某市雾霾天气成因的地域性特点及对策分析

在2013年我国中东部地区雾霾天气的背景下,分析雾霾天气产生的原因及某市雾霾的地域性特点,主要是汽车尾气、燃放焰火鞭炮、餐饮油烟、渣土车抛洒和秸秆焚烧等,提出了减少某市雾霾污染的针对性措施,主要是采用地铁分流、禁炮、减少焰火燃放、禁止渣土车随意抛洒等措施,并提出在燃放焰火中增加高空喷泉等设想来缓解局部地区雾霾。     

兰州市不同粒径可吸入颗粒物分布特征分析

本文利用Thermo-Andersen 1ACFM非生物环境微粒大小分级采样器在兰州市发生沙尘天气和非沙尘天气期间采集大气环境中粒径范围分别为9.0-10μm,5.8-9.0μm,4.7-5.8μm,3.3-4.7μm,2.1-3.3μm,1.1-2.1μm,0.65-1.1μm,0.43-0.65μm和0.43μm的颗粒物进行监测分析,结果表明非沙尘天气下兰州市PM10的质量浓度主要集中在可吸入粗颗粒物(粒径2.5-10μm范围)内。沙尘天气下,PM10中的不同粒径的颗粒物随着环境空气中颗粒物浓度的升高,均相应增加;浓度峰值不只出现在粒径范围5.8-10μm颗粒物内,粒径范围1.1-3.3μm颗粒物都会出现浓度峰值。     

柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的颗粒排放特性

车用柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料进行试验,采用DMS500快速响应颗粒分析仪进行颗粒物浓度和粒径分布测试,分析乙醇掺混比例、发动机运行工况对颗粒物粒径分布、质量浓度和几何平均直径的影响.研究表明:柴油/乙醇排放的颗粒物呈核态、积聚态双峰对数分布;随掺醇比的增加,小负荷下核态颗粒物数浓度明显降低,中、大负荷下积聚态颗粒物数浓度明显降低,核态颗粒物比例有所增加,颗粒粒径向小粒径方向移动;柴油/乙醇排放颗粒质量浓度普遍低于柴油,颗粒物排放主要集中在积聚态颗粒物;乙醇的掺混能有效降低颗粒物几何平均直径,随掺醇比的增加,颗粒物的几何平均直径呈下降趋势.     

不同种类食用油对颗粒物排放特征的影响

烹饪油烟是室内外颗粒物的重要来源。探讨了用花生油、大豆油、橄榄油、猪油烹饪时排放颗粒物的特征,结果表明:与用猪油和花生油烹饪相比,用橄榄油和大豆油烹饪时所排放颗粒物的粒径大;用橄榄油进行烹饪时所排放颗粒物的排放因子明显高于其他3类食用油烹饪的颗粒物排放因子。橄榄油烹饪过程释放的黑碳(BC)质量浓度最高,黑碳质量浓度与颗粒物质量浓度呈显著性相关;对烹饪时所排放颗粒物的粒径演变进行分析发现,粒径为100nm左右颗粒物的数浓度最大,颗粒物粒径呈对数正态函数分布,粒径为100nm左右的颗粒物衰减率最小。     

高压共轨柴油机Sub-220 nm超细颗粒物排放特性研究

超细颗粒物是雾霾的重要组分,对人体健康影响极大。在一台六缸高压共轨柴油机上研究不同工况下Sub-220 nm超细颗粒物的排放特性,结果表明:碳烟排放在小负荷时极低,且随着负荷的增加而增加;Sub-220 nm超细颗粒物排放数量浓度在小负荷时高,且随负荷的增加而降低;Sub-220 nm超细颗粒物数量浓度的粒径分布为在小负荷和满负荷时是双峰特性,其余工况是单峰特性;转速升高,缸内气流运动加强,超细颗粒物排放数量浓度明显降低,各特征直径明显降低。     

三明市大气颗粒物数浓度与粒径分布季节特征

利用颗粒物粒径谱仪对三明市城区站点不同季节的10~10 000nm粒径段内颗粒物的数浓度与粒径分布进行测量,全年颗粒物数浓度平均为15 608个·cm~(-3),季节特征表现为春季冬季夏季秋季,冬季凝结核模态粒子数浓度最高,各季节积聚模态颗粒物均占比最高.颗粒物总数浓度日变化存在早、晚高峰与中午时段的3峰特征,其中爱根核模态与积聚模态粒子均有早、晚双峰特征;凝结核模态与爱根核模态粒子则均在中午时段出现峰值.各季节颗粒物数浓度中值粒径与几何平均粒径差异较小,春夏季以爱根核模态为主,为单峰模式;秋季为双峰模式(爱根核模态+积聚模态);总体上秋冬季存在较多凝结核与爱根核模态的超细粒子.     

缸内直喷汽油机颗粒物粒径分布特性

采用DMS500快速颗粒取样分析仪对一台缸内直喷国Ⅳ汽油机进行了颗粒物粒径分布特性的试验研究．结果表明：缸内直喷汽油机排气颗粒物呈包括核态和积聚态颗粒物的双峰分布,仅怠速工况呈核态单峰分布．随转速升高,总颗粒物数浓度在部分负荷下逐渐降低,外特性先降低后升高;随负荷增加,总颗粒物数浓度在中、低负荷下逐渐降低,满负荷时急剧增加．随转速升高,核态颗粒物在部分负荷速度特性下数密度峰值逐渐降低,外特性下先降低后增加;积聚态颗粒物数密度峰值逐渐降低．随负荷增加,核态颗粒物数密度峰值在中、低负荷时逐渐降低,满负荷时增加;积聚态颗粒物数密度峰值在中、低负荷时先升高后降低,满负荷时最高．     

雾霾难逃气象卫星监测

<正>2013年1月发生在华北的雾霾天气,警示了中国大气污染不容乐观的严重形势。当时公众的感觉是:雾霾发生得更频繁了、持续时间更长了,与以前的沙尘天气相比,更呛人了。大家自然希望知道雾霾发生的实际情况、历史演变趋势和原因。气象观测中有能见度项目。最近几十年来,中国东部人口密集地区的能见度逐年下降。但是天气观测报告中的能见度纪录是人工目视估计得到的,它们不够客观、定量、细致。环保部门的细颗粒物观测记录开始于2012年底,纪录的分布密度和历史长度都不足。     

超细颗粒物超声波团聚的影响因素

搭建了声波团聚模拟试验台架,选取中高声强的超声波作为声源,以燃烧产生的气溶胶模拟发动机的排气颗粒,利用扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪测量了初始颗粒物参数以及团聚时间对声波团聚效率的影响.结果表明:该试验条件下,频率20kHz的声波对粒径10~487nm的颗粒具有团聚作用;声波作用时间延长,颗粒团聚效率提高,18s是该研究条件下比较理想的团聚时间;初始颗粒物浓度峰值对应的粒径越大,声波团聚效率越高,最高团聚效率能达到82.4%;初始颗粒数浓度越高,声波团聚效率越高,最高团聚效率在初始颗粒物峰值浓度粒径附近取得.     

合肥市灰霾大气污染特征浅析

根据《灰霾污染日判别标准(试行)》判别标准,合肥市2013年PM10、PM2.5等浓度值及天气统计数据,分析了灰霾天气下,不同PM2.5浓度区间及不同PM2.5/PM10区间的气象特征。在非灰霾天气下,剖析了降水、无降水,能见度5km及无降水,能见度5km且相对湿度95%,主要是有雾或者雾霾混合的天气下的气象特征。得出如下结论:合肥市灰霾天气主要出现在1月和12月,这个期间降水量低,轻微的降水沉降颗粒物效果不明显,风速明显低于非灰霾时期,不利于颗粒物扩散,气压呈增加趋势,增加了大气的温度性,也不利于污染物扩散,导致污染物浓度增加。PM2.5是导致灰霾天气的主要原因。     

北京市冬季霾天气可吸入颗粒物的矿物学研究

应用原样X射线衍射(XRD)、Raman激光微探针(LRM)和X射线荧光光谱(XRF)分析技术, 对2008年北京市冬季霾天气、正常天气和降雪后天气中采集到的可吸入颗粒物(PM₁₀)样品进行物相和元素分析, 并讨论PM₁₀的矿物及元素含量变化特征。霾天气PM₁₀浓度为262.7 μg/m³,之后正常天气的浓度为174.8 μg/m³, 均超过国家二级限定浓度。XRD 物相分析显示霾天气时绿泥石含量高于正常天气, 而石英、伊利石、长石和方解石等矿物的含量均低于正常天气。霾天气时二次颗粒物总含量达到37.9%, 比其后的正常天气的30.6%略高, 二次颗粒物中的氯化铵存在于所有样品中, 其含量从霾天气时的9.6% 降至正常天气时的5.9%, 显示出霾天气对氯化铵等二次颗粒物的生成有促进作用。LRM 在霾天气样品中探测到了覆盖在石英、方解石和硅酸盐颗粒表面的硫酸盐和有机物, 显示出大气PM₁₀已成为重要的污染物载体。XRF定量分析结果与XRD分析结果一致, 显示Al和Si等元素含量在霾天气时明显下降, 而S和Cl则在霾天气颗粒物中大量富集。     

太原市小店区不同粒径大气颗粒物（PM2．5，PM5，PM10,TSP）浓度变化特征

对太原市小店区不同粒径的大气颗粒物（PM2.5,PM5,PM10,TSP）进行采集,并对其浓度变化特征进行详细分析,探讨了特殊天气对大气颗粒物浓度的影响．结果表明：在采样期间,不同粒径颗粒物的年平均浓度均超过了国家规定的二级标准,PM2．5,PM5,PM10,TSP随月份、季节的变化趋势基本一致,均为冬季最高,夏季最低．特殊气象条件对颗粒物的浓度影响较大．     

基于粒子系统的可控位置的烟花模拟

粒子系统是用来模拟不规则运动物体的一种比较有效的方法。首先阐述了粒子系统的基本原理,对烟花粒子系统的基本模型和燃放原理进行了分析。然后利用粒子系统的基本原理,结合烟花燃放的具体特点,建立了基于粒子系统与纹理映射的烟花动态模型。模拟了烟花从上升到爆炸,再到消失的过程。在已建好的模型中结合VisualC++6.0提供的鼠标消息函数,通过鼠标来控制烟花燃放的位置。实验结果表明,该方法满足实时性和逼真性的要求,使得烟花模型可控性、灵活性加强。     

Diurnal and Seasonal Variations in Particulate Matter at Shanghai during the Heavy Haze and Non-haze Periods

In order to reveal the diurnal and seasonal variations in particulate mass concentration( PM1,PM2. 5,and PM10) during the heavy haze periods and non-haze periods,the statistics based on the data from the Shanghai Urban Environmental Meteorological Center from December 2008 to November 2010 were analyzed. The results were shown as follows. The particulate matter and black carbon( BC) concentrations,especially the fine particulate matter concentrations during the heavy haze were significantly higher than that during the non-haze periods. Overall,the averaged proportion of PM2. 5to PM10 accounted for 59% during the non-haze periods and 81% during the heavy haze periods while that of PM1 to PM10accounted for 43% for the non-haze periods and 70% for the heavy haze periods. Particulate matter concentration had two peaks at11: 00 and 17: 00 in a day. The aerosols concentrations were the highest while the seasonal variation of visibility was the lowest in winter,followed successively by spring,autumn,and summer.     

燃料特性和工况对直喷汽油机微粒排放的影响

在一台四缸增压直喷式汽油机上研究了其微粒粒径分布特性,考察了燃料属性(T90温度、乙醇添加)、发动机运行工况参数(负荷、点火时刻等)、喷射策略(喷射时刻、2次喷射)对微粒粒径分布以及微粒数目的影响规律.研究发现:T90温度对微粒排放有显著的影响,T90温度升高,微粒排放增加;增压直喷式汽油在中等负荷下的微粒排放浓度最高,在大负荷下由于轨压升高和高温排气的氧化,最大微粒排放浓度反而减小;汽油中添加10%的乙醇可以使得微粒排放适度减少;较早的喷射时刻使得燃料蒸发时间延长,混合气更加均匀,有助于减少微粒排放;而2次喷射有助于抑制微粒排放,选择合适的第2次喷射时刻,可使其抑制效果最佳;点火时刻对微粒排放影响显著,推迟点火可以减少直喷式汽油机的微粒排放.     

泰州市区空气重金属污染的多重监测研究

近年来,我国频繁发生的雾霾事件引起了人们对城市空气污染的广泛关注,大气颗粒物中含有的重金属与人类呼吸系统疾病发病率以及呼吸系统的损伤具有一定的相关性。笔者对泰州市区大气颗粒物PM_2.5(颗粒物直径小于2.5 μm)和PM₁₀(颗粒物直径小于10 μm)、道路灰尘、活藓和藓袋中Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn的含量与污染特征进行了分析。结果表明,粒径最小的PM_2.5中重金属浓度最高,可以作为空气重金属污染分析的最佳监测对象; 活藓法测得的数据与PM₁₀和道路灰尘测定值相接近,具有一定可靠性。污染指数分析结果表明,现阶段泰州市区Cd、Cu、Zn污染较严重,分别达到了土壤背景值的18.86、3.54和3.15倍,其他重金属污染不严重。     

Effective identification of the three particle modes generated during pulverized coal combustion

Based on the mass fraction size distribution of aluminum （AI）, an improved method for effectively identifying the modes of particulate matter from pulverized coal combustion is proposed in this study. It is found that the particle size distributions of coal-derived particulate matter actually have three modes, rather than just mere two. The ultrafine mode is mainly generated through the vaporization and condensation processes. The coarse mode is primarily formed by the coalescence of molten minerals, while the newly-found central mode is attributed to the heterogeneous condensation or adsorption of vaporized species on fine residual ash particles. The detailed investigation of the mass fraction size distribution of sulfur （S） further demonstrates the rationality and effectiveness of the mass fraction size distribution of the AI in identifying three particle modes. The results show that not only can the number of particle modes be identified in the mass fraction size distributions of the AI but also can their size boundaries be more accurately defined. This method provides new insights in elucidating particle formation mechanisms and their physico-chemical characteristics.     

郑州市大气可吸入颗粒物单颗粒污染特征分析

分析了2005年郑州市大气可吸入颗粒物(PM10)的污染特征,应用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术,研究了郑州市2005年夏季大气单颗粒物的形貌特征以及PM10的数量-粒度和体积-粒度分布.研究表明,2005年郑州市大气PM10污染比较严重,其污染程度从高到低依次为春、冬、秋、夏:烟尘集合体、不规则状矿物颗粒物在郑州市2005年夏季大气PM10中占有较大数量,PM10的数量-等效球直径分布的峰值在0.1～0.2 μm,PM10的体积.等效球直径分布的峰值则出现在0.7～0.8 μm和1～2.5μm范围内,说明在郑州市夏季大气PM10中,细粒子数量占优势,较粗颗粒(主要是矿物颗粒)在数量上对PM10贡献很小,但是对总体积(总质量)的贡献很大.     

大气偏振度与PM2.5粒子浓度特性研究

为了满足偏振光导航在雾霾天的应用需求。研究雾霾天对于偏振信息检测的影响及其规律,对降低自然扰动对偏振光导航系统的误差、优化系统具有重要的意义。本文采用全天域偏振成像法对雾霾天的偏振信息进行大量的实验采集,并通过国家气象中心查询大气PM2.5粒子浓度,对两者的关系进行理论与实验分析。结果表明,PM2.5浓度与大气偏振度的关系随着PM2.5粒子浓度的升高而降低,两者呈类指数关系。通过基于米氏散射理论对单粒子多次散射进行分析,结合大气的特殊情况,在将PM2.5粒子近似为球形结构进行通过米氏散射进行理论分析,分析结果与实验结果基本一致。通过对误差进行残差分析和残差平方和分析,误差主要来源于大气复杂情况的干扰以及本实验所用探测器CMOS传感器的线性范围。本文通过大量的实验所研究的特性曲线可以反映特殊天气下偏振信息的基本特征,对以后在特殊天气情况下的基于偏振光导航设计具有重要的意义。