灰霾的健康效应

灰霾是颗粒物和气体污染物导致的可察觉到的能见度降低的污染天气现象.近年来,随着城市化进程的快速发展,城市大气污染加剧,灰霾天气也随之增多.总结了灰霾这一污染型天气的特征,介绍了灰霾的化学成分、污染机制等,并从影响机制和流行病学角度出发,对国内外灰霾对人体的健康效应研究成果进行了综合评述,提出目前急需解决的科学问题和今后的研究方向.     

上海市霾污染判别指标体系初步研究

随着全球变暖及工业污染排放的蔓延式发展,由空气污染带来的区域能见度恶化越来越成为中国东部经济发达地区所面临的严重区域性问题,常出现大范围的雾霾天气,造成区域空气质量的恶化及能见度水平的下降.基于对能见度及相对湿度、颗粒物浓度和组分的观测分析及影响能见度的相对湿度和空气污染因子的理论分析,提出了环保范畴内的霾污染概念,并制定了包括能见度、颗粒物浓度及其组分的上海市霾污染判别指标体系,基于颗粒物组分观测数据,对相对湿度因子进行了参数化.根据所提出的指标体系,通过上海市某点位一年观测数据的跟踪分析发现,根据霾污染判别指标体系计算得到的霾污染天数与气象学意义上的霾天数具有很好的对应关系,且新的判别指标体系能很好地区分霾污染和浮尘过程.     

杭州市灰霾天气基本特征及成因分析

根据浙江省近50年的灰霾天气统计数据,总结了浙江省灰霾天气特征。以杭州市为例,从杭州市地形地貌、气候因素和污染物排放因素3方面分析了杭州市灰霾天气成因,介绍了杭州市大气颗粒物污染特征及源解析。结果表明,杭州市灰霾天气频率显著升高,污染物排放是导致灰霾天气发生频率升高的直接原因,杭州市大气颗粒物中以细微颗粒物为主,大气污染类型已从煤烟型污染转变成复合型污染。结合杭州市大气污染现状,初步提出了灰霾天气防控对策。     

灰霾天气与大气颗粒物的相关性研究综述

随着城市化进程的迅速发展,城市大气污染加剧,灰霾天气也随之增多。综述了灰霾天气期间大气颗粒物在时空分布和污染水平2方面的污染特征,分析了大气颗粒物与能见度相关性,介绍了国内外对灰霾天气期间大气污染物的组成及源解析方面的研究进展,并提出了今后灰霾天气的研究方向。     

华北地区温度和风速对冬季灰霾形成的潜在影响

针对华北地区灰霾日渐严重的问题,利用1973—2012年地面气象观测数据,从冬季采暖耗能排污和平均风速变化的角度,结合Mann-Kendall法分析了气候变化背景下华北冬季灰霾相关气象因素的长时间尺度演化规律。研究表明,华北大部地区冬季平均风速明显下降,影响大气污染物稀释扩散,容易积累高浓度污染,有助于抬升灰霾发生的频率和强度;除个别地区受气候变化引发极寒事件影响、采暖度日变化趋势持平外,华北各地受长时间尺度上气候变化所致冬季增温效应影响,采暖日和采暖度日整体呈下降趋势,采暖耗能排污减少,有利于降低粉尘污染排放。因华北地区统一采用固定120 d时限的供暖制度,采暖日和采暖度日的下降并没有转化为采暖耗能排污的下降,个别城市采暖度日甚至有所上升。因华北南部及沿海站点计算得到的采暖日明显低于120 d,在这些城市根据天气条件试行灵活供暖,可能明显降低冬季采暖耗能排污,有助于消解雾霾。     

浙江省循环经济发展评价指标体系研究

近年来能源、土地及水资源短缺给浙江经济发展带来了极大的挑战,发展循环经济是实现可持续发展的重要途径.以循环经济为指导,结合浙江省循环经济发展现状,从减量化、资源化、无害化及社会经济发展四个控制层面构建浙江省循环经济发展指标体系,运用层次分析法对浙江省近8年的循环经济发展状况进行综合评价,旨在为浙江循环经济发展重点及方向提供科学依据.评价结果表明,浙江省循环经济发展水平逐年提高,呈良好发展趋势.     

西安市灰霾天气下PM_(2.5)浓度与气象条件分析

分析了2013年1—3月西安市12个空气监测子站监测的PM10、PM2.5以及相关气象参数;绘制了不同月的主城区浓度分布等值线图。运用单样本K-S非参数检验法检验表明,PM2.5浓度符合对数正态分布;各站点间的PM2.5浓度相关性非常高,变化趋势一致;PM10和PM2.5的变化规律呈现"W"型三峰分布;PM2.5日均值与能见度、净辐射量、平均气温、最高气温、最低气温均呈现显著负相关,且相关性较强;与平均湿度、最大湿度、最小湿度呈现显著正相关;与总辐射量、日照时数、气压、露点温度的相关性较弱;节日烟花燃放、沙尘天气容易造成严重大气污染,其中节日烟花燃放、沙尘天气对PM10的贡献量大于对PM2.5的贡献。     

造纸工业循环经济模式评价指标体系研究

在研究现有国内外可持续发展和循环经济评价指标体系的基础上,结合中国造纸工业的特点和资源环境状况,建立了造纸工业循环经济模式评价指标体系,并运用层次分析法,确定了各评价指标的权重,对评价指标体系进行评估.解决了定量评价造纸工业循环经济模式优劣的难题.该体系分为经济发展指标、循环经济特征指标、生态环境效益指标和系统管理指标4个子系统,共22项具体评价指标.     

广州典型灰霾期有机碳和元素碳的污染特征

使用小流量Partisol model 2000采样器每2 h采集广州典型灰霾期(2006年1月7～20日)PMlo样品,并用美国Sunset Laboratory Inc.的碳分析仪分析了有机碳和元素碳.结果显示,灰霾期PM10、有机碳和元素碳污染严重,最高浓度日均值(1月13日)分别为最低浓度日均值(1月20日)的10.1、7.6、3.0倍;大气污染存在一个明显的逐日上升和下降过程,上升期间PM10、有机碳和元素碳的日均增长率分别为(127±24)%、(125±16)%和(116±17)%.下降期间日均增长率分别为(-143±25)%、(-135±13)%和(-118±11)%.计算表明,二次有机碳污染严重,并随着灰霾污染的持续,占总有机碳比例增加.气团轨迹分析说明,珠江三角洲其他地区的污染对广州地区灰霾污染过程存在影响.     

长沙地区雾霾特征及影响因子分析

根据长沙地区1970—2012年气象观测资料及环境监测数据,对近43年长沙雾霾特征及影响因子进行了分析。结果表明,长沙地区雾的年际变化具有显著的倒"U"型特征,霾整体上呈上升趋势;雾霾天气主要集中在秋冬季节,春夏季节较少;从空间分布来看,望城区(县)和宁乡县雾霾天气最多,浏阳市次之,长沙市区最少。在一次持续性雾霾天气过程中(10.2~10.12),相对湿度、PM2.5质量浓度与能见度呈现显著负相关,说明PM2.5质量浓度和相对湿度是雾霾天气形成的首要影响因子。     

新型移动式除霾器芒刺-芒刺模型设计

大部分传统除霾器体积大,需高压电源供电,可移动性差。因此,基于经典法设计了一种新型移动式静电除霾器。在拟定集霾板尺寸的前提下,对于除霾效率为90%的除霾器计算出其荷电电场强度E0约为18.95 kV·m-1。为了使用低压电源得到该高强度电场,建立了芒刺-芒刺移动静电除霾器模型,并利用Ansoft软件对其空间电场分布进行仿真分析。理论分析及仿真结果表明,在使用30 V的直流电源供电时,模型空间场强分布高于18.95 kV·m-1的区域达90%以上,满足雾霾颗粒极化和吸附的条件。同时,制作实物模型并进行除霾实验,实验结果可知实际除霾效率达到88.31%,达到预期效果。所设计的移动式静电除霾器对于清除雾霾具有明显效果,为雾霾清除开创了一种全新的模式,具有重大的工程应用价值。     

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PM2.5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。     

2011-2013年中国雾霾易发生期间API的分布格局

以2011-2013年每年的1-3月和10-12月的中国120个城市逐日空气污染指数(API)数据为基础,通过选取最优的空间插值方法获得雾霾易发生期间每月的API空间分布;采用面向对象的分形网络演化算法对API分布图进行图像分割,获取"污染场"基元,通过G*指数的空间聚集分析提取"污染岛"范围;构建城市污染效应比例指数来反映污染效应的时空变化趋势;利用小波变换分析城市大气污染时间序列的多尺度变化特征。结果表明:近3年来雾霾易发生期间API空间分布的高值区域面积呈现不断增大的态势,京津冀、山东半岛、长三角等地污染岛分布面积较大;在时间尺度上,全国七大地理分区的API强度呈现出一定的周期性,污染强度虽未表现出明显的时间差异,但1-3月西部的污染大于东部,10-12月北方的污染大于南方。     

Influence of arctic haze on the solar radiation budget

Comparison of reported measurements of the change in the direct and total hemispheric solar irradiances at Barrow, Alaska between days with and without visible haze with values computed from aerosol models with different imaginary parts of the refractive index leads to the conclusion that the haze is only weakly absorbing. Using the value of the single scattering albedo deduced from the comparison the reduction in the effective local planetary albedo of the Arctic due to Arctic haze is estimated to be about 0.03.     

Causes of haze in the Columbia River Gorge

Visibility impairment in the Columbia River Gorge National Scenic Area is an area of concern. A field study conducted from July 2003 to February 2005 was followed by data analysis and receptor modeling to better understand the temporal and spatial patterns of haze and the sources contributing to the haze in the Columbia River Gorge in the states of Washington and Oregon. The nephelometer light scattering and surface meteorological data at eight sites along the gorge showed five distinct wind patterns, each with its characteristic diurnal and spatial patterns in light scattering by particles (bsp). In summer, winds were nearly always from west to east (upgorge) and showed decreasing bsp with distance into the gorge and a pronounced effect of the Portland, OR, metropolitan area on haze, especially in the western portions of the gorge. Winter often had winds from the east with very high levels of bsp, especially at the eastern gorge sites, with sources east of the gorge responsible for much of the haze. The major chemical components responsible for haze were organic carbon, sulfate, and nitrate. Positive matrix factorization (PMF) using chemically speciated Interagency Monitoring of Protected Visual Environments data indicated seven source factors in the western gorge and five factors in the eastern gorge. Organic mass is a large contributor to haze in the gorge in all seasons, with a peak in fall. The PMF analysis suggests that approximately half of the organic mass is biomass smoke, with mobile sources as the second largest contributor. PMF analysis showed nitrates (important in fall and winter) mainly attributed to a generic secondary nitrate factor, with the next largest contributor being oil combustion at Mt. Zion, WA and mobile sources at Wishram, WA. Sulfate is a significant contributor in all seasons, with peak sulfate concentrations in summer.     

Horizontal inhomogeneities in the particulate carbon component of the Arctic haze

We present results obtained during the ‘AGASP 1983’ Arctic haze aircraft sampling experiment. During this program we operated the aethalometer, an instrument that responds to the aerosol graphitic (‘black’) carbon concentration in real time. Previous results showed strong vertical layering of this component of the Arctic haze. In this paper we present for the first time evidence of horizontal variations of aerosol black carbon concentration. Some of these variations correlate with meteorological parameters, but we also observed horizontal inhomogeneities with a characteristic scale of 50–100 km occurring in the absence of meteorological activity.