氮氧化物总量减排考核与评估技术方法研究

氮氧化物不仅可以直接对人体造成危害,还可通过大气化学反应生成大气细颗粒物、臭氧、酸雨等二次污染物,导致城市灰霾、水体酸化和富营养化等。为此,《国家环境保护“十二五”规划》（国发[2011]42号）已将氮氧化物列为约束性指标之一,明确要求,到2015年氮氧化物排放总量较“十一五”末期削减10%;虽然我国“十一五”期间在二氧化硫总量方面逐步形成一套较为完善的考核与评估方法,并取得了明显成效,但在氮氧化物方面还缺少相关经验及制度。本研究针对我国目前NOx总量减排的政策框架和减排对象,研究“十二五”NOx总量减排考核的实施方案和责任追究体系,建立NOx减排考核办法及其减排的经济成本和效益评估方法。     

卫星遥感大气Limb散射反演臭氧剖面的层析成像技术研究

大气化学成分观测主要有像底垂直观测、掩星观测和临边观测3种模式。相对而言,临边观测在保证一定地面覆盖的前提下能够提高其垂直分辨率。     

重庆市主城大气灰霾形成机理基础研究

2009年5月至2012年3月，“重庆市主城大气灰霾形成机理基础研究”项目组，历时3年，率先对西南山地城市--重庆地区的灰霾特征和成因进行了研究。在全面分析大气细粒子的理化特征及变化规律、来源的基础上，从灰霾形成的“物质条件”和“气象条件”，两方面初步阐释了重庆市独特下垫面类型和气象条件下灰霾形成的机理基础。该研究在重庆属于首例，在全国也处于领先水平。通过该项目，填补了国内高温高湿、低山丘陵地区灰霾特征和形成机理研究的空白，也是对全国气溶胶的理化性质与城市群灰霾的形成机制研究的一个重要补充。该项目作为重庆市“蓝天行动”（2013～2017年）的重要科学研究基础，为重庆市控制细粒子污染、减缓灰霾污染提供了理论依据；为逐步实现灰霾污染预报预警提供了坚实的基础，为重庆市实施国家区域大气联防联控规划提供了技术支撑。     

环境污染物排放关键技术标准研制

该课题旨在对作为NOx和VOCs的重要排放源,且尚未开展污染控制的有机溶剂使用行业和非道路发动机,进行排放控制策略和排放标准研究,以削减NOx和VOCs等大气污染物排放,改善大气环境质量,为实现国家环境保护目标提供具体的技术支持和执法依据,及时满足了环境管理的迫切需求,同时促进相关行业技术进步和可持续发展.     

萧山区建立大气复合污染（灰霾）监测机制与防治对策研究

萧山区的城市化进程不断加快,由县变市,撤市变区,随着经济的不断发展,大气污染形势也发生了重大变化,由原先的粗放型污染过渡到灰霾频发的复合型污染。虽然由于大气污染整治力度的不断加强,粗放型污染得到较大程度的治理,大气中PM10浓度逐年下降。但由于复合型污染的产生,灰霾现象的出现逐步频繁。随着国家环境空气质量标准的修订,PM2.5、03、CO等新指标的加入,给环境空气质量监测能力和大气污染整治带来新的挑战。萧山区从2009年开始构建、2010年着手建立涉及理化光学特性的多指标大气复合污染监测系统,2011年8月正式运行,成为监测研究萧山大气复合污染的有力平台,并成为清华大学研究长三角大气复合污染的重要站点。近五年来萧山区灰霾发生频率逐年增加;近两年的PM10监测结果表明,萧山区PM2.5的浓度处于较高水平,且在PM10中所占比例超过0．5,呈现冬春季高、夏秋季低的特点。     

霾、雾与浮尘

地球大气中一直含有大量微小的灰尘、烟粒、硫酸盐、硝酸盐、铵盐等颗粒物质,气象学上将这些悬浮在空气中的微小的颗粒物质称为大气气溶胶。通常情况下,自然界能够较长时间悬浮在空气中的气溶胶粒子,直径在10微米以下,肉眼不能分辨,因此不会引起人们的注意。在特定的气象条件下(如静风、逆温等稳定大气状态下),如果人类社会向大气排放过多的污染物质,使空气中的气溶胶不断在某一区域聚集致使其浓度过大,产生可见的光散射作用,人们就能感觉到大气混浊、视野模糊。如果由于悬浮在空气中不可见的微小颗粒散射作用出现水平能见度小于10千米的天气现象时,就称霾(音mái)。形成霾的核心物质是悬浮在空气中的微小颗粒,这些颗粒的直径分布在0.001微米到10微米之间,它们对光线的散射作用,使空气变混浊,影响视野。在有霾的天气里,看远处的物体如同隔了一层纱,物体颜色减弱、边缘模糊。由于直径在10微米以下的颗粒物属于可吸入颗粒物的范畴,能够通过呼吸直接进入人的呼吸系统,诱发各种呼吸系统疾病,因此有霾的天气里要减少户外活动或采取个人有效防护措施。形成霾的颗粒来源于自然和人类活动排放。自然界产生的颗粒物主要包括灰尘、矿物、硫酸盐、硝酸盐等气溶胶物质;人类活动排放的颗粒物主要包括燃烧化石燃料(煤和石油等)和生物质燃烧(植物秸秆、动物尸体和生活垃圾等)、工业生产和生活活动等过程中,产生大量含有很多有毒和有害水溶性粒子的气溶胶。严重的城市空气污染会加大霾发生的频率,稳定的大气状态是发生霾的重要天气条件。人类可以通过控制大气中的工业排放量或保护植被、改善自然环境等减少霾发生的频次,却无法人为清洁整个大气层。大气的净化主要依靠自然过程自我净化。形成霾的粒子依靠自身重力作用降落到地面的过程非常缓慢,但在不稳定大气状态下,形成霾的粒子会在风或对流作用下向远处和高空输送,在光化作用或遇到合适的水汽条件时,作为云、雾的凝结核,形成云、雾和雨滴,最终降落到地面。清除空气中悬浮粒子最直接有效的自然过程是降水冲刷。容易与霾混淆的天气现象有雾、轻雾(旧称霭)和浮尘,它们的共同特征是使能见度恶化,影响视程。它们的区别主要有几个方面：第一,形成条件和所含颗粒物不同。起雾过程本质上都是由于空气中的水蒸气遇冷达到饱和,空气相对湿度达到100%,就产生了凝结态的雾滴(能悬浮在空气中的微小水滴),因此,形成雾和轻雾现象的物质颗粒主要是水汽。霾和浮尘天气一般相对湿度低于80%,因此形成霾和浮尘的天气现象的物质颗粒主要是“干粒子”。浮尘天气一般出现在大风、沙尘暴天气之后的无风或风较小的天气条件下,其颗粒物主要是裸露的地表或建设工地等处的尘土被风吹向空中,大风过后较大的尘土粒落地,而直径在100微米以下的微小尘粒继续飘在空中并向下风方向移动,形成浮尘天气。霾一般出现在气团稳定、较干燥的天气条件下,粒子除包括尘土外更多的是其他气溶胶,粒子平均直径一般也比浮尘小。第二,影响视线程度不同。水平能见度低于1千米为雾,在1～10千米之间为轻雾。霾和浮尘的水平能见度均在10千米内。从视觉上来说,雾和轻雾通常为乳白色,浮尘一般呈土黄色,而霾在不同的光线背景下颜色有所变化——远处明亮的物体呈浅黄色或橙红色,暗的物体则呈蓝灰色。第三,形态和尺度不同。雾一般呈乳白色,像云一样,不均匀,有雾区与无雾区有明显界线,水平尺度大小相差悬殊,垂直厚度一般在几百米以下。霾和浮尘比较均匀,与晴空区没有明显的界线,水平尺度在数十千米以上,垂直厚度可达数千米。第四,对环境的影响不同。自然界的雾除了影响交通,不会影响人类健康,有利于促进植物生长。形成霾和浮尘的颗粒物会严重损害人类健康,也会影响植物的正常生长。2006年4月16—17日的一场浮尘天气,仅在北京市的降尘量就达到30万吨,北京市民经历了从黄天到黄地的过程,看到了北京一夜之间成为土城,但未必能想到如果没有“及时雨”冲刷,植物将被叶面上的尘土憋死。期盼着“阴霾终将去,浮尘昨日天”,各国政府和全人类正在为此努力着。     

认识PM2.5

随着工业的发展,机动车辆的增多,污染物排放和大气颗粒物大量增加,直接导致了大气能见度降低,使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。研究表明,大气颗粒物中的PM2.5是能见度降低的主要原因。本文就PM2.5的定义、成分与来源、危害、与能见度的关系、监测技术、相关标准,以及防治手段等进行了介绍。     

认识PM2.5

随着工业的发展,机动车辆的增多,污染物排放和大气颗粒物大量增加,直接导致了大气能见度降低,使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。研究表明,大气颗粒物中的PM2．5是能见度降低的主要原因。本文就PM2．5的定义、成分与来源、危害、与能见度的关系、监测技术、相关标准,以及防治手段等进行了介绍。     

风云三号气象卫星红外分光计

大气是地球上一切生命赖以生存的重要物质条件之一。人类在各项生产和生活活动中,必须了解和掌握大气温度、湿度、气压、风力等气象要素,以及风、云、雨、雪等天气现象信息。现代气象预报为了提高预报精度、延长预报时效,需要高性能大气遥感仪器提供初始大气信息资料。风云三号红外分光计具有创新性和独立知识产权的技术主要有：     

亚洲沙尘的气候与环境效应

沙尘气溶胶是大气颗粒物的重要组成部分,不但在环境变化研究中占有重要地位,也是重要的气候驱动因子之一。由于问题本身的复杂性,当前对沙尘气溶胶直接气候强迫的估计存在极大的不确定性,间接效应的不确定性更大。此外,气候和环境的改变又反馈于亚洲沙尘的产生、输送与沉降。在国际科技合作重点项目支持下,我们对亚洲沙尘发生、发展规律及其气候和环境效应进行了几年时间系统、深入的探索研究。     

污染农田治理关键技术研究

1 重金属污染农田治理关键技术研究 该课题率先对中国农田土壤重金属污染来源进行了调查和分析。从大气沉降、畜禽粪便、肥料农药、污水灌溉及污泥等主要污染源入手，对我国农田土壤重金属输入现状和发展特征进行深入研究，结果表明：大气沉降是大多数重金属进入农田土壤主要途径之一；畜禽粪便是Cd、Cu、Cr及Zn等污染物主要污染源。     

南极大气过程、区域气候变化及气候模式研究

（1）南极大气边界层的观测研究进展 在IPY2007／2009,在国家海洋局极地办公室的组织协调资助下,中国气象科学研究院、国家海洋局海洋环境预报中心和中国极地研究中心共派出6名科技人员,利用国内外先进的边界层大气探测仪器,在中山站和南极冰盖上获取了南极海／冰／气相互作用和大气边界层的加密观测。     

极区动量、热量、水汽、CO2和辐射通量自动监测系统

近些年的研究表明，南极大气与冰雪下垫面之间的动力和热力相互作用，不仅影响着大气层结构和局地天气气候，而且对全球大气环流和气候演变也有重要作用。对南极冰-海-气相互作用的观测与研究可以大大加深对全球气候变化的了解。为建立合理、可靠的全球冰-海-气耦合模式提供实验数据支持，     

大气细粒子连续监测技术与设备

随着城市化进程的加快和机动车保有量的迅速增加,我国大气污染已由原来的单一燃煤污染型转变为燃煤-机动车复合污染型,且正呈现出一定区域内城市群具有相似污染特征的趋势,而PM2.5是其中具有综合信息的典型污染物。由于其在尺寸、化学组成、时空分布与来源等方面的复杂性及其影响的多样性,以及在表征其理化性质和大气作用的理论与实验分析方面所具有的难度,PM2．5被认为是最为复杂的大气污染物。     

环形溶蚀器大气颗粒物采样系统条件实验研究：涂层溶液浓度的确定

环形溶蚀器大气颗粒物采集系统可以在采集大气颗粒物的同时去除酸／碱性气体,并避免在大气颗粒物采样过程中酸／碱性气体的影响。然而,值得注意的是在具体的采样地点进行采样之前需要优化溶蚀器涂层溶液的浓度。在2008年7月25日至9月;30日利用美国URG公司多种污染物采样仪（UPG-3000K）在北京市中国环境科学研究院大气综合观测站采集大气颗粒物的过程中设计并进行了关于优化涂渍溶液浓度的条件实验。实验结果表明,为保障大气中酸碱性气体的去除效率达到90％以上,用来去除氨气影响的柠檬酸溶液的优化浓度为6％,而用于去除二氧化硫等酸性气体影响的碳酸钠溶液的优化浓度为2％,与URG-3000K仪器说明书及美国环保局有关“反应性酸性及碱性气体与大气颗粒物酸度监测”的文件（EPA／625／R-96／010a）中所指定的柠檬酸溶液及碳酸钠溶液浓度值1％有所不同。本实验研究进一步说明了利用环形溶蚀器大气颗粒物采样系统在特定地点特定时间进行采样前进行关于溶蚀器涂层溶液浓度确定实验研究的必要性,并为本次北京夏季有关大气颗粒物化学组分分析的采样创造了良好条件。     

垂死恒星周围行星或存地外生命

一项新研究显示,天文学家们最有可能先在围绕垂死恒星运行的行星上发现地外生命的迹象。这项有关围绕白矮星运行的类地行星的理论研究发现,与围绕像我们的太阳一样的恒星运行的行星相比,我们更容易在围绕垂死恒星的行星的大气里发现氧气的迹象。一颗遥远行星的大气含有大量氧气,则暗示着有可能存在生命。这种推测是根据地球上的生命得出的,即如果地球上的生命全部消失了,我们的大气将会变得不再含有氧气,因为这里的氧气是通过植物生命的光合作     

燃煤机组减排技术研究与智能化应用

燃煤机组是我国目前电力供应的主力机组，也是煤炭资源的消耗大户，每年消耗掉全国原煤产量的51％；燃煤的大量燃烧必定排放大量的SO2、NOx等大气污染物，因此，火电企业开展环境保护与减排工作也显得尤为重要。为此，河南省电力公司电力科学研究院启动了“电力企业减排项目群”，开展一系列的研究工作，“燃煤机组减排技术研究与智能化应用”是该项目群的重要研究之一，其目标是以发电企业设备现状为基础，在不增加企业技改资金投入前提下推动减排工作。     

名词工作很重要——访著名气象学家、南京大学教授伍荣生院士

从大气科学上说,从地面到距地面600～800米之间的大气,被称为大气边界层（atmospheric boundary layer）,人类的活动主要集中在这一层,由于受地表起伏和湍流等因素影响,这个层里的气流运动非常复杂。1905年,奥地利气象学家埃克曼（Ekman）提出了边界层内气流运动的三力平衡模型：摩擦力＋折向力＋气压力=0,首次得到了边界层风速分布的解析解,通常称埃克曼气流。     

名词工作很重要——访著名气象学家、南京大学教授伍荣生院士

从大气科学上说,从地面到距地面600～800米之间的大气,被称为大气边界层（atmospheric boundary layer）,人类的活动主要集中在这一层,由于受地表起伏和湍流等因素影响,这个层里的气流运动非常复杂。1905年,奥地利气象学家埃克曼（Ekman）提出了边界层内气流运动的三力平衡模型：摩擦力＋折向力＋气压力=0,首次得到了边界层风速分布的解析解,通常称埃克曼气流。     

郊区供水模式与安全保障体系研究

该课题针对北京市村镇供水建设管理的实际情况和特点,从解决村镇供水安全保障关键问题出发,在水资源和水环境分析评价的基础上,结合郊区水源地的水文地质状况提出有针对性的水源地预防、治理和保护措施根据当前村镇供水的现状和特点,比选出经济可行的、适用于不同规模、便于管理的"氟、砷、氨氮、盐"处理技术;针对村镇供水中常用的二氧化氯、臭氧、紫外和次氯酸钠消毒技术,从产品用量分析、消毒效果和消毒副产物以及适用性、经济性方面进行了深入研究;开展了监控技术、设备选型和配套方案方面的研究;针对村镇供水管理的实际情况从管理机制、运营方式和应急措施等方面开展了村镇供水管理的研究,经过示范工程验证并取得了很好效果.