基于多源数据的大气细颗粒物对北京市城市热岛的影响研究

在土地利用方式改变、能源消耗持续增长、人口膨胀的共同作用下,城市热岛效应日趋显著。大气细颗粒物（PM_2.5）污染不断加剧,对城市热岛强度也产生了一定的影响。利用地面空气质量监测站点的逐小时PM_2.5污染监测数据、气象监测站点的日均数据和MODIS地表温度数据,结合土地利用类型,划分城郊气象站点和地表温度采样点,分别计算北京市日均PM_2.5浓度、冠层城市热岛强度和地表城市热岛强度,并计算地表城市热岛强度指数,得出热岛强度空间分布图。经过对PM_2.5与冠层城市热岛强度、地表城市热岛强度及其空间分布的相关性分析,得出以下结论：（1）北京市地表城市热岛强度的月、季间变化明显,主要受土地覆盖类型影响,夏季高于冬季,冠层城市热岛强度的月、季间变化较小;（2）PM_2.5质量浓度与冠层城市热岛强度、地表城市热岛强度均呈显著负相关,相关系数分别为?0.5199和?0.6115;（3）昼间地表城市热岛强度与PM_2.5质量浓度的相关性高于夜间;（4）PM_2.5质量浓度变化对地表城市热岛的空间分布有着显著的影响。随着PM_2.5质量浓度的增加,强热岛空间范围向城区缩减。     

城市垃圾焚烧发电项目烟气中重金属干沉降对土壤的影响

焚烧炉烟气中重金属沉降造成的土壤污染是城市垃圾焚烧发电项目环境影响评价及环境保护管理工作关注的重点。以某城市垃圾焚烧发电项目为例,在确定焚烧炉排放源强及气象数据等资料的基础上,采用AERMOD模型预测焚烧烟气中Pb、Hg、Cd的沉降特征和对项目所在区域土壤环境质量的影响。结果表明:土壤中污染物浓度随离源距离的增加均呈现出先上升后下降的趋势,其中Hg的占标率最大为27.2%,其次Cd为21.8%,Pb的占标率最小为4.7%,预测的重金属浓度均满足《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准限值要求;污染物分布与风密切相关,利用污染系数衡量风对污染物扩散传输的影响,可知污染扩散距离北向大于南向、东向大于西向,南北向大于东西向,污染系数与污染物沉降量分布一致。研究可为气体涉重金属污染物扩散沉降对土壤环境影响相关领域的科研、应用工作提供参考和借鉴。     

上海典型燃烧源铅和汞大气排放趋势分析

上海百年来快速的城市化进程导致资源能源的大量消耗,并向城市环境中排放了大量有毒有害污染物.为探寻上海典型燃烧源重金属大气排放历史及趋势,基于上海化石燃料(煤炭和汽油)的历史消耗量及其大气铅(Pb)和汞(Hg)的排放因子,估算了上海主要燃煤部门(燃煤电厂、工业部门和居民生活)和机动车燃油大气Pb和Hg的历史排放量.结果表明,1949~2015年间大气Pb和Hg的燃煤排放量随时间推进均呈现先增长后下降趋势,即1949年解放后快速增长的煤炭消耗和较少的烟尘控制措施使其排放量出现急剧地波动式增长,至20世纪80~90年达到高峰,此后上海采取了各种减排和控制措施,使得目前三大燃煤源的大气Pb和Hg排放量出现大幅度下降.1980~2015年间上海大气Hg的燃煤排放比例一直占据主导地位(87.5%~99.7%).含铅汽油自1997年完全退出上海市场之后,燃煤排放替代其成为大气Pb的主要贡献源(78.2%~83.5%),然而自2005年起随着汽油消耗的急速增长,汽油燃烧排放又成为其主要贡献源(55.5%~79.1%).     

腐蚀产物性质对金属大气腐蚀过程影响的研究

首先简要阐述了金属大气腐蚀的机理及过程,介绍了大气腐蚀过程中腐蚀产物的种类。然后分别从腐蚀产物的物理性质、化学性质(电化学)等方面对金属大气腐蚀过程影响的研究进行了探讨,并着重总结了腐蚀产物光电性质对金属腐蚀的影响。最后对该研究方向进行了展望。     

贵阳市春、冬季大气颗粒物中铂族元素的污染特征

本文在贵阳市市中心区和郊区设置两个采样点位,采集春季和冬季PM_(10)、PM_(2.5)样品,在封闭溶样装置中采用HF和王水消解,利用电感耦合等离子体质谱法测定颗粒物中铂族元素的含量,研究了大气颗粒物中铂族元素的污染特征。结果表明,市中心区样品中铂族元素的浓度大于郊区,其含量与交通密度有关;与Pt和Rh相比,颗粒物中Pd的浓度更高,Pd具有较大的溶解性,可能会给人类健康带来更严重的危害;颗粒物中铂族元素的浓度呈现季节性变化,冬季大于春季。与国外其他城市相比,贵阳市大气颗粒物中铂族元素的污染程度较低,但这种潜在的重金属污染应引起重视。     

京津冀区域典型重污染过程与反馈效应研究

以京津冀地区2014年10月5~12日一次重污染过程为例,采用飞机AMDAR数据和WRF-Chem模式,分析了大气边界层垂直结构与PM_2.5的时空演变规律,定量研究了气溶胶直接反馈效应对多种气象要素的影响.结果表明：此次重污染过程地域范围广、持续时间长、影响强度大,PM_2.5污染呈带状分布,主要受地面均压场和高空纬向环流形成稳定的大气环流背景场、垂直层风场及逆温共同影响.气溶胶直接反馈效应导致京津冀地区整个时段太阳辐射量降低39.80W/m²,气温下降0.34℃,边界层高度降低36.64m,相对湿度升高0.90%.反馈效应南部地区较北部更显著,污染日强于平均时段和清洁天,气溶胶的辐射反馈作用使得各气象要素均呈现不利于污染物扩散的趋势,造成气溶胶聚集区PM_2.5浓度进一步增加.     

大气消光系数垂直分布模型及其适用性研究

大气消光系数垂直分布模型是利用卫星反演近地面颗粒物质量浓度的关键技术环节,同时也是分析边界层湍流场结构的重要途径,但其适用性问题至今尚不清晰.基于Logistic曲线模拟大气消光系数廓线的初步研究成果,结合太阳光度计（CE-318）观测的大气光学厚度（AOD）资料以及近地面能见度数据,提出了大气消光系数垂直分布Logistic模型的参数计算方法.针对成都市2013年6月~2014年5月期间的实例应用结果表明,在不稳定和中性层结条件下,Logistic模型和目前通用的负指数模型对大气消光系数垂直分布的模拟效果总体相当;但在持续稳定层结条件下,Logistic模型的模拟效果则显著占优.进一步分析指出,大气消光系数垂直分布Logistic模型更优的适用性主要在于其对近地层大气消光的复杂垂直形态具有良好的表征能力.     

核电厂大型自然通风冷却塔对气载流出物扩散的影响

为深入研究大型自然通风冷却塔及其湿热羽对内陆核电厂气载流出物扩散影响,应用计算流体力学软件STAR-CCM+提供的k-ε湍流模型模拟了单一冷却塔的运行和停机对不同位置、不同释放高度污染物扩散的影响,结果表明：当释放高度为10m,释放点位于停机冷却塔迎风侧时,释放点下风向的地面轴线弥散因子相比于没有冷却塔时普遍降低1/3~1/2.当释放高度为75m,冷却塔运行时,若释放点位于冷却塔迎风侧时,轴线弥散因子相比于没有冷却塔时普遍增大1~2倍;若释放点位于冷却塔背风侧,则相比于没有冷却塔时普遍降低约1/2.当冷却塔停机时,无论75m高度释放点位于迎风侧还是背风侧,其轴线弥散因子均高于没有冷却塔时.当迎风侧释放高度达到150m时,在释放点下风向约800m的范围内,冷却塔湿热羽使得轴线弥散因子显著增大,但到了800m范围以外,冷却塔湿热羽使得轴线弥散因子减小.     

阿拉善沙漠高原降水化学特征与离子来源判别

为查明我国北方沙漠地区降水化学组成及来源,在阿拉善沙漠高原阿右旗气象站采集了2013—2015年的降水样品,测定了降水pH、EC（电导率）及主要离子当量浓度.结果表明:阿拉善沙漠阿右旗气象站降水pH和EC的范围分别为6.66~8.05和35~1 237 μS/cm;Ca2+、SO₄2-、Na+和Cl-为降水中的主要离子,其总和占总离子的85%以上.降水pH、EC和主要离子当量浓度是反映空气质量的基本参数,较高的降水pH反映出当地降水具有明显的碱性特征.与其他地区相比,该地区降水的EC和可溶性离子日均湿沉降通量也较高,且随月份有较大的变化,表明干旱沙漠粉尘对当地降水水化学的贡献较大.根据离子来源相对贡献的计算结果发现,降水中92.8%的SO₄2-和98%的NO₃-来自人为源,98.8%的Ca2+和88.7%的K+为陆地来源,55%的Mg2+为海洋源,24.8%的Na+来自矿物风化,极少部分Cl-为人为源.研究显示:除降水中的NH₄+外,其他主要离子之间的相关性表明各种成因物质在风力作用下同时进入了大气;基于[NH₄+]（NH₄+的当量浓度）与[K+]（K+的当量浓度）相关性分析,降水中的NH₄+来自生物质燃烧、肥料使用、动物粪便等.      

A preliminary analysis of the surface chemistry of atmospheric aerosol particles in a typical urban area of Beijing

Atmospheric aerosol particle samples were collected using an Ambient Eight Stage(Non-Viable) Cascade Impactor Sampler in a typical urban area of Beijing from 27 th Sep.to 5th Oct.,2009.The surface chemistry of these aerosol particles was analyzed using Static Time of Flight-Secondary Ion Mass Spectrometry(Static TOF-SIMS).The factors influencing surface compositions were evaluated in conjunction with the air pollution levels,meteorological factors,and air mass transport for the sampling period.The results show that a variety of organic ion groups and inorganic ions/ion groups were accumulated on the surfaces of aerosol particles in urban areas of Beijing;and hydrophobic organic compounds with short-or middle-chain alkyl as well as hydrophilic secondary inorganic compounds were observed.All these compounds have the potential to affect the atmospheric behavior of urban aerosol particles.PM1.1–2.1and PM3.3–4.7had similar elements on their surfaces,but some molecules and ionic groups demonstrated differences in Time of Flight-Secondary Ion Mass Spectrometry spectra.This suggests that the quantities of elements varied between PM1.1–2.1and PM3.3–4.7.In particular,more intense research efforts into fluoride pollution are required,because the fluorides on aerosol surfaces have the potential to harm human health.The levels of air pollution had the most significant influence on the surface compositions of aerosol particles in our study.Hence,heavier air pollution was associated with more complex surface compositions on aerosol particles.In addition,wind,rainfall,and air masses from the south also greatly influenced the surface compositions of these urban aerosol particles.