基于中分辨率成像光谱仪的秸秆焚烧火点提取方法的改进

上、下文相关探测算法在秸秆焚烧火点的遥感监测提取中具有精度较好、效率高的特点。但是由于中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据中包含工矿热点等所有地面热异常点,因此还需要通过一定的处理以便分离出秸秆焚烧火点。伪火点的剔除主要以火点像元的土地利用类型和是否存在固定热源为依据。对已有的秸秆焚烧火点的判定方法进行了完善,并基于实测数据提出了火点滤除关键阈值的修正系数,以此来消除因卫星周期性运行过程中对地拍摄角度变化导致的影像质量变化和地物亮温读取误差,可有效减少火点的误判。结果表明,对火点滤除关键阈值进行修正后,秸秆焚烧火点的判定精度有明显提高。     

基于Himawari-8卫星的中国东北秸秆焚烧监测及其对空气质量的影响研究

利用Himawari-8卫星的AHI成像仪于2016年3月下旬对中国东北进行秸秆焚烧火点监测,结合气溶胶光学厚度(AOD)与地面空气质量数据分析了秸秆焚烧对空气质量的影响。结果显示,研究期间共监测到秸秆焚烧火点425次。齐齐哈尔市、哈尔滨市、呼伦贝尔市、黑河市、绥化市和大庆市火点数较多,分别为116、75、52、50、41、20次。火点数早晚少、中午多。秸秆焚烧对空气质量有很大影响,火点及其下风向的空气质量指数(AQI)和AOD往往较高。秸秆焚烧产生的主要空气污染物是CO和PM10,但它们的峰值滞后于秸秆焚烧的时间。     

秸秆禁烧禁抛与综合利用探讨

焚烧秸秆害人害已,综合利用利国利民。文中通过分析在实施秸秆禁烧禁抛与综合利用工作中存在的问题,提出了应对的举措。     

秸秆焚烧对哈尔滨空气质量的影响研究

对2015—2016年哈尔滨重污染天气的分布特征与规律进行分析,依据黑龙江省近10年主要作物秸秆产量、草谷比、焚烧比例和排放因子估算秸秆焚烧对PM2.5贡献量,并结合后向轨迹模型从气象要素、火点分布等方面分析哈尔滨重污染天气的成因。结果表明,哈尔滨2015—2016年重污染天数49d,重污染率6.7%,优良天数515d,优良率70.5%,秋冬重污染天数占重污染总天数的79.6%;2006—2015年黑龙江省秸秆露天焚烧总量18 944.49万t,PM2.5排放总量163.00万t,其中玉米、稻谷、豆类PM2.5排放量最高,分别占PM2.5总排放量的60.73%、23.13%、9.09%;10—11月为秸秆焚烧期,该时段风速小湿度低,稳定的气象条件不利于污染物扩散和颗粒物沉降,是造成污染物累积从而导致重污染天气的重要原因;当地及周边农业种植区秸秆焚烧是造成哈尔滨2015年、2016年10—11月重污染天气的主要原因,且秸秆焚烧对城市空气质量的影响具有数天的滞后现象。     

地方立法应关注农村环境问题

正2015年修订的《中华人民共和国立法法》赋予了设区市在环境保护等方面事项的立法权,这无疑有利于地方通过法律手段解决环境问题。目前,我国环境法律法规偏重于工业污染防治,对新出现的农村环境问题关注较少。因此,有专家建议设区市的地方立法应以问题为导向,着重解决农村生活饮用水水源保护、秸秆禁烧和禽畜养殖污染等农村环境问题。一、着力解决农村生活饮用水水源保护问题。当前,我     

三明市大气污染物排放特征研究

通过实地调查和统计获得区县尺度排放源活动水平数据,采用物料衡算法和排放因子法,估算三明市2015年大气污染物排放清单,选取经纬度坐标、路网、土地类型和人口等数据作为权重因子,利用地理信息系统(GIS)技术建立1km×1km高精度网格,分析各类排放源污染排放的数值和空间特征。结果显示,2015年三明市SO_2、NO_x、挥发性有机物(VOCs)、PM_(10)、PM_(2.5)和NH_3的排放总量分别为5.22×10~4、5.80×10~4、1.88×10~5、7.92×10~4、3.23×10~4、2.26×10~4 t。污染贡献方面:工业源是SO_2的排放主要来源;NO_x的主要排放源为工业源和移动源;天然源对VOCs排放有显著贡献;工业源和扬尘源是PM_(10)和PM_(2.5)的主要贡献源;NH_3排放主要来自农业源。空间分布方面:SO_2、NO_x、PM_(2.5)和PM_(10)的排放主要集中在城镇化程度高的永安市和梅列区,VOCs与NH_3排放则与植被分布和农业生产水平密切相关。与2007年和2009年三明市的排放清单对比,发现工业排放控制政策及秸秆禁烧令的实施对PM_(2.5)、PM_(10)和VOCs的减排有明显效果。     

基于卫星遥感的冬小麦秸秆焚烧污染排放测算

基于MODIS卫星250m分辨率的16d合成归一化植被指数(NDVI)数据,提出了一种冬小麦种植区遥感快速提取方法,并建立了基于解译的冬小麦种植区麦秸焚烧大气污染排放的测算方案。以中国第一大冬小麦生产省份河南为例,提取了2010年冬小麦种植面积及其空间分布,测算了秸秆焚烧主要大气污染物排放量。研究显示,河南省2010年冬小麦种植面积提取结果与统计年鉴数据吻合度较高,两者市、县尺度的种植面积相关系数在0.9以上、平均偏差均在13%以内,且在不同地貌类型上均有良好的反演效果。2010年250m分辨率下河南省冬小麦种植区秸秆焚烧单位栅格污染物年排放量为:PM2.5154.1kg、NOX9.9kg、NH35.1kg、CH410.7kg、挥发性有机化合物(VOC)62.0kg、CO 363.4kg、SO21.6kg。说明该提取方法具有数据易获取、过程简便的特点,结果客观、可靠,能为秸秆焚烧监管工作以及其他区域的相关研究提供参考应用和技术支持。     

北京夏冬季雾霾天气大气单颗粒物特征

为了深入了解不同源排放大气颗粒物对北京市大气环境的影响,从而提出更有效的防污染源控制对策,减少污染,对2014年夏季7月和2015年冬季1月北京市采集的108个样品应用扫描电镜-能谱技术进行研究。结果表明硫钙颗粒和碳质颗粒在冬夏季雾霾天气均大量出现。夏季清洁天气下PM_(2.5)以上扬尘颗粒数量大于冬季。夏季雾霾天气下有机碳及含硫颗粒快速增加,冬季雾霾天气下由于燃煤供暖因素的存在,有机碳及含硫颗粒等特殊颗粒平均浓度较清洁天气增幅最高达145倍,PM1以下总颗粒数增长高达700%。夏季雾霾天气PM0.5~1颗粒数量较清洁天气增长1.6倍,冬季增长8倍。不同季节雾霾天气主导污染颗粒不同,应采取有针对性管控措施。     

石家庄城市道路积尘负荷排放特征研究

采用移动式采样法,于2014年秋季、冬季和2015年春季、夏季采集了石家庄4种道路类型(快速路、主干道、次干道和支路)两侧的快、中、慢车道的积尘,分析了不同季节、不同道路类型、不同速度车道以及不同方向车道的积尘负荷分布特征。结果表明:4个季节的平均积尘负荷为秋季0.111g/m~2、冬季0.027g/m~2、春季0.055g/m~2、夏季0.046g/m~2;不同道路类型的平均积尘负荷为快速路0.084g/m~2、主干道0.038g/m~2、次干道0.043g/m~2、支路0.048g/m~2;不同速度车道平均积尘负荷为快车道0.039g/m~2、中车道0.048g/m~2、慢车道0.079g/m~2;不同方向车道积尘负荷差别不大,且大体上显著相关,说明主导风向对道路积尘的影响不大,而车流量的影响较大。     

南林大专家发明农作物秸秆利用新技术

南林大张齐生院士课题组发明利用农作物秸秆制备秸秆炭、秸秆醋液、秸秆煤气新技术,为秸秆的高效资源化利用开辟了新途径,对推进农业生态建设具有重要意义。该课题组从农作物秸秆中提取出了秸秆炭、秸秆醋液、秸秆煤气,并设计制造了农作物秸秆碳化设备。实验证明,采用该设备处理农作物秸秆,每100公斤秸秆能够产生30公斤秸秆炭、50公斤秸秆醋液、18公斤秸秆煤气,秸秆炭是优良的土壤改良剂,能够提高农作物的产量和质量。秸秆醋液是一种绿色的农业生产     

滇中高原湖盆区农作物秸秆集中处理选址地理信息系统空间模拟研究——以星云湖盆区江川县为例

通过2016年江川县农作物的经济产量及草谷比系数估算得出秸秆产量,并结合2016年江川县第一次全国地理国情普查数据分析秸秆资源分布情况,基于地理信息系统(GIS)网络分析方法,采用最大化覆盖范围模型模拟出江川县6个秸秆集中处理位置,然后运用最小化阻抗模型实现再次优化布局。通过实地走访调查与实验分析,初步验证了6个集中收储位置的合理性,并同时获取实地运价标准,秸秆运输常用车辆类型、吨位、运价,分析各集中收储点的运输成本。结果表明:2016年江川县农作物经济产量、秸秆理论资源量、秸秆可收集量分别为425 230、122 512.80、87 798.08t;从收储规模和物流运输成本看,6个收储点的运输量总计为610 713.91km·t,运输成本总计为3 297 855.13元。研究方法与成果为将来实现农作物秸秆的规模化收集,存储位置选取及运输成本分析提供了重要参考依据。     

西安城郊PM_(10)和PM_(2.5)化学组分特征研究——以户县草堂寺为例

为研究西安城郊农村大气PM_(10)和PM_(2.5)中主要化学组分特征,于2014年12月至2015年10月在西安户县草堂寺采集颗粒物样品,分析了每组样品中的16种无机元素、8种水溶性离子、有机碳(OC)和元素碳(EC),对颗粒物和化学组分的浓度水平、时间变化特征进行了讨论。结果表明:(1)PM_(2.5)、PM_(10)年平均值分别为(79.78±59.12)、(118.09±79.27)μg/m~3。(2)PM_(2.5)及PM10中地壳元素浓度总体表现为春季高、秋季低;微量元素浓度表现为冬季高、夏季低。(3)PM_(2.5)和PM_(10)中SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-浓度总体表现为冬季秋季春季夏季。(4)冬、春季OC、EC明显高于夏、秋季;由OC/EC的最小值估算得到PM_(2.5)、PM_(10)中二次有机碳(SOC)年平均值分别为(7.90±8.89)、(8.55±8.50)μg/m~3,冬、春季SOC明显高于夏、秋季;秋、冬季OC、EC相关性较强,而春、夏季较弱。     

昆明市新城区气态总汞浓度季节特征及来源研究

为研究中国城市新城区气态总汞(TGM)的浓度变化特征及来源,以昆明市呈贡新城区为研究对象,利用高时间分辨率自动测汞仪(UT-3000型)于2018年4月、6月、11月、12月对该区域进行了监测。结果表明,监测期间呈贡新城区TGM平均质量浓度为(1.0±0.5)ng/m3,低于昆明市主城区,与瓦里关背景点相近,说明此区域受人为排放源影响较弱。秋季TGM平均质量浓度最高,为(1.6±0.5)ng/m3,受到上风向滇池释汞的影响较大。夏季TGM最低((0.7±0.2)ng/m3),主要受降雨湿沉降的影响。气团后向轨迹和火点图分析表明,春季TGM浓度受到生物质燃烧源和有色冶炼源传输的影响,而昆明市本地风向、风速的快速改变会造成扬尘对TGM的累积贡献。     

新疆库尔勒对流层NO2特征分析

利用地基多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS),选择新疆开孔河流域绿洲城市库尔勒为研究区,于2014—2016年对其市区及郊区的对流层NO_2垂直柱浓度(VCD)进行观测,结果表明:(1)从日变化来看,市区在不同季节的NO_2VCD日均值为冬季秋季春季夏季,郊区为冬季春季秋季夏季。(2)从季节变化来看,市区和郊区的NO_2VCD波峰均出现在冬季,波谷基本出现在夏季;NO_2VCD的年均值在2014年最高,2015年有所下降,2016年又开始回升。(3)NO_2VCD与同期NO_2地面浓度变化趋势基本一致,两者相关性良好(R=0.795)。(4)地形与风向影响使得库尔勒污染物不断向郊区扩散,造成郊区NO_2浓度的增加;冬季漫长的采暖期、风沙天气频发以及不利于污染物扩散的静稳天气条件导致污染物的聚集,难以及时扩散。     

不同镉污染农田土壤上秸秆和炭化秸秆分解动态及其对土壤镉的吸附特征

通过温室土壤培养实验,研究不同镉污染农田土壤上不同的作物秸秆和炭化作物秸秆还田后的分解动态和还田秸秆材料对污染土壤中镉的吸附特征,探讨秸秆和炭化秸秆还田做为重金属镉污染农田土壤修复剂的可行性。实验结果表明,还田的油菜秸秆和玉米秸秆在2种镉污染水稻土壤上6个月分解了43％-65％,秸秆炭化后还田则很稳定,2种镉污染土壤上还田6个月时累计分解量小于5％。2种镉污染土壤上还田的秸秆和炭化秸秆随还田时间延长镉含量逐渐增加。模拟镉污染土壤上,相同时期油菜秸秆中镉含量显著高于玉米秸秆,油菜秸秆炭中镉含量显著高于玉米秸秆炭。在镉污染土壤上,还田的玉米秸秆、油菜秸秆、玉米秸秆炭和油菜秸秆炭对土壤镉的净吸附量相近,均小于1．1μg／g。在模拟镉污染土壤上还田的油菜秸秆和油莱秸秆炭对土壤镉净吸附量最高分别达到2．74μg／g和7．03μg／g,分别是玉米秸秆和玉米秸秆炭的2倍,且显著高于其在镉污染土壤上的净吸附量,具有高的吸附能力。     

基于生命周期能值分析的秸秆能源化利用方式的对比评价

在生命周期的理论框架下,采用能值分析方法对2种秸秆能源化利用方式(秸秆直燃发电与秸秆燃料乙醇)的能值消耗、环境影响和经济效益进行了对比评价。结果表明:在秸秆直燃发电系统中,种植阶段能值投入占总能值投入的61.92%,远大于收储运输阶段和生产阶段;在秸秆燃料乙醇系统中,种植阶段和生产阶段所占比例较大,分别为45.26%和45.78%;秸秆直燃发电系统的CO2排放指标略小于秸秆燃料乙醇系统,远小于燃煤发电系统,因此,发展秸秆直燃发电和秸秆燃料乙醇对减少温室气体排放具有积极的意义;与秸秆燃料乙醇系统相比,秸秆直燃发电系统具有较高的能值产出率、可再生性和环境可持续性,较低的能值转换率和环境负载率,说明秸秆直燃发电系统综合效益优于秸秆燃料乙醇;秸秆直燃发电系统与秸秆燃料乙醇系统的可持续性指标均小于1,都不具有长期的可持续性。     

以农作物秸秆固定化混合菌去除原油

农业废弃物作为一种高效、低成本、可再生的载体,可利用其固定细菌来吸附降解石油。选取典型的农业废弃物玉米秸秆和稻草秸秆作为混合降解菌的载体,研究其对原油的降解效果。结果表明:稻草秸秆固定化菌的去除率达到90%~95%,玉米秸秆固定化菌的去除率为95%~98%,都比单纯的游离菌群G8提高了近40%;玉米秸秆固定化菌对原油的去除率比载体与菌群的简单混合物提高近了25%。比较经灭菌和不灭菌的秸秆为载体对原油的去除率,发现未经灭菌处理的秸秆对原油的去除效果更好。SEM及降解实验进一步表明玉米秸秆为较佳的载体,以玉米秸秆固定化菌3 d对原油的去除率可达到93.81%。     

腐秆剂对水稻秸秆腐解性能的影响

以水稻秸秆为代表性秸秆,研究了腐秆剂对秸秆腐解性能的影响。对秸秆中施用腐秆剂后各项基本指标(腐解率,C/N)进行测定,探索了不同时间、腐秆剂用量、p H、温度、含水量和尿素用量对秸秆腐解的影响。对腐解前后的秸秆进行了红外光谱(IR)分析。结果表明,秸秆在腐解25 d后速率趋于平缓;腐解的适宜p H为7.0、温度为30℃、含水量为80%、尿素用量和腐秆剂用量均为秸秆质量的1%,此条件下腐解25 d,腐解率可达40.73%。对比腐解前后秸秆的红外谱图发现,腐解后的秸秆中纤维素、木质素和半纤维素等碳水化合物发生分解,使羟基和亚甲基基团减少,同时也表明酚类化合物被氧化成醌类物质;秸秆中的蛋白质和氨基酸分解后生成酰胺类化合物、硝酸盐和铵盐。     

改性稻草秸秆活性炭的制备及其对SO_2的吸附

以稻草秸秆为原料,在N2氛围中制备活性炭。利用TG/DTG、Boehm滴定、BET比表面积测试、活性炭的工业分析对秸秆在200、300、400、500℃下制备的活性炭形态及其表面化学性质进行了表征。分别比较了原生秸秆、炭化秸秆、乙二胺基秸秆、乙二胺基炭化秸秆用于脱除SO_2气体的吸附效果。结果表明:活性炭的炭化得率是随着温度升高而不断下降;随着炭化温度升高,活性炭的pH值、灰分也随之增加,挥发分含量则不断下降,活性炭表面的酸性官能团减少、碱性官能团增多;乙二胺基炭化秸秆的脱硫效果明显,饱和硫容达到了176.4 mg·g-1。通过研究得出将改性稻草秸秆活性炭应用于烟气脱硫是可行的。     

北京市近12年空气污染变化特征及其与气象要素的相关性分析

以北京市近12年空气污染指数(API)为数据基础,首先分析了2001—2012年北京市API、污染等级、首要污染物的变化特征以及污染天数年度值、季度值、月值的变化特征;然后根据API转换得到PM10质量浓度,对其变化特征进行分析;最后采用相关系数法分析了北京市API、PM10质量浓度与气象因素的相关性。结果表明,北京市近12年空气污染天数有明显下降趋势,首要污染物主要为可吸入颗粒物;空气污染主要集中于春季,优良天气主要集中于夏季;PM10质量浓度年度最大值出现在2006年,季度最大、最小值分别出现在春、夏季,月值最大、最小值分别出现在3月和7月;气象因素与空气污染关系密切,气温、相对湿度、降雨量与污染天数和PM10质量浓度均呈显著负相关,而风速与污染天数和PM10质量浓度则呈显著正相关。