多层螺旋雾幕技术的喷雾模拟及降尘试验研究

为了解决掘进工作面传统喷雾除尘无法有效抑制粉尘扩散的问题,提出了一种将气动喷嘴呈螺旋状布置的多层螺旋雾幕除尘方法。采用k-ω湍流模型与K-H液滴破碎模型,通过Comsol多物理场耦合数值模拟,得出了多层螺旋雾幕速度场分布和粒子轨迹的变化规律,结合模拟结果搭建试验平台,并将多层螺旋雾幕与传统喷雾的除尘效果进行对比分析。以2层雾幕为例的模拟结果显示,喷雾2 s时就会形成明显的2层螺旋状雾幕,10 s后旋转水雾充满整个模拟区域,并且雾滴粒径较传统喷雾更小。试验表明多层螺旋雾幕的除尘效果明显强于自然降尘与传统喷雾,3 min后可将浓度470 mg/m3左右的粉尘降到4 mg/m3以下。     

华北平原夏收期间气溶胶卫星遥感探测分析

为研究2014年华北平原在夏收期间气溶胶污染的时空分布特征及形成原因,对2014年6月MODIS卫星的华北平原的气溶胶光学厚度(AOD)、细粒子比(FMF)、火点分布及后向轨迹进行了分析.结果表明,2014年6月华北平原的气溶胶光学厚度值在1.2~2.0之间,远高于年平均值1.0~1.2,而6月的火点分布主要集中在6—14日,此阶段的气溶胶光学厚度值高于6月6日前及14日以后的气溶胶光学厚度值.在两个特定研究区——华北南部及长三角地区,通过对6月的3个阶段的细粒子比进行分析,发现火点集中阶段细粒子排放增多,确定此次污染极有可能是由秸秆燃烧造成.在火点集中时期,两个研究区的后向轨迹说明,污染主要来自火点分布密集区域,进一步确定了秸秆燃烧是华北平原在夏收期间的主要污染源之一.     

Fate of PM2.5-bound PAHs in Xiangyang, central China during 2018 Chinese spring festival: Influence of fireworks burning and air-mass transport

Variations of levels, possible source and air mass transmission were investigated for 16 USEPA priority-controlled PAHs in PM_2.5 during 2018 Chinese Spring Festival (CSF) in Xiangyang City, central China which is the North-South pollutant airmass transport channel of China. Totally 37 samples were collected. Mass concentrations of Σ₁₆PAHs for the Pre–CSF day (Pre–CSFD), during the CSF day (CSFD) and after the CSF day (Af–CSFD) are 33.78 ± 17.68 ng/m³, 22.98 ± 6.49 ng/m³, and 8.99 ± 4.44 ng/m³, respectively. High resolution samples showed that Σ₁₆PAHs are higher in the morning (06:00–11:00) or afternoon (11:30–16:30), than those in the evening (17:00–22:00) and at night (22:30–05:30), whereas the result is reversed during the CSFD. Fireworks burning can obviously increase the mass concentration of PAHs. Air mass trajectory indicated that Xiangyang is a sink area of pollutants for northwest and southeast, and the sources of the northeast and southwest. The air mass only can be transmitted out through northeast and southwest. It is effective for improvement of air quality in Wuhan and Hunan to control fireworks emission in Henan and local areas. Fireworks burning was an important source for PAHs during CSFD, biomass, coal combustion, and traffic emission were the main sources of PAHs for Pre–CSFD and Af–CSFD periods. The health risk on the CSFD was higher than the acceptable levels, especially during the intensive fireworks burning, the risk value far exceed 1.0 × 10^?4, controlling burning fireworks is required.     

2013年12月中国中东部地区严重灰霾期间上海市颗粒物的输送途径及潜在源区贡献分析

2013年12月初中国中东部地区发生了入冬以来最为严重的一次长时间、大范围的高浓度颗粒物污染过程,期间上海市PM10小时浓度最大值超过700μg·m-3,PM2.5最大小时浓度超过600μg·m-3.为研究此次严重灰霾污染期间影响上海的污染气团的主要传输途径,采用HYSPLIT后向轨迹结合聚类分析方法,探讨了本次污染事件中到达上海的主要气团轨迹,结合上海城区在线观测的PM10小时浓度资料,通过计算潜在源贡献因子PSCF和浓度权重轨迹CWT,分析了影响上海2013年12月PM10质量浓度的潜在源区,并探讨了不同源区对上海市PM10质量浓度贡献的差异.结果表明,西北路径和北路径是污染事件中的主要输送通道,在到达上海的气团轨迹中,大陆气团和海洋气团分别占总轨迹的79.6%和20.4%,影响上海的潜在源区除长三角一带的江苏、浙江和安徽等人口密集,工业、重工业和交通污染严重的地区以外,山东、河北、河南等地对于上海城区颗粒物污染亦有一定贡献.研究表明,区域大气污染联防联控乃至跨区域联动对于应对当前频发的重污染态势具有极为重要的意义.     

中亚热带背景区重庆四面山大气气态总汞含量变化特征

以重庆市四面山森林自然保护区作为中亚热带背景区的典型代表,利用高时间分辨率自动测汞仪(Tekran 2537X)于2012-03~2013-02对该区域大气气态总汞(TGM)进行了连续1年的野外观测.结果表明,四面山地区气态总汞的年平均含量为(2.88±1.54)ng·m~(-3),高于北半球大气汞含量的背景值,低于国内大部分背景区监测点,表明以四面山为代表的中亚热带背景区大气汞从区域尺度而言尚属正常范围,但从全球大尺度比较,大气背景汞浓度已经有了一定程度升高.TGM浓度按季节表现为:冬季(3.68±2.43)ng·m~(-3)夏季(3.29±0.79)ng·m~(-3)春季(2.44±0.69)ng·m~(-3)秋季(2.13±0.97)ng·m~(-3),冬季TGM浓度变化波动较大.TGM日变化特征为春季夜间TGM浓度较高,秋、夏、冬三季白天TGM浓度较高,TGM浓度日变化与温度和光照强度有显著的正相关关系.从风向和后向轨迹模型分析的结果来看,重庆本地燃煤排放等是该地区气态总汞的主要来源,此外印度季风等造成的大气汞的长距离迁移也可能是该区域大气汞含量升高的原因.     

广西北海涠洲岛春季大气颗粒物浓度特征及影响因素

为了解我国北部湾区域大气环境特征和可能的跨界输送,于2015年3~4月在涠洲岛开展了对大气颗粒物浓度水平和粒径分布特征的外场观测研究,并结合气象因子和后向轨迹探讨了颗粒物浓度变化原因和来源.结果表明涠洲岛大气PM_1、PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度分别为(21±12)、(35±19)、(43±20)μg·m~(-3).PM1、PM_(1~2.5)和PM_(2.5~10)质量浓度分别占PM10的50%、32%、18%.0.5~1、1~2.5和2.5~20μm粒径段颗粒物数浓度分别占总数浓度的93.5%、6.1%和0.4%.颗粒物数浓度与能见度和气压呈弱负相关.后向轨迹模拟分析发现,来自涠洲岛西南方向东南亚一带的气团影响频率最高(45.9%),0.5~1μm、1~2.5μm数浓度和PM_(2.5)浓度最低但NO浓度最高;其次为来自正东方向气团(34.1%),SO2浓度最低但O3浓度最高;来自正南方向的气团(12.5%)NO2、NOx、O3和CO浓度最低;来自东北方向的大陆气团影响频率最低(7.4%),但颗粒物数浓度、质量浓度和气体污染物浓度(除O3和NO)最高.涠洲岛大气细颗粒物和气态污染物主要受大陆和东南亚地区输送影响,来自大陆方向的输送以工业污染为主,来自东南亚方向的输送以港口船舶及航运污染为主.     

武汉市夏季大气挥发性有机物实时组成及来源

利用在线监测仪器获取了武汉市2019年6～7月环境大气中102种挥发性有机物（VOCs）小时浓度数据.观测期间ρ（VOCs）范围为24.9～254μg·m^-3,平均值为（67.7±32.2）μg·m^-3.依据臭氧浓度标准,将观测期间划分为清洁日和污染日,对比分析清洁日和污染日气象条件、 VOCs浓度、组成、臭氧生成潜势和来源差异.污染日NO_x、 CO和VOCs的平均值分别超出清洁日34.9%、 25.0%和27.8%.污染日烷烃、烯烃、芳香烃和含氧VOCs分别比清洁日高40.7%、 39.5%、 26.9%和21.5%.污染日总臭氧生成潜势为（102±69.6）μg·m^-3,超出清洁天33.5%.污染日液化石油气燃烧、工业排放、机动车排放、天然源和溶剂使用的平均贡献率分别比清洁日低3.4%、 2.5%、 0.2%、 1.3%和1.4%,油气挥发源平均贡献率比清洁日高8.8%.机动车排放源和油气挥发源的日变化均呈现早晚高、午后低的特征,与早晚高峰排放有关;LPG燃烧的日变化与餐饮油烟排放变化一致.浓度...     

基于卫星和地面监测的河西走廊O3浓度时空分布及潜在源区分析

基于2005~2020年OMI遥感卫星O₃柱浓度数据,结合河西走廊地区10个国控点环境自动监测站大气污染物数据和全球资料同化系统（GDAS）气象资料,利用克里金插值法、相关性分析和后向轨迹（HYSPLIT）模型,探讨河西走廊近地面O₃时空分布特征、气象因素、传输路径和潜在来源.结果表明：①从时间变化来看,O₃柱浓度在2005~2010年和2014~2020年呈上升趋势,2010~2014年呈下降趋势,2010年和2014年分别达到最大值和最小值,分别为332.31 DU和301.00 DU,季节变化表现为春季和冬季明显大于夏季和秋季.②在空间分布上,O₃柱浓度大体呈现由西南向东北递增的纬向带状分布特征,高值区主要分布在地势低平的城市区域,中值区呈纬向带状与祁连山山麓走向基本一致.③气象条件分析发现,温度、风速和日照时数与O₃呈现正相关,相对湿度与O₃呈现负相关.④通过对武威市模拟受点气流输送轨迹发现,O₃输送路径方向较为单一,各季节的主导气流均以西部和西北部为主,所占比例分别为71.62%、66.85%、61.22%和77.78%;O₃潜在贡献源区存在一定的季节差异：春季、夏季和秋季的O₃潜在源高值区域均分布于白银市和兰州市等地,为东南风源,冬季高值区分布于巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠之间,为北风源.     

上海城区硝基芳香族化合物的化学组成及特征分析

为研究硝基芳香族化合物(NACs)在上海城区大气中的浓度水平、组成特征以及与气态前体物关系,采用大流量采样器采集了2020～2021年上海城区大气细颗粒物PM_2.5冬季39个和夏季46个样品,利用超高效液相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱,对其中12个NACs物质进行了定量分析,结合后向轨迹、前体物及气象要素等相关性分析,并对其中含CHON类物质进行分子组成和分类分析.结果表明,冬季ρ(NACs)平均值(17.1 ng·m^-3)是夏季(5.7 ng·m^-3)的3倍,冬季气团主要来自于北方,夏季气团则主要来自于较清洁的东南部海洋.冬季NACs组成中含量最丰富的物种为4-硝基苯酚,夏季则为4-硝基苯酚(清洁天)和4-羟基-3-硝基苯甲酸(污染天),冬、夏两季均表现出昼高夜低的特点.单环和多环芳烃化合物识别和表征的芳环等值数(Xc)以及O/C和H/C值等特征的定性分析结果表明,上海城区冬、夏两季PM_2.5中CHON类化合物主要是芳香族化合物,且在PM_2.5污染天检测到的CHON类化合物的...     

2013—2016年珠海地区臭氧浓度特征及其与气象因素的关系

利用珠海地区两个代表性环境空气质量国控站（吉大站、斗门站）2013—2016年连续4年的逐时臭氧（O₃）浓度监测资料和离两个国控站最近的基本气象站（珠海气象站、斗门气象站）同期逐时气象资料,综合应用统计分析、个例剖析、HYSPLIT后向轨迹聚类分析和潜在源贡献因子分析（PSCF）方法,研究了珠海地区臭氧浓度特征及其与气象因素的关系.结果表明：①干季珠海市O₃浓度最高且超标天数最多,高温低湿条件有利于O₃的形成;②位于内陆的斗门站O₃污染浓度、污染频率明显高于位于沿海的吉大站;③风场对珠海地区O₃浓度分布有重要影响,东北风或偏北风风速为3~4 m·s^-1时下风向珠海地区O₃浓度最高;④10月O₃重污染个例剖析表明,区域输送对珠海地区O₃污染有重要影响.HYSPLIT后向轨迹聚类分析表明,影响珠海地区O₃污染的气团来源中受广东中东部气流影响时污染最重,与潜在源贡献因子分析（PSCF）表明的该污染个例的污染潜在源区主要为广东中东部的东莞、广州增城、河源及以北地区的结论一致.