珠三角SO_2污染区划及来源的定量研究

文章利用珠三角粤港空气质量监测网13个空气质量监测点2009年11月SO2监测浓度,通过聚类分析对珠三角SO2进行污染特征区划,最终选定该时段内3个核心关注区域,分别为广州中心城区、佛山江门片区、珠江口西侧片区。发现佛山江门片区的污染最为严重,其次是珠江口西侧片区。根据一定标准,选定11月23-27日为典型污染过程,11-16日为典型清洁时段。利用MM5-CALPUFF模式对这3个区域,在典型污染过程与清洁时段内的SO2平均浓度进行来源分析,发现在选定的模拟时段内,广州中心城区在污染过程中以本地污染为主(贡献率达62.47%),清洁时段则广州本地污染(49.43%)与东莞输送污染(40.27%)并重;佛山江门片区在污染过程和清洁时段均以外地输送污染(分别为65.06%和68.92%)为主,主要输入源地是广州和东莞;珠江口西侧片区在污染过程和清洁时段均是输送污染与本地污染并重(污染过程输送污染44.10%,本地污染51.83%;清洁时段输送污染50.25%,本地污染41.11%),其中污染过程中,输送污染的主要输入源地是深圳与东莞,清洁时段输送污染比重略大于本地污染,主要输入源地只有东莞。研究结果为控制及治理珠三角SO2源提供科学依据。

佛山市挥发性有机化合物污染特征及其关键组分分析

本研究基于2022年佛山市大气综合观测场的挥发性有机化合物(VOCs)在线监测数据,分析了佛山市大气VOCs浓度水平和化学组成等特征,并通过计算各组分臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(AFP),识别了影响臭氧和颗粒物污染的关键组分。结果显示,佛山市VOCs平均浓度为28.26 ppbv,其中烷烃含量最高,占比60.0%,其次是芳香烃。春季VOCs平均浓度最高,其次是冬季、秋季和夏季;日变化呈“U”型分布特征,夜间高白天低。间/对-二甲苯、甲苯、邻-二甲苯和乙苯是影响佛山市臭氧和二次有机气溶胶的共同的关键物种,应加大对这些物种的协同减排。

佛山市冬夏季羰基化合物污染特征

2014年冬季和2015年夏季在佛山市采集了36个羰基化合物的样品,检测出了其中14种化合物并进行了定量分析.结果表明,佛山市冬夏季羰基化合物污染严重,采样期间冬季和夏季平均浓度分别为36.15μg/m^3±3.45μg/m^3和33.25μg/m^3±4.25μg/m^3.冬季三种主要污染物为:甲醛(8.54μg/m^3,23.65%)>丙酮(8.20μg/m^3,22.69%)>乙醛(5.79μg/m^3,16.03%);夏季主要污染物为:甲醛(14.63μg/m^3,44.01%)>乙醛(6.22μg/m^3,18.70%)>丙酮(5.23μg/m^3,15.73%);冬季羰基化合物日变化不大,上午与晚上浓度相近,下午浓度略高于上午和晚上;夏季羰基化合物日变化较大,上午与晚上浓度相近,下午浓度明显高于上午和晚上;佛山市冬季C1/C2和C2/C3的浓度比分别为1.56和14.35,夏季C1/C2和C2/C3的浓度比分别为2.63和15.56.佛山大气羰基化合物主要来源于人类活动.冬夏季采样期间甲醛、乙醛、丙酮和丙醛之间具有较好的相关性,可以表明这些羰基化合物可能有相似的来源.

2017—2019年佛山市臭氧污染特征及其与气象条件的关系

利用2017—2019年佛山市环境空气监测站点监测的臭氧(O_(3))数据,结合同期气象观测资料,分析O_(3)污染的时空分布特征及其与气象条件的关系,并开展污染天气分型研究。结果显示,2017—2019年佛山市O_(3)污染呈恶化趋势,污染主要集中在9~10月,其次是5~6月;日变化显示出“单峰”型分布特征,一般在15时达到峰值;从空间上看,O_(3)污染主要集中在南部。O_(3)与日总辐射量、日最高气温、日均气温均呈正相关关系,与日均相对湿度、日总降雨量、降雨时长和风速均呈负相关关系;当日总辐射量高于10.1 MJ/m^(2)、日最高气温高于24.3℃,偏西风和风速不高于5 m/s时,有利于当地出现O_(3)污染;降雨发生和持续时间影响降雨对O_(3)污染缓解的效果,短时降雨和夜间降雨不能缓解O_(3)污染。诱发O_(3)污染的大气环流类型能分成8种,副高控制型、台风外围型、均压场型和弱高压脊型诱发的O_(3)污染次数最多、污染浓度最高;不同季节诱发O_(3)污染的大气环流类型不同,夏季和冬季的污染大气环流类型相对单一,春季和秋季的污染大气环流类型相对复杂。

SCREEN3模型在大气环境管理中的应用研究

基于高斯扩散的单源估算模式SCREEN3计算佛山市环境统计企业的SO_2排放最大落地浓度距离,发现全市工业企业SO_2排放最大落地浓度距离为0.4~13.5 km。其中水泥和火电等高架源的最大落地浓度的距离最远。佛山市及五区纳入环境统计的重点废气排放企业平均的SO_2排放最大落地浓度距离为2.9~4.9 km,能直接影响国控监测点位的企业合计37家,其中40%为高明区的企业。该结果证明加强空气质量国控监测点位周边至少5 km内废气排放企业的督查有利于空气质量的改善。

珠三角地区秋季臭氧生成敏感性时空变化模拟研究

应用大气化学在线耦合模式WRF/Chem模式,对发生在珠三角地区秋季臭氧重污染事件进行了模拟.通过敏感性分析,划分臭氧敏感性区域,并研究敏感性区域随时间变化规律与成因.研究发现:在一定的气象条件和污染物排放情况下,VOCs敏感区主要分布在珠三角中心城区及其下风向地区(例如:佛山、中山、江门、珠海、深圳、广州南部以及肇庆南部地区),而NOx敏感区分布在珠三角的上风向郊区(例如:广州北部、惠州).珠三角臭氧敏感区表现出明显的时间变化特征,上午11-12时相较下午14-15时,VOCs敏感区域范围减少,NOx敏感区域范围增加且增幅达51.4%,其变化原因与生物源VOCs排放增加、气团老化、大气稀释扩散增加有关.

佛山市PM_(2.5)污染特征及诱发其高污染过程天气系统分析

利用2013年佛山市8个国控大气自动监测站点ρ(PM_(2.5))监测数据,分析佛山市PM_(2.5)污染的时空分布特征,并诊断诱发PM_(2.5)高污染过程的关键天气类型。结果表明,佛山市2013年PM_(2.5)年均值为53μg/m3,高于国家二级标准,污染主要集中在三水区中部、南海区中部和禅城区北部。佛山市ρ(PM_(2.5))表现出明显的季节变化和日变化特征,秋、冬季是PM_(2.5)的高污染季节,其值夜间略高于白天,呈典型的双峰型分布,08:00—09:00短暂出现一个浓度的小峰值,推测与上班交通高峰有关。对PM_(2.5)持续高污染发生的地面天气形势分析表明,高压出海是诱发佛山市PM_(2.5)高污染事件最主要的天气类型。

珠三角产业重镇大气VOCs污染特征及来源解析

2019年在珠三角典型产业重镇佛山市狮山镇在线监测大气挥发性有机化合物(VOCs),并开展大气VOCs污染特征、臭氧生成潜势(OFP)及来源贡献分析.观测期间共测得56种VOCs物种,总挥发性有机物(TVOCs)体积浓度为(39.64±30.46)×10^(-9),主要组成为烷烃(56.5%)和芳香烃(30.1%).大气VOCs在冬季和春季浓度较高.VOCs各组分呈“U”型日变化特征,污染时段的日变化幅度明显大于非污染时段.相对增量反应活性(RIR)结果表明研究区域的O_(3)生成处于VOCs控制区.2019年VOCs的OFP为107.40×10^(-9),其中芳香烃对总OFP贡献最大(54.6%).OFP浓度最高的10种VOCs占总OFP的80.3%,占TVOCs体积浓度的59.9%,高反应活性的VOCs物种在研究区域具有较高的大气浓度,应重点控制.正交矩阵因子分析模型(PMF)来源解析结果表明,溶剂使用源(42.4%)和机动车排放源(25.8%)是研究区域2019年大气VOCs的主要来源,其次为工业过程源(14.6%)、汽油挥发(7.9%)和天然源(1.7%),控制上述源的VOCs排放是缓解该地区臭氧污染的有效策略.

生物源挥发性有机化合物排放及其在空气质量模式的应用研究

综述了近30年来国内外关于生物源挥发性有机化合物(BVOCs)排放及其应用的研究进展,包括BVOCs排放的化学组成、影响排放的主要环境因素和排放模式的建立及其应用等。重点探讨BVOCs排放在空气质量模拟应用中的重要性,提出一些值得注意的关键点。最后从BVOCs排放模式机理、基础数据和大气化学输送模式对BVOCs排放处理等方向进行了展望。

乙酸钠外加碳源SBBR工艺脱氮效果的实验研究

选取乙酸钠为外加碳源,采用SBBR工艺处理低C/N比城市生活污水。当外加碳源后的C/N比值增加至7.0左右时,对原水NH4+-N去除率最高为89.31%,外加碳源后的C/N为7.12时,TN的去除率最好,为71.27%。结果表明,外加乙酸钠碳源后的SBBR工艺对于低C/N生活污水脱氮性能十分良好。出水水质指标均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的"一级标准A标准",出水作为回用水。

2017年佛山市大气复合污染特征及来源分析

利用2017年佛山市8个国控监测点位的6项常规大气污染物自动监测数据,研究细颗粒物(PM_(2.5))、可吸入颗粒物(PM 10)、臭氧(O_(3))的时空变化和复合污染特征,并采用单颗粒气溶胶质谱仪对佛山市大气PM_(2.5)进行来源解析,分析O_(3)与二次气溶胶的协同增长关系。结果表明,2017年佛山市空气质量综合指数(AQI)为4.75,主要的空气质量污染物为PM_(2.5)、二氧化氮(NO_(2))和O_(3),除O_(3)呈现第2,3季度较高外,其他5项污染物均呈现第1,4季度较高的趋势。ρ(PM_(2.5))和ρ(PM_(2.5))/ρ(CO)在1—4月和11,12月较高,二次生成强度较大。机动车尾气源、燃煤源和工业工艺源是大气PM_(2.5)的主要来源。佛山市中心城区等道路密集以及交通枢纽地区的ρ(NO_(2))较高,机动车尾气排放是大气NO_(2)的主要来源。O_(3)污染主要发生在4,5,7—10月。ρ(O_(3))和ρ(PM_(2.5))/ρ(CO)的日变化均在12:00—17:00达到峰值。ρ(PM_(2.5))随光化学活性水平增强而提高,高度和中度光化学活性水平下ρ(PM_(2.5))/ρ(CO)明显大于轻度和低光化学活性水平。在统计时段,PM_(2.5)和O_(3)协同增长的时间占37.3%,O_(3)污染对二次气溶胶的氧化生成有明显的促进作用。

佛山市环境空气质量预报预警系统平台设计

环境空气质量预报预警是指导社会生产和生活、有效预防大气污染发生的重要手段,是目前新兴的生态环境监测任务。本文概述了佛山市环境空气质量预报预警系统平台的总体设计,并针对系统的主要功能模块进行了详细的介绍。同时,本文指出结合人工智能深度学习后数值模拟预报结果与监测结果的相关性得到了明显的提高。最后,本文总结了系统平台投入运行后至今取得的主要大气环境成效。

降低佛山市臭氧高质量浓度的数值模拟

选取珠江三角洲中心城市佛山市作为主要研究区域,利用区域空气质量数值模式(WRF/CMAQ)结合敏感性试验的方法开展臭氧污染削峰减排研究。利用WRF/CMAQ模式开展不同的敏感性试验,包括减少影响臭氧质量浓度的两类前体物VOCs和NO x的总排放量、分别减少佛山市交通行业、溶剂行业和其他工业(不包括溶剂行业)的排放量。结果表明佛山市的臭氧污染属于VOCs敏感,对VOCs进行减排能在一定程度上降低臭氧质量浓度,VOCs减排30%后臭氧日峰值最高可降低约10%,而对NO x进行减排反而会造成部分地区臭氧质量浓度的增加。对交通和工业行业排放进行削减会同时减少VOCs和NO x的排放,因此对这两个行业的减排会导致不同地区的臭氧质量浓度有增有减。溶剂行业的主要排放物种是VOCs,对溶剂行业的减排可以显著降低臭氧峰值质量浓度,因此溶剂行业是臭氧削峰减排的重点。本研究还开展了提前不同天数进行减排的敏感性试验,结果显示:在佛山市提前1 d的减排效果比当天减排效果好,而与提前2 d或3 d的减排效果差别不大,因此在佛山这样的城市范围内,当地提前1 d减排即可得到最有效、最经济的臭氧削峰减排效果。

佛山市一次持续性O_(3)污染过程特征分析及来源解析

2019年9月15日至10月2日,佛山市发生了长达18 d的O_(3)持续性污染过程,结合监测数据和数值模拟两种方法,分析佛山市O_(3)污染过程特征和量化污染来源。结果表明:(1)副热带高压、台风外围天气系统及两者叠加型诱发这次长时间的O_(3)污染,副热带高压强盛是造成这次长时间污染的主要原因。(2)当温度>30℃、相对湿度≤50%、风力在3级以下、风向为偏北风时,O_(3)易出现超标。(3)珠江三角洲城市中位于污染上风向的广州市对佛山市O_(3)污染平均贡献率(26.9%)明显大于佛山市本地贡献率(14.4%)。道路移动源对佛山市本地生成的O_(3)污染平均贡献率(41.5%)最大。

好氧颗粒污泥及其在污水处理领域的研究进展

好氧颗粒污泥的形成受物理、化学、生物等诸多因素的影响,例如进水有机负荷的高低、水力剪切力的大小、沉降时间的长短及"营养匮乏期"都会影响到好氧颗粒污泥的形成。好氧颗粒污泥好氧-缺氧-厌氧的特殊空间结构使其能在同一反应器中实现同步脱氮除磷,对高浓度有机废水、含氮磷污水、含重金属有毒废水及工业废水等具有较好的处理效果。序批式反应器(SBR)具有工艺简单、运行费用低,耐冲击负荷、适应性强等独特的优点,因此在好氧颗粒污泥的培养研究方面具有较理想的效果,是目前污水处理领域的研究热点。

大气环流10~25 d振荡对佛山市冬半年空气质量的影响

基于2016/2017年冬半年佛山市的空气质量数据以及大气环流资料,分析了它们的显著变化周期以及大气环流对空气质量的影响过程。结果表明:1)大气环流、空气质量指数及污染物浓度具有显著的10~25 d周期变化特征。地表气压的逐日变化超前空气质量指数及污染物浓度变化4~5 d,前者是空气质量潜在的预测因子。2)在冬半年,当东亚区域大气环流10~25 d分量的地表高压系统、低层的偏北风以及伴随的下沉运动自北向南及东南移动至华南地区,可使华南上空的大气层结较稳定,容易出现晴空少云天气,有利于大气污染物的光化学反应以及不利于污染物的扩散,从而导致污染物浓度升高及空气质量变差。3)当10~25 d分量的地表低压系统、低层的偏南风以及伴随的上升运动自北向南及东南移动至华南地区,则可使得华南的大气层结较不稳定,容易出现阴雨天气,有利于空气中污染物的净化和稀释,污染物浓度降低,空气质量变好。当南移的高压系统取代低压系统控制华南,则空气质量又开始变差。

佛山市大气细粒子碳质组分时空分布特征及其影响因素

采用热/光法测定了2011年夏季和冬季佛山市城区和对照点大气细粒子碳质组分浓度水平,并讨论了城区与对照点碳质组分的污染水平和时空差异;通过分析OC与EC的相关性,研究了各站点大气中碳质组分的主要来源;最后采用ρ(OC)/ρ(EC)最小比值法估算了各站点SOC的污染水平。结果表明:佛山市大气细粒子碳质组分中有机碳(OC)和元素碳(EC)质量浓度分别为9.93μg·m-3和6.47μg·m-3。从季节上看,佛山市碳质组分季节分布明显,冬季污染程度明显高于夏季,各个区域夏季和冬季OC质量浓度分别为5.33～10.60μg·m-3和10.60～15.94μg·m-3,相应的EC质量浓度分别为3.58～6.94μg·m-3和6.03～10.12μg·m-3;夏季和冬季ρ(OC)/ρ(EC)比值分别为1.15～1.84和1.32～2.34。从空间上看,佛山市各区域OC、EC、ρ(OC)/ρ(EC)和ρ(SOC)/ρ(OC)的变化范围较大,城区与对照点二次有机碳(SOC)占OC比例分别为19%～56%和21%～76%,反映了佛山市碳质组分空间分布存在着显著差异。总体上,佛山市各采样点夏季明显受局地污染影响,冬季明显受区域污染影响。OC与EC的相关性系数r2在0.4～0.7之间,说明佛山市大气颗粒物中OC和EC有相似来源。从大气细粒子浓度来看,对照点更合镇污染程度相对较轻,明显低于其他几个城区采样点,但从大气细粒子碳质组分浓度来看,更合镇碳质组分污染水平较高,特别是冬季EC浓度明显高于城区,表明一次燃烧源对更合镇细粒子污染有重要贡献。研究结果对于对后续评估佛山市大气污染整治效果具有一定参考价值,同时可为产业结构类似佛山的其他重工业城市大气污染控制提供基础数据。

佛山市“十三五”环境空气质量评价

"十三五"期间,佛山市环境空气质量总体改善。从时间变化上看,SO2、PM10和CO(95per)浓度五年内持续达到国家环境空气质量年二级标准,其中SO2和PM2.5浓度呈明显下降趋势;"十三五"末年(2020年)与"十二五"末年(2015年)相比,佛山市SO2、NO2、PM10、CO(95per)和PM2.5浓度均出现下降,但O3-8h(90per)浓度出现上升;PM2.5作为首要污染物发生频率呈明显下降趋势,但O3-8h作为首要污染物发生频率却呈明显上升趋势。从空间分布上看,佛山市五区SO2、NO2、PM10和PM2.5浓度均有所下降,仅高明区CO(95per)和O3-8h((90per)浓度出现上升。

2011~2014年气象要素对佛山市区PM_(2.5)浓度的影响

选取2011~2014年国控站点华材职中大气自动监测数据,研究影响佛山市城区PM2.5浓度的气象要素阈值区间。结果表明,当温度为15~25℃,湿度<45%,风速<3.3 m/s,风向为偏北风时,佛山城区PM2.5污染发生频率较高。引起PM2.5污染的天气形势大致分为高压出海型(34.2%)、弱槽弱脊型(26.3%)、锋面影响型(15.8%)、热带低压型(15.8%)和高压控制型(7.9%)。秋季和冬季PM2.5污染发生频次占比最大,热带低压型为秋季污染过程的主要天气型,弱脊弱槽型与高压出海型为冬季污染过程的主要天气形势。

制造业城市生态系统可持续发展评价研究

建立制造业城市佛山市生态系统现状评价指标体系,基于生态环境压力指数法评价经济发展对生态环境压力,耦合集对分析方法评价2011-2019年生态系统可持续发展水平,综合分析自然子系统、经济子系统和社会子系统的可持续发展协调程度。结果表明:佛山经济社会发展对生态环境的压力整体处于大压力状态,呈波动下降趋势,经济发展使科学技术不断进步,抵消了由于发展所需能源消耗对生态环境造成的压力;城市生态系统资源能源消耗型压力特征显著;佛山市生态系统处于良好可持续发展水平,可持续发展水平逐年上升,其中2015-2019年可持续发展程度改善较大。自然子系统、经济子系统和社会子系统协调程度良好。成果可为环境监测部门每年业务化开展生态环境系统状况监控提供有益借鉴。