广州市学龄儿童在校期间PM2.5暴露水平评价

采用便携式大气颗粒物采样器(MiniVol)和便携式颗粒物检测仪(pDR-1500)在2010年3月底至4月初对广州市某小学的室内外细颗粒物(PM2.5)浓度进行了监测,并对学龄儿童在校期间活动模式进行了跟踪调查,评价了学龄儿童在校期间PM2.5暴露水平.结果显示该小学室内外日均PM2.5浓度范围为25.1~145.9μg/m3,室内PM2.5浓度略低于室外,两者呈明显的正相关关系(R2=0.65);室内实时PM2.5浓度结果表明非假期与假期存在差异.使用离子色谱分析了PM2.5的阴离子成分,其中NO3-和SO42-占阴离子成分总量的73%~95%.研究显示道路交通源是采样地点PM2.5主要来源之一.学龄儿童在校期间单位体重PM2.5日均潜在暴露水平为7.6μg/(kg×d),个体日均潜在暴露水平为246.8μg/d.     

VOCs 组分监测数据在改进香港PATH 模型中的作用

 利用香港2 个监测站的VOCs 组分监测数据对香港PATH 模型进行了验证分析.结果明,PATH 模型在模拟VOCs 组分浓度上存在较大的误差.实际观测的VOCs 组分AOD、OLE、TOL 和XYL 浓度是模型模拟的2~3 倍;而模型模拟的PAR 和ETH 浓度是实际观测的 2~4倍.这些误差可能是由于当前使用的VOCs 排放清单低估了实际的VOCs 排放量,以及在估算来自不同排放源的排放量及组分分布上有较大的不确定性.使用高质量的VOCs 组分监测数据验证PATH 模型有助于指导改进VOCs 排放清单和理解复杂的光化学烟雾污染问题,从而改进和提高PATH 模型.     

深圳市船舶排放清单与时空特征研究

为分析深圳市船舶排放特征,本研究以劳氏船级社数据库(Lloyd's register of shipping,LR)以及船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)为基础,收集整理深圳市各主要船舶类型及其活动水平的本地化参数,使用基于引擎功率和燃料消耗量的排放因子法,估算深圳市2010年船舶排放清单,并利用船舶AIS活动轨迹建立1 km×1 km空间分配因子和时间特征谱.结果表明,2010年深圳市各类船舶排放的SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5和VOCs总量分别为13.6×103、23.3×103、2.2×103、1.9×103、1.7×103和1.1×103t,全槽格式集装箱船为最大贡献船型,靠泊模式排放比例最大.船舶排放的高峰期集中在白天时段,但不同船舶的具体峰值有所不同;船舶排放量的空间分布呈面状及带状分布交错,高值排放区为西部港口群、东部大鹏湾海域及主要水运航道.     

国内外PM2.5源谱对比及其对空气质量模拟效果的影响

对比了国内外固定燃烧源、工业过程源、道路移动源和扬尘源等排放源PM_2.5成分谱之间的差异,并利用CMAQ（区域空气质量模型）模拟识别各PM_2.5成分谱之间的差异对空气质量模拟影响较大的排放源.结果表明:① 由于国内外发展水平、排放标准、采样分析条件以及排放源除尘设备等的差异,各排放源PM_2.5成分谱差异较大;② PM_2.5成分谱差异较大的源主要有燃煤电厂、水泥制造、重型柴油车和道路扬尘等,而差异较大的组分主要有SO₄2-、NO₃-和Ca等;③ 道路移动源源谱本地化对PM_2.5的模拟影响最大,其次为扬尘源和工业过程源,而固定燃烧源则相较最小,其中道路移动源源谱本地化模拟案例与基线的PM_2.5模拟质量浓度绝对差值为0.27μg/m3,各组分质量浓度差系数之和为52.60×10-3 μg/（m3·kg）,而固定燃烧源源谱本地化模拟案例PM_2.5模拟质量浓度绝对差值仅为0.10μg/m3,各组分之和为2.12×10-3 μg/（m3·kg）.研究显示,有必要采用统一的标准开展本地源成分谱测试工作,为源解析及模型模拟提供基础性数据,而从对空气质量模型模拟影响的角度出发,优先建立道路移动源本地化PM_2.5成分谱较为重要.      

工业源VOCs治理技术效果实测评估

根据珠三角地区典型工业行业VOCs治理技术应用情况调研数据,选取6种典型治理技术开展现场测试,比较各类技术对VOCs的去除率和对VOCs物种的去除特征. 结果表明:活性炭吸附、水喷淋+活性炭吸附、活性炭吸附浓缩+催化燃烧、低温等离子体、溶液吸收、水喷淋+溶液吸收6种技术对工业VOCs去除率的范围分别为-98.1%~79.2%(负值表示可能存在活性炭脱附作用,下同)、-167.4%~57.5%、-3.8%~66.5%、34.1%~96.3%、22.8%~43.1%和2.7%~19.6%. 活性炭吸附及其组合技术对ρ(VOCs)<100 mg/m3的废气处理效果很差;而低温等离子体对ρ(VOCs)>1 000 mg/m3的废气治理效果较差. 活性炭吸附及其组合治理技术对芳香烃、酯类和醚类的去除率一般在40.0%左右;低温等离子体对除卤代烃外的其他物种去除率在28.6%~74.6%之间;溶液吸收法对醚类、芳香烃、酯类和卤代烃的去除率达33.2%~90.1%,而水喷淋+溶液吸收法对醇类、酮类和醚类的去除率可达到41.8%~98.9%. 未来应从经济、技术、监管三方面对工业VOCs治理技术进行综合评估,同时应对更多工业源的VOCs治理技术开展实测评估.      

广东省人为源大气污染物排放清单及特征研究

本研究根据收集的广东省人为源活动水平数据,采用合理的估算方法、排放因子和GIS技术,建立了该地区2010年3 km×3 km人为源大气污染物排放清单.结果显示,2010年广东省SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、BC、OC、VOCs和NH3排放总量分别为867.8×103、1607.0×103、7476.0×103、1397.6×103、633.2×103、50.5×103、98.3×103、1436.5×103和578.3×103t.固定燃烧源是SO2和NOx的最大排放贡献源,CO排放主要来自道路移动源、固定燃烧源和生物质燃烧源,扬尘源和工业过程源是主要的PM10和PM2.5排放源,生物质燃烧源是最大的BC和OC贡献源,VOCs排放主要来自有机溶剂使用源、道路移动源和工业过程源,NH3排放主要来源于畜禽养殖和氮肥施用.东莞、佛山和广州是主要的SO2、NOx、CO和VOCs排放城市,广州、清远和梅州是最主要的PM10和PM2.5排放城市,BC排放集中在广州、深圳、东莞、佛山等珠三角城市,OC的重要排放城市为湛江和茂名,NH3排放主要分布在茂名、湛江和肇庆.空间分布结果显示,广东省NH3排放高值区分布在粤西和粤东地区,其他污染物排放高值区则主要分布在珠三角城市群.本研究建立的排放源清单仍具有一定的不确定性,建议后续研究加强大气污染源排放的基础研究,进一步完善该地区的排放源清单,以期为区域大气污染预报预警和污染控制措施的制定提供重要基础数据.     

基于模型化学机理的VOCs化学物种谱建立与对比分析

本研究在珠江三角洲地区(以下简称珠三角)道路移动源、工业有机溶剂及非工业有机溶剂使用源VOCs化学成分谱实测研究的基础上,建立了基于大气模型化学机理CB05和SAPRC-07的本地化模型物种谱,并与基于美国环保署SPECIATE数据库建立的物种谱进行对比分析.结果表明,1基于SAPRC-07机制建立的本地物种谱与SPECIATE差异较CB05机制明显;2制鞋、家具制造、轻型汽油车和摩托车本地物种谱与SPECIATE物种化结果差异较小;3印制电路板、轻型柴油车、LPG出租车及非工业有机溶剂使用源的物种谱差异较为显著.从模型物种谱对模型模拟结果的影响考虑,模型物种谱应尽量基于本地源化学成分谱建立;此外,对于重要源排放成分谱数据缺失的区域,利用SPECIATE数据作为模型物种输入文件时,建议优先选取CB05机制,以期提高空气质量模型模拟的可靠性和准确性.     

珠江三角洲天然源VOCs排放量估算及时空分布特征

利用实际观测的气象数据和基于遥感图像解译的土地利用现状和植被资料,运用GloBEIS模型,对珠江三角洲2006年度天然源VOCs排放总量进行了估算.结果表明,该区天然源VOCs的年度排放总量达29.6万t,其中异戊二烯7.30万t,占24.7%,单萜10.2万t,占34.4%.其排放量具有夏季高冬季低的典型特征,夏季占全年排放量的40.5%,冬季占11.1%.其空间特征与土地利用和植被分布密切相关,天然源VOCs排放主要集中在城镇化程度较低和林区较密集的区域.此外,对天然源VOCs排放估算过程中可能的不确定性来源进行了讨论.     

基于EnKF排放清单反演方法的关键影响参数评估与优化

以中国一氧化碳(CO)排放反演为例,利用敏感性分析手段评估了集合数目、局地化半径､膨胀因子、观测站点密度和观测数据时间分辨率对排放清单反演的影响.结果表明:站点密度是影响排放反演的最重要参数.在不同站点密度下,反演的中国CO排放总量差异可达34%.同时,站点密度还会影响排放反演对其他参数的敏感性.随着站点密度的降低,排放反演对局地化半径、集合数目和膨胀因子参数变得更为敏感,但对观测数据时间分辨率的敏感性则有所下降.因此在站点稀疏地区,局地化半径是排放反演的主要影响参数,集合数目和膨胀因子次之;但在观测站点密集地区,局地化半径和观测数据时间分辨率是主要的影响参数,而膨胀因子和集合数目的影响相对较小.该研究能够为不同尺度的排放反演开展参数优化提供借鉴.在中国CO排放反演案例(站点密度为1.55个/10⁴km²)中,建议反演参数设置为:集合数目为50、局地化半径为100km、最大似然估计膨胀方案(MLE)、日均或小时观测数据.     

前体物排放变化对珠江三角洲地区秋季臭氧污染演变的影响研究

自2013年以来,珠三角地区SO₂、NO_x及颗粒物等污染物浓度逐渐下降,但臭氧污染日渐凸显.作为二次污染物,臭氧污染演变受到排放与气象条件共同影响.而评估本地前体物人为排放变化、外部传输和气象变化对臭氧污染演变的影响,并识别臭氧污染长期演变趋势的重要驱动因素,是开展区域臭氧污染防控的关键基础.因此,本文采用WRF-SMOKE-CMAQ模拟平台,以2006—2017年广东省和中国大气污染物排放趋势清单为输入清单,以2014年的气象数据为基准年气象场,通过设置不同案例,结合观测数据,定量评估本地、外部排放变化和气象变化对珠三角秋季O₃污染长期演变趋势的影响.结果表明：在2006—2017年期间,整个珠三角9—10月臭氧日最大8 h（MDA8）浓度上升主要由 人为排放变化主导,平均每年贡献0.7 μg·m^-3,而气象条件总体上抑制了2006—2017年期间珠三角秋季臭氧MDA8浓度的增长,使得秋季臭氧MDA8浓度上升速率下降为0.2 μg·m^-3·a^-1;人为排放变化对珠三角秋季臭氧的影响主要集中在珠三角中心地区的佛山和广州南部、珠三角 下风向区域的珠海和江门北部及肇庆东部,整体主要由本地人为排放主导,但在2006—2012年主要受外部人为排放变化影响,平均每年贡献0.9 μg·m^-3,而在2013年后主要受本地人为排放变化影响,平均每年贡献0.6 μg·m^-3;其中,本地人为排放影响主要集中在珠三角中心地区, 外部人为排放影响主要集中在珠三角上风向和下风向区域.