中国硫沉降数值模拟

采用致酸污染物长距离传输模型ATMOS,对我国2002年排放的SO₂所产生的S沉降分布进行了数值模拟研究.分别将模式输出的ρ(SO₂),SO₄2-湿沉降量与实际监测地面层的ρ(SO₂),降水中SO₄2-湿沉降量进行相关性分析;对我国总S沉降、地面层ρ(SO₂)分布,以及S干、湿沉降分布特点等模拟结果进行详细分析.在此基础上,得到模拟各网格的总S沉降数值,将其与相应的S沉降临界负荷值进行比较,获得95%保证率(RAINS-Asia)下我国1°×1°S沉降超临界负荷分布图.为控制我国的S沉降,对各省SO₂减排的形势进行分析,并提出具体要求.      

贵阳市二氧化硫和酸沉污染来源及控制战略

采用一个综合区域空气质量／酸沉降模型，对典型气象条件下贵阳市，贵州省和整个南地区不同尺度的SO2控制情景进行了模拟，数值模拟结果表明，贵州全省大点源排放是贵阳市酸沉降的最主要贡献者，贵阳市内的大电厂对贵阳市的SO2污染有一定的贡献，但对硫酸盐浓度和酸沉降贡献则较小，在此基础上，提出了贵阳市酸沉降和SO2污染的控制对策。     

近周边电厂源对北京市采暖期间SO2的贡献分析

应用中尺度气象模式(MM5)与区域多尺度空气质量模型(CAMx)的耦合模型系统,模拟研究了2005年采暖期间近北京地区电厂源排放对北京市空气质量的影响;采用SO₂贡献来源识别技术筛选了对北京市空气质量影响大的区域电厂源. 结果表明:近北京地区电厂源对北京市ρ(SO₂)的影响从南到北呈递减趋势,其对北京城区、北京全市ρ(SO₂)月均贡献值分别为6.97和6.40 μg/m3;影响北京城区ρ(SO₂)的电厂排放源主要来自张家口、唐山、天津、石家庄、廊坊和衡水等地区,占ρ(SO₂) 总贡献值的83.2%;为缓解北京采暖期间SO₂污染压力,应首先控制和削减张家口、天津、唐山、石家庄地区SO₂排放量大的电厂源.      

济南市大气燃煤污染诊断

根据对济南市大气环境质量的分析,通过多源数值模式的模拟试验,导出不同污染源类型对污染物浓度的贡献率,作出大气SO₂污染来源分析,得出如下结果:济南市SO₂浓度空间分布表现为2个高中心的特点,主要由中架源与低矮源共同作用造成的;低矮源与中架源SO₂排放量之和约占排放总量的1/3,对SO₂浓度贡献之和占主要地位;高架源污染物排放量大,但对整个研究区域的质量浓度贡献较小,如果考虑城市污染对周边的影响,高大的污染源应引以重视;防治和规划济南市SO₂污染最主要的是对中架源和低矮源加以控制.      

长江三角洲冬季电厂排放对大气污染的影响

分析了长江三角洲地区电厂排放的基本特征并利用WRF-Chem模拟冬季大气污染状况,研究了冬季电厂排放主要污染物的特征及其对空气质量的影响,结果显示,长三角电厂排放的主要大气污染物为SO₂、NO_x及PM_2.5,2010年排放量可分别达到826.8、1475.6和137.3Gg,分别占长三角地区人为源总排放量的34%、38%和14%.冬季主要大气污染物（SO₂、NO₂、PM_2.5）浓度高值区分布在南京-上海,杭州-宁波一带.电厂对SO₂浓度贡献量（率）的空间分布与SO₂排放的空间分布较为一致,而NO₂、PM_2.5,其贡献量（率）的高值区主要分布在安徽、浙江和江西的交界处以及浙江省的东海岸.相对SO₂、NO₂,电厂对PM_2.5贡献量（率）较低,各地均在20μg/m³（15%）以下.污染时期电厂排放对模拟的PM_2.5和SO₂贡献率（6.9%、34.2%）较清洁时期（4.9%、20.7%）大,而对于NO₂,清洁和污染时期的贡献量没有明显差别,均在10μg/m³左右.冬季气温低、风速小及边界层高度低的特征不利于低层污染物的扩散,易导致重污染事件的发生.     

四川中东部地区2009年大气硫沉降模拟

采用第三代公共多尺度空气质量模型Models-3/CMAQ,对四川中东部地区2009年1月、4月、7月和10月SO₂排放所产生的硫沉降分布进行数值模拟研究,并且将该模型输出的ρ(SO₂)、SO₄2-湿沉降量分别与地面层的ρ(SO₂)、降水中SO₄2-湿沉降量实测值进行相关分析,探讨硫沉降的季节、区域分布特征及湿沉降变化. 结果表明:ρ(SO₂)模拟值与实测值的R(相关系数)为0.445,SO₄2-湿沉降量模拟值与实测值的R为0.510;四川中东部地区夏季硫沉降量为2.2×104 t,高于其他三季,冬季最小,为1.0×104 t;硫沉降呈三大片区分布,宜宾、乐山、泸州为高值分布区,资阳、遂宁、南充、广安和达州均属于硫沉降低值区,成都、德阳、绵阳片区属硫沉降次高值区;干沉降中SO₂沉降量在各季所占比例均在85%以上,湿沉降中各季SO₄2-沉降量所占比例均在99%以上.      

京津冀及周边民用散煤燃烧控制对北京市PM2.5的影响

为评估京津冀及周边“2+26”城市农村居民面源污染控制成效,揭示其对北京市秋冬季重污染天气PM_2.5污染的改善作用,及其对PM_2.5组分硫酸盐形成机制的影响,采用空气质量模型对北京市2018—2019年秋冬季5次重污染事件进行了模拟. 结果表明:①在“2+26”城市平原地区民用散煤削减90%的控制情景下,区域PM_2.5浓度最大值由324 μg/m3降至251 μg/m3,下降了23%. 北京市城区PM_2.5浓度由139 μg/m3降至124 μg/m3,下降了11%;同时,北京市城区SO₂、硫酸盐浓度分别降至6.2、14.9 μg/m3,分别下降了45%、24%. ②农村居民面源污染控制前北京市硫酸盐浓度的正贡献来源主要受水平平流输送过程影响,控制后水平平流输送过程仍起主导作用,但该过程在水平平流输送、垂直平流输送、水平扩散、垂直扩散这4个物理过程中的绝对重要性上升了2%;此外,农村居民面源污染控制后垂直扩散清除过程对硫酸盐浓度的贡献下降了33%,气溶胶二次转化过程的贡献下降了25%,但SO₂向硫酸盐转化的速率加快,其小时转化率上升了1.44%. ③ISAM源解析方法结果表明,控制情景下区域工业过程是影响北京市SO₂浓度的最主要行业源因素,平均贡献率为65%,硫酸盐工业过程源的平均贡献率为82%. 区域来源分析表明,北京市SO₂来源主要为外地源输送,硫酸盐主要来源与SO₂一致,其中河北省贡献较大,其对SO₂、硫酸盐的平均贡献率分别达43%、40%. 研究显示,控制情景下污染期间北京市PM_2.5污染改善,且污染物浓度、形成过程和来源贡献均发生明显变化.      

大气污染物源—接受体关系的数值试验

设计了一个三维欧拉型大气污染物远距离输送的酸沉降模式。利用该模式进行数值试验,讨论污染源排放量的不同减少和背景浓度的不同变化对大气污染物酸沉降的影响。结果表明:污染源排放量和背景浓度对地面SO₂气相浓度和硫酸物湿沉降的影响是非线性的,当污染源中SO₂减少50%,NOx减少40%时,地面SO₂气相浓度最大减少率大于50%;仅仅减少大气污染物的背景浓度,地面SO₂气相浓度和硫酸物湿沉降略有减少,进一步减少污染源排放量,地面SO₂气相浓度和硫酸物湿沉降明显减少。      

广州地区SO2转化规律及其形成气溶胶特征的研究

为探明广州地区的酸沉降和细粒子气溶胶污染来源,在该地区用室外烟雾箱进行了环境空气中SO₂反应实验研究,其结果表明:影响SO₂转化速率的主要因素是SO₂起始浓度、太阳光强度、相对湿度和空气中颗粒物。SO₂转化速率与箱内凝结核(简称CNC)气溶胶最大浓度密切相关。气态污染物转化是该地区的细粒子空气污染的一个重要来源。      

硫酸盐非均相机制对颗粒物污染的影响:上海典型污染事件的WRF-Chem模拟

硫酸盐气溶胶是大气中细颗粒物(PM_2.5)的重要组成部分,对霾的形成起着重要作用.传统的模式中硫酸盐生成机制主要包括SO₂与·OH的气相反应和SO₂·H₂O水合物产生的亚硫酸与O₃/H₂O₂的液相反应.SO₂非均相生成硫酸盐的机制（在高NH₃情景下,以NO₂为氧化剂,非均相摄取SO₂）非常重要,尤其成为重污染期间颗粒物浓度暴发性增长的原因之一.将硫酸盐非均相机制的参数化方案纳入WRF-Chem模式,模拟了2017年1月的长三角区域污染物浓度,评估了硫酸盐非均相反应对颗粒物浓度模拟的提高及其对长三角重污染的贡献.结果表明,传统WRF-Chem模式模拟的上海地区硫酸盐月均浓度为6.5μg·m^-3,较观测值低估33%;尤其是在重颗粒物污染期间,低估高达127%.加入硫酸盐非均相机制后,WRF-Chem对硫酸盐的模拟效果得到显著提升,...     

白银市二氧化硫目标控制点选择与总量控制研究

针对白银市SO₂空气污染较严重并日益加重的情况,笔者引入总量控制方法,谋求从总体上控制白银市SO₂大气污染,达到该区空气质量的改善.研究分析表明,点源占总排放量的88.65%,在44个点源中,只需对20个点源进行削减;为了实行质量目标总量控制,应以控制点源排放为主,并且在点源中,只需要控制部分重点点源,就可以从根本上控制SO₂污染.      

1990~2015年间贵州省植被生态环境质量变化特征

通过长时间序列较空间高分辨率植被生态环境质量变化分析,厘清贵州省1990~2015年植被生态环境质量宏观动态变化特征,为区域植被恢复和生态环境建设提供决策依据。以Landsat TM、ETM+、OLI和ASTER GDEM为数据源,提取植被盖度、土壤指数、湿度指数和坡度指标,应用综合指数评价模型得到贵州省3期植被生态环境质量专题图,划分植被生态环境质量等级和优劣度。结果表明:25年间,全省植被生态环境质量以"优""良"为主,"中"减少20.18%,"优"增加16.27%,植被生态环境质量总体好转;全省植被生态环境质量呈东南部优于中西部的空间格局;1990、2000和2015各州市的植被生态环境质量"优""良"加总最高值和最低值之差分别为37.1%、21.13%和12.21%,植被生态环境质量空间差异逐期减小。至2015年,六盘水市、毕节市、遵义市和黔西南州植被生态环境质量改善明显,安顺市、六盘水市、贵阳市和黔西南州处于全省相对较差水平。未来应加强黔西南和黔中地区植被生态环境治理,尤其要注重对安顺市、六盘水市、贵阳市和黔西南州的治理。     

贵阳市区大气降水中甲酸和甲醛含量的季节变化特征

采用离子色谱法测定了贵阳市区大气降水中甲酸和甲醛含量并分析了其浓度的变化规律及其来源.结果表明,两者的年体积平均浓度(volume mean weight average, VMWA)分别为(13.27±25.92)μmol/L和(7.89±8.92) μmol/L,并且夏半年甲醛和甲酸浓度低于冬半年的浓度,这可能与该地区冬季干燥少雨、降雨的同时易伴随干沉降有关.甲醛和甲酸的昼夜变化(白天>夜晚)则反映了人为活动和大气光化学反应对其浓度的影响.相关性分析发现,甲醛和甲酸是在云下(below-cloud)过程进入大气降水的,随降雨的进行,雨水中甲酸和甲醛浓度逐渐减小,降雨起到稀释作用.同时,雨水中甲酸和甲醛存在显著相关关系(r=0.68, P<0.001)说明两者存在类似的来源或反应.甲醛液相氧化反应生成的甲酸不能很好地解释所检测到甲酸数据,说明甲醛氧化反应不是贵阳地区甲酸的主要来源,植物或人类活动产生的不饱和碳氢化合物的氧化可能是甲醛和甲酸的主要来源.     

贵州省六冲关流域大气沉降和地表水化学特征

对比贵州六冲关森林小流域1992─1994年和2001─2005年2个时期穿透水沉降(TF)和地表水的化学组成,以分析大气沉降对森林小流域生物地球化学过程的影响. 结果表明:2001─2004年硫沉降量较1992─1994年有显著下降,但自2005年起硫沉降量又显著增加. 六冲关流域无机氮(尤其是NH₄+-N)沉降量较历史时期显著增加,说明贵阳市大气污染正在由硫酸型向硫酸-硝酸混合型过渡. 长期的大气沉降导致地表水中SO₄2-和NO₃-等阴离子质量浓度的增加,加剧了Ca,Mg和K等营养元素的流失,使地表水的酸中和能力在2002年为负值. 长期观测发现,地表水酸中和能力与穿透水中Ca和Mg的沉降通量密切相关,说明大气沉降已经对六冲关流域的相关生物地球化学过程造成了潜在的影响.      

喀斯特城市和森林地区大气降尘量的时空差异

本研究对喀斯特城市贵阳和自然保护区荔波的大气降尘进行分时段采集,采样时间为2009年5月至2010年3月,并统计了各时段内的大气降尘量。结果表明:贵阳的日均大气降尘通量为104mg/(m2·d),远高于荔波11.5mg/(m2·d)的日均降尘通量。受人为活动的影响,贵阳降尘量的季节性差异比荔波地区显著,冬春季节的降尘量高于夏秋季节。大气降尘量与同期的降水量和降水天数之间存在负相关关系,表明除了人为活动外,降水是影响贵阳地区大气降尘的关键因子。     

广州市主要污染物总量减排环境绩效评价

“十一五”期间,广州市主要污染物COD和SO2排放总量持续下降,经初步核算,2010年COD和S02排放量分别比2005年下降2．7万吨和6．5万吨,减排比例分别达到19．7％和43％,总量减排工作顺利完成。减排对环境改善明显,珠江广州河段主要污染指标浓度值均有所下降,COD年均浓度从2005的20．7毫克／升下降至2010年的13．6毫克／升,下降幅度达34．3％,整体水环境质量得到根本好转;空气环境质量优良率逐年上升,大气主要污染指标年均浓度值基本呈现逐年下降的态势,SO2从2005年年平均浓度为0．053毫克／立方米下降至2010年的0．033毫克／立方米,下降幅度达37．7％,空气质量持续得到好转。     

贵州龙里实验区酸性降水特征及变化趋势

以2007年4月～2008年12月贵州龙里实验区的降水监测数据为基础,运用统计学方法对该地区大气降水酸度和化学组成的特征及其季节变化趋势进行分析.结果表明,研究期内当地的降水pH均值为4.70,酸雨占降雨次数的70.1%和总降雨量的76.7%.酸雨的发生呈现一定的季节变化特征,其中春季为酸雨高发季节.降水中SO42-、NO3-、NH4+、Ca2+等含量较高.与相关研究进行对比,初步认为该地区大气降水所带来的S和N的湿沉降量尚未超过当地生态系统的酸沉降临界负荷.     

兰州城市大气污染和可能的技术控制措施

利用大气污染源和环境监测等资料,计算分析了兰州市区大气污染及其治理现状。结果表明,在兰州市区,燃煤占全部能源的71 %; S02年排放量为5. 96万t,烟尘为6. 54万t ;汽车尾气己成为主要大气污染源之一。市区S02浓度日均值在采暖期超标,而TSP一年四季都超 标。指出采用以集中供热、煤气、型煤和控制汽车尾气为主要措施,兼顾绿化和太阳能利用,制定市区大气污染治理方案比较合理。      

脱硫剂分形孔结构特性及其硫化活性的研究

钙基脱硫剂的分形特性反映了孔结构的物理信息和化学反应性能，在分形理论和气体在分形孔通道中的非线性扩散理论的基础上，结合实验，讨论了CaO孔结构的分形特性、SO2气体在分形孔通道中的扩散特性，并分析了SO2浓度分布对CaO的孔堵塞和不可进入孔形成的影响。结果表明：在一定的硫化条件下，脱硫剂分形特性影响着SO2在CaO孔隙中的浓度分布，SO2的浓度梯度越大，硫化过程中孔隙内部生成不可进入的孔隙越多，脱硫剂的孔隙利用率越低，越易失去硫化活性。