建筑和绿化对街谷空气污染物扩散的影响

在静风条件下,对上海松江区典型的对称和不对称街谷内CO2和CO的浓度和PM1.0进行了连续实测.引入街谷约束物(建筑或绿化)高度与约束物距机动车道中心距离之比,即高远比(H/D),表征该约束物对街谷空气污染物扩散的阻碍作用.研究结果表明:背景风速低于0.5 m/s时,绿化和建筑对污染物扩散稀释的影响同样重要;污染物浓度的扩散衰减特性与街谷高远比和污染物种类有关;高远比越大,越不利于空气污染物扩散;自街谷机动车道中心到人行道,PM1.0衰减程度大于气态污染物.     

城市三维格局影响下的污染气体扩散效应分析

目的研究城市三维格局对污染气体扩散的影响,揭示空间形态与大气污染物空间分布的关联.方法应用CFD数值模拟技术,选择典型城市商业街区为研究对象,以汽车排放尾气中PM_(10)为污染源,模拟可吸入颗粒物的空间质量浓度分布,以实地监测数据验证精度,揭示了大气污染物在街区空间三维坐标下的扩散规律.结果污染气体的扩散效应与街区三维景观格局有着密切联系:在10 m、30 m、50 m不同高度水平截面中,污染物质量浓度的降低趋势、空间分布的均匀程度受建筑密度影响显著;街谷两侧建筑高度、空间组合以及建筑自身形态决定了街谷内局部流场.结论在城市规划中应该充分考虑三维格局对街区大气污染的影响,从城市通风廊道、开放空间、天际线高度变化及底层灰空间等多个层面,对城市街区的三维景观格局进行优化,能够有效改善严峻的大气污染现状.     

架空建筑街谷内流动与污染物扩散的数值模拟研究

研究架空建筑设计对街道峡谷内气流流动和污染物扩散规律的影响。考虑了4种不同街谷高宽比(H/W)和3种架空建筑类型,利用经风洞实验验证的CFD数值模型对上述街谷内流动与污染物扩散规律进行模拟研究。结果表明,在无架空街谷中,H/W的增大不利于街谷内污染物扩散。与无架空街谷相比,架空结构显著改善了街谷内的空气质量。两侧建筑架空结构比单侧建筑架空结构更有利于街谷内污染物扩散,上游建筑架空结构对街谷内污染物的稀释作用优于下游建筑架空结构。当两侧建筑架空时,街谷内污染物可降低90%以上。架空结构显著增强了街谷近地面的气流流速,改善了街谷内的空气质量。     

城市高架桥街谷空气环境和污染物扩散的数值模拟

采用Fluent 6.3数值模拟,研究含高架桥的十字路口在不同风向条件下,街谷内空气流场和污染物浓度场特征.模拟结果表明:当来流风向平行于高架桥主干道方向时,来流在高架桥上引桥下方收缩形成低风速涡旋,造成高浓度CO淤积,随着高架桥水平路段的延伸,高架桥下方CO浓度逐渐降低,而高架桥上方行人呼吸高度处CO始终保持极高浓度;当来流风向垂直于高架桥主干道方向时,高架桥改变了污染物的爬墙效应,其下方主干道迎风面和背风面CO不易扩散,保持较高浓度;行人应避免长期在高架桥下方、街谷背风面及十字路口拐角处停留,以减轻街谷内污染物对人体造成的伤害;十字路口处引入高架桥会改变污染源的位置、强度,改变来流风的流动特性,从而影响街谷中污染物的扩散.     

铜陵市空气污染物浓度日变化特征的观测分析

选择位于长江南岸的铜陵市为研究区域,利用2007~2010年空气污染物浓度监测数据与气象要素观测资料,分析二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和可吸入颗粒物(PM10)浓度的日变化特征及其与气象要素之间的关系.结果表明,铜陵市空气污染物浓度和气象要素的日变化主要有"单峰单谷型"和"双峰双谷型"两种,SO2和PM10的日变化规律空间差异不显著,NO2的日变化存在明显空间差异.主要污染源附近的监测点,浓度日变化规律与气压、相对湿度和气温3个要素日变化之间存在相关性,而与风速、降水的日变化规律无关.周边无污染物排放的监测点,浓度日变化规律不仅与气压、相对湿度和气温日变化存在显著相关,还与风速呈反向相关关系.对于周边虽有部分污染源,但不是区域内的主要污染源的监测点,浓度日变化与气象要素之间无统一的相关性.     

植草沟径流颗粒污染物削减效应监测与相关性分析

在植草沟径流颗粒污染物削减过程中,颗粒物质量浓度是判别污染物沉淀削减效应相对重要性的一个重要条件.通过对颗粒物低质量浓度入流条件下植草沟径流、颗粒、污染物削减效果开展实验监测,分析了不同种类污染物质量浓度、总量削减率与径流、颗粒物质量浓度、总量削减率之间的相关关系.结果表明,植草沟径流、颗粒、污染物总量削减效果明显,但颗粒与污染物质量浓度变化规律复杂,并对提高总量削减效果预报精度具有重要影响.颗粒物质量浓度变化主要与进口颗粒物质量浓度、出口流量、径流总量削减率等因素有关,经过多元回归建立了植草沟出口颗粒物质量浓度计算表达式.污染物质量浓度变化规律更为复杂,通过理论简化分析,建立了污染物总量削减率与径流总量、颗粒物总量削减率之间的二元线性关系,经回归分析表明,在颗粒物低质量浓度条件下,污染物总量削减率均主要与径流总量削减率有关.这主要与颗粒物质量浓度较低、对污染物吸附作用较小、污染物主要呈溶解态有关.     

严寒地区城市街谷底层可吸入颗粒物浓度分布

以东北三省的省会城市为代表,对街道峡谷底层的可吸入颗粒物(PM₁₀)的质量浓度进行了实地监测。街谷底层PM₁₀浓度分布状况既受到自然气候条件的制约,又受到以绿化植物为主的街谷设施以及人为活动的强烈影响,二者共同作用下形成了如下特征,为严寒地区城市规划设计以及道路绿化设计提供了理论依据：(1) 街谷设施扰乱了理想状态下的街谷气流,其所影响的范围约在0~22 m之间;(2)PM₁₀浓度在每日的9:00和18:00出现峰值,街谷绿化使颗粒物的扩散延迟了约3 h;(3)季节水平上街谷底层PM₁₀浓度差异显著,冬季高出夏季107 mg?m^_-3;(4)不同绿化郁闭度与疏透度对PM₁₀浓度的垂直分布与水平分布产生的影响,夏季均大于冬季。街谷绿化使PM₁₀滞留在9 m以下、两条隔离带之内的机动车道空间内,而在9~22 m的空间以及隔离带外侧的人行道空间里,颗粒物浓度得到消减;(5)街谷底层PM₁₀日均值与气象参数之间存在显著的线性相关性,相关性顺序为湿度＞温度＞风速。     

北京市2014年大气污染物空间分布特征分析

基于地理信息系统ArcGIS 10.2平台,采用反距离权重空间插值模型对2014年北京市35个环境质量监测点监测到的主要大气污染物:一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)和二氧化硫(SO2)质量浓度年均值的变化规律及空间分布特性进行了分析.结果表明,在质量浓度分布上,2014年北京市CO、NO2、SO2、O3、PM10、PM2.5这6类大气污染物的质量浓度分别位于1～3 mg/m3、17.22 ～ 105.4 μg/m3、14.27～25.75 μg/m3、27～ 81μg/m3、76 ～ 179 μg/m3、67 ～ 123 μg/m3范围内.由此可知,北京市2014年大气污染物年均质量浓度除PM10和PM2.5外的其余污染物质量浓度并不高,都在轻度污染范围之内;在空间分布上,除O3质量浓度空间分布上呈现出北高南低的特征外,其余污染物均呈现南部、中部质量浓度较高,北部地区质量浓度较低的特征.     

商业街区可吸入颗粒物空间分布及其气象要素的相关性

目的研究沈阳市太原街商业街区可吸入颗粒物与湿度、风速等主要气象要素的相关性及其在不同水平截面和垂直断面处的分布规律.方法以太原街多时相监测数据为基础,采用SPSS Statistics分析了街区可吸入颗粒物平均质量浓度与湿度、风速等气象要素的相关性,采用Fluent软件,模拟街区内不同水平截面与不同街道断面的流场与颗粒物浓度场.结果商业街区可吸入颗粒物质量浓度变化在一定阈值范围内与湿度正相关与风速负相关.街道两侧建筑由于高度、形态与密度差异,形成了不同特性的街谷局部流场,对可吸入颗粒物扩散效果具有较大影响.结论在建筑容积率一定的情况下,通过调整裙房的屋顶形态及其与高层建筑的组合关系,能够改善可吸入颗粒物的扩散效果.     

地面热力条件对庭院式建筑内部空气环境的影响

太阳辐射、人员聚集和存在散热设备等通常对庭院式建筑内部敞开空间的热环境产生重要影响.在不同背景风速和地面热力条件下,对庭院内部流场和颗粒污染物浓度分布特征进行了数值模拟计算和讨论分析.结果表明,在背景风速较大时(＞3.0 m/s),地面热力条件对庭院内部气流和粒子浓度分布特征的影响可以忽略;但当背景风速较小时(0.5 m/s),地面热源产生的热压作用对庭院内气流和粒子浓度分布有较大影响.较高的地面散热强度将增加庭院换气率,但同时也存在着庭院下风向建筑内部污染物浓度增加的可能性.     

树冠尺寸与建筑高度对街谷通风与污染物扩散的影响

采用经风洞实验验证的数值模型（标准k-ε模型）研究了树冠尺寸与建筑高度改变对街谷内自然通风及污染物扩散的影响。考虑了3种树冠尺寸与4种街谷结构,并采用无量纲浓度K与空气交换率ACH分别对街道峡谷内污染程度与通风性能进行评估。结果表明,建筑高度与树冠尺寸改变会显著影响街谷内气流流动结构。上游建筑高度增加与树冠尺寸增大不利于街谷内的环境通风与特定区域的污染物扩散。树冠尺寸的减小会增强街道峡谷的通风性能,从而改善街道峡谷内的空气质量,但在一些特定结构的街道峡谷内,树冠尺寸的改变对ACH的影响并不明显。     

华东高山大气背景地区黑碳气溶胶的观测研究

为了探讨华东高山大气背景地区的黑碳气溶胶分布、来源和输送特征,利用2017年12月～2018年11月福建武夷山背景点观测的黑碳气溶胶质量浓度数据,进行不同季节黑碳变化特征及其与空气污染物的相关性分析。结果表明,武夷山背景点的黑碳气溶胶日平均浓度为0.348μg/m~3,其日变化呈现出明显的单峰特征;月平均浓度范围为0.218～0.510μg/m~3,处于背景地区水平;季节特征变化明显,冬季春季秋季夏季。另外,该地区大气中黑碳气溶胶一定程度上受到远距离输送的影响。     

福州市城区不同粒径颗粒物污染特征

利用福州市国控监测站点2013年4月-2017年3月PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度监测数据,对福州市不同粒径颗粒物污染特征进行研究.结果表明:时间变化方面,福州市空气质量整体较好,PM_(2.5)和PM_(10)浓度呈逐年下降趋势;PM_(2.5)、PM_(10)、PM_(2.5)/PM_(10)时间变化规律具有一致性:呈现冬季>春季>秋季>夏季的季节性特征;春季、夏季和秋季工作日浓度均高于周末的浓度,存在周末效应,冬季周末浓度则显著高于工作日浓度;日变化呈明显的双峰型变化趋势.空间变化方面,PM_(2.5)和PM_(10)浓度变化表现为工业区>市区>清洁区,清洁区PM_(2.5)/PM_(10)比值最高,其次是市区、工业区.相关分析结果表明:PM_(10)和PM_(2.5)存在显著相关性,且相关性明显受季节影响,夏季相关性最高.城市颗粒物与气态污染物(SO_2、NO_2)复合性较强.     

天津市环境空气质量时空特征分析

基于对天津市23个自动空气质量监测站点的SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)、CO和O_3监测数据进行分析,掌握了2014年12月1日-2015年11月30日期间各项污染物的时空分布特征,并选取主要污染物分析其时间变化特征和空间分布特征.采用Kriging方法对6项污染物进行分析,获取天津市大气污染物的空间插值分布图.研究结果表明,天津市PM_(10)质量浓度年均值为113μg/m~3,PM_(2.5)年均值为69μg/m~3,均超过二级标准;颗粒物质量浓度呈现明显的季节变化特征,PM_(2.5)浓度季均值从高到低依次为冬季(95μg/m~3)、秋季(64μg/m~3)、春季(63μg/m~3)、夏季(54μg/m~3);站点对比结果表明团泊洼站点污染最严重,而塘沽环保局优良率最高.从空间分布来看,PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2、NO_2均表现出中部至南部区域为高值分布区域,说明天津市本地污染排放对大气环境污染的贡献为主要影响因素;而O_3和CO均表现为市区浓度较低而天津市南北区域形成高值且呈现相反分布.     

城市交通通口污染特征及控制对策研究

通过对交通路口娥浓度,车流量和气象调查和监测,研究了污染物的特征及其与交通流量和气象因子的对应关系。结果表明（１）车流量随时间变化明显。（２）污染物浓度与车流量有较为密切的关系。（３）交通噪声随车流量增大,声级值也相应增大,影响交通噪声的实质因素是机动车的车速和车间距。     

玉溪市城区大气VOCs及其它污染物质量浓度时空特征分析

2014年8月至2015年7月在云南典型高原城市玉溪市5个监测点利用苏玛罐采样法采集VOCs样品,基于GC-MS分析方法获取了VOCs总质量浓度,同时利用空气自动监测设备监测了5个点位的大气NO_2、CO、SO_2、O_3(最大8 h)、PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度.基于这些监测数据分析了玉溪市城区各种大气污染物的质量浓度分布特征及可能的来源.结果表明:监测期间玉溪市城区环境空气中VOCs、SO_2、NO_2、O_3、PM_(10)和PM_(2.5)的平均质量浓度分别为(19.02±18.31)、(20.11±25.53)、(16.08±11.21)、(34.54±32.79)、(49.51±34.09)μg·m~(-3)和(28.67±20.85)μg·m~(-3),CO质量浓度为(1.35±0.82)mg·m~(-3).从季节分布来看,各种污染物变化规律并不一致.VOCs质量浓度呈现秋、春高,冬、夏低的特点,O_3质量浓度呈现夏季高的明显特征,SO_2质量浓度呈现冬、秋高,春、夏低的特征,NO_2、CO、PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度则表现为冬、春高,夏、秋低的特点.从空间分布特征来看,玉溪市中心交通密集区监测点大气环境中VOCs、NO_2、O_3、PM_(2.5)和CO质量浓度较其他监测点浓度较高,反映机动车尾气的显著贡献;而工业区监测点大气环境中SO_2和PM_(10)质量浓度较高,符合工业燃煤排放烟气显著影响的基本特征.另通过相关性分析和气团轨迹研究表明除了本地人为活动影响外,区域传输源对玉溪城区大气污染有重要影响.     

城市交通路口污染特征及控制对策研究

通过对交通路口的污染物浓度、车流量和气象要素的调查和监测，研究了污染物的特征及其与交通流量和气象因子的对应关系。结果表明：（１） 车流量随时间变化明显。路口的车流量以出租车占的比例最大。（２） 污染物浓度与车流量有较为密切的关系。ＮＯｘ 、ＣＯ、ＴＳＰ噪声与车流量的相关系数分别为０ ．４８３５５ 、０ ．７９００５１ 、０ ．６４３７９２ 、０ ．５３６８２ ，受温度影响不大。（３） 交通噪声随车流量增大，声级值也相应增大，影响交通噪声的实质因素是机动车的车速和车间距。     

重工业区室内外细颗粒物PM_(2.5)相关性分析

目的研究重工业城市住宅在夏季开窗条件下,室外细颗粒物PM_(2.5)对室内空气品质的影响,数值模拟得到细颗粒物PM_(2.5)的质量浓度、速度、温度分布云图及粒子轨迹.方法通过采用气溶胶检测仪对室内外细颗粒物PM_(2.5)污染物质量浓度进行实测,使用SPSS软件对测试得到的细颗粒物PM_(2.5)质量浓度进行拟合,并运用FLUENT模拟软件对室内细颗粒物运移及分布情况进行模拟分析.结果位于重工业厂矿下风侧交通主干线一侧的A房间的室内与室外细颗粒物质量浓度的比值(I/O)小于1,受室外环境的影响较大;位于重工业厂矿下风侧小区内部的B房间的I/O大于1,说明受室内细颗粒物染物污的影响较大.并且两房间室内外细颗粒物具有较强的二次相关性,相关系数分别为0.920 77、0.941 11.结论室内PM_(2.5)质量浓度随室外细颗粒物质量浓度增加而升高.建立的室内外细颗粒物PM_(2.5)质量浓度相关性模型,可以分析室内外颗粒物浓度的变化特征.     

陕西省大气污染动态演变规律及空间分布

为积极响应国家打赢污染防治攻坚战的号召,分析大气污染的动态演变规律,本文利用空间统计学和马尔科夫链,探析陕西省各市区PM2.5污染的空间分布及其动态演变规律。分析表明,采暖期的污染较非采暖期严峻,各市污染物呈现初春高,夏秋较低,冬季最高的不规则“U”型变化规律。空间分布显示关中地区污染较重,特别是西安、咸阳与渭南,陕南地区空气质量最好,商洛与安康的空气质量优于其他城市,且不同地区PM2.5浓度存在显著的空间自相关性。动态演变规律表明,PM2.5浓度转移状态不仅与地区自身浓度相关,还受相邻区域浓度影响,浓度等级越高,向上转移的概率越大,整体上呈现以咸阳为发散点,由高浓度依次向高浓度、较高浓度、较低浓度以及低浓度转移态势。本文研究为提高大气环境质量、区域间进行联防联控提供理论依据。     

龙岩市中心城区大气污染特征与相关性研究

为了解龙岩市中心城区大气环境质量现状,利用2016—2019年龙岩市中心城区6种大气污染物监测数据进行统计分析,结果表明,2016—2019年,龙岩市中心城区SO_2、CO和NO_2三种污染物质量浓度年际变化平稳。O_3的质量浓度年际变化呈明显上升趋势。PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度于2016—2018年呈上升趋势,2019年则下降。龙岩市中心城区SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)和CO的空气质量分指数(IAQI)具有冬季最高、夏季最低的特征,O_3的IAQI则是秋春季高,冬季最低。PM_(10)、PM__(2.5)、NO_2和CO日间浓度变化呈现双峰特征,O_3和SO_2日间浓度变化呈单峰分布特征。通过对一次臭氧超标事件的模拟表明,外来输入和本地的臭氧污染物的集聚是臭氧超标的原因。分析各种污染物间的关系表明,SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)和CO浓度之间呈显著的两两正相关。O_3与CO、SO_2、NO_2呈显著负相关,与PM_(10)、PM_(2.5)呈正相关。