山地空气质量模式灵敏度及误差的探讨

本文通过对山地空气质量模式的灵敏度分析和误差模拟,分析了模式中各参变量的相对重要性及对预测结果的影响.提出正确地选择模式,合理地使用各参变量,特别是源强、风向、风速、扩散参数、地形订正因子及源高的重要性.     

广东省人为源BC、OC排放清单建立与校验

根据收集的人为源活动水平数据和最新的排放因子,采用"自下而上"和"自上而下"相结合的排放因子法建立了广东省2012年人为源BC、OC排放清单.结果显示,2012年广东省人为源BC、OC排放量分别为53.5×103、78.8×103t.BC排放主要来自道路移动源和生物质燃烧源,贡献率分别为30.1%和29.4%,生物质燃烧源和餐饮源是主要的OC排放贡献源,贡献率分别为48.5%和16.9%.建立的BC、OC排放源清单仍然具有较大的不确定性,分别为-66%~154%和-63%~126%.其中,道路移动源和生物质燃烧源是主要的不确定贡献源,餐饮源和扬尘源次之,不确定性主要来自由质量分数间接得到的BC和OC排放因子.最后,采用清单结果横向比较法和基于环境监测浓度结果对比法2种方法对本研究的结果进行了校验,结果表明,本研究清单结果基本合理.建议统一不同排放源成分谱的建立方法,加强排放源颗粒物测试,并重视清单结果校验的研究以降低不确定性,从而改进BC、OC排放源清单.     

NONROAD非道路移动源排放量计算模式研究

研究和分析了影响非道路移动源污染物排放的各种因素,系统地剖析了美国环保署推荐的NONROAD非道路移动源污染物排放量的计算模式。给出了模式中关于排放因子的工况、使用水平、燃料中氧和硫含量以及环境温度修正的方法,并提供了非道路机械的活动因子和负载水平的调查结果,为模式及其参数的正确应用和修正提供了理论指导,探讨了中国非道路移动源排放应该考虑的主要因素。     

PMF模型解析土壤重金属来源的不确定性

正定因子矩阵分解（PMF）是目前污染源解析领域应用最为广泛的受体模型之一,其不确定性研究一直是源解析研究的前沿和热点.利用拔靴法（BS）、替换法（DISP）和拔靴-替换法（BS-DISP）3种不确定性分析方法探讨了PMF模型应用于土壤重金属源解析的不确定性,并以德兴铜矿周边土壤重金属为对象开展案例研究.结果表明,6因子情景是PMF模型最佳运行结果;在6因子情景的源成分谱中,除Cr和Ti外,DISP和BS不确定性区间均处于标识元素基本值的0.6~1.5倍之间,BS-DISP不确定性区间处于基本值的0.6~1.6倍之间;模型结果的不确定性更多源于因子旋转误差.通过这3种不确定性分析方法可以获得PMF模型运算中的随机误差和因子旋转误差.其中,BS-DISP法和BS法得到的结果能够辅助判断因子数是否过拟合,并有助于理解源谱的不确定性,而DISP法能够用于理解旋转的不确定性,可作为评价旋转过程可行性的方法.     

对虚点源模式的一种改进

用虚点源模式可以将面源转化为点源来处理,它是一种常用的面源扩散计算模式,其缺点是在靠近污染源的地方计算所得浓度值偏高。针对虚点源模式的这一严重缺陷,文章提出了一个对面源自身网格污染浓度计算的改进方案:采用位于上风方向的一个源强为原来面源源强的1/4的等效面源来代替原来的面源,同时考虑该等效面源相对于原来面源的后退距离,仍然使用虚点源模式进行计算,就可以得到比较准确的污染物浓度场。这一改进措施的实际效果通过计算实例得到了验证。     

区域高时空分辨率VOC天然源排放清单的建立

将中尺度气象模式MM5应用于估算VOC天然源排放的研究,建立了高时空分辨率VOC天然源排放清单的估算方法.根据方法需要,确定了我国部分树木排放异戊二烯和萜烯的标准排放因子,各植被类型排放各种VOC的标准排放因子,以及各植被类型季节平均的叶生物量密度.应用该方法估算了华南地区满足区域空气质量数值模拟要求的高时空分辨率VOC天然源排放清单.结果表明,华南地区夏季典型日的VOC天然源排放总量约1.12×10⁴t,VOC排放速率具有明显的时空分布,其中地理分布取决于植被类型及其分布,日变化规律则依赖于太阳辐射和温度的高低.并讨论了VOC天然源排放估算过程中误差的来源     

基于APCS-MLR和PMF模型的燃煤电厂周边土壤潜在有毒元素(PTEs)污染特征与来源解析

为探究燃煤电厂周边土壤潜在有毒元素（PTEs）的污染特征及来源,以靖远电厂周边土壤为研究对象,分别采集了36个城市土壤样品和27个农田土壤样品,测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的含量.采用地累积指数法、单因子污染指数法和改进的内梅罗污染指数法对土壤PTEs污染特征进行评估,并利用相关性分析、绝对因子得分-多元线性回归（APCS-MLR）和正定矩阵因子分解（PMF）法定量解析PTEs污染来源.结果表明,除农田土壤As之外,靖远电厂周边土壤其余元素含量均值都高于甘肃省土壤背景值,其中Cd、Cr、Ni和Pb相对较为富集,Hg空间分异较大,受人类活动干扰显著.地累积指数法和单因子污染指数法结果显示,周边土壤污染以Cd、Cr、Ni和Pb为主,Hg的污染范围较广.改进的内梅罗污染指数显示,周边土壤为偏中度-偏重度污染,且城市土壤的综合污染程度高于农田土壤.源解析表明,城市土壤PTEs源自于交通燃煤混合源、交通工矿混合源和工业降尘源,APCS-MLR模型的贡献率分别为35.2%、25.1%和23.4%,PMF模型的贡献率分别为40.2%、12.4%和47.7%;农田土壤PTEs源自于工矿农业交通混合源和交通燃煤混合源,APCS-MLR模型的贡献率分别为40.3%和35.9%,PMF模型的贡献率分别为36.2%和18.0%.此外,PMF模型还识别了贡献率为48.5%的燃煤农业混合源.     

来源解析有哪些方法?

<正>类型大气颗粒物来源解析技术方法主要包括源清单法、源模型法和受体模型法,每种技术方法或者方法组合都有特定的适用范围.源清单法:根据排放因子及活动水平估算污染物排放量,据此排放量识别对环境空气中颗粒物有贡献的主要排放源.源模型法:以不同尺度数值模式方法定量描述大气污染物从源到受体所经历的物理化学过程,定量估算不同地     

环境气象学、环境空气动力学

X 16 Xsl 9801918G一H模式的缺陷及其改进/朱发庆(武汉大学环境科学系》二//中国环境科学/中国环境科学学会一1997,17(5)一393一396环信X一58 指出G一H模型在估算面源自身网格的大气污染物浓度时存在的严重缺陷。理论和实际两方面的分析表明,其根源在于G一H对自身网格的计算采用了不合理的面源均匀假定。采用面源局部均匀的假定,对G一H的自身网格模式作了改进。有效性分析表明,改进后的模式能适用于q(铅直向扩散参数a:的指数项.0:二bxq)的任何取值范围,其估算的浓度随大气稳定度的变化也与实际情况完全相符。值得在我国加以推广。图l表…     

高等级公路机动车污染物排放因子的实验研究

运用美国环保局“ＭＯＢＩＬＥ汽车源排放因子计算模式”，同时全面考虑各种因素对机动车污染物排放所产生的影响，确定了反映我国目前高等级公路汽车行驶状况下各类型车辆污染物的排放因子，给出了公路车辆污染物排放源强的计算公式及各参数的取值。     

卫星观测资料改进活性VOCs源排放及其对臭氧模拟影响

本文以INTEX-B （Intercontinental Chemical Transport Experiment-Phase B）人为源、FINNv1（Fire Inventory from NCAR version 1）生物质燃烧源、MEGAN （Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature）生物源作为基准源,用2005~2007年3a的OMI观测资料作为参考,使用WRF-chem模式,建立了卫星观测数据与地面排放VOCs源数据的回归方程,通过OMI观测资料的约束,人为源在目前污染最为严重的京津冀、长三角、珠三角3个城市群区域分别增加了1.51倍、1.87倍和1.93倍,生物质燃烧源在3个区域分别增加了12.2倍、6.15倍和2.27倍,生物源在3个区域分别增加了1.66、1.31和1.21倍,增加后的浓度分布与前人研究结论有较好的一致性.使用改进后的源清单模拟结果来看,不同季节,3个区域O₃浓度均有不同幅度的增加,各季节增幅较大的区域均主要集中在京津冀、长三角和珠三角中心城市及周边区域,与我国大型城市区基本都是VOCs敏感区的结论一致.整体而言,VOCs源强改进后,NO_x敏感区O₃浓度增加幅度不大,不超过4×10^-9,而部分VOCs敏感区增幅超过20×10^-9.本文所提供的方法可进一步改进后在大气污染相关研究中,特别是模式源清单研究中广泛使用.     

污水流量极值的分布与预测

从研究污水峰流量和平均流量关系出发,回顾了峰流模式的改进过程.以某市历年观测结果绘制了峰流因子分布图.并利用回归分析,在不同时段对观测值给出一系列峰流因子方程.由于引入置信度概念,使推导的公式更符合实际,可以作为城市污水管理和工程设计上的经验公式.     

12种有机物在鲤鱼体内富集与释放行为的研究

本实验对第二松花江江水和鱼体中多次检出的12种化合物在鲤鱼(Cyprinus carpio L.)体内累积与释放行为进行了研究。提出了一个描述有机物在鱼体内富集行为的模式。给出了几种化合物生物富集因子(BCF)以及该因子与辛醇-水分配系数(K_(ow))之间的关系。研究结果表明,这些有机污染物在鱼体内的富集行为互不影响。含硝基化合物富集倍率低且易于释放,有机物是以一级动力学方式在鱼体内累积和释放。     

一种基于卷积神经网络的源解析因子识别方法

为解决源解析因子识别过程中人为参与及判定过程复杂的问题,提高源解析因子识别工作的效率,提出基于卷积神经网络(CNN)的源解析因子识别方法.通过文献调研,构造可供CNN模型训练的因子识别数据集,对因子识别模型进行训练与调试,并以北京市南部采样点的PM_2.5组分观测数据对模型进行验证.同时,利用正定矩阵分解模型(PMF)解析得到不同因子数时的源谱矩阵,输入因子识别模型并与人工分析比对.结果表明,9个因子时模型的识别效果最佳,可以实现既无重复识别又无“无法判定”的情况,与源解析因子人工识别结果吻合,证明了所提出方法的合理性与可行性.该方法不仅对源解析中因子识别问题具有一定的实用价值,同时对减排策略的制定与动态调整也具有积极意义.     

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。     

VOCs源强不确定性对臭氧生成及污染防治影响的模拟分析

本文基于三维区域空气质量模式WRF-Chem,通过修改模式化学模块,量化输出过程量和诊断量,提供了一种定量分析挥发性有机化合物(VOCs)源强不确定性对O3生成影响的方法.为无法定量计算VOCs源强导致的臭氧生成率[P(O3)]偏差,以及由此对O3体积分数分布和污染控制相关联的VOCs敏感区和NOx 敏感区分布的误判提供了方法参考.采用标准统计参数对WRF-Chem模式的气象场与污染场模拟性能进行了评估,相关指标均优于前人结果.以INTEX-B(intercontinental chemical transport experiment-phase B)人为源、FINNv1(fire inventory from NCAR version 1)生物质燃烧源和 MEGAN(model of emissions of gases and aerosols from nature)生物源作为基准源,并以卫星观测数据作为约束,对排放源进行改进,评估了源改进前后臭氧生成率[P(O3)]、O3体积分数和O3控制敏感区指标(Ln/Q)的变化情况.仅人为VOCs(AVOCs)源增加68％后,P(O3)模拟峰值增升比例达13％～82％,以北京观测站点为例,P(O3)模拟月均峰值增加42％(22.5×10-9 h-1).对P(03)形成贡献比例最大的主要化学反应是HO2+NO(占比约68％),AVOCs源增加68％后,该反应贡献比例下降至65％.在改进源下,P(O3)普遍增加达到2×10-9～4×10-9h-O3各季节增幅较大的区域均主要集中在京津冀、长三角和珠三角中心城市及周边区域,与我国大型城市区基本都是VOCs敏感区的结论一致.整体而言,VOCs源强改进后,Nox敏感区O3体积分数增加幅度不大,不超过4×10-9,而部分VOCs敏感区增幅超过20 x10-9.VOCs源强的不确定性会影响O3形成过程中Nox和VOCs敏感区的判断,特别是VOCs源强明显低估会夸大VOCs敏感区的范围,从而降低O3调控对策的有效性.     

一种大气CO2源汇反演模式方法的建立及应用

在一个二维全球大气化学传输模式的基础上,通过对模式的修改和调整,建立了一个简单二维扩散、传输模式,用于CO2源汇的反演研究.在验证了模式的有效性之后,将其应用于大气CO2源汇分布的研究.大气CO2的源主要集中在赤道地区和北半球中高纬度地区.其中,海洋和陆地生态系统(热带雨林的破坏)是赤道地区的主要碳源;北半球中高纬度的陆地生态系统是重要的碳汇,而南半球中纬度地区则表现为CO2的弱汇.对El Nino年(1982年)和其他年份的碳源汇分布情况作了比较,两者之间存在显著的差异,由于化石燃料燃烧排放并无明显波动,因此认为碳通量的年际变化是由于El Nino事件对陆地和海洋碳循环产生影响而造成的.     

区域大气环境模拟系统RegAEMS的研究进展

区域大气环境模拟系统RegAEMS是我国自主发展的空气质量模式之一,包含中尺度气象模式MM5/WRF/TAPM和大气环境模式AEM,并能与区域气候模式RegCM耦合,可以用于酸沉降、光化学烟雾、细颗粒物、重金属元素等大气污染的形成机理、模拟预测、管控对策、环境影响和气候效应研究.本文主要介绍RegAEMS的发展历程、框架结构和主要性能,重点介绍近期的模式改进和模拟验证情况.研究表明,改进的RegAEMS在硫酸盐、二次有机气溶胶、臭氧和氮沉降方面具有较强的模拟能力,可以用于区域大气复合污染模拟预测和管理控制的基础研究及业务应用.     

光化学污染科学及发展现状研究

对光化学污染研究及其发展进行了综述,概括了光化学污染研究的主要方法,即实验室研究、模式计算和现场监测分析等方法.介绍了欧美国家和中国在烟雾箱研究方面的发展情况,提出了控制自由基源以及痕量气体的检测方式有待提高等问题.阐述了光化学污染模式计算的发展现状和未来发展趋势以及在模式运用中影响模式计算准确性的主要因素.还介绍了国内外光化学污染监测发展历程和现状,并根据目前自动监测发展水平探讨了光化学烟雾监测因子及作用,最后提出加强光化烟雾研究具体建议和研究方向.     

洞庭湖生态风险评价及阶段性特征

采用“压力－响应”模式，按3个阶段评价了洞庭湖1991~2015年生态风险状况，并识别了不同阶段的主要压力源、胁迫因子及受影响较大的生态系统指标与生态系统服务.结果表明：（1）1991~2015年，洞庭湖生态风险总体呈不断增加趋势，期间造成洞庭湖生态风险增加的主要压力源发生了较大变化；主要胁迫因子和受影响大的生态系统指标也变化明显，而受影响较大的生态系统服务功能无明显变化.（2）不同阶段，洞庭湖生态风险影响因素不同，其中1991~2002年，受自然源和人为源共同影响；2003~2010年，自然源影响明显减弱，而人为源影响逐步增加；2011~2015年，自然源影响继续降低，而人为源的影响则进一步增加；（3）近年来洞庭湖生态风险增速虽有所减缓，但生态风险增加趋势尚未根本性改变，仍需加强洞庭湖保护治理，重点是进一步加强流域人为源的污染控制，同时密切关注自然源影响，尤其是水文情势变化所引起的生态风险增加问题.