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.     

不同行驶工况下轻型柴油车瞬时排放的CMEM模拟对比研究

近年来,我国机动车保有量迅猛增加,标准的行驶工况已难以准确反映机动车在实际道路上的行驶状况。采用CMEM模型研究不同标准工况下车辆排放的差异,旨在为城市交通环境管理与规划提供技术支持。以轻型柴油车为研究对象,给出了模型关于柴油机的结构和主要输入参数,并将模拟得到的车辆在实际道路上的瞬时排放结果与实测数据进行了验证。检验结果表明,THC、CO、NOx排放量的相对误差分别为14.2%、3.7%、32.7%,其相关系数分别达到0.73、0.72、0.87,表明CMEM模型能够较好地反映车辆在实际道路上排放的瞬时变化。对车辆在日本10-15工况、欧洲ECE工况、美国FTP城区工况及中国上海城市主干道路况上的排放和燃油经济性进行了计算。CMEM模拟结果发现,污染物排放水平随着车速的提高而下降,特别是超低速段（0～10 km/h）向低速段（10～20 km/h）过渡时,污染物排放水平的变化显著。车辆的加速过程在污染物排放过程中起主导性作用,其对污染物排放的贡献率在30%以上,个别甚至超过了70%。中国上海城市主干道工况的怠速过程对THC和CO的贡献率分别接近40%和30%,其CO排放因子分别是欧、美、日的1.3、1.5、1.4倍;THC排放因子分别是欧、美、日的1.5、2.1、1.9倍;NOx排放因子分别是欧、美、日的1.2、1.3、1.3倍。模拟车辆在中国上海城市主干道上的燃油经济性最差,仅为9.56 km/L。国外行驶工况不能真实地反映我国机动车在实际道路上的行驶状况。     

上海市秋季典型大气高污染过程中颗粒物的化学组成变化特征

于2010年10月1日至11月30日在上海市城区对大气中颗粒物质量浓度及细粒子化学组分进行了在线连续观测,获得了秋季大气灰霾和沙尘等典型污染过程中颗粒物质量浓度和化学组成的变化特性.观测结果显示,在大气灰霾污染过程中PM₁₀和PM_2.5的日均最高浓度分别达到216~293 μg·m^-3和130~204 μg·m^-3,PM_2.5/PM₁₀的比值在65%以上,总的可溶性无机离子(TWSII)占PM_2.5质量浓度的50%以上,有机碳(OC)和元素碳(EC)的总和占25%~30%.二次可溶性离子(SO₄^2-, NO₃^-, NH₄⁺)占TWSII的83.3%~87.5%,OC/EC的比值在5左右,表明在灰霾污染过程中二次组分对PM_2.5的贡献较大;沙尘天气以粗粒子污染为主,TWSII、OC和EC分别仅占PM_2.5质量浓度的27.2%、13.4%和2.0%,二次可溶性离子(SO₄^2-, NO₃^-, NH₄⁺)占TWSII的55.7%,Ca²⁺、Mg²⁺等地壳组分的比例较灰霾天气明显升高.研究结果还显示,SO₄^2-和NO₃^-等二次离子组分的生成与颗粒物中硫与氮的氧化速率有关,在大气灰霾过程中硫转化率(SOR)和氮转化率(NOR)值较高,分别为0.24±0.10和0.15±0.06,说明SO₂通过二次反应生成SO₄^2-的能力较强,在污染的环境下高浓度的NO₂更有利于向NO₃^-转化.     

机动车尾气排放VOCs源成分谱及其大气反应活性

选取轻型汽油车、重型柴油车和摩托车等城市典型机动车种分别采用底盘测功机及实际道路实验,结合SUMMA罐采样的方法,获得了小轿车、出租车、公交车、卡车、摩托车和LPG助动车的尾气VOCs样品,利用气相色谱-质谱分析了各车型机动车尾气VOCs的浓度及其物种组成.结果表明,轻型汽油车尾气VOCs以甲苯、二甲苯等芳香烃为主,占43.38%～44.45%;重型柴油车以丙烷、n-十二烷及n-十一烷等烷烃组分为主,占46.86%～48.57%,还有13.28%～15.01%的丙酮等含氧特征组分;摩托车与LPG助动车的主要成分为乙炔,分别占39.75%和76.67%左右.各车型中,摩托车和轻型汽油车尾气VOCs的化学活性显著高于重型柴油车辆,以上海市为例,其大气化学活性贡献分别占55%和44%左右,是影响城市和区域大气氧化能力的关键污染源,其中以甲苯、二甲苯、丙烯、苯乙烯等关键活性物种的贡献最大.     

全球能源消费与CO2排放量

在收集全球能源储量和流通状况的基础上，综述了世界各地区能源消费量和各国人均能源水平，汇总了全球ＣＯ２排放总量及各大洲对全球ＣＯ２排放量的贡献率，到２１００年，全球Ｃ矿量预计将从目前６０亿ｔ／ａ增加到３６０亿ｔ／ａ，同时，旨出１９９６年中世界人口１８．８％的北美、欧洲、日本、ＣＯ２排放３１．６亿ｔ（碳），占全球当年ＣＯ２排放总量的５２．４％。     

城郊道路交通带状多线源污染扩散模式研究

为研究适用于路面宽,等级高的城郊道路大气污染扩散模式,以Ｃａｌｉｎｅ－３有阴长线源污染扩散模式为基础,并以上海浦东新区道路网为实例,将带状线源的概念引入线源扩散模式研究,建立了新的带状多线源污染扩散模式,分析了气象条件,初始扩散,道路基本工程参数对大气污染扩散的影响,引用实例数据,对所建立的ＢＭＬＳＭ模式进行了检验,并与Ｃａｌｉｎｅ－２模式进行了对比。结果表明,采用本研究建立的带状多线源污染扩散模     

中国能源政策的大气污染物减排效果与附加效应--上海案例研究

为了研究中国能源政策对减少本地大气污染物排放的效果,以及减缓二氧化碳排放增长速度的附加效应,以上海为例,采用MARKAL模型对基础情景和能源政策情景下的能源消费及大气污染物排放量进行了预测,并分析了能源环境政策减缓二氧化碳排放增长的附加效应。结果显示,实施能源政策后,上海市的SO_2、PM_(10)。排放量均有大幅度降低,并可明显减缓CO_2排放的增长速度。2000～2020年,SO_2排放量将基本保持在2000年的水平,CO_2排放总量的年均增长率将由基础情景下的2.7％减小到能源政策情景下的1.1％～1.2％。     

黄浦江上游汇不区禽畜业污染及其防治对策

为定量了解黄浦江上游汇水区禽畜业污染对黄浦江水网地区水环境的影响程度，对汇水区的禽畜业现状进行了调查，提出了各类禽的粪尿及其污染物的排泄系统，估算了禽畜粪尿总产生量及流失量，结果表明，汇水区禽畜粪尿流失量达９１．３万ｔ／ａ，由此产生的污染物ＣＯＤｃｒ为５．３２万ｔ／ａ，ＮＨ３－Ｎ为０．５８万ｔ／ａ，分别是汇水区污染总负荷的３８．３％和４７．８％，成为黄浦江上游汇水区的主要污染源。对此，提出了防治禽     

餐饮行业细颗粒物(PM2.5)排放测算方法:以上海市为例

以上海市餐饮企业为例,研究了餐饮企业PM_(2.5)排放特征以及排放测算方法.按照单位灶头、单位时间、单位就餐人次这3种计算基准,获得了不同类型餐饮企业PM_(2.5)的排放因子,并在此基础上结合2014年上海市餐饮企业活动水平测算了PM_(2.5)的排放清单.结果表明,餐饮企业排放PM_(2.5)的浓度范围0.1~1.8 mg·m~(-3),甚至超过国家饮食业标准中关于油烟1mg·m~(-3)的排放限值;PM_(2.5)中OC质量贡献超过50%,OC/EC比值的变化范围为58.8~752.3,平均值为128.4,可作为餐饮排放的示踪特征.企业规模是影响餐饮企业PM_(2.5)排放因子的重要因素.按照灶头活动、餐饮作业时间以及就餐人次这3种方法计算得出的餐饮企业PM_(2.5)排放因子均表明,大型、中型企业明显高于小型和微型企业(食堂、快餐).基于上述3种排放因子,计算2014年上海PM_(2.5)排放量相对一致,表明本研究获得基于3种活动水平的排放因子比较可靠,未来可应用于其他城市餐饮企业排放清单的核算.     

长江三角洲地区大气O3和PM10的区域污染特征模拟

以TRACE-P污染源资料及上海市地方排放清单为基础,采用Models-3/CMAQ环境空气质量模型和中尺度气象模式MM5,模拟研究了2001-01和2001-07长三角近地面二次污染物O₃及PM₁₀的浓度分布及输送状况,并以上海市国控点2001年冬、夏季各10 d的小时监测数据对模型进行了验证.验证结果显示,Models-3/CMAQ对O₃和PM₁₀的模拟结果与监测值的相关系数分别为0.77和0.52;一致性指数分别达到0.81和0.99.模型对O₃小时最高浓度的估算偏低27%,标准偏差为-3.1%;对PM₁₀小时平均浓度的估算偏低10%,标准偏差为46%.模型已具备再现和模拟长三角大气污染输送过程的能力,且误差落在可接受的范围之内.模拟结果显示,2001-07长三角区域16个主要城市中,有14个城市O₃小时最大浓度超过国家二级标准,高浓度O₃可覆盖苏南和浙北广大区域.2001-01泰州、扬州、南京、镇江、常州等城市受本地排放源和北部大气污染输送的影响显著,大气PM₁₀日均浓度超过PM₁₀国家二级标准.长三角地区环境空气质量与污染类型受大气污染传输与化学转化的影响十分明显.夏季太阳辐射较强时,南部城市排放的污染物常以二次污染物的形式影响下风向城市;太阳辐射较弱的情况下,则以一次污染物输送为主的形式影响周边地区.冬季长三角区域颗粒物污染总体水平较高,这与我国北方地区排放的颗粒物在西北风作用下向长三角输送造成的影响密切相关.长三角地区的大气污染已逐渐从局地转为区域问题.