环渤海地区废弃物焚烧处理温室气体排放模拟研究

为了分析未来环渤海地区废弃物焚烧处理过程中的温室气体排放情况,并积极推动温室气体减排工作,基于系统动力学和IPCC温室气体排放计算方法构建了环渤海地区废弃物焚烧处理温室气体排放模型,以2016-2020年温室气体排放量为基础,在源头、中端和末端分别设立减排情景,预测2020-2050年环渤海地区温室气体排放量(以CO_(2)当量计)的趋势变化,分析减排潜力以及排放分布差异。结果表明:①2016-2020年河北省、辽宁省和天津市废弃物焚烧处理温室气体排放均呈增长趋势,而山东省因危险废弃物的产生量激增,导致其排放量经历了先增后降再增的波动。受此影响,环渤海地区焚烧处理温室气体排放量呈现先上升后下降的趋势,并在2020年再次出现增长。②2020-2050年,源头减排情景和中端减排情景的温室气体排444放量均于2030年达到峰值(分别为6288.22×10^(4)和4867.90×10^(4) t),到2050年二者的累积减排量分别为19656.59×10^(4)和427477.60×10^(4) t,通过政策支持提升垃圾分类比例、推动发展大规模焚烧发电产业园区、提高入炉垃圾的热值来提升焚烧效率,4可以进一步增加两种情景下的减排潜力。末端减排情景的温室气体排放量于2025年达到峰值4392.73×10^(4) t,到2050年积累减4排量为34858.82×10^(4) t,减排潜力最大,可通过发展高参数焚烧发电技术以及加强发电余热利用实现热电联产来提高焚烧发电效率,进一步增加末端减排情景的减排潜力。③环渤海地区焚烧处理温室气体排放量区域差异显著,与区域GDP、人口和面积等参数均呈正相关。研究显示,提升焚烧发电效率能大幅降低温室气体排放,建议加强联防联控,区域内共同建设大型垃圾焚烧产业园区,提升焚烧发电效率并促进区域内平衡和协调发展,减少废弃物焚烧处理过程中的温室气体排放,为我国实现碳达峰碳中和的目标提供参考。

拉萨市夏季含碳气溶胶的浓度水平与组成特征研究

利用颗粒物采样器采集拉萨市夏季(2021年8月30日~2021年9月23日)大气细颗粒物(PM_(2.5))样品,并对不同含碳气溶胶组分进行测定和探讨。根据碳组分挥发性的强弱,将有机碳(OC)分为易挥发组分(HOC)、中等挥发组分(MOC)和难挥发组分(LOC),元素碳(EC)分为焦碳(char)和烟炱(soot)。结果显示,拉萨市夏季大气环境白天OC和EC的平均浓度分别为4.39±0.98μg/m^(3)和1.09±0.69μg/m^(3),夜晚OC和EC的平均浓度分别为4.39±1.43μg/m^(3)和1.17±0.57μg/m^(3)。系统比较OC/EC和char/soot源示踪指标在源辨识上的差异,发现char/soot值比OC/EC值可以更准确地识别关键排放源对含碳气溶胶的影响,说明char/soot值是一个可靠的源解析工具。本研究测定的char/soot平均值为0.20,符合机动车尾气污染特征,远小于生物质燃烧和煤炭燃烧特征值,说明拉萨夏季大气环境主要受机动车尾气排放影响。LOC是拉萨夏季含碳气溶胶最丰富的OC组分,在所有碳组分中的占比为47.7%,其次为MOC(18.2%)和HOC(10.8%)。不同碳组分之间的相关性分析表明,HOC主要通过大气化学反应生成,未来可成为评估二次有机气溶胶的一个潜在指标。

珠三角城市群屋顶分布式光伏发电的综合潜力研究

屋顶光伏发电仅利用屋顶空间和太阳辐射,不额外占用土地资源,因此成为推动绿色能源转型的重要选择。珠江三角洲(珠三角)城市群是我国城市化进程最快的地区之一。本研究基于区域地理和当前技术条件提出5°和20°两种安装角度、单晶硅和多晶硅两种光伏板材料,共计4种屋顶光伏安装方案,分析在珠三角城市群开展大面积屋顶光伏项目的技术、经济以及减排潜力。结果显示,珠三角地区的城市屋顶总面积为2493.255 km^(2),占珠三角土地面积的4.5%;珠三角地区的最大屋顶光伏发电潜力约为440.6×10^(8)~721.2×10^(8) kW h,且每年能够减少47.83%~78.14%的广东省电力部门温室气体排放;通过净现值指标对屋顶光伏发电的经济收益进行评估,5°单晶硅的安装方案所带来净现值最高,达到了2151亿元,同时其初始投资也是4种安装模式中最小的;4种安装方案均在第四年可实现成本回收,表明在珠三角地区推行大面积屋顶光伏具有显著的潜力,未来屋顶光伏发电项目具有较强的投资吸引力。

国家环境标准中挥发性有机物分析方法的研究进展

综述了我国不同介质中挥发性有机物(VOCs)的环境监测方法标准,介绍了样品采集和前处理、分析方法、质量保证与质量控制等技术内容,以及VOCs监测技术的研究进展。分析了国内VOCs监管控制的现状和重点需求,并在此基础上提出了健全VOCs环境标准体系、完善分类监管的优先控制物种清单、尽快实现VOCs监测工作的常态化、推广应用先进的VOCs监测技术等建议。

青藏高原热力作用对南海及周边区域夏季气候的影响研究进展

针对青藏高原热力强迫作用对东亚夏季风强度、南海夏季风爆发早晚、南海周边区域旱涝的影响,以及在全球变暖背景下其对降水格局的影响等科学研究进行了总结回顾,并就青藏高原热力作用对南海周边区域夏季气候的影响科学问题进行了探讨。研究表明,高原冬春积雪异常通过影响雪盖反照率、改变辐射平衡和通过积雪-水文效应改变土壤湿度两个途径来影响东亚夏季风;通过改变大陆-海洋经向热力对比影响南海季风爆发早晚;通过改变西太平洋副高位置和季风环流变化来影响华南和长江流域夏季降水的分布。在全球变暖背景下,青藏高原感热加热的减弱可能对降水年代际"南涝北旱"格局的形成具有重要贡献。随着全球变暖减缓,青藏高原中部和东部的感热呈现出复苏态势,"南涝北旱"的降水格局分布在将来有可能被打破。

国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码下设研究方向与关键词解读:D0507生态气象

2020年国家自然科学基金委员会调整了大气科学学科申请代码,设置了15个二级申请代码,D0507生态气象是新设立的二级申请代码之一。在战略研究专项项目和科学界的支持下,关键词工作组组织专家经多轮研讨确定申请代码下设的研究方向和关键词。本文针对生态气象的4个研究方向及关键词设置背景、整体框架、内在逻辑等进行解读。重点阐述了生态气象的总体框架,阐明了4个研究方向(微生物的大气过程、大气变化的生态效应、生态系统对大气的影响、生态气象监测与模拟)各自特点及内在关系;给出了各研究方向及其关键词的内涵与外延,以及近5年(2017~2021年)各关键词在文献中出现的频次。提出在选择研究方向和关键词时的注意事项与建议。通过对研究方向和关键词的解读,有助于指导基金申请人选择合适研究方向和关键词,助力精准指派通讯评审专家。

国五和国六轻型汽油车蒸发排放因子与特征研究

挥发性有机物(VOCs)是光化学污染形成的重要前体物,汽油车的蒸发排放是VOCs的重要排放来源。排放清单是表征汽油车VOCs排放的重要手段,汽油车的VOCs蒸发排放因子是建立源排放清单重要的数据基础。该文通过整车蒸发排放试验获取国五和国六轻型汽油车的热浸和昼夜VOCs排放因子,为建立汽油车VOCs排放清单提供重要的数据参考。结果表明,国五轻型汽油车热浸VOCs平均排放因子为(0.11±0.11)g/h,昼夜损失平均排放因子为(0.61±0.29)g/d;国六轻型汽油车热浸VOCs排放因子为(0.095±0.077)g/h,昼夜损失平均排放因子在(0.23±0.16)g/d。研究表明昼夜排放测试中,蒸发密闭室内VOCs质量排放上升速度先快后慢;相较于国五车辆,国六车辆车的昼夜排放改善更为明显,且使用95号汽油的车辆比使用92号汽油的车辆蒸发排放略低。

粤港澳大湾区背景下环境监测技术专业群构建研究

高职院校应主动响应国家重大发展战略,服务战略性新兴产业发展需要。通过对广东省A职业学院第一批广东省省级高水平专业群建设深入剖析,阐述“价值驱动&行业对接”的环境监测技术专业群建设理念,阐明基于地方发展战略性新兴产业政策背景下,以环境、健康、安全服务价值为驱动,以对接行业关键细分领域为抓手的专业群构建思路。行业对接的系统性和专业的价值创造,有效驱动群内各专业实现师资、课程、实训的充分共享,进而促进信息交流、技术溢出、内部竞合,提升专业群的协同创新效应,提高环境监测技术专业人才培养质量,获取丰富教学成果。

亚热带常见室内绿植对甲醛净化效果及生理机制

为探究室内绿植对不同浓度甲醛净化效果及生理机制,以白鹤芋、花叶万年青、也门铁和麒麟尾为研究对象,采用玻璃箱密闭熏蒸法,设置甲醛浓度分别为2.70,4.53,7.87 mg•m^(-3)共3个处理(每个处理下光照强度均为50μmol•m^(-2)•s^(-1)),测定不同甲醛浓度下植物甲醛净化速率及生理生化指标。结果表明:1)4种植物均具有净化甲醛能力,且净化速率随甲醛浓度增加显著增加,高甲醛浓度下(7.87 mg•m^(-3))4种植物净化甲醛能力排序为:也门铁(219.81 ng•cm^(-2)•h^(-1))>麒麟尾(197.29 ng•cm^(-2)•h^(-1))>白鹤芋(173.47 ng•cm^(-2)•h^(-1))>花叶万年青(125.15 ng•cm^(-2)•h^(-1))。2)白鹤芋甲醛净化速率与丙二醛、总有机酸含量以及甲醛脱氢酶呈极显著正相关;麒麟尾甲醛净化速率与丙二醛和可溶性糖含量显著负相关。这可能与甲醛脱氢酶和可溶性糖等生理指标与甲醛在植物体内代谢过程密切相关。3)利用隶属函数法对植物叶绿素、丙二醛和可溶性糖含量进行综合分析,结果表明,白鹤芋甲醛抗性最强,花叶万年青抗性最弱。

秋冬季不同天气类型PM_(1)中金属元素污染来源及健康风险评估——以青岛市为例

于2018年~2022年秋冬季(每年11月至次年1月)开展大气PM_(1)逐日采样和20种金属元素分析,分析了不同天气类型下金属元素污染特征及来源,并评估了其健康风险.结果表明,沙尘日金属元素含量(2022.88±2298.00ng/m^(3))高于其他天气,霾日、污染雾日分别为清洁日的2.06倍和1.70倍.致癌金属元素(Ni、Cd、As、Cr、Co、Pb)和非致癌金属元素(Mn、Zn、Cu、V、Al、Ba)在霾日和污染雾日富集程度更高.正定矩阵因子模型结果表明,PM_(1)中金属元素主要来自机动车源、煤/生物质燃烧源、海盐源、地壳源、工业源和船舶源,其中雾日和霾日来自机动车和煤/生物质燃烧源的贡献达72.1%以上,清洁雾日船舶源贡献比上升至1.9%.后向气流轨迹分析表明霾日主要受西北向中长距离污染气团传输影响.污染雾日受海陆环流下本地排放和高污染气团长距离输送共同影响,沙尘日以西北向长、中距离沙尘气团输送为主导,同时受近距离沙尘气团二次回流影响.PM_(1)中金属元素经呼吸途径的非致癌风险可忽略,但As和Cr的终生致癌风险高于10^(-6)的阈值但低于10^(-4),且污染雾日和霾日风险概率最高,建议继续加强燃煤、冶金和电镀等工业过程As和Cr污染控制,重点防控秋冬季重污染事件中的污染雾日、霾日等天气.

2006~2020年粤港澳大湾区气溶胶和臭氧垂直分布及复合污染特征

利用2006~2020年大湾区地基、高塔、探空、飞机和卫星等多源观测资料展开分析,研究气溶胶和O_(3)以及相关气象条件的三维时空变化特征,特别关注气溶胶和O_(3)垂直分布特征以及边界层低层气溶胶对O_(3)浓度影响.研究发现,2006~2020年,大湾区地表PM_(10)波动下降(-2.2μg/(m^(3)·a)),地表O_(3)和1000m内O_(3)均波动上升(+0.8μg/(m^(3)·a),+0.6μg/(m^(3)·a));地表PM_(2.5)自2014年以来波动下降(-1.5μg/(m^(3)·a)).垂直气溶胶和O_(3)分布存在差异与共性,垂直(1000m以内)气溶胶消光系数随高度上升而减少(平均变化速率为-0.06km~(-1)/hm),O_(3)浓度随高度上升而增加(平均变化速率为+1.4μg/(m^(3)·hm));共性上垂直气溶胶和O_(3)均在夏季达最低值,且两者均在春季自由对流层浓度最高.2006年以来,地表气象要素平均气温上升0.05℃/a,平均相对湿度上升0.44%/a,平均风速下降0.02m/(s?a),一定程度上可解释特定年份气溶胶和O_(3)浓度同步增长/下降;夏季受南海季风影响,边界层内相对湿度较高,而秋季边界层内温度较高和湿度适中,这种气象条件更有利于光化学反应.基于4a广州塔的O_(3)和PM_(10)同步观测结果表明,地表PM_(10)高值出现在夜间,454m的PM_(10)高值出现在午后并与454m O_(3)浓度呈强正相关,表现为午后边界层气溶胶的二次反应生成特征,以及这些二次气溶胶对光化辐射的后向散射作用可能是加剧边界层O_(3)污染的因素之一.

海南区域背景点光化学污染特征及VOCs来源解析

海南区域背景点位于海南省东北部,是热带地区大气传输通道上的重要站点.于2021年8月~12月在海南区域背景点开展光化学污染物(O_(3)、PAN)及其前体物VOCs的在线观测,分析了光化学污染变化特征及规律、VOCs的组成特征、臭氧生成潜势(OFP)及化学活性(L^(·OH)),并利用PSCF和PMF方法进行VOCs来源解析.结果表明,海南区域背景站环境空气污染物浓度水平较低.当主导风向转偏北风后,各项污染物浓度升高.O_(3)在气象条件影响下白天生成夜间积累,形成光化学污染.观测期间光化学反应前体物VOCs平均浓度(体积分数)为(7.21×10^(-9)±4.60×10^(-9)),各类VOCs浓度从大到小排序为烷烃>OVOC>芳香烃>烯烃>炔烃.污染期各项浓度显著高于清洁期.VOCs活性分析结果表明OVOC和烯烃主要参与光化学反应.污染期前体物、PAN和O_(3)的潜在来源高值区主要分布在珠三角至福建东南部发达的沿海地区.根据PMF源解析模型分析结果海南区域站受到人为源显著影响,机动车尾气(37.8%~46.2%)是海南O_(3)污染的重要贡献来源.

基于KZ滤波分析气象对珠三角臭氧趋势的影响

基于2015~2021年珠三角臭氧(O_(3))监测数据以及再分析的气象资料,利用Kolmogorov-Zurbenko(KZ)滤波和逐步多元线性回归方法分析O_(3)长期趋势和气象因素之间的关系,量化气象和非气象对珠三角O_(3)日最大8h平均浓度(MDA8O_(3))长期趋势的贡献.结果表明:2015~2021年珠三角MDA8O_(3)增长明显,夏季和秋季O_(3)污染尤为严重.KZ滤波分离出的MDA8O_(3)短期、季节和长期3个分量分别占原始序列方差的60.84%、24.96%和4.33%,各分量之间相互独立,3个分量均与太阳辐射、温度和边界层高度呈正相关,与云量、相对湿度、风速和850hPa经向风呈负相关.此外,气象和非气象影响能分别解释大约64.3%(2.77μg/(m^(3)·a))和35.7%(1.53μg/(m^(3)·a))的MDA8O_(3)长期趋势的增长率(4.29μg/(m^(3)·a)).

气团来源和云雾过程对华南高山背景区亚微米气溶胶数谱分布的影响

在南岭国家大气背景站(南岭站,海拔1690m)采用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)对亚微米气溶胶的数浓度及粒径谱分布进行了观测.结合同期常规污染和气象数据,分析了不同来源气团与气象条件下气溶胶数谱分布的特征,探讨了典型云雾天气条件下气溶胶数浓度及谱分布的变化规律.研究结果表明:观测期间南岭站气溶胶的平均数浓度为1.14×10^(3)个/cm^(3),低于国内外大多数高山背景站,云雾天气多是造成南岭站气溶胶数浓度低的重要原因;气溶胶主要以爱根核模态和积聚模态为主,二者占总数浓度超过95%;气溶胶数浓度呈现下午高于上午的规律,峰值出现在下午14:00时左右.在途径珠三角的南部气团(占比66.2%)和途径湖南地区的北部气团(占比33.8%)影响下的气溶胶数谱分布均为双峰模态,但南部气团影响下的气溶胶数浓度约是北部气团(7.9×10^(2)个/cm^(3))影响下的2倍,且40~300nm粒径段的粒子数浓度明显升高.云雾时段的核模态和积聚模态气溶胶数浓度明显低于非云雾时段,总气溶胶数浓度下降幅度可达80%,说明云雾对气溶胶具有明显的清除作用;云雾发展过程中,气溶胶数浓度粒径分布变化规律呈现双峰型-单峰型-双峰型,谱宽不断收窄,且峰值粒径逐渐减小.

珠三角典型地区气态氨分布及其对PM_(2.5)贡献

为探讨珠三角典型地区气态氮(NH_(3))对细颗粒物(PM_(2.5))的贡献,于2022年6月~2023年5月,在珠三角地区四个代表性城市选择了三个城市站点和一个郊区站点开展了NH_(3)的在线监测,并同步收集了水溶性离子、HNO_(3)、PM_(2.5)以及气象参数等资料.此基础上分析了NH_(3)的浓度水平特征和日变化特征,进一步评估了NH_(3)对PM_(2.5)的潜在贡献.结果表明,公园前(GYQ)、梅华(MH)、东城(DC)和鹤山花果山(HGS)的NH_(3)年均值分别为(5.74±3.00),(4.70±2.41),(5.09±2.26)和(4.17±1.95)μg/m^(3),除GYQ外,其余三站点NH_(3)季节变化均表现出秋季>春季>夏季>冬季的趋势.NH_(3)浓度日变化规律与温度相近,与相对湿度相反.经由修正的气体比率(AdjGR)评估,四个站点均处于富氨的条件下.随着PM_(2.5)污染浓度的上升,AdjGR逐渐下降,同时氨转化率(NHR)逐渐升高.除此之外,四个站点NHR>0.5的情况均主要发生在温度<25℃和相对湿度<70%的气象条件下.

深圳大气中亚硝酸和甲醛的四季污染特征

亚硝酸(HONO)和甲醛(HCHO)光解是大气中羟基(OH)自由基的重要来源,强烈影响臭氧生成.为了探究大气中HONO和HCHO的污染特征,于2022年1月~2023年9月在中国深圳市开展了对HONO和HCHO的长期观测.结果表明,观测期间深圳市四季HONO平均浓度呈现出冬季(0.71×10^(-9))>秋季(0.64×10^(-9))>春季(0.59×10^(-9))>夏季(0.49×10^(-9)),HCHO平均浓度呈现出夏季(3.79×10^(-9))>秋季(2.74×10^(-9))>冬季(2.44×10^(-9))>春季(2.13×10^(-9)).HONO四季日变化均呈现明显的昼夜变化趋势,存在白天谷值和夜间峰值,还会在早晚高峰时期受到交通排放源的影响,HCHO则呈现较明显的日间单峰型的日变化特征,光化学生成特征突出.对OH自由基贡献的分析表明,HONO光解是深圳市OH自由基产率的主要贡献者(60%),并且对清晨的光化学反应活性有明显的促进作用,特别是在冬季;而HCHO则在夏季和午间发挥了相对更重要的作用.因此,通过有效控制HONO和HCHO可以降低大气氧化性,从而有助于控制O3污染.

广东区域通风廊道识别初探

以广东省为例,通过绘制空气动力学粗糙长度,从动力学角度初步识别出通风潜力;利用数值模拟输出的冬夏季平均水平风场,结合近地面温度和粗糙长度加权后得到通风指数,发现城际尺度风道分布受季节热力差异影响,冬季通风能力显著优于夏季。将通风评价结果划分为4个等级,从广东全域尺度分冬、夏两季识别了潜在风道。

节食引起相关微生物的变化及对人体的影响

节食可能导致人的行为及情绪发生变化,研究表明,部分肠道微生物会对人类行为及情绪产生作用,而饮食-肠道微生物-行为之间是否存在相关关系还没有得到深入研究。分析了不同人群的饮食习惯,将摄入物质分为高糖与高脂类、淀粉蛋白质类及蔬果维生素类,分别模拟这3类物质在肠道系统消化过程中对微生物群落的影响,利用16 s测序得到微生物的种群信息,采用问卷调查方法对节食人群表现出的行为及情绪进行统计分类,并对二者之间的关系进行分析。研究结果显示,经常摄入一类物质会对肠道微生物的丰度产生影响,部分关键微生物可对行为及情绪产生作用。将肠道微生物种群与人类行为关联起来,可为进一步确认肠道微生物对人类情绪变化影响提供数据支撑。

广州市环境空气PM_(2.5)重点控制方向的探讨

介绍了广州市环境空气质量现状、PM_(2.5)来源解析结果,探讨了不同层面的PM_(2.5)控制方向及建议,对各地开展PM_(2.5)研究及防控、尽早实现环境空气质量达标有一定的参考意义。

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。