2000—2002年沙尘现象对北京大气中PM10质量浓度的影响评估

北京地区大气中污染物粒子PM₁₀主要有3个来源:本地区排放的PM₁₀;北京周边地区排放的PM₁₀经过输送扩散进入北京大气中;沙尘现象污染北京大气,尤其在强沙尘时造成北京大气中主要污染物粒子皆为沙尘粒子。而北京部分地区受沙尘影响时,大气中污染物粒子既包含沙尘粒子也包含排放的污染物粒子。利用北京及周边地区气象台站资料、卫星遥感资料以及环境监测资料,采用月积分浓度和年积分浓度方法,对沙尘粒子与污染物粒子进行了统计对比分析,发现沙尘粒子约占北京PM₁₀的7%～19%。      

祁连山冻土区土壤活动层与冻土层中甲烷代谢微生物群落结构特征

冻土土壤中的甲烷代谢微生物可氧化或产生甲烷,影响着甲烷所参与的碳循环过程,对于全球温室气体的释放和调节具有重要的作用.对祁连山冻土区土壤活动层与冻土层中的甲烷代谢微生物产甲烷菌(Methanogens)和甲烷氧化菌(Methanotrophs)的群落结构组成进行研究.通过对产甲烷菌的mcrA基因和甲烷氧化菌的pmoA基因进行PCR扩增,分别构建其基因克隆文库,并通过序列同源比对进行系统发育分析和多样性分析.结果显示:冻土土壤活动层中的产甲烷菌包括Rice cluster Ⅰ、Methanosarcinaceae、Methanomicrobiales、Methanosaetaceae、Methanobacteriaceae五种类型,而在土壤冻土层则包括了Rice cluster Ⅰ、Methanosarcinaceae、Methanobacteriaceae三种类型.土壤活动层的甲烷氧化菌由隶属于α-Proteobacteria(Type Ⅱ)的Methylocystis和隶属于γ-Proteobacteria(Type Ⅰ)的Methylobacter两种类型群体组成,而土壤冻土层中则只包括了Methylocystis这一种类型.由此可见,冻土土壤活动层与冻土层中的甲烷代谢微生物群落结构存在一定的差异.     

参与光化学反应的物质对UV能量吸收的估算

在对北京紫外辐射(UV)观测资料分析的基础上,提出参与光化学反应的物质对UV能量具有吸收作用.计算了1990年12个月实际天气比晴天UV能量的减少值在64～109 W/m2之间,这一减少受臭氧、"水汽"、气溶胶等因子的衰减分别为39.1～66.3,21.5～36.5,3.2～5.5 W/m2(12月除外),12个月的平均值分别为48.3,26.6,4.0 W/m2.计算结果表明,云天大气对UV能量有衰减,其衰减能量中有26.6 W/m2是"水汽的作用",即参与大气光化学反应的物质对UV能量吸收所造成的,此计算值同国外观测与模式的研究结果比较接近.由于现有模式中还没有考虑这一部分能量,所以造成模式结果与观测结果间较大的差异.      

街区污染物扩散的数值研究

对街区峡谷内交通污染扩散规律的研究是城市空气质量预测的主要内容之一。应用现代流体力学数值模拟方法进行大量算例的计算和分析,研究了城市街区峡谷污染物二维扩散的规律。包括比较各种条件下污染物的扩散浓度,考察来流风速、街区特征比例和日照等因素对扩散的影响,通过研究流场及湍流强度分析其扩散的动力学原因,为改进工程预测模式提供依据。     

用伴随方程研究空气污染的优化控制

从一类常见的空气污染控制问题出发，推导了三维非平坦地形下大气平流扩散方程的伴随方程，利用伴随方程和原始方程的关系，对优化控制问题进行了等价变形，大大降低了计算量．文中指出，空气污染预报问题是正问题，适合用平流扩散原始方程求解；控制问题是反问题，用伴随方程求解是很自然的途径。     

用遗传算法优化工业污染源布局

工业污染源的优化布局是复杂的以偏微分方程为约束条件的控制问题。遗传算法是一种近年发展起来并广泛应用于多个领域优化问题的最优化方法。引入罚函数来处理环境不等式约束，建立了适当的编码方式和适应度函数，应用遗传算法以求解优化布局问题，并进行了数值试验。数值试验结果表明，遗传算法可以有效地用于求解工业污染源的优化布局问题，而且该方法鲁棒性好，适用于任意的目标函数和空气污染模式，天然适合于并行计算，有很好的应用前景。     

生态NMHC对臭氧和PAN影响的数值模拟研究

利用数值模拟方法结合GEIA生态源排放清单，研究了夏季我国东部生态系统排放非甲烷烃（NMHC）对臭氧和过氧乙酰硝酸脂（PAN）的影响，阐明了生态NMHC在大气化学系统中的重要作用。研究结果表明，生态NMHC使我国东部大部分地区臭氧和PAN增加，最大平均增量分别为9ppb和0．6ppb；白天最大平均增量分别达到21ppb和1．2ppb，最大增量地区位于长江三角洲的浙江、上海附近地区。模拟结果与实测值有好的一致性，研究结果表明对于区域和城市臭氧的模拟及其控制应该充分考虑生态源的作用。     

当前我国大气环境质量的几个特征

通过分析我国大气环境监测资料可知,我国大气污染物已从SO2转变为PM₁₀,而且大气环境质量呈现大区域特征。以年日均API分布为例,出现2个大污染区域和几个小区域,一个大区域处于华北、东北和西北的部分地区,另一个大区域处于长江中下游地区。这些区域的形成,除该区域中煤耗总量较大以外,还与大气输送网络和盆地地形有密切关系。研究地区的大气环境质量常常出现过程特征,由不同月份的大气环境质量优良的过程和污染的过程发现这类过程的出现与移动缓慢的弱天气形势下的大气边界层底层结构有关。提出了温度、露点的垂直分布特征与大气污染物浓度将出现增量或减量的相关性。      

大气扩散在防化领域中的研究进展

回顾了大气扩散研究的发展历程,根据动力学原理将大气扩散模式的发展分为高斯扩散模式、准静力模式、非静力模式、CFD软件、单向耦合模式和双向耦合模式6代.从核生化武器效应、核生化武器销毁危害预测与评价、核生化事故危害预测与评价几方面剖析了防化领域的大气扩散问题,论述了大气扩散在防化领域中的研究现状.提出了大气扩散数值模拟在核生化安全和核生化防护领域中需要进一步发展的研究方向.     

公共大空间建筑生化恐怖模式和通风技术分析

公共大空间建筑生化恐怖模式主要有制造火灾产生毒性气体、爆炸毒气弹分散毒性物质和人工直接布洒毒性物质。分析表明:火灾烟气受热浮力作用,在建筑物上部出现明显的烟气层,采用自然或机械排烟能有效地减缓或控制烟气层下降;爆炸分散毒性物质,除了爆炸点周边区域外,毒气扩散受热气流诱导,以及浓度差引起的运动;不考虑室内对流气流的影响,人工布洒毒性物质产生的毒性气体,其扩散主要是由浓度差引起的。不同类型恐怖袭击产生的毒性气体受室内对流气流的控制,合适的通风方式能够控制毒性气体的扩散和输运过程。但能否采用某一形式的通风系统兼备防范不同类型的恐怖袭击,需要对通风系统的通风量、气流组织和控制方式做更深入的研究。