廊坊市重污染天气特征及减排效果评估

为了统筹推进空气质量改善和经济发展,生态环境部于2019年7月制定了重污染天气“绩效分级、差异化管控”措施。文章将廊坊市11次预警(4次黄色预警、6次橙色预警和1次红色预警)划分为8次污染过程进行分析。结果显示,8次污染过程PM_(2.5)平均浓度为41.4~129.0μg/m^(3),综合后向轨迹模拟、地面天气型等手段,将污染过程分为4类,包括西南输送类、东南输送类,西北方向输送类以及局地污染过程。其中高压后部、低压前部和弱高压是导致南部区域传输污染过程的主要天气型,均压场、弱高压是导致西北来向和局地污染过程的主要天气型,且西南来向与局地污染过程PM_(2.5)均值与峰值浓度均高于东南来向和西北来向污染过程,说明此两类污染发生时,廊坊市空气质量更差。结合各预警等级污染物减排比例,采用WRF-CMAQ模式对11次预警期间“绩效分级、差异化管控”效果进行评估,发现预警期间PM_(2.5)平均浓度下降了2.6%~5.9%,PM_(2.5)峰值浓度降低了0.7%~7.7%。整体来看,应急措施的实施有效改善了廊坊市空气质量,并起到了“削峰”作用。

火电厂大气污染物排放标准对区域酸沉降影响的数值模拟

设计了火电厂实施2003版排放标准和2011版排放标准两种排放情景,运用Models-3/CMAQ模型系统分别模拟各情景到2015年的硫、氮沉降量,探讨2011版火电排放标准对我国大陆地区酸沉降的影响.研究表明,2011版火电标准能够有效改善我国的硫沉降状况,相比于实施2003版标准,2011版标准实施后至2015年我国大陆硫沉降总量降低了18.58%,年均硫沉降强度大于3.2t/km2的面积减少了86.40%;2011版火电标准对我国氮沉降状况也起到了一定的改善作用,标准实施后到2015年我国大陆氮沉降总量降低了9.28%,年均氮沉降强度大于4.0t/km2的面积减少了27.27%.

北京市夏季臭氧前体物控制区的分布特征

利用Models-3/CMAQ模式系统,对北京市2010年6—8月逐日的臭氧前体物控制区进行5种类型的划分,使用各类控制区在研究期间出现的频率表征北京夏季臭氧控制区空间分布的总体特征。结果表明,从北京市城近郊区到远郊区县,O3生成由主要受VOCs控制逐渐转变为VOCs和NOx共同控制,进而过渡到主要受NOx控制。在北京城近郊区,人为源VOCs减排能够有效控制当地O3的天数占夏季总天数的一半左右,而在昌平、延庆和怀柔等西北远郊区县,人为源NOx减排能够有效控制其O3的天数约占40%~50%。北京市前体物减排对O3控制效果不明显的情况在各区县普遍存在,其中东部和南部区县出现这种情况的天数比例可达70%以上。对于臭氧的最大1小时浓度和最大8小时浓度,二者的前体物控制区在北京市有相似的分布特征。

APEC期间北京市PM2.5时空分布与过程分析

运用Models-3/CMAQ模式系统,模拟分析了2014年11月3~11日APEC会议期间北京市PM_(2.5)污染的时空分布特征,并利用过程分析工具IPR研究了会期两次短时间污染过程(4日13:00~5日12:00和10日13:00~11日12:00)中各种大气物理化学过程对城区官园和郊区定陵两个代表性站点近地面PM_(2.5)生成的贡献.结果表明,CMAQ模型合理地再现了北京市PM_(2.5)的浓度水平和时间变化.北京地区4日和10日发生不利于污染物扩散的气象条件,导致PM_(2.5)小时浓度出现高值(分别为188,124μg/m^3),但受减排措施和冷高压的作用,PM_(2.5)高值维持时间较短.4日13:00~5日12:00,水平传输是官园和定陵站点PM_(2.5)的主要贡献者,贡献率分别为49.6%和90.9%.此次污染过程北京地区受南部污染传输影响较强.10日13:00~11日12:00,官园站点PM_(2.5)主要来自源排放在本地的积累(78.8%),定陵站点PM_(2.5)主要来自较弱的水平传输(93.9%).此次过程体现出更加明显的局地性污染特征.两次过程中,PM_(2.5)的主要去除途径均为垂直传输.

北京市燃气工业锅炉NO_x排放及空气质量影响分析

多年来北京市一直致力于改善能源结构,推行燃煤锅炉清洁能源改造等举措,不断提高天然气使用比例,天然气占一次能源的比例从2000年3.1%上升到2012年的16.7%,燃气锅炉的数量、总蒸吨数初具规模。相对燃煤工业锅炉,燃气工业锅炉的主要环境问题是NOx排放,NOx又是二次污染物O3和PM2.5的前体物,从而对空气质量产生影响。该研究选择典型燃气锅炉,对其NOx实际排放浓度进行监测,获取排放因子。结合活动水平,采用排放因子法估算排放量,利用WRF-CMAQ模拟其对空气质量的影响。结果表明:北京市燃气工业锅炉NOx排放因子为2.19 g/m3天然气,采用排放因子法估算全市燃气工业锅炉NOx排放量为9 339 t。对于空气质量影响,不同季度略有差异,全年NOx浓度上升明显,贡献7.2%NO2平均浓度,二次转化为PM2.5不明显,而且夏季由于气温较高,在光化学反应作用下二次转化成臭氧趋势明显。

2014年2月北京PM2.5污染过程及天气形势分析

2014年2月19—27日,北京出现了重度污染及以上水平的霾天气,严重危害着人们的身体健康。以北京该段持续污染过程为研究对象,基于同期气象数据与PM_(2.5)观测数据,利用SPSS统计软件分析了PM_(2.5)浓度与气象因子间的相关性,探究区域周边城市PM_(2.5)污染变化特征及其与地面天气形势之间的关系。研究结果表明,在一定的气象条件下,PM_(2.5)浓度与风速、相对湿度分别呈显著的负相关、正相关,与气压呈负相关,与气温无显著相关关系。同时,比较该时段北京市与周边区域7个城市的PM_(2.5)浓度变化趋势及后向轨迹分析,发现北京市与周边城市在相似的气象背景条件下,污染过程具有区域性特征。华北地区处于地面高压均压场控制时,地面风速小,逆温层明显,大气层结稳定,区域扩散条件差,弱偏南气流主导时间长,受局地源积累和区域输送的影响,污染物浓度累积上升,可形成持续霾天气。

唐山市大气环境治理措施的效果及分析

为揭示河北省唐山市大气环境治理的措施效果,分析了"十一五"期间唐山市的减排措施、污染物排放量和空气污染物浓度的变化.结果表明:"十一五"期间(2005—2010年),烟尘、工业粉尘、SO2排放量分别减少35%、57%、20%,ρ(PM10)、ρ(SO2)、ρ(NO2)年均值分别下降12%、33%、33%.与GB 3095—2012《环境空气质量标准》相比,2005年ρ(PM10)、ρ(SO2)、ρ(NO2)分别超标36%、42%、7%,而到2010年ρ(SO2)、ρ(NO2)已达标,但ρ(PM10)仍然超标20%.2008年北京奥运会期间的减排措施使得唐山市ρ(PM10)、ρ(SO2)、ρ(NO2)年均值均显著下降,分别比2007年下降13%、20%、28%.2008—2009年的全球经济危机使得2009年地方生产总值增速较其他年均值降低13%,2009年烟尘和SO2排放量也呈显著下降趋势,二者比2008年分别下降14%和10%,但工业粉尘排放量反而增加8%.经济危机使ρ(PM10)、ρ(SO2)、ρ(NO2)下降速率分别提升了20%、2%、2%.研究结果表明,"十一五"总量减排、2008年北京奥运会期间的治理措施和全球经济危机对唐山市的空气质量产生了明显的影响.

2013年1月北京市一次空气重污染成因分析

采用数值模式与观测资料相结合的方式，对北京市2013年1月9日至15日一次空气重污染过程的大气环境背景、气象条件和形成原因进行了初步分析．结果表明，重污染过程期间10日至14日PM2.5平均值为323μg·m^-3；重污染过程与当地气象条件密切相关，稳定的大气环流形势为污染的持续提供了大气环流背景，风速较小、湿度较大、边界层较低、持续逆温是造成重污染的主要原因；重污染过程中区域输送对北京PM2.5贡献率在53％～69％之间且存在明显的二次转化，区域输送起着更为重要的作用；气象条件对持续性重污染的形成和破坏起到了关键性的作用，因此需要加强对重污染预警预报研究，以有效预防和控制空气重污染．

2015年12月北京市空气重污染过程分析及污染源排放变化

2015年12月,北京市及周边地区连续多次出现重污染天气.在此期间,北京市空气重污染应急指挥部两次发布红色预警.为厘清该月重污染的发生过程、生消变化,测算了应急措施下的污染源排放变化情况,并采用数值模拟和地面观测相结合的分析方法,对重污染的形成原因进行初步分析,同时对应急措施的环境效果进行评估.结果表明：1虽然2015年12月北京市主要大气污染物排放量较去年同期有所下降,但排放强度仍然较大,是重污染过程的内因;气象扩散条件不利是重要的外因,地面风速弱,大气稳定度高,相对湿度高,边界层高度降低,源排放及气象因素共同导致了此轮重污染过程.2红色预警应急措施可实现污染物日排放强度减少36%左右,PM2.5浓度下降11%^21%,预警的应急措施不能扭转重污染的态势,但对于缓解PM2.5污染加重趋势有明显的效果.3在重污染天气下,污染物仍在大气中累积,应急措施最明显的效果发生在实施后的48^72 h后,因此建议在PM2.5浓度快速上升前36^48 h实施减排措施,从而对空气质量预报准确性提出更高的要求.

北京市建筑施工扬尘排放特征

颗粒物是北京市首要空气污染物,其排放控制是大气污染防治的重要内容,施工扬尘是北京市大气颗粒物的重要来源.由于人口增长及经济的发展,住宅及办公场地的需求不断增加,使得北京市房屋建筑施工面积居高不下,建筑施工扬尘污染受到越来越多的关注,但有关量化施工扬尘排放量及其对北京市空气污染贡献的研究相对较少.本文建立一套建筑施工扬尘排放量的估算方法,采用本地化排放因子估算了北京市2000~2015年建筑施工扬尘排放量,识别施工扬尘的排放特征和规律,并定量了排放量的不确定性范围.采用WRF/CMAQ模式系统模拟量化建筑施工扬尘对空气质量的影响,提出施工扬尘污染控制对策和建议,为环境决策提供参考.结果表明,多年来北京市建筑施工扬尘排放量呈波浪式上升,近年来施工面积有所回落,但仍处于高位,颗粒物排放量仍然较大,需要引起足够的重视;在时间分布上,夏季和秋季的施工扬尘排放量较大,在空间分布上,施工扬尘主要集中在城市功能拓展区和近郊区,与人类活动的外延和城镇化的逐步向外发展有关.建筑施工扬尘对全市环境空气中PM_(10)和PM2.5浓度贡献可达31.3μg·m^(-3)和9.6μg·m^(-3).通过污染控制情景设置和分析,本研究认为要使2030年施工扬尘排放得到较好地削减,应执行更加严格的绿色施工管理规程和加强施工环境监管.

2013年1月北京市PM_(2.5)区域来源解析

2013年1月，北京地区经历了多次严重的灰霾天气，细颗粒物污染已成为北京地区所面临的重要问题．了解和掌握北京细颗粒物的污染来源，是解决细颗粒物污染的重要途径，也是制定防治政策的重要依据．通过建立三维空气质量模型系统，对2013年1月20～24日的污染过程进行模拟，并运用PSAT技术探究北京市细颗粒物污染的区域来源．结果表明，本地源排放是北京市PM2.5的主要来源，平均贡献率为34％；河北和天津的平均贡献率分别为26％和4％；京津冀周边地区及模拟边界外的贡献分别为12％和24％．在重污染日，区域传输对北京市PM2.5的影响显著增强，是北京PM2.5污染的主要来源．PM2.5中的硝酸盐主要来自北京市周边地区的贡献，而硫酸盐和二次有机气溶胶呈现远距离传输的特性，铵盐和其他组分则主要来自北京本地的贡献．

北京市城区秋季O_(3)污染过程VOCs污染特征及反应活性

为深入了解挥发性有机物(VOCs)对臭氧(O_(3))污染的影响,基于北京市2019年秋季VOCs和O_(3)高时间分辨率在线监测数据,开展O_(3)污染情况下VOCs浓度水平、组成变化和臭氧生成潜势(OFP)研究.结果表明,大气φ(VOCs)平均值为(22.22±10.10)×10^(-9),其中,烷烃是体积分数最大的组分,占总VOCs的55.65%,其次是含氧有机物(OVOCs)和烯烃,分别占总VOCs的16.23%和8.13%.观测期间,北京市城区O_(3)共出现3次污染过程,O_(3)污染日和清洁日φ(VOCs)平均值分别为(26.22±12.52)×10^(-9)和(16.37±7.19)×10^(-9),污染日VOCs体积分数比清洁日高60.17%.臭氧生成潜势(OFP)分析结果显示,污染日OFP为113.63μg·m^(-3),比清洁日增加56.55%,OVOCs和芳香烃对OFP的贡献率分别增加6.51%和1.55%,而烯烃的贡献率下降8.72%.特征物种甲苯和苯的比值(T/B)的平均值为1.55,苯、甲苯和乙苯的比值(B∶T∶E)的平均值为0.36∶0.55∶0.09,表明机动车排放对北京市城区秋季大气VOCs贡献显著.后向轨迹研究发现,南部气团传输对北京市秋季城区VOCs影响较大.