基于环境一号卫星的PM2.5浓度遥感反演研究

2014年12月29—30日,青岛市发生了一次空气污染过程,利用环境一号卫星CCD遥感影像数据和实测PM_(2.5)浓度数据,分析了该过程前后5 d的实测PM_(2.5)浓度与环境一号卫星CCD遥感影像的DN值之间的相关性,分别按日期和区域建立了反演模型。结果表明,按日期拟合反演模型相关系数为0.02~0.51,按区域拟合反演模型相关系数为0.01~0.80,总体来说,区域拟合结果较好。     

青岛市环境空气中VOCs的污染特征及化学反应活性

利用2012年青岛市挥发性有机物(VOCs)监测数据,系统分析了VOCs的污染特征、来源和化学反应活性。结果表明,青岛市VOCs浓度处于较低水平,且烷烃是VOCs的主要组分,占60%以上。夏、秋季的VOCs浓度高于春、冬季,且9月的浓度高于其他月份,日变化呈现"两峰一谷"趋势,与交通早晚高峰对应。VOCs各组分均表现出周末效应,说明机动车源和工业源的重要影响,优势物种的相关性分析进一步证明了这一点。对比各组分的OH消耗速率,得出烯烃的臭氧生成贡献高于烷烃和芳香烃,控制机动车尾气、溶剂挥发、化石工业等VOCs排放源将有利于降低大气中的臭氧浓度。     

气象要素及前体物对青岛市臭氧浓度变化的影响

在深入探讨2013—2015年青岛市区O_3污染随时间变化特征的基础上,系统分析了不同气象要素对O_3浓度的影响,并研究了前体物对O_3生成的影响及贡献。结果表明:青岛市区O_3第90百分位日最大8 h滑动平均值和超标率均在2014年达到最高值;O_3浓度在5—10月较高,12月至次年1月浓度最低;O_3日变化呈单峰型变化规律,白天浓度高,夜间浓度低。强太阳辐射、高温、相对湿度60%左右、风速4 m/s左右、偏南风等气象条件下易出现高浓度O_3。O_3的生成主要受前体物VOCs控制,且烯烃对O_3生成的贡献远高于烷烃和芳香烃,控制VOCs尤其是烯烃组分的排放可有效降低青岛市区O_3浓度。     

VOCs走航观测在城市污染源排查中的应用

为推进城市空气质量精细化管理工作的实施,实现VOCs污染源精准排查,2019年3-4月,利用单光子电离飞行时间质谱对青岛市重点区域进行了VOCs走航观测。在排查到的污染源中,工业区的VOCs浓度较生活区整体偏高,且生活区、工业区夜间的VOCs浓度均较白天高。VOCs各类组分中,生活区白天苯系物、卤代烃、烯烃、烷烃的占比均在20%左右,夜间苯系物占比明显升高;工业区苯系物在白天和夜间的占比均最高,其他组分相对较小。浓度较高的前10位VOCs物种中,生活区白天烯烃物种占主导,夜间烷烃物种的比重明显增加;工业区苯系物、烯烃物种在白天和夜间的比重均较大,烷烃物种较小。生活区VOCs的污染源主要为机动车尾气排放和油品挥发,工业区主要为企业排放。烯烃和苯系物臭氧生成贡献较烷烃高,特别是丁烯、戊烯、己烯、甲苯、二甲苯/乙苯、三甲苯贡献显著,建议作为优控物种重点管控。     

实现基准排水量达标的炼油企业污水处理与回用工程实践

根据符合GB31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》中基准排水量要求的某石油炼制企业的废水处理与循环利用工程设置和实际运行数据，文章以酸性水汽提处理、电脱盐废水预处理、催化剂再生烟气脱硫废水处理等炼油企业点源废水分质处理工艺，全厂污水深度处理与回用和循环利用工 程为主要研究对象，系统研究了石油炼制主要产排废水分质处理与循环利用的工程实践对炼油企业节水减排的贡献。     

青岛市PM2.5化学组分特征及综合来源解析

为明确青岛市环境受体中PM_(2.5)的化学组分特征及来源,该研究于2016年在青岛市7个点位采集了PM_(2.5)样品,分析了PM_(2.5)中的无机元素、水溶性离子、碳等组分的质量浓度,采用CMB模型估算法,估算了青岛市的一次源类、二次源类对PM_(2.5)的贡献,并结合排放源清单及系数分配得到综合的PM_(2.5)源解析结果。结果表明:青岛市环境受体中PM_(2.5)平均质量浓度为62μg/m~3。PM_(2.5)中占比较高的组分是OC(16.44%)、SO_4~(2-)(15.07%)、NO_3~-(11.27%)、NH_4~+(8.86%)和EC(5.21%)。OC/EC的年平均值为3.62,说明存在二次有机气溶胶污染;SO2-4/NO-3的年平均值为2.71,夏季明显高于其他季节。冬季重污染过程中主要离子呈现出累积的现象。夏季二次硫酸盐的贡献上升为第一位(24.7%);机动车尘四季的贡献均较高(17.5%~20.5%),燃煤在冬季(15.1%)、秋季(13.3%)贡献高,扬尘在春季(16.5%)、冬季(15.6%)贡献高。     

青岛冬季霾-沙尘重污染过程PM1理化特征及来源分析

对2018年11月21日~12月2日期间青岛市大气PM₁的质量浓度、化学组分和数浓度进行连续观测,结合国控站点监测数据和气象条件,分析青岛市秋末冬初一次典型霾-沙尘重污染过程的特征及污染物来源.结果表明：本次污染过程可分为霾前（11月21~23日）、霾期（11月24~25日）、霾-沙尘叠加期（11月26日）、沙尘期（11月27~29日）、沙尘后（11月30日~12月2日）5个发展阶段,观测期间PM₁质量浓度为（40±20）μg/m³,霾期PM₁为沙尘期的2.03倍.冷锋锋前以人为污染物气团为主,锋后以冷干沙尘气团为主,并在长距离传输中保持干燥,受沙尘传输过程中经过区域的影响较小,导致沙尘阶段PM_2.5和PM₁₀错峰12h出现.霾期PM₁中SO₄^2-、NO₃^-质量浓度比霾前分别升高73%、111%,SOR、NOR分别升高28%、67%,表明霾期NO₃^-的二次转化明显升高.PM₁中NH₄⁺主要以（NH₄）₂SO₄和NH₄NO₃形式存在,为富氨条件.本次沙尘事件气团传输过程中途经山西、河北、山东西北部等污染物高强度排放区域,前锋到达青岛时,携带的人为污染物占主导,导致沙尘期PM₁中OC、EC占比为霾期的1.73、1.53倍.霾期SOC/OC值为0.43,略低于沙尘期,表明霾期SOC生成受到抑制.     

青岛秋冬季PM1中金属元素污染特征及健康风险评估

于2018年11月1日至2019年1月31日（OP_2018-2019）和2019年11月1日至2020年1月20日（OP_2019-2020）在青岛对PM₁进行了连续两年秋冬季逐日采集.将观测期划分为4个空气质量等级（Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级）,分析了PM₁中金属元素浓度特征及来源,评估了不同人群的非致癌风险（Zn、Pb、Mn、Cu和V）和致癌风险（As、Cr、Ni、Cd和Co）.结果表明,与OP_2018-2019相比,OP_2019-2020期间不同空气质量等级下金属元素总浓度变化与Ca、K和Al浓度变化有关,受扬尘源和生物质燃烧源影响较大.与OP_2018-2019相比,OP_2019-2020期间不同空气质量等级下V浓度分别下降19.0%、60.5%、82.7%和77.5%.推测与船舶国内排放控制区域（DECA）政策实施有关,青岛周边海域船舶改换燃油品质,导致V浓度大幅降低.由富集因子、比值法和气流后向轨迹结果进一步表明V浓度变化主要受DECA政策影响.然而,实施DECA政策后,V/Ni值作为判断区域内受船舶源影响的限值,需进一步探究.由健康风险评估结果表明,OP_2018-2019和OP_2019-2020期间非致癌元素Mn的危险系数范围为0.07~1.22,建议加强管控含Mn污染源的排放.OP_2018-2019和OP_2019-2020期间不同空气质量下As、Cd的终生致癌风险概率（ILCR）值低于10^-4,但高于10^-6,表明存在致癌概率,但仍可接受.OP_2018-2019期间空气质量为Ⅳ级时,Cr的ILCR值高于10^-4,存在致癌风险.     

山东某沿海城市集中式饮用水水源水质及健康风险评价

基于2017—2020年山东某沿海城市集中式饮用水水源水质监测数据，采用单因子评价法和美国环保局（USEPA）的健康风险模型对该市集中式饮用水水源水质进行综合评价。结果表明，2017—2020年该市集中式饮用水水源地Ⅲ类以上水质比例为98.7%；总健康风险年均值为4.11×10^-6，超过英国皇家协会、瑞典环保局和荷兰环境部的可接受风险水平限值（1×10^-6），低于USEPA（1×10^-4）和国际放射防护委员会（ICRP）（5×10^-5）的可接受风险水平限值，风险等级为Ⅰ级，处于低风险水平。该市水源地健康风险主要来自致癌物，致癌物健康风险为：砷>镉。2017—2020年该市集中式饮用水水源地水质健康风险分级稳定在Ⅰ级，并呈逐年降低趋势。通过对比分析，水质与健康风险评价结论不尽相同，健康风险评价可作为现阶段水质评价的有益补充，进一步说明水源地的水质状况和健康风险，为生态环境管理及居民生活提供有益参考。     

基于数值模拟的青岛市O3快速来源解析

为了建立臭氧污染快速来源解析方法,提高解析结果的时空分辨率,以2017、2018年青岛市环境空气质量精细化管理实践为契机,利用CAMx-OSAT模型的污染源识别与追踪技术,预测解析未来时段特别是污染期间不同区域、行业的排放源对目标站点O3浓度的贡献量和贡献率。结果显示:模拟的春、夏季2个时段青岛市的O3来源主要为工业、电厂、交通、生活源,2个时段的模拟结果本地和外来源中工业源的贡献分别占62. 0%和65. 0%,交通源分别占24. 5%和16. 0%,生活源分别占8. 4%和8. 0%,电厂源分别占5. 0%和11. 0%,O3高浓度污染时,工业源的贡献上升明显,青岛市的O3浓度外来源的贡献约占40%~80%。该数值模型O3来源解析及预测方法已成功用于青岛市的空气质量精细化管理及应急管控。