宜宾市2018年移动源污染物排放清单与空间分布特征

移动源已成为城市大气污染的主要贡献源。基于MOVES模型和地理信息系统(ArcGIS)技术,建立了宜宾市2018年分辨率为2 km×2 km的移动源网格化排放清单。研究结果表明:宜宾市2018年移动源污染物碳氢化合物(THC)、CO、NO_X、PM_(2.5)、PM_(10)、NH_3、SO_2和挥发性有机化合物(VOC)的年排放量依次为0.33×10~4 t、3.53×10~4 t、1.29×10~4 t、0.56×10~3 t、0.59×10~3 t、0.16×10~3 t、0.98×10~3 t和1.82×10~3 t。摩托车和出租车是THC的主要贡献源,摩托车和小型客车是CO的主要贡献者,非道路移动机械和重型货车是NO_X、PM_(2.5)和PM_(10)的主要贡献源。THC和CO主要来自于道路国Ⅲ标准移动源,NO_X、PM_(2.5)、PM_(10)、NH_3和SO_2则主要来自于道路国Ⅳ标准移动源。     

国Ⅳ柴油公交车上海市道路NOx和超细颗粒排放

在上海市城区选定道路上开展国Ⅳ柴油公交车实际道路排放试验,研究该车实际道路行驶工况氮氧化物(NOx)及超细颗粒数量排放特征.结果表明:实际道路该车平均速度为20.59km·h-1,NOx和超细颗粒数量排放因子分别为9.33g·(km·辆)-1和5.78×1014个·(km·辆)-1;NOx排放主要集中在中高车速(35~55km·h-1)、大加速度(a0.5m·s-2)工况,超细颗粒数量排放主要集中在中高车速、大加速度工况;加速行驶模式下NOx和超细颗粒数量排放较高,不同行驶模式下粒径小于100nm的颗粒数量排放差别较大.     

呼和浩特市施工扬尘排放因子和粒径分布

按照四维通量法模型要求的施工扬尘排放因子监测方案,2008-2009年对呼和浩特市9个建筑工地和5个背景点进行降尘监测,得出施工降尘量(ΔDF)年均值为31.7t/(km2.30d).采用微孔均匀沉积式碰撞采样器(MOUDI-110)分别采集施工现场大气和工地道路积尘(≤75μm)经实验室再悬浮后的颗粒物,结果表明,施工现场大气颗粒物粒径分布的峰值不确定,再悬浮颗粒物粒径分布呈双峰分布,峰值粒径范围在3.2-5.6μm和10-18μm,PM2.5:PM10:TSP=0.21:0.53:1,施工扬尘是PM2.5的来源之一.呼市施工扬尘PM10排放因子(以建设用地面积表示)为0.133kg/(m2.30d),是美国CARB排放因子的1.42倍,春夏秋冬4季排放因子的比值为1:0.76:0.38:0.36.2006年呼市建筑施工扬尘PM10排放量为2595 t/a.     

陕西省VOCs人为源高分辨率排放清单及时空分布

针对陕西省环境污染治理问题,采用基于网格的树形层次化排放清单编制方法,建立2015年陕西省与分城市VOCs人为源高分辨率排放清单,从而研究VOCs的排放分布特征.首先,采用排放因子法计算陕西省和分城市VOCs排放量;然后,比较选取合适权重因子分配VOCs月排放量,以研究时间分布特征;最后,根据所得数据绘制出1 km×1 km的空间网格分布,并得出分析结果.结果表明:陕西省VOCs排放总量为92.91×10~4t,其中化石燃料燃烧、生物质燃烧、工艺过程源、溶剂使用量、移动源和储存与运输源的排放量分别为1.87×10~4,11.43×10~4,29.94×10~4,15.32×10~4,21.86×10~4,12.49×10~4t,工艺过程源为最大的排放源,占比为32.22%;分城市VOCs排放量对比分析,最大的为西安市,其次为咸阳市和榆林市;根据陕西省时空分布图分析,污染排放集中于关中地区,且6月份为全年VOCs排放量的最高峰.     

无锡市分级颗粒物来源解析研究

在无锡市崇宁和旺庄环境监测子站,通过对分级颗粒物进行不同季节(2014年4、7、10、12月)的采样,同时对当地颗粒物主要排放源进行采样,并对受体和排放源样品浓度和化学成分进行特征分析,结合化学质量平衡(CMB)模型解析无锡市城区和工业区分级颗粒物来源,确定分级颗粒物不同排放源的贡献率.两个观测站点,PM10年均浓度分别为143.1μg·m~(-3)(崇宁站)、119.9μg·m~(-3)(旺庄站);PM_(2.1)平均质量浓度分别为71.9μg·m~(-3)(崇宁站)、65.3μg·m~(-3)(旺庄站);PM_(1.1)年平均质量浓度分别为53.7μg·m~(-3)(崇宁站)、49.9μg·m~(-3)(旺庄).崇宁站各级颗粒物平均质量浓度均要高于旺庄站,季节差异上,颗粒物浓度在冬季明显高于其他三个季节.分级颗粒物最主要的化学成分是NO_3~-、SO_4~(2-)、OC、NH_4~+、EC、Ca、Cl~-、K、Fe、Al、Na等,通过质量重构方法后最主要的化学组分依次是颗粒态有机物(POM)、硫酸根(SO2-4)、硝酸根(NO-3)、铵根(NH_4~+)、地壳元素(CM)、其它水溶性离子、元素碳(EC)和微量元素.利用CMB模型计算得到,无锡市PM10的排放源主要为二次硝酸盐(18.2%)、二次硫酸盐(17.3%)、土壤扬尘(9.0%),PM_(2.1)最主要的三类排放源依次是二次硝酸盐(26.4%)、二次硫酸盐(22.6%)和电厂燃煤(7.3%),PM_(1.1)的排放主要来自二次硝酸盐和二次硫酸盐,分别可以达到26.6%和22.5%.分级颗粒物来源解析结果可以看出,粗粒径颗粒物主要来自于扬尘类、汽车尾气和工业过程,细粒径颗粒物主要来自汽车尾气和工业过程.为了减轻无锡市颗粒物浓度水平,重点是控制燃煤、工业生产活动中大气污染物的排放,同时要加强城市建设中的扬尘和交通废气控制.     

兰州市3种主要污染物大气环境容量季节差异及排放总量控制

基于气象数据与大气污染物网格化排放清单,利用ADMS-Urban大气扩散模型,模拟了兰州市3种主要大气污染物ρ(PM_(10))、ρ(NO_2)和ρ(SO_2)日均值的空间网格分布,结合线性规划模型反推得到污染物各季节的大气环境容量,采用指南推荐的修正A值法验证了该大气环境容量的准确性及合理性.基于兰州市2015年3种主要大气污染物排放量,估算了各行政区县3种主要大气污染物的剩余大气环境容量,提出以大气环境容量作为基准的总量控制目标值,并基于各行政区县2015年的排放水平提出了削减目标和对策.结果表明, ADMS-Urban模拟得到的ρ(PM_(10))、ρ(NO_2)和ρ(SO_2)分别为108.9、37.8和35.4μg/m~3,与2017年实际监测值的相对标准偏差在20%以内.基于模拟的质量浓度值,估算得到3种大气污染物的年大气环境容量D(PM_(10))、D(NO_2)和D(SO_2)分别为3.81×10~5、1.68×10~5、5.14×10~5t/a,各区县的大气环境容量由大到小依次为永登县皋兰县榆中县红古区西固区城关区七里河区安宁区;环境容量由大到小的季节差异为夏季春季秋季冬季.与2015年排放的3种主要污染物相比,兰州市全部区域整体大气环境容量均有剩余, SO_2的剩余量最大,其次为PM_(10)和NO_2;各行政分区的大气环境容量中SO_2均有剩余, PM_(10)除永登、榆中以外的各行政区已无剩余大气环境容量,包括红古、西固、城关和七里河区的NO_2已无剩余大气环境容量.以大气环境容量、2015年排放量及空气质量二级标准为基准,兰州市整体仍需削减PM_(10)和NO_2的排放量为5.53×10~4和1.41×10~4t/a.     

天然气发电的环境效益分析

在对燃气和燃煤发电的全生命周期清单分析的基础上,引入环境外部成本概念,计算两种火力发电的生命周期成本.分析结果表明,天然气发电生命周期过程中CO2总排放量为412.78 g/(kW·h),仅为燃煤排放量的48%,其他废气如SO2、CO和PM的生命周期排放总量分别为燃煤的10%,24%和8%.天然气发电的生命周期成本为0.454 8元/(kW·h),其中外部成本是0.0587元/(kW·h),仅为燃煤发电的39%.     

北京城区灰霾期间大气PM_(2.5)中水溶性离子污染特征及来源研究

为了解北京城区灰霾期间PM_(2.5)中的水溶性离子的污染特征及来源,于2014年1月9日至2014年1月17日在首都师范大学对大气PM_(2.5)样品进行了连续采集,并利用离子色谱法对样品中的水溶性离子进行了分析.结果表明,PM_(2.5)中的水溶性离子质量浓度的日均值为(113.40±77.46)μg·m-3;10种水溶性离子(F~-,NO_2~-,SO_4~(2-),NO_3~-,Cl~-,NH_4~+,Ca~(2+),Na~+,Mg~(2+)和K~+)的总浓度的平均值为(65.34±50.06)μg·m~(-3),其中水溶性离子总量约占PM_(2.5)质量浓度的57%.重污染期间水溶性离子表现出爆发性增长,NO_3~-和SO_4~(2-)的增长率分别为7.57μg·h-1和8.12μg·h-1.结合气象因素发现当温度偏高,气压较弱,相对湿度较高,风速小且以偏南风为主时,PM_(2.5)及其中的水溶性离子质量浓度都维持在较高水平.主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)结果也表明,随PM_(2.5)质量浓度逐渐增加的过程中,污染来源为人为二次污染、化石燃料燃烧、交通排放和工业排放,同时还可能存在生物质燃烧和粉尘及废物焚烧的共同影响.     

北京地区甲烷排放的变化趋势和分布特征

依据国际上编制国家甲烷清单的方法,建立了北京城市尺度的甲烷排放清单,分析了北京地区甲烷排放的分布规律,并按10km×10km网格给出了北京地区甲烷排放强度的分布状况。1999年北京地区甲烷排放总量为296.29Gg,大约占全国排放总量的0.9%。其中,最主要的甲烷排放源为城市垃圾和化石燃料。城市垃圾源强为161.60Gg,占北京地区甲烷排放总量的54.6%;化石燃料源强为96.08Gg,占排放总量的32.4%。这充分反映了北京作为一特大城市甲烷排放受人为源干预强的特征。     

城市道路车辆排放对大气污染的线性诊断模型

为了评价车辆排放对大气污染的污染程度,提出了一种诊断模型.通过在不同路段诊断车辆排放强度,构建车辆排放强度的函数式,探索车辆运行状况下车辆排放具有的时空相关性.并在此基础上,获得机动车各种排放污染物的单车排放因子,构建不同道路类型上不同车辆排放诊断模型;并在分析机动车排放特性和规律基础上,建立不同道路环境下机动车排放的函数关系式,提出车辆排放对大气污染的线性诊断模型.应用结果表明:在同等条件下,快速路、主干道、次干道和支路中,支路的污染最严重;重型、中型、轻型和微型等不同车型排放差别较大,即使同一车型在不同速度下排放量也不同,速度越大,污染物排放量越小;对车辆尾气排放程度的有效评估后,可进行大数据分析,利用Matlab软件实现车辆排放过程监测; 4个车辆排放检测样本的有效误差为1. 16%,1. 35%,2. 20%和0. 80%,说明该模型误差小和具有较好的实用价值.     

小型非道路柴油机稳态和瞬态排放特性分析

为了使非道路用柴油机达到GB 20891—2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》中第四阶段排放限值的要求,按照稳态循环(NRSC)和瞬态循环(NRTC)规定的工况,对一台非道路用自然吸气柴油机进行测试研究。引入分担率的概念,分析NRSC试验时柴油机各工况下CO、NO_x、HC排放对整机排放的影响;研究NRTC试验时冷启动循环和热启动循环排放特性的差异和CO、NO_x、HC的瞬时排放曲线。结果表明:NRSC试验下,污染物在2 400 r/min下100%负荷时排放分担率均超过18%,是控制污染物的关键工况;NRTC试验下,相对于NRTC试验热启动循环,冷启动循环的颗粒物(PM)、CO比排放量分别为0.25 g/(kW·h)和3.36 g/(kW·h),高于热启动循环的0.23 g/(kW·h)和2.28 g/(kW·h),而NO_x+HC的比排放量为6.67 g/(kW·h),略低于热启动循环的6.88 g/(kW·h)。CO瞬时排放峰值基本对应转矩峰值、转矩谷值及转速峰值;NO_x瞬时排放峰值基本对应转矩峰值;HC的瞬时排放相对CO、NO_x变化更平稳。该研究可为降低非道路用柴油机稳态和瞬态排放提供参考。     

基于InVEST模型的称钩河流域土壤保持功能研究

选择陇中黄土高原称钩河流域为研究区,采用InVEST模型进行土壤侵蚀及土壤保持空间分布模拟.结果表明:称钩河流域2014年潜在与实际土壤侵蚀量分别为6.45×10~6和1.15×10~5t,土壤侵蚀模数为725.24 t/(km~2·a),整个流域以微度侵蚀为主,面积占整个流域的94.69%;全流域的土壤保持总量为6.35×10~6 t,单位面积土壤保持量为39 861 t/(km~2·a),土壤保持率高达98.34%;不同土地利用类型土壤保持总量从大到小依次是:梯田天然草地有林地灌木林地建设用地旱平地人工草地坡耕地裸地,梯田的土壤保持总量最高,为2.4×10~6t,占总量的37.69%.     

典型生态旅游城市黔江区大气污染物分析及健康风险评估

以典型生态旅游城市黔江城区大气为研究对象,采用相关性分析、主成分分析、聚类分析和多元统计分析等方法对大气污染物进行研究,结果表明:黔江城区主要污染物随季节变化呈明显时空变化特征,PM_(10),PM_(2.5),SO_2,NO_2,O_3年平均质量浓度分别为(55±19.4),(28±12.5),(18±8.0),(28±5.8),(22±4.8)μg/m~3,均符合国家二级标准(GB3095-2012).研究期间气压、温度、风速和湿度等重要气象因子对5种大气污染物均产生显著性影响;5种大气污染物之间也存在极显著性或显著性影响.利用主成分分析和正交旋转方法,共抽取3个主成分,累计解释了总因子的38.067%,58.408%,70.148%,反映了人类生产生活活动、汽车污染源等排放.气象因子与大气环境中5种污染物之间具有聚合性,综合分为2类,其聚类距离大小为:第一类PM_(10),SO_2,NO_2小于气压,PM_(2.5)最大;第二类O_3、风速小于风向和湿度,温度最大.城区大气环境中PM_(10)和PM_(2.5)健康风险值为0.78×10~(-6)~1.64×10~(-6),0.52×10~(-6)~1.72×10~(-6),除夏季外,其余3个季节均为PM_(2.5)值大于PM_(10)值,由此表明PM_(2.5)比PM_(10)对人类的健康危害更大.     

东北地区非道路移动源排放清单研究及情景预测

与其他地区相比,东北地区冬季低温漫长,有其非道路移动源大气污染物排放清单的独自特征.本文将东北地区分成辽宁省城市群和哈长城市群进行分析.首先,基于《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南》(试行)中的排放因子法建立非道路移动源排放清单,分析其排放以及时空分布特征.其次,结合相关政策目标基于情景分析预测2030年的排放.最后,提出合理的减排建议.结果表明:1)东北地区非道路移动源PM₁₀,PM_2.5,NO_○x,THC和CO排放量分别是13.0×10³,12.5×10³,205.6×10³,37.0×10³和101.1×10³ t;2)两城市群工程机械占比最大,分别为44.5%和44.8%;3)在基准控制情景和强化控制情景下,总体减排效果可提高50%以上.     

降低非道路用柴油机排放试验

为了改善非道路用直喷N490型柴油机的排放性能,研究了喷油压力、喷油定时、喷油器喷孔直径和喷油器油嘴伸出量等参数对柴油机排放的影响。研究结果表明:提高喷油压力,可以有效降低柴油机的不透光烟度和燃油消耗率,但会导致氮氧化物(NO_X)排放升高;增大喷油定时,可以降低颗粒物(PM)排放,但会带来NO_X排放升高;较小喷孔数目和直径(5×Φ0.21 mm)与具有较高喷油压力的喷油泵相匹配,可以有效降低NO_X和PM的排放;合适的喷油器油嘴伸出量可以改善柴油机的排放性能。对柴油机燃烧系统进行优化匹配,柴油机的NO_X+碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和PM排放分别降低到6.23 g/(k W·h)、1.109g/(k W·h)和0.522 g/(k W·h),达到了中国第三阶段非道路用柴油机排放标准的要求。     

广东韩江流域化学风化作用及大气CO2消耗的分析

岩石的风化作用与碳循环有着极为密切的联系。韩江流域处于湿热地区,是广东省除珠江流域以外的第二大流域。对韩江水系进行了系统采样、测试分析显示,河水水化学组成以HCO3-和Ca2+为主,其次是SO24-和Na+。Gibbs图分析表明,韩江流域河水离子成分主要来源于岩石的风化释放;相关分析和因子分析则表明,蒸发盐岩、碳酸盐岩、硅酸盐岩风化过程对河水离子的贡献率分别为33.4%、27.7%和为10.5%。大气中的CO2通过参与岩石的化学风化过程对河水中溶解质的贡献率为20.2%。韩江流域河水中HCO3-有50.2%来自大气CO2,由此估算韩江流域岩石化学风化对大气CO2的消耗量为73.33×108mol/a。在主要支流中,由大到小的顺序是汀江、石窟河、宁江、五华河和梅潭河,分别为28.08×108,13.26×108,10.22×108,5.17×108和2.90×108mol/a。韩江流域岩石化学风化对大气CO2的消耗率为252.2×103mol/(km2·a)。各主要支流中岩石化学风化对大气CO2消耗率最高的是宁江,为718.55×103mol/(km2·a),其次是石窟河360.14×103mol/(km2·a),再依次递减的是五华河282.04×103 mol/(km2·a),汀江237.73×103 mol/(km2·a),梅潭河181.18×103mol/(km2·a);韩江流域的平均化学风化率为54.11 t/(km2·a),各主要支流由高到低依次为,宁江最高140.5 t/(km2·a),石窟河71.2 t/(km2·a),汀江52.39 t/(km2·a),五华河51.02 t/(km2·a),梅潭河38.04 t/(km2·a)。     

基于CASA模型的武汉市生态系统净初级生产力(NPP)遥感估算

为研究快速城市化建设地区生态系统的NPP空间分布特征,基于LANDSAT-ETM遥感影像数据和3R空间分析技术,对CASA模型进行适当改进,构建武汉市NPP估算模型,估算武汉市2013年生态系统的净初级生产力.结果表明:1)武汉市生态系统NPP总量为154.22×10~(10)g C,总体呈现远城区远高于主城区的空间分布特征,土地利用类型中林地对NPP的贡献相对最大,其中7个主城区的NPP总量为5.38×10~(10)g C,6个远城区的NPP总量为141.64×10~(10)g C,约为主城区的26倍;2)全市13个区中,NPP总量权重排名前6的区均为远城区,黄陂区植被净生产量最高(45.46×10~(10)g C),江汉区最低(0.32×10~(10)g C),两者相差142倍之多;3)单位面积NPP空间上呈现中央区域低、四周区域高的雷达辐射状的分布特征,全市生态系统单位面积平均NPP为179.76×106g C/km2,其中主城区单位面积NPP约为56×106g C/km2,远城区单位面积NPP约为186×106g C/km2,约为主城区的3.3倍;4)武汉市13个区的单位面积NPP按照大小进行排列,黄陂区蔡甸区新洲区东西湖区江夏区汉南区武昌区江汉区青山区硚口区江岸区汉阳区洪山区.研究建议武汉市远城区应注重生态农业、生态旅游业发展,主城区应高度重视生态环境保护,采取立体化、多维度的方式修建生态空间,加大生态修复力度,逐步提高城市绿地占比,为市民创造更为舒适的居住环境.     

福州市台江区2016-2018年环境空气质量变化趋势及规律分析和探讨

以2016—2018年福州市台江区空气质量监测自动站的监测数据为样本,分析统计了台江区的环境空气质量变化,以及主要环境污染物的季节、日变化趋势和规律。结果表明,除O_3浓度升高外,PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、SO_2、CO浓度均有所降低,NO_2、PM_(2.5)、O_3、PM_(10)是该地区的主要污染物。其中NO_2、PM_(2.5)、PM_(10)浓度表现为冬春季节较高、夏秋季节较低;O_3浓度春夏季较高,冬季低,O_3是夏季的首要污染物。NO_2、PM_(2.5)、PM_(10)日变化呈双峰型特征,O_3日变化呈单峰型特征,各污染物之间及污染源之间具有相关性。结合分析结果,提出了对台江区道路、工地扬尘控制、机动车尾气排放、挥发性有机物(VOCs)企业排放控制等建议。     

应用居民出行状况估算北京市机动车污染排放量

通过调查获取北京市各交通方式分担率、人均出行距离等居民出行参数,并由此确定机动车总行驶里程并估算出北京市各种机动车污染物年排放总量.结果表明:公交车、私家车和出租车的满载率分别为0.44,0.25和0.375,人均出行距离分别为8.5,24.0和10.0 km/人/次.北京市机动车(轿车和公交车)尾气HC、CO、NOx污染总量达106.57万t,其中私家车占污染排放总量的85.3%,出租车占12.4%,公交车占2.3%.     

火电厂排放源对张家港市冬季空气质量的影响

为了解张家港市火电厂排放源对空气质量的影响程度,利用WRF-Chem空气质量模式分别模拟了采用2013年火电厂排放源和2016年预测情景排放源的张家港市冬季各污染物的浓度,分析了现状以及预测排放情景下火电厂对污染物浓度的贡献。结果表明:2013年张家港市火电厂排放源对冬季SO_2,NO_x,PM_(2.5),PM_(10)的小时浓度贡献为60%,50%,14%,20%,火电厂排放源的水平影响范围为5~10km,垂直高度可延伸至2km,受烟流抬升高度的影响,电厂源对100~200m高度污染物浓度的贡献率最大,数值可以达到地面浓度贡献率的1.5倍;2016年采取减排措施后的预测情景表明,各污染物浓度明显减小,火电厂排放源对SO_2,NO_x,PM_(2.5),PM_(10)的小时浓度贡献最大值分别降低到25%,25%,5%,8%,而在垂直高度上,各污染物浓度下降比例最高为18.0%,15.5%,2.1%,3.8%。