基于PSR模型的武汉城市圈生态安全评价及态势研究

基于地理信息系统(Geographical Information System,GIS)开展城市的生态安全评价及态势研究,以武汉城市圈为研究区,基于压力-状态-响应(Pressure-Stats-Response,PSR)模型和层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP),利用遥感数据和统计监测数据,运用GIS的可视化和空间分析功能,对研究区生态安全状况进行分析和评价。结果表明,2000-2015年,武汉城市圈生态安全状况在逐渐变好,但仍以临界安全状态为主,有待进一步提高。城市间存在明显差异,生态安全空间分异特征明显。压力指数以临界安全和较安全为主,研究期间呈部分降低、整体提高的趋势;状态指数呈上升的趋势,以较安全状态为主;而响应状况不容乐观,大部分区域都处于临界安全,仍需加大对生态环境政策的响应力度。     

武汉市秋冬季室内外空气颗粒物以及有机碳、元素碳的污染特征

为了解秋冬季室内外空气颗粒物PM10、PM2.5以及其有机碳和元素碳的污染特征,于2009年10月及12月对武汉大学医学部学生宿舍室内、外PM10、PM2.5进行了两周连续采样。结果表明：秋季室内PM10和PM2.5的平均浓度分别为121.8和91.3μg/m3,室外为153.9和104.2μg/m3;冬季室内PM10...     

武汉地区秋冬季清洁与重污染过程的水溶性离子特征研究

利用武汉地区2014年秋、冬季在线离子色谱分析仪Marga监测所得的大气PM_(2.5)中水溶性离子数据和武汉市环境空气质量自动监测的细颗粒物数据,分析了武汉地区秋、冬季重污染和清洁过程的大气污染特征.结果表明,PM_(2.5)是武汉地区秋、冬季大气污染的首要污染物,无论是在清洁还是重污染过程中,NO_3~-、SO_4~(2-)和NH_4~+3种成分都是PM_(2.5)的主要无机成分.重污染过程中PM_(2.5)的平均浓度是清洁过程的4.5倍,而3种主要水溶性离子平均浓度增长至清洁过程的5~6倍,且有着显著的相关性,二次生成水溶性离子的污染已成为武汉秋、冬季大气污染的主要因素.Cl-在重污染过程中的浓度及与PM_(2.5)的相关系数显著增大,表明化石燃料燃烧等过程也对重污染的形成产生了较显著的作用,值得关注的是,K~+在重污染过程中的浓度及与PM_(2.5)的相关系数增大也验证了燃烧过程对重污染起到的贡献.硫氧化率和氮氧化率的分析结果表明,重污染过程中的二次转化要多于清洁过程,可能是非均相反应生成了二次污染的硫酸盐和硝酸盐.线性回归分析的方程系数研究表明,NH_4NO_3和(NH_4)_2SO_4可能是清洁和重污染过程中主要的盐类物质.NO_3~-/SO_4~(2-)的平均质量浓度比说明移动源对武汉地区秋、冬季二次污染的形成和发展已经起到越来越大的作用,特别是重污染过程中的影响更大.     

武汉市秋、冬季大气PM_(2.5)中水溶性离子污染特征及来源分析

采用离子色谱法测定武汉市秋、冬季大气PM2.5中水溶性离子浓度,对其化学组成、质量浓度变化特征及源解析等方面进行了研究。结果表明,NO-3、SO2-4、NH+4为武汉市秋、冬季大气PM2.5中主要的水溶性离子,相关性分析表明,燃烧源是秋、冬季大气PM2.5中水溶性离子的共同来源。成分分析表明,工业区的水溶性离子主要来源于燃烧源,交通区的水溶性离子主要来源于二次污染源,其中包括垃圾焚烧源,植物园的水溶性离子主要来源于二次污染源。     

武汉典型饮用水水源中典型POPs污染特征与健康风险评估

为了揭示武汉典型饮用水水源中典型持久性有机污染物(POPs)的污染特征与风险水平,采用固相萃取-气相色谱-质谱定性定量分析法,对武汉长江及其支流上18个典型集中式饮用水水源地,共26个采样点水体中多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)浓度进行了检测,分析了 POPs的污染水平,并开展健康风险评估.结果表明,26个采样点均有PAHs检出,除苯并[k]荧蒽检出率为88.46％外,其他15种单体检出率均为100.00％,多环芳烃累积ρ(∑PAHs)检出范围为57.04～475.79 ng·L-1,平均值为173.86 ng·L-1.PAHs污染程度总体较低,PAHs主要以中低环芳烃为主,来源于以石油源为主的混合源.共有8种OCPs被检出,(∑OCPs)范围为ND-4.57 ng.L-1,平均值为0.78 ng·L-1,OCPs浓度水平相对较低.共有24种PCBs被检出,ρ(∑PCBs)范围为ND-77.49 ng·L-1,平均值为9.88 ng·L-1,PCBs主要以不易降解的高氯联苯为主,部分点位PCBs浓度超过我国地表水环境质量标准限值,HeptaCBs-180物质需要引起持续关注.健康风险评估结果显示,研究区域内PAHs和PCBs的致癌风险指数均处于10-6～10-4,对人体可能产生潜在的致癌风险;OCPs和PCBs的非致癌风险指数均小于1,不会对人体产生非致癌风险.     

2013～2018年武汉市降水和BC的时间演变特征分析

湿清除是大气气溶胶重要的去除机制,由于降水过程和气溶胶本身的复杂性,针对城市地区降水与气溶胶的相互关系还有待开展深入研究。基于2013～2018年武汉市气象要素和黑碳（BC）质量浓度小时数据,分析了不同等级降水和BC的年际、季节等时间演变特征。结果表明：2013～2018年武汉市共出现785个降水日,降水日占总观测日的35.8%,降雨以小雨为主,占总降雨日的72.0%。随着降水强度的增强,BC质量浓度逐渐降低,在大暴雨时最低,为4 001.5 ng/m³,仅为晴天时浓度的42.9%。随着降水强度的增加,吸收Ångström指数（AAE）先减小后增加。武汉市BC气溶胶主要来自化石燃料的燃烧。2013～2018年武汉市暴雨和大雨日数、降雨量逐渐减少,而中雨和小雨天日数、降雨量逐渐增加。暴雨和大雨天数平均每年减少0.7天和0.6天,中雨和小雨天数平均每年增加1.3天和4天。不同降雨等级过程中BC和AAE的年际变化特征和季节分布特征不同。BC质量浓度在春季和夏季,随着降水强度的增加逐渐降低,AAE在秋季随降雨强度的增强而逐渐降低。降水过程对大气污染物的清除作用持续时间较短,降雨结束后,大气污染物开始堆积,经过十几小时后就可恢复到降水前的浓度。     

武汉冬季大气PM2.5小时分辨率源贡献识别及潜在影响域分析

冬季是我国大气细颗粒物(PM_2.5)污染较为严重的时段,武汉市PM_2.5受到明显的区域传输影响.本研究基于小时分辨率PM_2.5组分观测数据,采用受体模型,解析武汉冬季大气PM_2.5各类源的实时贡献.结合轨迹聚类和浓度权重,识别影响各类源的传输路径和潜在源区.武汉冬季大气平均ρ(PM_2.5)为（75.1±29.2）μg·m^-3.观测期间共有两次污染过程,第一次污染过程主要受西北方向气团影响,水溶性离子升高是PM_2.5呈现高值的主要原因,ρ（NH⁺₄）、ρ（NO^-₃）和ρ（SO■）分别是清洁时段的1.6、 1.7和2.1倍;第二次污染过程则以正东方向气团为主,二次有机组分有明显的生成.对武汉冬季大气PM_2.5贡献最大的是二次源（34.1%）,其次是机动车尾气（23.7%）、燃煤（11.5%）、道路尘（10.9%）、钢铁冶炼（8.7...     

武汉冬季典型月份PM2.5浓度变化的观测分析与模拟追因

1月是武汉市发生重霾污染最为频繁的月份之一.本文利用地面观测数据对比分析了2014年1月与2018年1月武汉PM_2.5污染的变化与差异,进而利用嵌套网格空气质量预报模式系统（NAQPMS）对其差异进行了模拟追因分析.分析结果表明,2018年1月武汉PM_2.5污染依旧严峻,出现了17个污染天,月均浓度达到了91.6 μg·m^-3,但污染程度与2014年1月相比有了大幅改善.其污染天比2014年1月减少了13 d,月均浓度下降了90.8 μg·m^-3,浓度峰值下降了154.6 μg·m^-3.通过设计基于气象场敏感性分析的数值模拟试验,发现在区域污染物排放强度保持不变的情形下,2014年1月和2018年1月气象场的变化对武汉月均PM_2.5浓度的影响较小,差异小于3 μg·m^-3.基于2018年1月的排放情景模拟2014年1月的武汉PM_2.5浓度会导致显著的低估现象.这表明气象条件变化不是武汉2018年1月相比2014年1月PM_2.5浓度显著下降、重污染天数显著减少的关键原因,而武汉本地、周边以及京津冀等重点城市群的排放量显著下降应是最为关键的主导因子.     

全球价值链视角的武汉城市圈产业体系构建——推动武汉城市圈低碳经济发展

从全球价值链的视角分析武汉城市圈产业体系构建,提出发展低碳经济是城市圈融入更大区域乃至全球价值链,不断朝着全球价值链的高附加值环节攀升,具有持久的生命力和强大的竞争力的途径。在文中,通过湖北近20年来的能源消耗情况计算出碳排放量,据此发现城市圈碳轨迹,并提出构建产业体系的策略。武汉城市圈近中期应该把提高能效和碳生产率作为核心,不断降低能源消费强度和碳排放强度,努力减少CO2的排放的增长率,实现碳排放与经济增长的逐步脱钩。产业结构的调整是发展低碳经济的重要途径。因此,城市圈要走新型工业化道路,建设低碳经济,工业结构升级调整任务迫切。同时,进行有利于碳减排交易的机制体制创新;进行有利于EET(能源环保)产业发展的机制创新;进行有利于推动EMC(能源合同管理)模式的机制体制创新;进行有利于科技创新的机制体制创新。     

武汉对外经济联系腹地变动与都市圈范围的界定

近55年来,武汉对外经济联系的影响范围不断发生变化,受自身经济发展水平、对外经济联系程度、周围城市空间竞争影响明显。构建经济联系量模型,揭示出武汉市对外经济联系作用明显加强;存在主要联系方向,表现出较强的时间惯性;地域空间分布上受距离衰减律作用呈圈层结构分异,以武汉为中心形成3个等级圈层。运用断开点公式,揭示出武汉市经济辐射空间受到周边大城市不同程度的空间竞争挤压,腹地范围逐渐减小。依据都市圈层阶结构、区划完整、动态发展、区域平衡等原则,综合中心城市实力、区域发展背景、空间要素与流量等因子,通过构建经济联系强度模型,结合空间流量实证算法,界定武汉都市圈域范围:核心圈层("1 8"都市圈)、外围圈层(湖北、河南、湖南、江西、安徽部分相邻县市)。