2016—2017年武汉市城区大气PM2.5污染特征及来源解析

利用2016年1月至2017年9月湖北省环境监测中心站大气复合污染自动监测站的在线监测数据，对武汉市城区PM_2.5的污染特征及主要来源进行解析。结果表明，武汉市城区PM_2.5质量浓度呈现出明显的季节差异，季节变化规律为冬季>春季>秋季>夏季。水溶性离子的主要成分SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺占总离子质量浓度的82.0%。PM_2.5中阴离子相对阳离子较为亏损，颗粒整体呈碱性。夏季气态污染物的氧化程度较高且SO₂较NO₂氧化程度高。后向轨迹分析结果表明，区域传输是武汉市PM_2.5的一个重要来源，在4个典型重污染阶段，武汉市分别受到局地、东北、西北及西南方向气团传输的影响。PMF模型解析出武汉市PM_2.5五大主要来源及平均贡献率：扬尘22.0%、机动车排放27.7%、二次气溶胶21.6%、重油燃烧14.9%和生物质燃烧13.8%。     

固定源排污许可证监测管理制度研究

依靠排污许可证管理,固定源执行由行业排放标准为主正逐步过渡到"国家行业排放标准——单一源排放标准"双层排放标准,并以执行更全面和精准的单一源排放标准为主,对应的监测要求及考核方式更加多样化。对监测管理制度进行设计,明确固定源制定自行监测方案和守法监测的主体责任,厘清许可证核发部门、属地监测、执法部门的监管职责。系统设计"固定源制定并提交自行监测方案-核发部门审核-方案纳入排污许可证中成为规定-依规定自行监测和记录-固定源提交执行报告-监管部门审计式审核-执法监测和执法检查"的全过程管理机制,设计标准化的监管计划程序落实证后监管与执法监测,明晰监管部门的有限责任。     

聚硅酸钛制备及其助凝特性

采用在活化硅酸制备过程中加入适量Ti Cl4的方法,试制了一种新型无机高分子助凝剂—聚硅酸钛。研究了不同[Si]/[Ti]条件下制备的聚硅酸钛在固定p H值的水中分散物的粒径和Zeta电位随着活化时间的变化趋势,并与活化硅酸作比较。结果表明,在Si/Ti=20,活化48 h的条件下能制备出较为稳定的聚硅酸钛。与活化硅酸相比,聚硅酸钛在水中的分散物具有较大的粒径和更高的Zeta电位。通过对比制备的活化硅酸和聚硅酸钛的红外图谱发现,聚硅酸钛中有TiO-Si键,证明钛离子参与了聚合反应,新生成的化学键提高了它的聚合度和稳定性。采用硫酸铝为混凝剂,聚硅酸钛为助凝剂进行混凝除浊实验。测定了絮凝体的Zeta电位和混凝沉淀后的上清液浊度,研究了硫酸铝投加量和混凝p H对聚硅酸钛助凝效果的影响。结果表明,投加适量的聚硅酸钛助凝剂,明显提高了混凝除浊效果且拓宽了有效混凝p H值的范围。     

pH对铝盐絮凝剂形态分布与混凝除氟性能的影响

对比研究了AlC13和3种不同碱化度的聚合氯化铝(PACl)在不同pH与投量下除氟效果,并对不同形态铝盐除氟机理进行了初步探讨.结果表明,pH对絮凝剂水解后铝形态分布及其除氟效果有重要影响.pH 5 ～6时,Al3+和Al2、Al3等低聚态铝为AlCl3主要形态,且AlCl3更易水解生成可将溶解态氟转化为颗粒态氟的Al(OH)3,从而较PACl具有更佳除氟效果.pH ＞7时,PACl较AlCl3具有更佳除氟效果,且增大PACl碱化度可促进氟的去除,这主要是由于具有较高Al13含量的PACl更容易与电负性F-结合所致;且絮凝剂混凝除氟絮体ζ电位越高,越利于F-在絮体表面吸附.     

基于生态系统服务供需的雄安新区生态安全格局构建

生态安全格局构建是保障区域生态安全的关键。沿用“源地识别—阻力面构建—廊道提取”的生态安全格局构建模式，选取粮食供给、产水量、土壤保持、固碳释氧和生境维持5项生态系统服务供给指标，以及人口密度、地均GDP和土地利用程度3项生态系统服务需求指标，综合生态系统服务供需2方面识别重要生态源地，利用夜间灯光强度进行基本阻力面修正，采用最小累积阻力模型进行生态廊道提取，构建出雄安新区生态安全格局。研究表明:新区生态源地总面积约48433 km2，占新区土地总面积的313%，主要分布于新区西北部旱地和东南部水域；新区生态阻力系数空间分布较为破碎，大部分区域阻力值较低，间或分布高阻力值；新区生态廊道总长度18586 km，呈“Y”字型沿建设用地和水系分布，所处地类主要为旱地。基于生态系统服务供需的生态安全格局构建可为新区规划建设提供参考和借鉴。     

A new approach to spatial source apportionment of haze pollution in large scale and its application in China

Long-lasting expansion of haze pollution in China has already presented a stern challenge to regional joint prevention and control. There is an urgent need to enlarge and reconstruct the coverage of joint prevention and control of air pollution in key area. Air quality models can identify and quantify the regional contribution of haze pollution and its key components with the help of numerical simulation, but it is difficult to be applied to larger spatial scale due to the complexity of model parameters. The time series analysis can recognize the existence of spatial interaction of haze pollution between cities, but it has not yet been used to further identify the spatial sources of haze pollution in large scale. Using econometric framework of time series analysis, this paper developed a new approach to perform spatial source apportionment. We applied this approach to calculate the contribution from spatial sources of haze pollution in China, using the monitoring data of particulate matter (PM_2.5) across 161 Chinese cities. This approach overcame the limitation of numerical simulation that the model complexity increases at excess with the expansion of sample range, and could effectively deal with severe large-scale haze episodes.     

新形势下对环境统计工作的思考

分析了环境统计工作的定位和内容,以及第二次全国污染源普查、排污许可证与排污税制度、环境质量考核制度给环境统计工作带来的改革契机。针对固定源、城镇生活源与农业面源、移动源,提出了统计调查工作的设想。建议改变环境统计调查焦点,实现污染源统计空间格局"一张图";开拓环境统计分析品牌,推动环境统计方法研究;以政策管理需求为导向,完成环境统计工作体系的重构。     

Mitochondrial toxicity and in vitro biological effects of ambient PM2.5 from an urban site in China

Abstract

The roles of PM_2.5-induced mitochondrial damage and oxidative stress on mast cell degranulation were examined in vitro. Mast cells were treated with suspensions of PM_2.5 in Dulbecco’s modified Eagle’s medium at concentrations from 25 to 200?mg/L in the absence or presence of 10?mmol/L N-acetyl-L-cysteine. Biological effects and mitochondrial function were assessed by determining cell viability, β-hexosaminidase release, interleukin-4 secretion, reactive oxygen species generation, adenosine triphosphate production, potential alteration of mitochondrial membrane, and activities of mitochondrial electron transport chain complexes I and III. Exposure of mast cells to PM_2.5 induced reduction of adenosine triphosphate production, collapse of mitochondrial membrane potential, and inhibition of the activity of complex III. Co-treatment of mast cells exposed to PM_2.5 with N-acetyl-L-cysteine attenuated cytotoxicity and the production of reactive oxygen species, and decreased the release of β-hexosaminidase and interleukin-4. Evidently, PM_2.5-induced oxidative stress plays an essential role in mitochondrial toxicity and mast cell activation.     

大气细颗粒物在线源解析方法研究进展

基于对国内外关于PM2.5化学组分特征、二次气溶胶生成机理、源解析模型的研究综述,引入实现PM2.5在线源解析的2种可能方法,即气溶胶质谱+解析算法与3类化学组分组合观测+受体模型。重点阐述了气溶胶质谱及在线水溶性离子、EC/OC和金属元素仪器的应用研究现状,并分析了不同仪器测定结果的可靠性、优势及缺陷,在此基础上提出加强城市尺度的大气化学二次反应机理及关键技术参数研究、大气颗粒物化学组分连续观测应用于在线源解析的研究、基于多种信息来源和技术手段的在线源解析方法集成研究等建议。     

河流型饮用水水源保护区划分比较

比较分析了国内外河流型水源保护区划分的原则、方法和标准,例证了我国不同省份的划分实践。指出,我国各省多采用经验值划分水源保护区范围,部分省份划分方案久未更新,没有充分发挥保护区的作用。提出,应进一步细化水源保护区划分规范指导要求,及时修订省级水源保护区划分方案,并借鉴国外水源保护区划分经验,通过调整水质标准、重视公众参与、利用地理信息系统等方式划分水源保护区,从源头上预防水源污染,降低饮用水公共风险,保障饮用水安全。