空气质量模型CMAQ的国内外研究现状

空气质量模型是支撑环境管理与决策的重要工具。文章系统地回顾了空气质量模型的发展历程,重点介绍了多尺度空气质量模型CMAQ(Community Multiscale Air Quality Modeling System)在模拟预测臭氧、氮氧化物、硫氧化物和颗粒物等方面的国内外应用研究现状,同时指出CMAQ模型存在的问题、在我国环境管理中的应用以及未来空气质量模型的发展方向。研究表明,国内外对CMAQ模型的应用研究主要体现在3个方面:评价模型的模拟性能、模拟预测空气中污染物浓度以及研究各污染物的来源、产生机理及传输扩散过程。     

大气挥发性有机化合物环境基准研究进展与展望

挥发性有机化合物(VOCs)中的许多物种对人体具有危害性,同时,VOCs对大气环境产生着重要的影响。目前我国部分区域大气VOCs污染已经十分严重,控制大气VOCs污染对于改善环境空气质量,保护人体健康具有重要意义。国际上许多国家或国际组织制定了大气VOCs环境基准或者发布了大气VOCs环境基准指导值,这对于加强VOCs污染控制及环境管理可以起到重要作用。我国尚未制定大气VOCs环境基准,亟待开展系统的研究工作。在综述国际大气VOCs环境基准研究进展,介绍当前我国大气VOCs环境基准研究情况的基础上,分析了我国大气VOCs环境基准的研究需求,并对今后的系统研究提出了建议。     

环境健康风险评价中我国居民暴露参数探讨

暴露参数是人体暴露和健康风险评价中的关键性参数,根据我国居民人群的基本体征参数和相关调查统计数据,在借鉴和参考了美国环境保护署(US EPA)建立暴露参数的方法学基础上,探讨了我国居民呼吸、饮食、皮肤等的暴露参数. 结果表明:我国居民呼吸速率为5.71～19.02 m3/d,18岁以下人群各种活动强度下男性和女性的呼吸速率几乎一样,而18～60岁的男性呼吸速率明显大于女性;我国成年人饮食量为1 176.3 g/d,主要食用米、面及其制品,分别占总饮食量的23%和13%;我国成年男性的皮肤表面积为1.697 m2,成年女性为1.531 m2;我国成年男性平均体质量为62.70 kg,成年女性平均体质量为54.40 kg;我国居民的各种暴露参数与美国相差2.5%～33.3%,若在同等条件下参考国外暴露参数开展暴露和健康风险评价可能带来较大的偏差,开展全国范围内系统的暴露参数调查研究工作迫在眉睫.      

我国环境空气颗粒物质量基准研究框架及研究体系的构建

空气颗粒物来源广泛、组成复杂,我国目前尚未有一套基于完整科学理论和足量实测数据支持的颗粒物基准体系,导致其来源、暴露水平、健康和环境风险信息量不足,相关标准制、修订的依据不足. 解析了美国环境空气质量管理的模式,并追踪了美国基准文件的发布历程和世界卫生组织导则值的发布和修订历程. 辨析了环境空气颗粒物质量基准与标准的内涵,分析了空气颗粒物质量基准研究对环境空气质量标准制/修订的支撑作用. 综合国外环境基准体系框架构成和已有研究成果,结合国内空气颗粒物质量基准研究现状和存在的问题,基于“污染源—环境空气浓度—暴露水平与剂量—健康/环境效应与风险”的各环节研究方法与目标,提出了“2-4-4”基准研究框架体系,即颗粒物质量基准研究包括空气颗粒物人体健康基准和空气颗粒物环境效应基准两部分,其中人体健康基准包括颗粒物污染特征与来源解析、个体暴露、剂量-效应关系及人体健康效应四部分,空气颗粒物环境效应基准包括颗粒物对生态系统、能见度、建筑物和材料、气候的影响四部分. 建议我国应开展大气污染健康影响前瞻性队列研究和对生态环境影响研究,采用多种方法,包括近期发展的暴露组学方法,系统研究空气颗粒物特别是PM_2.5载带的有毒有害组分对公众健康的危害和风险;基于我国人群或区域调查结果,建立我国空气颗粒物特别是PM_2.5环境质量基准体系,定期发布质量基准文件.      

铅大气污染物环境保护标准限值研究

铅因其对公众健康的影响,其大气污染物标准限值的合理性倍受关注.论文对比分析了国内外铅大气污染物环境质量与排放标准,通过计算提出基于保护环境空气质量的排放标准理论限值及建议限值.分析发现,目前国际上铅环境空气质量标准浓度限值为0.00015～0.0015 mg·m~(-3),但多采用世界卫生组织(WHO)的年均浓度限值0.0005 mg·m~(-3);建议我国今后修订标准时对铅年均浓度和季均浓度限值进一步加严.与发达国家相比,我国铅环境空气质量季均浓度限值水平已显落后;国际上目前各类排放源铅大气污染物排放浓度限值在0.04～2 mg·m~(-3)之间,金属冶炼源等主要源的排放浓度限值在1～2 mg·m~(-3),其他排放源均在0.5 mg·m~(-3)以下;我国铅、锌熔炼源正在执行的排放浓度限值(8 mg·m~(-3))较为宽松,而其他源的铅大气排放浓度限值与国际上的限值基本一致.通过计算认为,保护公众健康的铅大气污染物的理论排放限值为1.2～2.4 mg·m~(-3).考虑到我国的经济技术水平,建议铅、锌熔炼源的铅大气污染物新建企业排放浓度限值为2 mg·m~(-3);其他源的新建企业排放浓度建议限值为0.5 mg·m~(-3).经过过渡期,现有企业应达到新建企业的排放控制要求.铅的企业边界浓度排放限值是保护企业边界附近公众健康的有效屏障,但鉴于铅的污染特性,对于具体建设项目应加强环评力度,提出更具体明确的排放控制要求,并加强对企业周边环境敏感点的环境监测等,采取综合措施保护公众健康.     

垃圾填埋场地下水污染对居民健康的风险评价

调查了某垃圾填埋场地下水和周边居民饮用水中的As、Hg等重金属和挥发酚等有机物的污染状况，运用美国环保局的健康风险计算模型，评估了该垃圾填埋场地下水对周边居民的潜在健康风险。结果表明，各类人群对4种有阈化合物的饮食和皮肤暴露的终身健康危险度在8．2×10^-11～1．3×10^-10之间，均低于可以接受的风险水平10^-6；对As的终身超额健康危险度在3．1×10^-7～4．9×10^-7之间，表明地下水中砷污染对居民潜在的致癌风险不明显。各类人群通过皮肤对Hg、As、Cd和挥发酚的暴露剂量比通过饮水暴露的剂量高0．7倍～14．5倍，皮肤暴露将是地下水影响人体健康并构成潜在风险的重要途径。     

室内空气质量相关标准与评价方法进展

综述了国内外室内空气质量(IAQ)标准、建筑装饰装修材料中有害物质限量标准和室内空气质量评价方法研究的进展情况。根据浓度一呼吸速率一剂量的关系,提出了“参考剂量评价标准”的概念和将来应开展工作的建议。     

田间原位开顶式臭氧熏蒸系统研究

臭氧污染造成的粮食作物减产及经济损失受到普遍关注,研究植被对臭氧的响应是评估臭氧污染造成影响的重要依据. 针对国内外已有开顶式熏蒸系统的缺点,改进布气管的布气孔大小和形状,以保证气室内布气的均匀性;改进风机的供气方式,采用一供三的方式以提高各平行样间的平行性;通过计算机负反馈控制和采用引流装置,以提高臭氧浓度控制和测定的准确性. 在国内率先尝试在跟随环境臭氧浓度的基础上增加一定浓度的臭氧作为熏蒸气体. 田间实测表明:该装置气室内臭氧浓度与设定浓度一致且分布均匀,平行样的平行性好,气室内外温度、相对湿度及光照强度衰减均达到了国内外同类装置水平,可广泛用于田间原位大气污染物对植被影响的研究.      

我国北方某地区居民饮水暴露参数研究

饮水率是决定人体对水中污染物暴露和健康风险评估准确性的关键暴露参数之一,但我国至今没有其公开的调查结果,更未发布过与其相关的参数手册.采用问卷调查和实际测量的方法,对我国北方某地区城、乡2 500名居民的夏、秋季节直接饮水和食物间接饮水的特征进行了研究,并与国外情况进行了对比分析.结果表明:该地区男性、女性和全体被调查者饮水率平均值分别为2 852.8,2 586.4和2 720.5 mL/d,各年龄段居民的食物间接饮水率都明显大于直接饮水率,在总饮水率中间接饮水率所占比例平均值达到62.4%;全体被调查者直接饮水率比美国和日本分别高36.0%和54.0%.开展饮水健康风险评价时,应考虑城、乡人群的差异,且不可忽略间接饮用水的影响,采用国外的饮水率将可能增加风险的不确定性.      

我国中小型燃煤锅炉SO2排放特征与控制对策

 基于87台中小型燃烟煤层燃炉(£70MW)的燃料特性分析数据和SO2排放实测数据,研究了锅炉出力、过量空气系数、燃煤硫含量对燃烧过程中SO2初始排放浓度的影响,分析了燃煤锅炉SO2排放现状,讨论了我国中小型燃煤锅炉SO2排放管理控制的潜力和可行性.结果表明,在锅炉运行负荷³80%的条件下,SO2初始排放浓度与燃煤硫含量之间具有显著的线性相关性,与锅炉出力和过量空气系数无关;分别有94%和87%的实测锅炉可以满足国家现行排放标准规定的第I和第II时段SO2最高允许排放浓度.