北京建筑施工裸地时空变化及扬尘污染排放

近年来北京城市格局逐步调整,伴随城市扩张与功能疏解,大规模建设工程使建筑施工裸地广泛分布于城市内部,施工扬尘带来的颗粒物污染已经成为影响空气质量的重要因素.选取北京平原区为研究区域,遥感反演了2013~2017年的建筑施工裸地,并分析了其时空分布特征.结合地面颗粒物浓度进行相关性分析,探讨城市建筑施工裸地对空气质量的影响.在此基础上,估算北京平原区2013~2017年建筑施工裸地的扬尘排放量.结果表明,北京建筑施工裸地沿中心城区向四周辐射,呈现出环形的带状分布,以城乡结合部最为集中.2013~2017年建筑施工裸地面积呈现先减后增的变化趋势,2015年后重心向东南偏移,逐步呈现出不均衡的分布特征.建筑施工裸地面积与PM10呈正相关,23个地面自动监测站点的相关系数均在0.80以上.2017年北京平原区建筑施工裸地颗粒物排放量核算结果如下:TSP排放量为39.5×10~4t、PM10排放量为19.4×10~4t、PM_(2.5)排放量为4.0×10~4t.单元网格的建筑施工裸地颗粒物排放强度向两级化发展,建筑施工裸地的局部集中导致高污染单元网格排放强度进一步增大.以标准化的PM10网格排放量为依据,将北京平原区分为低污染排放区、较低污染排放区、中污染排放区、较高污染排放区及高污染排放区5个级别,分级管控可以更有效地减轻扬尘污染影响.     

城市道路行道树树池裸地扬尘排放特征

本研究以北京市西城区为例,研究城市道路行道树树池裸地(以下简称树池裸地)扬尘排放特征.利用GIS技术获取西城区分道路类型里程空间分布,对展览路街道树池裸地进行全口径调查,得到西城区道路树池裸地活动水平,采用便携式风洞(PI-SWERL)实测各种道路树池裸地扬尘PM2.5排放因子,估算西城区2016年树池裸地扬尘排放清单.结果表明:(1)快速路辅路、主干路、次干路和街坊路单位面积树池裸地扬尘PM2.5年排放因子分别为47.9、7.9、14.9和29.9 g·(m2·a)-1,2016年降水过程对树池裸地PM2.5排放因子的削减率为30.3%;(2)快速路辅路、主干路、次干路、支路和街坊路单位里程树池裸地扬尘PM2.5年排放因子分别为2.57、2.33、4.04、7.31和5.44 kg·(km·a)-1,支路是街坊路、次干路、快速路辅路和主干路的1.3、1.8、2.8和3.1倍,以次干路为例,冬季排放因子分别是春夏秋季的1.3、7.3和8.7倍;(3)北京市西城区树池裸地全年PM2.5排放量为1.60 t·a-1,排放清单的不确定性范围为-143%~184%,冬季排放量为0.68 t·a-1,分别是春夏秋季的1.1、4.2和5.1倍,快速路辅路、主干路、次干路、支路和街坊路占总排放量的5.6%、8.7%、23.2%、4.1%和58.4%.建议尽快对全市树池裸地采取不影响树木生长的覆盖措施,减少风蚀扬尘排放.     

北京市建筑施工扬尘排放特征

颗粒物是北京市首要空气污染物,其排放控制是大气污染防治的重要内容,施工扬尘是北京市大气颗粒物的重要来源.由于人口增长及经济的发展,住宅及办公场地的需求不断增加,使得北京市房屋建筑施工面积居高不下,建筑施工扬尘污染受到越来越多的关注,但有关量化施工扬尘排放量及其对北京市空气污染贡献的研究相对较少.本文建立一套建筑施工扬尘排放量的估算方法,采用本地化排放因子估算了北京市2000~2015年建筑施工扬尘排放量,识别施工扬尘的排放特征和规律,并定量了排放量的不确定性范围.采用WRF/CMAQ模式系统模拟量化建筑施工扬尘对空气质量的影响,提出施工扬尘污染控制对策和建议,为环境决策提供参考.结果表明,多年来北京市建筑施工扬尘排放量呈波浪式上升,近年来施工面积有所回落,但仍处于高位,颗粒物排放量仍然较大,需要引起足够的重视;在时间分布上,夏季和秋季的施工扬尘排放量较大,在空间分布上,施工扬尘主要集中在城市功能拓展区和近郊区,与人类活动的外延和城镇化的逐步向外发展有关.建筑施工扬尘对全市环境空气中PM_(10)和PM2.5浓度贡献可达31.3μg·m~(-3)和9.6μg·m~(-3).通过污染控制情景设置和分析,本研究认为要使2030年施工扬尘排放得到较好地削减,应执行更加严格的绿色施工管理规程和加强施工环境监管.     

2018～2022年北京市施工裸地扬尘排放估算

在原有利用遥感影像获取施工裸地活动水平的基础上,提出了利用遥感数据获取裸地管控率参数的遥感解译方法,建立了基于遥感数据的施工裸地扬尘排放估算方法,并应用于2018～2022年北京市施工裸地扬尘污染排放估算中,分析了施工扬尘排放变化原因以及影响因素的时空分布特征.结果显示,2018～2022年北京市施工裸地扬尘排放呈下降趋势,由37000t下降至27000t左右.其中2019～2020年施工裸地扬尘排放下降最多,下降了30%.每年春季为施工裸地扬尘排放高值时段,排放水平明显高于其他月份.施工裸地TSP排放季度均值呈现春季>冬季>夏季>秋季的特征.2018年施工裸地扬尘排放处于高位,主要是由于施工裸地面积较大,裸地管控政策刚起步,全市裸地管控率处于较低水平.2018年施工裸地主要以拆迁平整阶段裸地为主,主要分布在东南和部分西南部城乡结合部地区,源于“疏解整治促提升”专项行动以及棚户区改造和环境整治工作的开展.其次来自于建设类裸地,如通州城市副中心建设区域、延庆世博园建设区域和大兴机场建设区域.2018年7月至2022年6月北京市施工裸地扬尘排放整体呈下降趋势主要有3个重原...     

基于遥感监测的工地和裸地扬尘排放与管控

以北京市昌平区为研究对象,基于遥感监测并结合排放系数法,分析了工地和裸地扬尘源分布、扬尘排放特征和管控情况.结果表明,不同规模工地总面积相差不大,其中小型工地数量占绝对优势,大、中型工地防尘到位率高于小型工地.与工地相比裸地总面积大、数量多、单位面积小,管控难度相对更大,防尘到位率最低.北七家镇和沙河镇工地面积占全区工地总面积的40%,城市建设由回天地区向北发展.回天地区和与之相邻的沙河镇、北七家镇防尘到位率较高,百善镇、崔村镇及北部的三个山区镇防尘到位率较低.昌平区2021年工地和裸地扬尘TSP排放量分别为48285,2756t,裸地扬尘仅为施工扬尘的6%.与无管控措施的理论值相比,工地和裸地扬尘均减排了25%,其中回天地区工地和裸地扬尘管控成效优于其他地区.本研究将本地化排放模型和遥感解译综合应用于扬尘排放量估算,可以解决采用非本地化排放因子对排放量的低估问题,为促进工地和裸地扬尘测算本地化、提高时空精度和更新效率提供了一种思路.     

建筑施工扬尘排放因子定量模型研究及应用

选择天津某建筑施工工地,现场采集大气中PM10、气象、路面积尘及机动车数等数据,并确定施工扬尘排放的主要影响因素.利用FDM模型,计算施工扬尘排放因子,将计算得到的扬尘排放因子和各影响因素进行非线性拟合,建立施工扬尘PM10排放因子定量模型,并结合ISC3模型,模拟计算2003年11~12月间,天津市建筑施工过程中的PM10排放浓度.结果表明,施工产生的PM10平均浓度为20.3μg/m3,占大气PM10浓度的13.3%.     

西安市建筑施工扬尘排放的模型估算

作为我国大气污染治理重点区域汾渭平原的重点城市,西安正处于城市建设迅速发展阶段,建筑扬尘排放量大,极大地影响了西安的空气质量.本研究基于西安市建筑和市政施工工程的调查资料,结合两套由不同机构测量的我国北方典型城市排放因子,估算获得了西安市2017年建筑施工扬尘PM_(10)、PM_(2.5)的排放量及排放强度,构建了西安市区县级别建筑扬尘排放颗粒物清单,并分析其空间分布特征.结果表明:①引用中国环境科学研究院依据建筑扬尘产生类型测定的排放因子,估算获得2017年西安市建筑施工扬尘PM_(10)、PM_(2.5)排放总量分别为6.8×10~4、1.4×10~4 t,其中,作业施工扬尘排放量占总排放量的74%,风蚀扬尘占26%;②引用北京市环境保护科学研究院构建的建筑扬尘季节性排放因子,估算西安市建筑施工扬尘PM_(10)、PM_(2.5)排放总量分别为10.8×10~4、2.2×10~4 t,建筑扬尘排放量存在着明显的季节差异,夏季、秋季、冬季的扬尘排放量明显低于春季,但冬季略高于夏季、秋季;③综合两套排放计算结果表明,估算的建筑扬尘排放量存在50%的差异,西安2017年建筑扬尘PM_(10)排放量约为6.8×10~4～10.8×10~4 t,PM_(2.5)排放量约为1.4×10~4～2.2×10~4 t;④空间分布上,主城区建筑施工扬尘排放量大,约占总排放量的72%;主城区建筑施工扬尘排放强度高,约为郊区县的29倍.     

国内外建筑施工扬尘排放因子测试方法概述

大气颗粒物来源解析技术包括源清单法、源模型法、受体模型法及组合方法,源模式法解析结果受源清单影响较大,导致源模型法和受体模型法的结果存在较大差异,尤其是建筑施工扬尘的贡献存在较大争议。对比分析了国内外建筑施工扬尘排放因子测试方法,结果发现:1)国内外现场测试建筑施工扬尘排放因子的方法较多,但不同测试方法比较的案例较少; 2)国内外建筑施工扬尘排放因子差异较大,缺乏造成差异原因的深入分析; 3)建议在某一典型建筑工地开展施工扬尘排放因子测试方法对比研究,确定最佳的测试方法,并在不同地区、不同季节和不同施工阶段开展排放因子研究,为编制建筑施工扬尘排放清单提供技术支撑。     

北京铺装道路交通扬尘排放规律研究

根据对北京82条城区道路和56条郊区铺装道路路面尘负荷的监测,依据AP-42交通扬尘排放因子模型,针对道路类型、车流量、道路位置等研究了北京交通扬尘的排放规律,分析了2种确定路面尘负荷的方法.结果表明,北京城区快速路、主干道、次干道和支路路面尘负荷分别为：0.17、0.34、1.48和2.60 g/m²,北京郊区国道、省道、县道、乡级路和县城内城市道路路面尘负荷分别为：0.18、0.56、1.58、3.10和1.58 g/m²;根据路面尘负荷与车流量及道路类型的相关性分析,在城区利用尘负荷与车流量的关系式对尘负荷进行赋值相关性较好,在郊区利用不同类型道路尘负荷平均值对道路尘负荷进行赋值相关性较好;路面尘负荷及排放因子随着车流量的增大而降低,而交通扬尘PM₁₀排放强度随车流量的增大而增强;城区主干道交通扬尘排放PM₁₀强度最大为130.2 kg/(km·d),郊区国道交通扬尘PM₁₀排放强度最大为43.8 kg/(km·d).     

北京市混凝土搅拌站扬尘排放因子及排放清单

为准确估算混凝土搅拌站扬尘排放清单,本研究综合美国环保局和南加州的搅拌站扬尘排放因子,并在北京市典型搅拌站开展道路积尘负荷测试,建立了北京市搅拌站各生产环节及综合扬尘排放因子.结合北京市搅拌站扬尘治理过程,估算北京市1991~2014年搅拌站扬尘排放清单,并预测2015~2020年排放清单.结果表明:北京市2015年搅拌站道路积尘负荷平均值为(26.2±11.5)g/m~2,是南加州推荐值(11.0g/m2)的2.4倍;(2)1995年以前北京市搅拌站PM_(2.5)综合排放因子为86g/m~3混凝土,第1季度混凝土产量月不均匀系数是其他季度的1/3,2015年PM_(2.5)综合排放因子相比1995年以前下降89.4%,场区道路扬尘排放占比由10%增加至70%;(3)《北京市2013~2017年清洁空气行动计划》实施后,2015年搅拌站扬尘PM_(2.5)排放量下降至543.1t/a,相比2013年减排48.3%,其中清退无资质搅拌站对PM_(2.5)减排的贡献为18.6%;(4)搅拌站扬尘排放主要集中在五环至六环(52%),六环外排放量占总量的28%.未来北京市搅拌站扬尘减排工作应该着力于继续清退无资质搅拌和加强场区道路清扫保洁.     

安徽省臭氧污染时空变化及污染成因研究

目的 了解安徽省臭氧时空分布特征及其与气象要素的关系.方法 利用2017—2019年环境空气质量监测的臭氧数据和气象观测数据,并结合后向轨迹模型和潜在源区分析,分别评价安徽省臭氧污染区域分布和气象要素对臭氧浓度的影响,并分析区域传输对安徽省臭氧浓度的影响.结果 2017—2019年安徽省及各市臭氧浓度增长显著,2019...     

北京城市副中心道路扬尘排放清单与控制情景

为了分析北京城市副中心区域道路扬尘排放现状和未来的控制情景,文章基于自下而上的方法建立的高分辨率道路扬尘排放清单,综合考虑路网密度、车流量、路面积尘负荷等相关参数变化趋势,分析2020和2025年道路扬尘的控制情景。结果显示,2015年城市副中心区域高速路、国道、省道、县道、乡道、城市道路积尘负荷分别为0.11、0.18、0.37、0.50、0.79和0.48 g/m~2,道路扬尘PM_(2.5)排放量为1 374 t,维持目前控制措施随着机动车活动水平增加,道路扬尘PM_(2.5)排放量逐年增加,2020年的排放量约为2015年的1.75倍,2025年排放量为2015年的2倍。通过源头控制减少尘土进入路面,并采取道路清扫、冲洗等控制措施后,积尘负荷显著下降。预测了未来年份的路网分布和车流量变化趋势,通过控制情景设置和类比法预测积尘负荷下降比例,到2020年道路扬尘PM_(2.5)排放量比2015年降低约23%,到2025年减少约43%。     

海南岛臭氧污染时空变化及敏感性特征

基于环境空气质量数据、气象观测数据和卫星遥感资料,研究了2015~2020年海南岛臭氧（O₃）污染的时空分布、变化趋势、O₃生成敏感性及其与气象因子的关系.结果表明,海南岛O₃-8h （日最大8 h滑动平均值）表现为西部和北部偏高,中部、东部和南部偏低的分布特征,2015年O₃-8h浓度最高,2019年O₃-8h浓度超标占比最大.O₃-8h浓度与平均气温（P<0.1）、日照时数（P<0.01）、太阳总辐射（P<0.01）、大气压和平均风速呈正相关关系,与降雨量（P<0.05）和相对湿度呈负相关关系.卫星遥感数据显示,2015~2020年海南岛对流层NO₂柱浓度（NO₂-OMI）和HCHO柱浓度（HCHO-OMI）呈相反的变化趋势,2020年NO₂-OMI较2015年上升了7.74%,HCHO-OMI下降了10.2%.海南岛属于NO_x控制区,近6年FNR值（O₃生成敏感性）呈波动式地下降趋势,其趋势系数和气候倾向率分别为-0.514和-0.123 a^-1.气象因子与海南岛FNR值有较好的相关关系.     

深圳市裸土地扬尘污染治理成效与提升对策

基于深圳市卫星遥感影像数据,采用卫星遥感解译技术,结合现场核查手段,对深圳市裸土地扬尘污染治理成效进行调查分析,并采用环保部《扬尘源颗粒物排放清单编制技术指南》推荐的估算方法,对深圳市裸土地扬尘源颗粒物排放量进行估算。结果表明:2018年底深圳市裸土地总面积为45.8 km~2,同比下降了29.2 km~2,各区裸土地面积均呈现不同程度的下降,深圳市裸土地主要分布于西部和东北部;2018年深圳市裸土地扬尘源PM_(10)和PM_(2.5)排放量分别为8202.2t/a和2723.2t/a,同比下降率均达到38.9%;裸土地扬尘污染治理工作成效明显,但仍存在一定的问题。针对深圳市裸土地扬尘污染治理中存在的问题提出对策和措施。     

新安江水库二氧化碳排放的时空变化特征

新安江水库是我国华东地区最大的水库,面积580 km2,平均深度30 m,水库水体处于中贫营养状态.为了研究新安江水库中CO_2排放的时空变化特征,2014年12月至2015年12月采用静态浮箱法收集水库表面以分子扩散方式排放的CO_2,使用气相色谱仪分析CO_2浓度.结果表明,新安江水库CO_2排放通量从上游入库河流[(120.39±135.41)mg·(m~2·h)~(-1)]至库区主体[(36.65~61.94)mg·(m~2·h)~(-1)]呈下降趋势,而大坝下游河流中CO_2排放通量[(1 535.00±1 447.46)mg·(m~2·h)~(-1)]显著增加,约分别是上游入库河流和库区主体的13倍和25~42倍.但随着与大坝距离增加,大坝下游河流中CO_2排放通量显著下降,如7 km处的CO_2排放通量仅为出库水体处的20%.在库区主体中,CO_2排放通量具有明显的季节变化:CO_2排放通量在秋、冬季时为正值,最大值出现在冬季(12月或1月),说明此时库区表层水体是CO_2排放源;而CO_2排放通量在春、夏季为负值,最小值出现在春季(3、4或5月),说明此时库区表层水体是CO_2吸收汇,这可能与春、夏季时水体中藻类繁殖有关.所以,在调查水库表面CO_2排放时,应对水库的上游入库河流、库区主体和坝下河流进行全面长期的观测,才能避免低估水库中CO_2排放总量.     

西安市典型道路扬尘排放清单及化学组分

道路扬尘是城市大气颗粒的主要来源之一,扬尘中含有的重金属、碳质组分和水溶性离子会危害人体健康 . 为研究西安市道路扬尘的排放量及颗粒物的化学组分,在西安市环路、主干路、次干路和支路设监测点,采集了 141个道路积尘样品,估算了不同类型道路的积尘负荷 . 采用 AP-42 模型估算了不同类型道路的扬尘排放因子,建立了 2018 年西安市道路扬尘 PM_2.5和 PM₁₀的排放清单,分析了道路扬尘颗粒物的化学组分 . 基于西安市路网分布、GIS信息和车流量对道路扬尘 PM_2.5和 PM₁₀的排放量进行了空间分配 . 结果表明,西安市机动车道、非机动车道和人行道的积尘负荷分别为（0.88±0.83）、（2.62±2.23）和（1.41±1.42）g·m^-2. 按道路长度加权平均的扬尘中 PM_2.5和 PM₁₀的排放因子分别为 0.22和0.93 g·km^-1·veh^-1. 2018 年西安市道路扬尘...     

道路交通扬尘排放因子测量系统研发及应用

道路交通扬尘排放是城市大气环境颗粒物(PM_(10)和PM_(2.5))的主要来源之一,对其排放测量研究是进行排放清单建立、环境影响分析和制定控制方案的依据.本研究设计了一种道路交通扬尘排放因子测量系统,通过测量行驶中车辆尾羽不同位置的颗粒物浓度,应用浓度剖面积分的方法计算单车行驶过程中扬尘PM_(10)排放量.在北京市典型道路测量了小汽车和大客车在不同车速下的交通扬尘颗粒物排放因子,结果显示,车辆尾羽的颗粒物浓度特征呈明显的"层状"分布,距离路面越近浓度越高,在车辆行驶方向中心浓度最高,向两侧浓度逐渐降低,车速越快浓度越高.在试验车速范围内,排放因子与车速呈幂函数关系,幂指数为2.7~2.8.排放因子与积尘负荷呈幂函数关系,幂指数为0.85.不同路段或同一路段的不同区域排放因子空间变异性较大,应用排放因子测量系统进行实测的结果更加准确可靠.     

北京市延庆区道路扬尘排放特征及影响因素

采用AP-42方法对北京市延庆区不同等级道路采集了56个道路扬尘样品,调研了道路的车流量、车辆构成和道路长度等有关活动水平数据,计算了道路扬尘的排放因子和排放量,建立了延庆区道路扬尘的排放清单,并对道路扬尘的影响因素进行了分析。结果表明:高速路、国道、省道、县道、乡道和村道的平均积尘负荷分别为0.54、0.56、0.71、0.97、1.35和2.55 g/m ²;TSP、PM₁₀和PM_2.5的平均排放因子分别为16.95、3.25和0.78 g/(辆·km),排放量分别为48 507、9 311和2 255 t/a;路肩、稳定的路沿石和良好的路面条件会导致道路扬尘量减少,行驶里程较高的区域集中在城区和主要干道,这与道路扬尘日排放量分布几乎吻合。     

扬尘污染评价及防治措施的研究

针对城市空气中颗粒物污染来源分析,确定扬尘是造成空气中颗粒物污染的主要污染物和首要污染因子。通过调查、研究有关扬尘的来源、物化性质、产生规律及危害性,从法律、管理、技术、经济等方面提出扬尘综合防治措施,并针对不同来源的扬尘提出具体的防治措施。     

北京主城区人为热排放的时空特征研究

利用源清单法对北京主城区的人为热进行研究,得出不同热源排放总量与时空特征并进行小区验证.结果表明：主城区的人为热年排放总量为1.11×10¹⁸J/a,为太阳辐射总量的8.1%,其中建筑排热占人为热排放的45.3%,交通和工业部分分别占30.1%、20.2%;人为排热总量最大的为朝阳和海淀区,占主城区总量的52.2%,最少的东城和大兴区均占7.7%;主城区平均排放强度为14.55W/m²,最大为西城区82.30W/m²,大兴区仅为2.61W/m²;人为热排放高值区多集中于北二环与北四环内,约为60~100W/m²,少数街道和地区排热在150W/m²以上,最高排热强度272~376W/m²为北京CBD区,人为热结果与遥感反演的地表温度有一定的正相关关系;交通排热的月变化不显著,日变化系数在09：00、18：00左右较高,建筑排热在不同季节不同时刻均有明显差别,出现“双峰”现象,同人们作息规律相一致.