土地利用变化驱动下的上海市区水灾灾情模拟

对上海市区近50年来的土地利用结构变化进行了重建，并计算了由土地利用变化引起的上海市区水位变化量。以特定的1962年水灾为参照，模拟在同等雨强情况下，由土地利用结构变化和地面沉降引起的淹没范围的变化以及由此带来的水灾损失的变化。结果表明，在49mm／d降水条件下，由于土地利用的变化，使2001年的径流系数比1950年增大了34．0％，2001年的水位比1950年增高了45．9％；2001年的水灾灾情为1950年的1．0629倍；即使在目前千年一遇的防洪标准下，亦可造成相当于2001年地均GDP值0．088％(约为4．5亿元人民币)的损失，这是1991年相应数值的220倍。     

Precursors and potential sources of ground-level ozone in suburban Shanghai

• Air masses from Zhejiang Province is the major source of O₃ in suburban Shanghai. • O₃ formation was in VOC-sensitive regime in rural Shanghai. • O₃ formation was most sensitive to propylene in rural Shanghai. A high level of ozone (O₃) is frequently observed in the suburbs of Shanghai, the reason for this high level remains unclear. To obtain a detailed insight on the high level of O₃ during summer in Shanghai, O₃ and its precursors were measured at a suburban site in Shanghai from July 1, 2016 to July 31, 2016. Using the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model and concentration weighted trajectories (CWT), we found that Zhejiang province was the main potential source of O₃ in suburban Shanghai. When the sampling site was controlled by south-western winds exceeding 2 m/s, the O₃-rich air masses from upwind regions (such as Zhejiang province) could be transported to the suburban Shanghai. The propylene-equivalent concentration (PEC) and ozone formation potential (OFP) were further calculated for each VOC species, and the results suggested that propylene, (m+p)-xylene, and toluene played dominant roles in O₃ formation. The Ozone Isopleth Plotting Research (OZIPR) model was used to reveal the impact of O₃ precursors on O₃ formation, and 4 base-cases were selected to adjust the model simulation. An average disparity of 18.20% was achieved between the simulated and observed O₃ concentrations. The O₃ isopleth diagram illustrated that O₃ formation in July 2016 was in VOC-sensitive regime, although the VOC/NO_x ratio was greater than 20. By introducing sensitivity (S), a sensitivity analysis was performed for O₃ formation. We found that O₃ formation was sensitive to propylene, (m+p)-xylene, o-xylene and toluene. The results provide theoretical support for O₃ pollution treatment in Shanghai.     

基于移动监测和土地利用回归模型的上海市近地面黑碳浓度空间模拟

黑碳(BC)是大气污染物的重要组成部分,对空气质量与人类生活健康产生重要的影响.本研究采用移动样带手段开展上海市近地面BC浓度监测,分析其基本统计特征和空间分异性.在此基础上,利用土地利用回归模型(LUR),探讨人口密度、经济产值和交通道路网密度等因素对上海市近地面BC浓度空间分异的影响.结果表明上海市近地面BC平均浓度为(9.86±8.68)μg·m~(-3),空间差异明显,郊区[(10.47±2.04)μg·m~(-3)]比市中心地区[(7.93±2.79)μg·m~(-3)]高32.03%(2.54μg·m~(-3)).气象要素(风速和相对湿度)和交通道路变量(路网长度、省道距离、高速距离等)显著影响上海市近地面BC浓度(r为0.5~0.7,P0.01).基于气象和交通道路变量的LUR模型能较好模拟上海近地面BC浓度(调整后R2为0.62~0.75,交叉验证R2为0.54~0.69,RMSE为0.15~0.20μg·m~(-3)),其中100 m和5 km缓冲距离的LUR模型相对较优,在一定程度上表明上海市近地面BC浓度主要受气象要素和交通源的影响.本研究有利于加深对上海市BC浓度空间分布格局及其影响因素的客观认识,可为模拟和预测BC对人类活动和自然环境的响应机制提供科学依据和理论支撑.     

上海市含碳大气颗粒物的粒径分布

使用STAPLEX大流量六级采样器(<0.49μm、0.49～0.95μm、0.95～1.5μm、1.5～3.0μm、3.0～7.2μm和>7.2μm),结合DRI Model 2001热光碳分析仪(TOR),分析了2010年5月～2011年5月期间上海市嘉定区(市郊)、徐汇区(市区)的大气颗粒物样品中有机碳(OC)和元素碳(EC)的粒径分布.结果表明,不同粒径的OC和EC质量浓度均呈双峰分布,较高峰出现于<0.49μm粒径段,次高峰则出现于>3.0μm的两个粒径段.嘉定区(JD)和徐汇区(XH)PM3.0中OC的质量浓度分别为16.35μg.m-3和11.85μg.m-3,EC质量浓度分别为2.22μg.m-3和1.91μg.m-3,市郊大气颗粒物中碳组分质量浓度高于市区,说明市郊碳污染更为严重.在<1.5μm的粒径段,嘉定区OC与EC的同源性较好,表明其中大部分OC来自于燃烧源.两地区不同粒径OC/EC值与不同排放源特征值的对比,可以说明徐汇区更多受到机动车尾气排放和道路扬尘的影响.通过EC示踪法计算二次有机碳(SOC)质量浓度可知:上海市SOC质量浓度较高,PM3.0中达到6.76μg.m-3,占OC的质量分数为69%,粒径分布呈双峰分布,峰值位于0.49～0.95μm和3.0～7.2μm粒径段.     

建筑材料隐含环境影响评估

我国建筑业快速发展,建筑开发使用大量的建筑材料给资源和环境带来严重负荷.以上海市为案例,运用生命周期评价方法,基于北京工业大学和Ecoinvent数据库中的建筑材料生产数据,采用ReCiPe法对上海市建筑物的材料隐含环境影响进行评估,并对未来的环境影响潜值进行预测.结果表明:在上海市居住建筑和非居住建筑所产生的各类环境影响中人类毒性、金属损耗最为突出,约占总环境影响的45%和20%;环境影响主要来源于钢筋和木材的生产,对各类环境影响贡献度分别约为47%、17%;高层居住建筑和非居住建筑中的工厂建筑物化环境影响在各自类型中所占比例最高.按现有趋势发展,2020年上海市居住建筑开发规模和环境影响潜值均将达到2014年的1.52倍,非居住建筑则可达到2014年的1.14倍.针对上海市建筑材料环境影响分析结果,为有效减轻上海市建筑物的环境影响,需重点关注钢筋、铝材、木材以及混凝土的生产,识别生产过程中污染物转移环节进而改进工序;在设计阶段考虑选择环境影响负荷低的绿色建材,如混凝土砌块、高性能混凝土等,从而降低环境影响;同时,应重点关注隐含环境负荷高的高层居住和工厂建筑类建筑,通过降低建材使用量等方案降低环境影响.      

基于DEA的上海市非中心城区工业生态效率研究

运用数据包络分析（DataEnvelopmentanalysis,DEA）的方法,从环境污染和资源消耗两个方面,建立了工业生态效率评价的指标体系,评价了2008年上海市非中心城区各区县的工业生态效率。结果表明,松江区处于上海市工业生态效率的前沿面,9个区县中有2／3区县的工业生态效率优于上海市平均水平。其中,崇明、嘉定和青浦处于规模报酬递增阶段,奉贤、闵行、浦东、金山、宝山则处于规模报酬递减阶段。最后,基于C2R模型对各区县的投入产出情况进行了优化调整,认为削减SO2的排放量和减少能源的消耗应是各区县提高工业生态效率的关键。     

上海市居民生活用能消费碳排放测算与分析研究

根据上海市居民生活能源消费相关的能源消费数据,采用统计分析方法,从最终需求角度评估了2001年-2010年居民生活能源消费及其碳排放。研究发现2001年-2010年上海市居民生活用能碳排放量从173．47万t增长到391．87万t,居民生活用能碳排放量呈较快上升趋势,但总体处于较低水平。居民生活用能消费结构从以原煤和电力为主转变为以油品电力消费为主,原煤天然气综合利用的消费模式。未来一段时期内上海市需要合理拓展居民生活用能排放空间。     

超市塑料袋使用行为的环境实验研究

塑料购物袋一直是社会关注的热点环境问题。文章以上海某超市为对象,采用现场观察实验方法记录了5 086份超市顾客塑料袋使用行为的样本,初步揭示了超市塑料袋使用情况和塑料袋使用的顾客行为特征,尝试为超市塑料袋的环境管理政策提供基础性的科学依据。结果表明:(1)超市中主要有3种塑料袋使用方式,依次为购买塑料袋、自带购物袋、使用免费手撕袋,其比例为15%、29%、9%,说明目前塑料袋使用行为具有一定的多样性;(2)影响顾客购买塑料袋的因素为是否有会员卡、是否徒手购物、购物金额,其偏相关系数依次为0.114、0.085、0.042。占总样本63.4%的单人购物情境中,购买塑料袋的影响因素为是否徒手购物、是否有会员卡、年龄、购物金额、性别,偏相关系数依次为0.849、0.486、0.329、0.291、0.180;说明影响塑料袋使用的因素具有综合性和复杂性。(3)顾客购物金额、购物件数、结账时间与塑料袋购买比例有密切的正相关关系;(4)按照购买塑料袋的倾向程度,可将顾客分为高、中、低3类特征群体。其中,购买倾向最高的顾客特征为无会员卡的男性中青年、非徒手购物,购物金额较高。文章研究为解决环境管理问题提供了一种基于现场观察实验方法的案例参考,建议将定量、可重复、可检验、以现场观察记录主的实验方法应用于各类环境问题研究和解决方案中,为环境管理提供更扎实的科学依据。     

环境友好城市建设初探——以上海为例

文章试图在可持续发展思想的引导下,运用"环境友好"的理念,研究和阐述了"环境友好城市"的内涵。并以上海为例,提出了环境友好城市的发展目标和建设方向,选用构建指标体系的方式,对城市的环境友好程度进行评估,提出了推进和实施环境友好城市建设的保障措施体系。     

上海崇明地区大气分形态汞污染特征

2014年3月~2015年2月对上海崇明东滩湿地公园的气态零价汞(GEM)、活性气态汞(RGM)和颗粒态汞(PBM)分别进行了为期1a的连续监测.GEM、RGM和PBM的年平均浓度分别为(2.75±1.13)ng·m~(-3)、(13.39±15.95)pg·m~(-3)和(21.89±40.42)pg·m~(-3),明显高于对应北半球背景值浓度.GEM浓度在夏季最高(3.65 ng·m~(-3)),受自然源排放影响较大,秋冬季较低,受人为源排放影响较大;RGM浓度在春季最高,冬季最低,主要受风速风向的影响;PBM浓度在秋冬季节明显高于其他季节,受秋冬季节较多的细颗粒物重污染过程的影响.GEM和PBM浓度均夜间较高,白天较低,主要受空气气团混合作用影响.RGM浓度在下午较高,主要是由于GEM在下午的光氧化作用加强,利于RGM的生成.GEM和PBM浓度在偏西风向上浓度较高,受上海、江苏等地人为源排放影响较大.RGM浓度在东南风向上浓度明显高于其他方向,这是因为RGM主要来源为人为排放,其浓度受风速影响较大,东南风向上平均风速较小,持续的弱风及停滞的空气不利于RGM的扩散.