海及邻近周边9城市削减VOCs排放30%,上海O₃日最大8 h浓度可下降7.2%,如果扩大到17个城市削减,上海O₃日最大8 h浓度降幅为7.8%.同时建议严格控制前体物削减比例,VOCs ：NO_x削减比例应大于3 ：1,否则会导致部分地区O₃浓度反弹.     

利用在线高分辨观测手段研究烟花爆竹燃放的大气污染物理化特征

利用在线多参数高分辨观测手段对2013年春节期间上海市的两场烟花爆竹燃放事件进行了观测,获得了烟花爆竹燃放期间大气中气态污染物和颗粒物(PM)的主要化学组成、质量浓度、数浓度、体积浓度及粒径分布等.结果表明,燃放烟花爆竹对PM和SO2的影响最为显著,对NOx和CO的影响较弱;烟花爆竹燃放期间,PM2.5中K+、Cl-、Mg2+的浓度增加最为显著,其次为SO2-4,OC、EC、Ca2+有一定增加,而对NO-3和NH+4影响尚不明确;燃放烟花爆竹产生的大气颗粒物以0.1~0.5μm的颗粒为主,其数浓度贡献率超过60%,其次为20~100 nm的颗粒,而在非燃放时段则以20~100 nm为主,其次为0.1~0.5μm;颗粒物体积浓度以0.1~0.5μm为主,其次为0.5~1.0μm,两者的贡献与非燃放时段没有明显差异.燃放时段具有较高的K/S质量比(1.20~4.33),远高于非燃放时段(0.10~0.80),与典型黑火药的K/S比相印证.     

基于细颗粒物来源追踪技术的2013年12月上海市严重污染过程中PM2.5的源贡献分析

近年来高浓度细颗粒物引起的大气灰霾污染已成为制约我国城市和区域可持续发展的重大环境问题之一,科学快速地诊断PM2.5及其关键组分的来源对于缓解当前严峻的污染形势具有极为重要的科学意义和现实意义.2013年12月上旬,我国东部特大型城市上海及其所处的长三角区域出现了历史上罕见的严重污染过程,PM2.5小时浓度一度高达640μg·m-3.本文以分析12月上旬上海市所出现的三次典型重污染过程为案例,利用颗粒物来源追踪技术,对严重污染期间上海市PM2.5及其关键化学组分(硫酸盐、硝酸盐、铵盐、有机碳和元素碳)开展了来源解析研究.结果表明,在上海市人为排放源中,工业锅炉和窑炉、移动源和电站锅炉是对细颗粒物中硝酸盐贡献最大的3类排放源;工业源和移动源是对硫酸盐贡献最大的两类排放源.在灰霾、湿霾和过境这3次污染过程中,上海本地排放对PM2.5的浓度贡献分别是35.3%、44.8%和22.7%;长距离输送分别达到了42.0%、41.1%和59.8%.在长三角模拟区域内,扬尘、工业过程、挥发类源、工业锅炉和窑炉及移动源是最主要的细颗粒贡献源,平均贡献占比分别是25.1%、14.9%、15.8%、13.7%和15.9%.研究表明,2013年12月这类极高的严重污染过程,并非单一城市所致,区域联防联控,特别是重度污染期间的联合减排对于缓解细颗粒物重度污染极为重要.     

2011年春季沙尘天气影响下上海大气颗粒物及其化学组分的变化特征

于2011年4月28日~5月18日对上海大气中颗粒物的质量浓度及细粒子中的化学组分进行了连续观测,获得了上海受春季沙尘天气影响下大气颗粒物质量浓度和主要化学组分特征.结果表明,沙尘天气中PM10和PM2.5的质量浓度显著高于非沙尘天,最高日均浓度分别达到787.2μg·m-3和139.5μg·m-3,PM2.5/PM10的均值为(32.9±14.6)%(15.6%~85.1%);总水溶性无机离子(TWSⅡ)占PM2.5的质量分数为(27.2±19.2)%(4.8%~80.8%),二次组分SNA(SO2-4、NO-3、NH+4)占TWSⅡ的(76.9±13.9)%(41.9%~94.2%),TWSⅡ和SNA对PM2.5的贡献均小于非沙尘天,而Ca2+的含量比却有明显上升.非沙尘天测得的OC/EC值高于强沙尘天,但低于弱沙尘天.此外分析还得到,沙尘中的高矿尘粒子具有酸性缓冲作用,使得沙尘天颗粒的碱性强于沙尘发生前.非沙尘天SO2-4、NO-3主要以NH4HSO4、(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在,沙尘天还会与其他矿物离子结合.     

β射线吸收法双通道PM_(2.5)/PM_(10)监测装置性能探究

根据中国环境保护产品认证标准(CCEP)的技术规范,结合美国环境保护署(EPA)关于环境空气监测参考指标和等效检测方法,对赛默飞世尔最新开发的双通道颗粒物自动监测装置的主要性能指标进行分析表征。用3台待测双通道5028i型和2台参照单通道5014i型颗粒物自动监测装置连续2个月自动监测大气颗粒物PM2.5和PM10,考察双通道颗粒物自动监测装置关于仪器精度、仪器准确度、流量稳定性和准确性等方面的性能。     

上海市实施清洁空气行动计划的健康收益分析

为掌握上海市实施清洁空气行动计划(2013~2017年)的人群健康收益,综合采用空气质量数值模拟、健康风险评估、环境价值评估方法定量评价行动计划实施后居民大气PM_(2.5)暴露水平变化及健康和经济效益.结果表明,PM_(2.5)年均暴露浓度在35μg·m~(-3)及以下的人口比例由基准年的1.62%上升至控制年的34.06%,归因PM_(2.5)暴露死亡风险由基准年的15.2%下降至控制年的11.9%.实现的健康收益总和为118.41亿元(95%CI:50.24~178.19亿元),占2013年上海市国民生产总值0.55%(95%CI:0.23%~0.82%).行动计划的实施对保护人群健康具有积极作用,外环线以内人口密集且PM_(2.5)降幅较高的区域健康收益更加显著.     

基于车用氮氧化物传感器的工程机械NOx排放因子测量方法研究

为了能够低成本地获得包括工程机械在内的非道路移动机械的NO_x排放因子,基于目前广泛使用的车用氮氧化物传感器开展了NO_x排放因子的测量系统搭建和计算模型研究.基于柴油机尾气O_2浓度、NO_x浓度、环境温湿度和燃料特性等参数建立了非道路移动机械单位油耗NO_x排放因子计算模型.为了验证测量系统与计算模型,开展了4台工程机械的实际道路验证试验,并选取其中一台开展了基于车载排放测试系统(PEMS)的NO_x排放比对试验.比对和实测试验结果表明建立的NO_x排放因子测量方法具有较低的相对误差和稳定性,与车载排放测量系统的测量结果相比具有很好的相关性.被测2台挖掘机和1台推土机、1台压路机的平均单位油耗NO_x排放因子分别为(22.8±4.0)、(35.8±16.0)和(55.0±18.0)、(68.8±13.0) g·kg~(-1).基于车用氮氧化物传感器的NO_x排放因子测量结果与目前国内外已有研究的NO_x排放因子测量结果接近.     

公交车使用废食用油制生物柴油的污染物排放及VOCs成分谱

以国三、国五柴油公交车为研究对象,在重型底盘测功机上运行中国典型城市公交循环,分析了国三、国五柴油公交车使用柴油、废食用油制生物柴油-柴油混合燃料(B10)的污染物排放及VOCs成分谱.结果表明:国五公交车的THC、CO、PM和固态PM2.5数量排放比国三公交车分别降低39.3%、19.9%、77.4%和28.4%,NO_x升高31.7%;国三、国五公交车排放的VOCs主要为烷烃、烯烃和含氧化合物,国五公交车的烷烃、烯烃、芳香烃、含氧化合物等VOCs排放较低,其VOCs大气反应活性降低,二次有机气溶胶的生成潜势较弱.与使用柴油比较,国三(国五)公交车使用B10的THC、CO、PM和固态PM2.5数量排放降低;国三公交车的NO_x排放增加,国五公交车的NOx排放降低;国三(国五)公交车使用B10的VOCs成分谱中含氧化合物降低,烯烃增加,VOCs大气反应活性增强.     

中国三大城市群经济能源交通结构对比及其对大气污染的影响分析

本文从经济、能源、交通结构三大领域分析了京津冀、长三角和珠三角三大城市群的异同点,探究了结构性特征对大气污染的影响。结果表明:我国东部三大城市群中,珠三角的空气质量最优,长三角次之,京津冀最差,空气污染程度自南向北呈现阶梯状上升态势;能源规模和结构、工业规模和结构、交通规模和结构同步呈现自南向北逐步偏化石燃料、偏重工业、偏公路运输的结构性特征,与空气污染的阶梯分布在一定程度上相吻合。从时间来看,空气污染呈现历史性发展和累积特征;从空间来看,重工业规模大、比重高,化石燃料在能源消费结构中占比高,汽车保有量和船舶货物吞吐量快速增高是京津冀和长三角大气污染重于珠三角的内在结构性主因。在数据分析的基础上,本文从分区施策和结构调整两方面提出了大气污染防控对策建议。