中国环境科学
 
 
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2010年 30卷 7期
刊出日期 2010-07-20
论文
论文
865 朱坦, 吴琳, 毕晓辉, 薛永华, 冯银厂
大气颗粒物源解析受体模型优化技术研究
针对大气颗粒物来源解析技术存在的2大问题:二次有机碳(SOC)对CMB模型的影响及源与受体不匹配程度对源成分谱共线性的影响,给出了解决方案.对于SOC影响的问题,提出从受体的角度扣除SOC,对CMB模型进行修正,降低SOC的影响;对于共线性问题,提出了PCA/MLR-CMB复合模型,复合模型首先进行PCA/MLR的解析,降低受体中未知源的影响,使得纳入CMB模型中的源和受体匹配程度大大提高,从而使得共线性源类能够得到理想的结果.
2010 Vol. 30 (7): 865-870 [摘要] ( 331 ) [HTML 1KB] [ PDF 341KB] ( 1601 )
871 蔡彦枫, 王体健, 谢旻, 江飞
O3查算表的建立及其在区域空气质量模式中的应用
利用光化学机制RADM2、CBM-Z建立箱模式,分析了影响O3生成的主要物理、化学因子,将这些因子进行分档计算,建立了能够描述光化学反应中O3及其前体物(挥发性有机物VOC、氮氧化物NOx)浓度变化的查算表,并在区域空气质量模式CALGRID中加以应用.通过对2006年1、4、7、10月珠江三角洲的模拟计算和比较分析表明,查表法显著提高了计算效率,运算时间减少45%~48%,并且与光化学机制直接耦合计算结果符合较好,其中基于RADM2的查算表对O3模拟效果较好,而基于CBM-Z的查算表对NOx模拟更佳.
2010 Vol. 30 (7): 871-878 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [ PDF 1074KB] ( 686 )
879 樊琦, 罗栩羽, 范绍佳, 易建平, 丁知明, 钟流举, 王安宇, 冯瑞权
湖南衡山春季一次酸雨过程气象条件的数值模拟研究
采用MM5中尺度气象模式对湖南衡山2009年3月22~24日一次典型酸雨过程的气象条件进行了详细的数值模拟研究.模式模拟的降水场、流场、温度场、边界层结构与酸雨实测、实际天气图、地面站观测记录的对比表明,模式模拟的变化趋势与实况非常一致.研究表明,与广东春季典型的酸雨过程相比,衡山春季北面冷空气的入侵过程受地形作用明显,低层流场受北风影响较快,中高层较晚.广东、衡山两地春季酸雨发生前后整个边界层层结相对稳定,边界层高度较低,同时伴随有逆温过程,均不利于污染物的扩散输送,衡山春季酸雨发生前后的逆温和逆湿层都相对更低.
2010 Vol. 30 (7): 879-887 [摘要] ( 210 ) [HTML 1KB] [ PDF 1127KB] ( 660 )
888 苏蓉, 史凯, 黄正文, 刘春琼, 艾南山, 王侯
基于自组织临界的上海PM10污染预警与风险评价
应用R/S分析、功率谱及强度-频度法对上海市PM10污染的时间尺度特征进行分析,同时将PM10污染事件与沙堆模型中的崩塌事件进行类比,发现上海市PM10污染的演化具有自组织临界性(SOC)复杂系统的相关特征.上海市PM10污染指数的长期波动特征,在动力学上主要是由PM10污染物的SOC机制导致的.小的污染源如民用炉灶、餐饮业、建筑施工等排放的少量污染物也有可能通过SOC行为形成较严重的空气污染事件.在2010年期间,上海市较严重空气污染事件(PM10污染指数为100~250)的发生可能性较大,具有一定潜在的重污染风险.
2010 Vol. 30 (7): 888-892 [摘要] ( 238 ) [HTML 1KB] [ PDF 406KB] ( 671 )
893 邓雪娇, 周秀骥, 吴兑, 铁学熙, 李菲, 谭浩波, 毕雪岩, 邓涛, 蒋德海
广州地区光化辐射通量与辐照度的特征
应用NCAR TUV辐射模式与地表实际观测分析了理论上广州地区地表可获得的最强光化辐射通量、辐照度及其波谱变化特征与月、日变化特征,计算与观测的差异用于评估气溶胶对紫外辐射通量的作用.结果表明,光化辐射通量与辐照度均具有正弦曲线的日变化特征,但光化辐射通量的正弦波形较辐照度的更为宽广,其辐射强度随太阳天顶角的增加下降幅度也更为缓慢;光化辐射中的总能量可见光谱区约占86%,紫外谱区仅占约14%;理论计算与实际观测表明,不同监测波段范围的紫外辐射表,虽然其标识均为监测UVA或UVB的辐射,但差异明显;广州地区的气溶胶污染显著影响紫外辐射通量.由于紫外辐射通量是影响对流层臭氧生产力的关键因子,有必要更加深入地认识广州地区气溶胶与紫外辐射通量的相互作用.
2010 Vol. 30 (7): 893-899 [摘要] ( 257 ) [HTML 1KB] [ PDF 619KB] ( 2996 )
900 曹国良, 安心琴, 周春红, 任彦卿, 涂娟
中国区域反应性气体排放源清单
反应性气体是形成气溶胶及酸雨、光化学烟雾等环境问题的重要前体物,采用政府部门公布的基础数据(包括社会－经济数据、化石燃料和生物质燃料消耗、废物处理数据等,绝大部分为县级水平)及一些较新的、中国特有的排放因子,计算了中国大陆2007年高时空分辨率的关键反应性气体SO2、NOx、CO、NH3、VOCs的排放源清单.计算出的全国和各地区的排放量使用了0.5°×0.5°的网格来显示,结果表明,各反应性气体的估算年排放量分别为:SO2 3158.4万t,主要是燃煤所致;NOx、CO分别为2492.6,15785.2万t,均主要来源于燃煤和生物质燃烧;NH3 1601.7万t,主要源于动物排放和农田化肥的使用;VOCs 3709.8万t,主要源于溶剂挥发、废物处理、交通源等.本研究计算的排放结果比以前的清单稍高,主要是由于部分排放量以前被低估了;东部地区的排放量比西部高.反应性气体的排放具有较强的季节性,主要是由于自然因素及居民采暖、农业秸秆的露天焚烧的季节性等所致.
2010 Vol. 30 (7): 900-906 [摘要] ( 275 ) [HTML 1KB] [ PDF 788KB] ( 1088 )
907 刘潘炜, 郑君瑜, 李志成, 钟流举, 王雪松
区域空气质量监测网络优化布点方法研究
通过分析区域空气质量监测网络(RAQMN)优化布点的各种限制因素,利用空气质量模型模拟数据构建综合评价浓度,建立以最大贴近度为优化目标,以建设成本、地形、行政区域、人口布局和空间覆盖率等为约束条件的RAQMN优化布点方法.以珠江三角洲为案例背景,利用此方法分析了考虑常规污染物(SO2、NO2和PM10)、区域特征污染物(O3和PM2.5)和同时考虑包括常规、区域特征污染物等多种污染物组合3种情景下的RAQMN的优化布点.结果表明,该方法能够成功地应用于RAQMN的优化选址.与仅考虑常规污染物和仅考虑区域特征污染物的优化结果相比,同时考虑多种污染物优化结果的空间代表性更好,更能满足RAQMN的监测目标与优化布点的要求.
2010 Vol. 30 (7): 907-913 [摘要] ( 257 ) [HTML 1KB] [ PDF 1002KB] ( 1262 )
914 张艳, 余琦, 伏晴艳, 马蔚纯
长江三角洲区域输送对上海市空气质量影响的特征分析
采用MM5/CMAQ模型模拟了2004年长江三角洲地区大气污染物的输送与扩散对上海地区空气质量的影响,并定量研究了外部源区域输送和本地源对上海市空气质量的贡献.结果表明,上海地区受本地源和外地源的影响程度及相互比例随着季节的变化存在很大差异;一次污染物SO2和二次污染物SO42-所受到的影响也呈现不同的特点.外部源区域输送对上海地区SO2浓度的贡献率为7%~17%,而对SO42-浓度的贡献率在60%~70%.贡献率垂直廓线分析表明,上海地区SO2外部源贡献率随高度存在着明显的变化,总体上随高度的增长呈非线性增长,而SO42－外部源贡献率随高度的变化不明显.
2010 Vol. 30 (7): 914-923 [摘要] ( 286 ) [HTML 1KB] [ PDF 1549KB] ( 1188 )
924 王莉莉, 王跃思, 王迎红, 孙扬, 吉东生, 任玉芬
北京夏末秋初不同天气形势对大气污染物浓度的影响
根据2007~2008年地面、850hPa和500hPa天气图,结合主要气象要素将夏末秋初(8月和9月)影响北京地区的主要天气系统分为高污染的积累天气型(包括槽前无降水、槽后脊前、脊、副高4种基本型)和清洁的清除天气型(包括槽或槽前有降水、槽后有降水或偏北风2种基本型).北京地区4站2007年在积累天气型控制时NOx、O3(日小时均值最大值)、PM2.5和PM10浓度分别为38.1×10-9(体积分数),115.2×10-9(体积分数),90.6μg/m3,212.5μg/m3,清除天气型控制时4种污染物浓度分别为36.3×10-9(体积分数),68.9×10-9(体积分数),39.3μg/m3,125.4μg/m3;2008年施行北京奥运空气质量保障措施期间,上述4种污染物在积累天气型控制时分别为19.3×10-9(体积分数),87.1×10-9(体积分数),66.3μg/m3,99.6μg/m3,清除天气型控制时分别为19.0×10-9(体积分数),62.5×10-9(体积分数),41.0μg/m3,65.2μg/m3;尽管施行了源减排措施,积累天气型控制时北京地区污染物浓度仍相对较高,因此需关注此天气形势下污染物的变化.
2010 Vol. 30 (7): 924-930 [摘要] ( 302 ) [HTML 1KB] [ PDF 1231KB] ( 1504 )
931 高健, 王韬, 柴发合, 王文兴
长江三角洲大气颗粒物生成-成长过程的研究 ——不同气团影响下的过程特征
针对大气颗粒物数浓度粒径分布的演变特征,于2005年夏季在上海下风方向站点太仓进行大约30d的观测.观测发现颗粒物生成-成长过程主要发生于混合充分、有区域代表性的气团中.应用颗粒物数浓度粒径分布数据计算了颗粒物凝结汇、可凝结性蒸气浓度、可凝结性蒸气源速率、颗粒物成长速率等过程特征量.颗粒物成长速率平均为6.0nm/h,可凝结性蒸气浓度平均为8.2′107/cm3,其源速率为3.1′106/(cm3×s).利用后向气流轨迹对影响颗粒物生成-成长过程的气团来源进行分析,并利用观测所得SO2浓度及过程特征量计算了不同气团影响下气态硫酸蒸气对颗粒物成长速率的贡献:长江三角洲城市群气团影响下硫酸贡献量最大,为59%,北方气团影响下硫酸贡献量次之,超过53.8%,受南方气团影响下硫酸贡献量最低,为30%.
2010 Vol. 30 (7): 931-940 [摘要] ( 230 ) [HTML 1KB] [ PDF 1900KB] ( 824 )
941 王迎红, 王跃思
奥运前后北京及其周边大气六氟化硫浓度的变化
2008年6~9月,对北京、兴隆、廊坊、沧州、石家庄、涿州、保定和禹城等8个站点进行每日2次的空气样品采集,利用气相色谱法对样品中的SF6浓度进行分析,以期对华北地区大气SF6的浓度范围、空间分布及其变化规律进行初步探索.结果表明,北京及其周边大气SF6浓度分布存在空间差异,8个站点在采样期间的平均浓度分别为:(10.7±5.1)′10-12、(6.7±0.6)′10-12、(7.2±1.6)′10-12、(8.0±1.7)′10-12、(9.6±5.5)′10-12、(7.6±2.1)′10-12、(8.3±3.5)′10-12和(8.5±2.0)′10-12(V/V),区域平均浓度为8.3′10-12(V/V).华北地区SF6的浓度大小和变化幅度主要受人为排放源的影响,呈现出脉冲式排放.兴隆站可作为华北区域的本底站点,观测期间其SF6的浓度呈线性增加,增长速度远大于全球本底增长速度.奥运前后的各种减排措施对北京SF6的排放有一定影响.
2010 Vol. 30 (7): 941-945 [摘要] ( 208 ) [HTML 1KB] [ PDF 607KB] ( 757 )
946 刘希文, 徐晓斌, 林伟立
北京及周边地区典型站点近地面O3的变化特征
利用2008年6月1日~2009年5月31日在北京城区中国气象局(CMA),及其西南方向固城站(GCH)和东北方向上甸子本底站(SDZ)的近地面O3等观测数据,分析了O3的变化特征及其与其他污染物和气象要素的关系.结果表明,上甸子本底站近地面O3的季节变化和日变化规律与固城和北京城区站存在一定的差异,而固城站和北京城区站的O3变化特征差异较小.相关性分析显示,O3与NO、NO2、NOx、RH多呈负相关,且相关性冬季好于夏季,此外,O3与气温和风速呈正相关,其中北京城区站冬季和夏季O3与风速的相关性差异最明显.O3浓度与地面风向有一定关系,当风向为偏南时,O3浓度较高,当风向为东北时,O3浓度偏低.
2010 Vol. 30 (7): 946-953 [摘要] ( 251 ) [HTML 1KB] [ PDF 2346KB] ( 1086 )
954 邓利群, 李红, 柴发合, 伦小秀, 陈义珍, 张新民, 王峰威
北京市东北城区冬季大气细粒子与相关气体污染特征
利用VAPS通用型大气污染物采样仪与DX-600型离子色谱仪于2008年11月及2009年1月进行了北京市东北城区大气细粒子(PM2.5) 可溶性离子组分和相关气体组分的同时监测与分析.结果表明,在采样期间,北京PM2.5质量浓度随时间呈“3峰”的变化,在“3个峰段”期,随采样时间的推进,PM2.5质量浓度增高;与北京市以往监测结果相比,北京市PM2.5中几种主要水溶性无机离子的污染水平呈现下降的趋势;PM2.5呈弱酸性,对大气环境酸化和酸性湿沉降的形成具有一定的促进作用;PM2.5中NH4+主要以硫酸盐、硝酸盐及氯盐的形式存在;PM2.5中SO42-、NO3-的质量浓度变化趋势分别与环境空气中SO2、NO2的质量浓度变化趋势相似,PM2.5中SO42-和NO3-分别主要由SO2、NO2转化而来,且NO2二次转化率低于SO2的二次转化率.
2010 Vol. 30 (7): 954-961 [摘要] ( 304 ) [HTML 1KB] [ PDF 590KB] ( 874 )
962 杨仪方, 钱枫, 张慧峰, 边森, 唐玉佳
北京市交通干线周围可吸入大气颗粒物的污染特性
采用Anderson撞击法分级采样器于2009年3~6月对北京市航天桥周围可吸入大气颗粒物进行分级采样分析.利用扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)观察测量样品的微观形貌及元素相对含量.根据形貌及元素含量,9类颗粒物被识别.利用等离子电感耦合质谱仪(ICP-MS)对颗粒物中的主要元素质量浓度进行了测定,发现交通干线周围大气PM10中Ca、Mg、Fe等元素质量浓度随粒径减小而减小,Pb、Zn、Ni、Hg等元素的浓度却随粒径减小而增大,粒径小于3.3mm的颗粒Pb, Hg, Zn浓度增加更为显著.利用FA(因子分析)进行源解析.结果表明,交通干线周围大气颗粒物组成中,建筑及自然扬尘贡献率最大占44.0%;汽车尾气及交通道路尘贡献率次之占28.1%.
2010 Vol. 30 (7): 962-966 [摘要] ( 246 ) [HTML 1KB] [ PDF 1087KB] ( 890 )
967 陈义珍, 赵丹, 柴发合, 梁桂雄, 薛志钢, 王贝贝, 梁永健, 陈瑜, 张萌
广州市与北京市大气能见度与颗粒物质量浓度的关系
为了研究相对湿度(RH)和颗粒物对能见度的影响,于2008年12月11日~2009年8月27日和2008年7月14~2008年9月17日分别在广州和北京对能见度、RH、PM2.5和PM10进行了监测.结果表明,PM2.5和RH是影响能见度的主要因子;在RH￡70%和80%0.05mg/m3时,随着PM2.5降低,能见度变化不明显;当PM2.5<0.05 mg/m3时,随着PM2.5降低,能见度迅速改善.因此,在颗粒物治理的起始阶段,PM2.5下降对能见度的改善效果不很明显;但当PM2.5降低到一定程度后,能见度的改善效果非常显著.
2010 Vol. 30 (7): 967-971 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [ PDF 966KB] ( 1237 )
972 洪也, 周德平, 马雁军, 刘宁微
沈阳市夏秋季节大气细颗粒物元素浓度及分布特征
为获得沈阳市不同功能区细颗粒物元素的浓度和分布特征,于2007年8月21~9月6日,用安德森分级撞击式采样器在沈阳市4个采样点进行大气颗粒物分级采样,并用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对PM1中50种元素进行分析.通过富集因子和经验正交函数分析,讨论了沈阳市夏秋季节细颗粒物中元素的组成及来源.结果表明,沈阳市夏秋季节PM1浓度明显比冬季低,且低于广州、北京等国内城市的浓度,但比青藏高原冰川区的浓度高1个量级以上,也高于意大利热那亚和佛罗伦萨等城市.沈阳市不同功能区PM1的污染程度为铁西工业区>气象局商业居民区>科研所交通餐饮区>棋盘山风景区;富集因子和经验正交函数分析表明,除自然源外,各功能区污染来源有所不同,交通运输、道路扬尘、餐饮业和工业的排放均对PM1有重要贡献.
2010 Vol. 30 (7): 972-979 [摘要] ( 224 ) [HTML 1KB] [ PDF 383KB] ( 848 )
980 彭林, 任照芳, 张会敏, 牟玲, 施瑞良
基于碳同位素组成的大气NMHCs光化学寿命研究
利用热解析-气相色谱-同位素质谱联用仪测定了兰州市冬季和夏季昼夜大气非甲烷烃(NMHCs)的稳定碳同位素组成.结果表明,兰州市冬季大气NMHCs的δ13C值为-30.5‰~-24.3‰,夏季为-31.9‰~-24.2%,受燃煤烟气排放的影响,冬季大气NMHCs的δ13C值明显大于夏季;冬季大气NMHCs的δ13C值夜晚大于白天,夏季不同时间点C4、C5化合物的同位素值相差不大,正己烷和正庚烷的δ13C值白天比夜晚要高.利用“碳氢化合物同位素时钟”计算出正己烷和1-丁烯在兰州市夏季大气中的平均光化学寿命分别约为6d和25min.
2010 Vol. 30 (7): 980-984 [摘要] ( 240 ) [HTML 1KB] [ PDF 454KB] ( 753 )
985 叶友斌, 张巍, 胡丹, 欧浪波, 王学军
城市大气中多环芳烃的降雨冲刷
2009年7~8月采集了10场降雨的雨水及对应降雨前后的大气样品,研究降雨对大气中多环芳烃的冲刷和净化作用.雨水中多环芳烃以颗粒态为主,4环组分浓度最高.气态、颗粒态和总的多环芳烃的净化率分别为3.9×102、3.7×104和5.9×103.降雨对大气的冲刷以颗粒物为主,气态多环芳烃的净化主要体现为低环组分(2~3环),高环(4~6环)组分主要以颗粒态的形式进行冲刷和净化,总净化率4~6环组分PAHs高于2~3环组分.大气颗粒态PAHs和气态PAHs的降雨沉降效率与包括降雨时间等在内的降雨综合特征有显著相关关系.
2010 Vol. 30 (7): 985-991 [摘要] ( 215 ) [HTML 1KB] [ PDF 384KB] ( 551 )
992 骆娜, 刘晓云, 谢鹏, 罗超文, 刘兆荣
北京市医院候诊区空气中VOCs的污染特征
对北京市3家医院9个候诊区室内空气进行采样,样品采用预浓缩仪与GC-MS联用系统进行定量分析,共检测出65种挥发性有机物(VOCs).医院室内外VOCs的平均浓度为123.64~713.22μg/m3,其中烷烃、烯烃、芳香烃约占61%~98%.烷烃以乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、异戊烷为主,占50%以上.烯烃的主要成份为乙烯、丙烯、异戊二烯,约占总烯烃的53%~83%.芳香烃以苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯为主,约占79%~98%.不同的候诊区芳香烃的组成差异大,病理科候诊区F的芳香烃主要来自二甲苯的贡献(58%±24%),而挂号处G和口腔科候诊区H的甲苯所占芳香烃的比例最大(34%±26%).绝大多数采样点的室内和室外VOCs浓度的比值(I/O)大于1.0,一些候诊区中芳香烃、卤代烃和环烷烃的I/O远大于1.0,表明这些污染物存在一定的室内来源.
2010 Vol. 30 (7): 992-996 [摘要] ( 278 ) [HTML 1KB] [ PDF 345KB] ( 586 )
997 谢鹏, 刘晓云, 刘兆荣, 李湉湉, 钟流举, 向运荣
珠江三角洲地区大气污染对人群健康的影响
在珠江三角洲地区选取广州麓湖等16个典型站点,观测了珠江三角洲地区2006年大气污染物浓度.结果表明,珠江三角洲地区2006年PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3年日均浓度分别达到75,56,57,53,44μg/m3.搜集国内PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3暴露人群健康影响的流行病学研究资料,利用Meta分析方法获取我国人群大气污染物暴露对死亡健康结局影响的暴露-反应关系,并以珠江三角洲地区人群2006年大气污染物暴露浓度为基准,运用泊松回归模型评价珠江三角洲地区大气污染对人群的健康影响.
2010 Vol. 30 (7): 997-1003 [摘要] ( 276 ) [HTML 1KB] [ PDF 550KB] ( 2140 )
1004 周林, 邵龙义, 刘君霞, 宋晓焱
宣威肺癌高发区室内PM10对肺泡上皮细胞凋亡的影响
采集云南宣威市肺癌高发区虎头村和肺癌低发区宁家湾村冬季室内PM10样品,利用肺上皮细胞A549建立颗粒物染毒模型,以AnnexinV-FITC/PI双染色流式细胞分析法(FCM)检测PM10染毒后的细胞凋亡情况.AnnexinV-FITC/PI流式细胞分析结果显示,在相同浓度PM10作用下虎头村组肺泡上皮细胞凋亡率、死亡率均比宁家湾组高.宣威肺癌高发区虎头村组室内PM10对人肺泡上皮细胞凋亡的影响大于对照点宁家湾村.
2010 Vol. 30 (7): 1004-1008 [摘要] ( 250 ) [HTML 1KB] [ PDF 369KB] ( 712 )
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