环境监测预警在重污染天气应对中的作用与启示

近年来,我国中东部地区秋冬季节频繁发生以细颗粒物(PM2.5)为特征的大范围、长时间、复合型大气重污染过程,引起全社会极大关注。环境监测与预警在重污染天气应对中发挥了重要作用,经过几年的发展建设,目前对于京津冀区域重污染的过程预报准确率接近100%,区域重污染的程度预报准确率接近80%,为各级政府针对重污染过程提前采取预警应急和管控措施提供了关键信息和决策依据。     

雾化特性对湿式电除尘器除尘效率的影响

喷淋系统作为湿式电除尘器的重要组成部分,雾化效果优劣影响着电除尘器的除尘效率。通过雾化性能测试,研究了雾化参数及其他工作条件对湿式电除尘器的电晕放电特性和除尘效率的影响。研究结果表明:湿式电除尘器的最佳工作水压为0.6 MPa,此时雾化效果最好。以燃煤电厂粉煤灰为尘源进行除尘试验,在其他条件相同的情况下,除尘效率随雾滴粒径的减小而增大,随喷淋量的增大而增大。当雾滴粒径为70μm时,除尘效率可达99.57%,能够满足燃煤电厂对细颗粒物的高效去除。     

高速公路大气细颗粒物污染特征研究

为了解高速公路大气细颗粒物的污染特征及其对周边环境的影响,采集了成雅高速公路双流段的大气细颗粒物,分析了其质量浓度,无机元素,碳组分。研究表明:距高速公路2 m和120 m处大气细颗粒物的质量浓度平均值分别为97.36μg/m~3和89.44μg/m~3;OC质量浓度占PM_(2.5)质量浓度分别为23.1%和23.2%;EC质量浓度占PM_(2.5)质量浓度分别为12.9%和10.6%,120 m处细颗粒物中OC/EC的值(2.2)2,表明在扩散过程中发生了二次有机碳转化。富集因子法分析表明与机动车排放相关的Cd、Pb、Zn、Cu和Ni 5种重金属元素在细颗粒物中富集程度严重。相关性分析和因子分析均表明高速公路对周围环境有很大的影响,大气细颗粒物不仅来自机动车直接排放的尾气还有车辆行驶过程中的二次扬尘及农田产生的土壤尘。     

北京典型地铁系统可吸入颗粒物实测研究

为了解地铁环境空气污染状况,改善乘客和工作人员的环境,采用激光粉尘仪对北京地铁站外以及西直门(敞开式系统)、五道口(半高安全门系统)、西土城(全高安全门系统)和北土城(屏蔽门系统)等典型地铁系统站台和车厢空气中的细颗粒物(PM_(2.5))和可吸入颗粒物(PM_(10))在列车驶入前后的浓度(指质量浓度)大小,以及站台和车厢空气中PM_(2.5)和PM_(10)浓度随时间的变化规律进行了研究,并分析了PM_(2.5)与PM_(10)的浓度比值,以及地铁站外、站台与车厢空气中PM_(2.5)和PM_(10)源的相关性。结果表明:外界雾霾严重时,站内空气污染加重,地铁驶入后引起PM_(10)浓度增加,屏蔽门和车门的打开使得站台和车厢空气中的PM_(10)颗粒物浓度加速上升,以PM_(2.5)为主,且其浓度的变化随屏蔽门的启闭呈现一定的规律性。     

石臼漾湿地冬季有机质的可生化性

在冬季,石臼漾构筑根孔湿地对有机质的去除率不高.若设想这只是一个表观现象,实际上湿地在冬季能够有效地去除水体中难降解有机质,但释放部分易生化的有机物质.为了验证这一假设,研究了冬季石臼漾湿地岸边带和植物床-沟壕系统中有机质可生化性的空间分布.结果表明:湿地内部其有机质可生化性r(BOD₅/COD_Cr)为0.26~0.84,80%数据高于可生化性下限值(0.30),远超过源水(0.0999).经过湿地净化,水体中有机质的性质发生了显著的变化.湿地内部其r(COD_Cr/TOC)比值(0.85~2.57,平均值1.90)远低于源水(5.41),大量的还原性有机物质及部分芳香族类化合物被湿地拦截和持留.这说明即使在冷季,石臼漾湿地仍对源水中的有机质具有较好的去除效果.以人工湿地生态根孔技术为核心的植物床-沟壕系统是整个湿地中水质净化特别是有机质去除的关键区域.     

大气PM2.5中水溶性离子在线观测技术的应用研究

为了解北京大气PM2.5污染状况,评估大气细颗粒物快速捕集-化学成分在线分析系统(RCFP-IC)在追踪污染生成-消散过程中的适用性,于2011年3月对北京PM2.5中NO3-、SO24-、NH4+和Cl-这4种污染型水溶性离子浓度变化进行了连续高时间分辨率观测,并结合同期气象要素的变化,探讨了污染过程形成的原因.结果表明,一个月的观测期内捕捉到了5次较为明显的污染过程,4种水溶性离子的浓度变化趋于一致,并呈现出典型的"慢积累、快清除"的锯齿型污染物浓度时间序列变化特征.NO3-和NH4+在典型污染事件中峰值浓度是清洁时期浓度的10倍以上,而SO24-和Cl-污染峰值浓度仅为清洁时期的2～4倍.停暖后4种离子浓度较采暖期下降了15%～60%.RCFP-IC与高分辨率飞行时间气溶胶质谱(HR-TOF-AMS)同期观测结果变化趋势具有高度的一致性,但RCFP-IC定量水溶性离子浓度更为准确.     

硫氰酸根在粒状镁铝复合氧化物上的吸附性能

以镁铝水滑石(Mg/Al-LDH)为前驱物制备了粒状镁铝复合氧化物(G-Mg3.3AlO4.8),采用BET、XRD、SEM和FT-IR方法对其结构进行了表征,考察了这种新材料对硫氰酸根(SCN-)的吸附性能.G-Mg3.3AlO4.8的比表面积和平均孔径分别为269.4 m2.g-1和13.25 nm,成型造粒保留了层状结构且无新相生成.Freundlich等温式和准二级动力学方程能很好地描述SCN-在G-Mg3.3AlO4.8上的静态吸附过程,25℃初始浓度为500 mg.L-1时静态吸附量可达165.8 mg.g-1;Yoon-Nelson模型能很好地预测SCN-在G-Mg3.3AlO4.8上的穿透曲线,初始浓度100 mg.L-1、流速5 mL.min-1、床层高度10 cm和pH=6时穿透点吸附量可达50.73 mg.g-1,重复使用4次对SCN-的脱除率均保持在98%以上,是一种可重复利用的高效吸附剂.     

青藏高原高寒湿地春夏两季根际与非根际土壤反硝化速率及nirS型反硝化细菌群落特征分析

反硝化是生态系统氮循环的关键过程.目前对于生态系统氮排放及反硝化细菌群落的研究大多基于人为影响显著的环境,对于人为干扰较低的自然生态系统的研究较少.本研究选取青藏高原黄河源区不同海拔（唐克、久治、玛多和达日）不同季节（春季和夏季）的高寒湿地植物根际与非根际土壤作为研究对象,采用¹⁵N同位素标记法测定反硝化速率,高通量测序技术测定nirS反硝化细菌群落组成及相对丰度,并探究环境因子（气温、海拔）和土壤理化性质（pH、土壤有机碳、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮）对nirS型反硝化细菌群落的影响.结果表明,高寒湿地土壤反硝化速率范围为0.80~14.98 nmol·（g·h）^-1,对总N₂释放的贡献率为11.23%~71.16%.唐克、久治和达日的土壤样品,均呈现出根际土壤反硝化速率高于非根际的趋势（P<0.05）.Proteobacteria是青藏高原高寒湿地植物根际和非根际土壤中主要的反硝化细菌门;在属水平上,各土壤样本中相对丰度最高的是一种未分类的变形杆菌（unclassified Proteobacteria,2.86%~29.41%）,这表明主导青藏高原高寒湿地反硝化作用的可能有一些独特的未被鉴定的反硝化菌属,相对丰度其次为假单胞菌属（Pseudomonas,2.45%~26.52%）和贪铜菌属（Cupriavidus,0%~34.14%）.基于距离的冗余分析结果表明,高寒湿地的反硝化细菌群落结构主要受到海拔、pH、NO₂^-含量影响（P<0.05）;相关分析表明反硝化速率和Shannon指数与pH呈显著负相关（P<0.05）,且主要反硝化菌群相对丰度受到温度和pH的影响.本研究结果可为进一步了解青藏高原高寒湿地这一特殊生境中的氮循环提供参考依据.     

肇庆市一次典型污染天气的污染物来源解析

利用污染物及气象观测数据对肇庆市2018年12月17～23日大气污染过程进行了分析,采用了CMAQ-ISAM模型以及混合受体模型对本次大气污染来源进行了解析研究.结果表明,12月19～21日肇庆地区受近地面弱气压影响而形成的较为不利的污染物扩散条件,是肇庆大气污染过程的诱导因素;在本次污染发生前的清洁时段,肇庆污染主要来自于本地及清远,其贡献率分别为19. 2%和10. 7%,而受江西、湖南、湖北以及陕西等地的远距离污染物传输作用影响约为64. 5%;在污染时段,随着地面高气压场南移,肇庆地区受珠三角主要城市和粤东城市的区域传输贡献明显,肇庆、佛山、东莞、广州和惠州贡献率依次为25. 5%、14. 8%、9. 8%、9. 5%和5. 3%,河源、梅州、汕尾、揭阳、汕头和潮州这6个广东省东部城市贡献率共计13. 7%,而受福建、江西以及长江三角洲等地的远距离污染物传输作用影响约为32. 9%,且经过海上通道传输的污染物贡献更为显著.因此,输送到海面上的气溶胶颗粒经吸湿增长后回到陆地,是本次肇庆污染天气的主要成因之一.     

大气氨气污染特征分析及其对PM2.5二次无机组分的影响

为研究大气中氨气的污染特征及其对细颗粒物（PM_2.5）二次无机组分的影响,于2021—2022年在江苏省南京、无锡、镇江、常州、徐州5个城市同期开展氨气及气溶胶组分的在线监测,并采用热动力学稳态模型（ISORROPIA）评估氨气的减排成效。结果表明,5个城市氨气年均质量浓度为10.1 μg/m³,5个城市年均质量浓度为7.7～15.2 μg/m³,其中徐州最高,南京最低。总氨于夏季（6月）达到浓度峰值,受温度及硝酸铵的热不稳定性影响,氨气在12：00左右出现浓度峰,而铵盐则呈现出昼低、夜高的日变化特征。5个城市均处于富氨水平,全年气溶胶呈中性,氨气中和额外酸性气体的潜力较为突出。冬季江苏省各市只有通过大幅度的氨减排（＞60%）才能使PM_2.5浓度显著下降,而对二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NO_X）进行减排才能更加高效地减轻PM_2.5污染。