大气环境容量理论与核算方法演变历程与展望

大气环境容量在我国一直被作为环境管控措施制订和空气质量精细化管理的重要依据,相关研究是当前的热点.通过研究大气环境容量的相关文献,结合国家、区域及城市的相关实践工作,对国内外环境容量理论和核算方法的发展特征进行了系统的总结和评述.在综述大气环境容量概念的基础上,分析了其具备的自然属性、社会属性及资源属性三重特征.结合我国大气环境问题和大气污染管理模式的演变历程,分析了大气环境容量理论和实践在引入与探索期、发展与实践期、停滞期和快速发展期等4个不同阶段的发展特点.针对我国先后出现的以煤烟型污染、酸雨型污染和复合型污染为主要特征的3种大气环境问题,分析了大气环境容量的内涵及核定思路.以A值法、线性优化法、模型模拟法为重点,总结了不同核算方法的优点和不足,发现了模型模拟法可以兼顾气象、地形等自然因素和污染源等人为因素对于大气环境容量的影响,并可以反映复杂的大气物理化学过程,更适合以PM_2.5、O₃等复合污染为约束的环境容量的核算.最后,结合环境管理的要求,建议在以下三方面加强研究:①以多种污染指标达标为约束的大气环境容量核算方法;②典型重污染时段的大气环境容量核算方法;③改进模型模拟和多目标优化耦合技术,探讨在空气质量、健康损害、生态破坏、气候变化等多种因素约束下的大气环境容量核算方法.      

基于全国城市PM2.5达标约束的大气环境容量模拟

基于第3代空气质量模型WRF-CAMx 和全国大气污染物排放清单,开发了以环境质量为约束的大气环境容量迭代算法,并以我国333个地级城市PM2.5年均浓度达到环境空气质量标准(GB3095-2012)为目标,模拟计算了全国31个省市区SO2、NOx、一次PM2.5及NH3的最大允许排放量.分析结果表明,以城市PM2.5年均浓度达标为约束,全国SO2、NOx、一次PM2.5和NH3的环境容量分别为1363.26×104,1258.48×104,619.04×104,627.71×104t.2010年全国实际SO2、NOx、一次PM2.5和NH3排放量分别超过环境容量的66%、81%、96%、52%.空气污染较严重的河南、河北、天津、安徽、山东及北京6省市4项污染物排放量均超过环境容量1倍以上,环境容量严重超载区域与PM2.5高污染地区具有显著的空间一致性.     

中国PM2.5跨区域传输特征数值模拟研究

基于CAMx空气质量模型的颗粒物来源追踪技术(PSAT)定量模拟了全国PM2.5及其化学组分的跨区域输送规律,建立了全国31个省市(源)向333个地级城市(受体)的PM2.5及其化学组分传输矩阵.基于此传输矩阵,从区域、省、城市3个空间尺度解析了PM2.5及其主要组分,包括一次PM2.5、硫酸盐、硝酸盐和铵盐的空间来源.结果表明,跨区域传输对重点区域、省及京津冀典型城市的PM2.5污染均有显著贡献,其中京津冀、长江三角洲、珠江三角洲区域及成渝城市群PM2.5年均浓度受区域外省市的贡献分别达到22%、37%、28%、14%;海南、上海、江苏、浙江、吉林、江西等省PM2.5年均浓度受省外源贡献超过45%;北京、天津、石家庄PM2.5年均浓度受省外源影响分别达到37%、42%、33%.     

利用人工水坝治理受煤矿废水污染河流 ——以都匀市杨柳街河为例

受高含铁煤矿废水污染的都匀市杨柳街河,经采用在河流上修建一座人工水坝形成小水库,在自然曝气和小水库库区沉淀作用下,使得部分河段水中总铁浓度有了显著降低,河水颜色由深黄变绿,水质有了明显改善.本文通过这座水坝修建前后的河水水质监测结果对比,验证了其治理效果.     

重点加强机制创新 共同防治大气污染

随着社会经济的快速发展、能源消费量的急剧增长和城市化进程的加速,我国的区域大气污染特征正在发生重要转变,区域性、复合型大气污染问题日益凸显。尤其是2013年1月以来发生在我国中东部地区的长时间灰霾污染中,130     

建立大气治理长效机制 留住“APEC蓝”

APEC会议期间,京津冀及周边地区启动了高强度的"空气保卫战",北京、天津、河北、山西、内蒙古、山东、河南等省市在统一调度下,以政府为主导,企业、公众多方参与,实施减排措施,强化监察执法,大气污染物排放量显著减少,大幅提升了区域空气质量,并保障了APEC会议期间北京空气质量优良,实现了"APCE蓝"。APEC空气质量保障的做法和经验表明,大气污染是可防、可控、可治的。空气质量的改善需要继续做实区域协作,只有以科学指导治污决策,以法律强化治污监管,凝聚政府、企业、公众的合力,才能推动空气质量持续改善,留住"APEC蓝"。     

中国排污许可制度改革框架研究

排污许可制度是发达国家普遍实行并证明行之有效的点源管理制度.本文在分析排污许可制度实践基础上,提出了排污许可制度改革的总体思路、基本原则、总体目标和主要任务,建议排污许可制度要以环境质量为约束、与现有企业环境管理制度相融合,真正让排污许可制度成为环境保护基础性制度.     

北京清华园采暖前与采暖期PM10中含碳组分的理化特征

采用美国rp公司生产的Series5400大气颗粒物碳质组分监测仪对清华园PM10中的碳质组分进行了连续在线监测(2002年9月~11月)。结合PM2.5中碳质组分浓度、PM10的浓度和气象数据,分析了碳质组分的污染特征。结果表明,采样期间清华园大气PM10中有机碳(OC)、元素碳(EC)的日平均质量浓度分别在4.07~65.81μg/m3、0.96~26.14μg/m3之间变化,平均值分别为20.8±12.1和7.0±5.1μg/m3。OC在总碳(TC)中占有很大比例,OC/TC平均值为75.84%;TC在PM10中的含量平均为25.0%。本文对9~10月份(秋季)和11月份(初冬)OC、EC的相关性分别进行了分析,结果表明OC、EC之间具有良好的相关性,9月份和10月份相关性系数(R2)为0.83;11月份为0.90。二次生成的OC(OCsec)浓度估算结果表明,9、10月份OCsec在OC中的比例(60.7%)比11月份(38.5%)大。碳质组分主要集中在细颗粒物中,PM10中的OC有70.3%存在于细颗粒物PM2.5中,TC则有58.6%存在于PM2.5中。     

中国高分辨率近地面NO2浓度反演

通过分析2010年全国333个县级以上城市卫星遥感的NO2对流层年均柱浓度与地面实际观测浓度之间的相关性,发现两者具有一定的线性相关性(r=0.54,n=333),并建立了NO2"遥感柱浓度"与"地面观测浓度"之间的关联方程,通过该方程反演了中国0.125°分辨率近地面NO2污染分布特征。结果表明,全国近地面NO2浓度超过《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)要求的年均浓度二级标准(0.04 mg/m3)的区域约为5.95万平方千米,超标地区主要集中在华北平原、长三角地区、四川盆地和珠三角地区,这些地区NO2污染水平远高于333个城市的年平均值(0.028 mg/m3)。NO2污染极不平衡,以大中型城市为中心的区域污染特征显著。NO2人口加权浓度分析结果表明,NO2人口加权浓度高值区主要集中在能源消费量大、机动车保有量大及人口密集的地区,全国约5.7%的人口暴露在NO2超标区域。     

我国PM2.5浓度分阶段改善目标情景分析

分析了部分发达国家、地区PM_(2. 5)改善经验和我国74个重点城市2013～2016年PM_(2. 5)年均浓度的改善情况,得出不同浓度区间城市所能达到的PM_(2. 5)年均浓度降幅,并据此设计了我国城市PM_(2. 5)浓度改善情景,通过自下而上的计算方法,测算了全国城市、31个省(区、市)及重点区域的PM_(2. 5)浓度分阶段改善目标.结果表明,在2种情景下我国PM_(2. 5)年均浓度均将在2025年前实现达标,在2030年下降到30μg·m~(-3)以下;京津冀及周边地区在2030年实现达标;长三角地区在2025年达标,2030年区域内城市实现全面达标.北京、天津、河北、河南等省(市)基准年PM_(2. 5)年均浓度高,在2030年实现达标的压力较大;在重点区域强化情景下,京津冀及周边地区2030年仍有接近40%的城市PM_(2. 5)浓度超标,应持续加大重污染地区PM_(2. 5)污染防治工作的力度,以推进PM_(2. 5)浓度目标的实现.