基于多参数特征比值构建大气颗粒物污染类型快速识别方法

识别颗粒物污染类型是全面厘清污染成因和进行动态源解析的基础。针对北方工业城市包头市的大气污染特征及空气质量监测数据,确定了沙尘型、扬尘型、二次生成与累积型和其他型4种污染类型。根据包头市所处环境空气功能区,选择二级质量浓度限值对污染物质量浓度数据进行归一化处理,进而计算多种污染物特征比值和污染类型的判别阈值,从而快速判别出包头市4种颗粒物污染类型的对应时段。结果表明:基于多参数特征比值构建大气颗粒物污染类型快速识别方法能很好地区分扬尘型和沙尘型污染,对沙尘型污染识别的准确率可达80%,且识别出扬尘型污染日较高风速的气象条件有利于扬尘形成;二次生成与累积型和其他型污染日与历史特征雷达图筛选的偏二次型和燃煤型污染日重合率达到89%。沙尘型污染日的颗粒物质量浓度对2019年包头市PM10超标的贡献率最高,累积型与二次生成型对PM2.5的贡献率最高,因此控制二次生成与累积型污染可以有效改善当地的细颗粒污染。基于多参数特征比值构建大气颗粒物污染类型快速识别方法简化了颗粒物的重污染类型识别过程,可快速识别超标天的污染类型,为颗粒物污染成因的快速分析提供了科学依据。

TRIZ理论标准化解题流程的拓展及在大气化学教学中的应用

在高校课堂教学中,培养学生的科学思维是人才培养的重要环节。文章分析了TRIZ理论解决问题标准化流程中包含的从特殊问题抽象事物的本质和利用一般规律映射到具体问题解决的两种思维方法,将TRIZ理论解决工程技术领域问题的标准化流程拓展到待解决的自然科学问题的研究领域,在待解决实际问题和最终解决方案之间建立通用问题模型和快速寻找合适的科学理论和方法得到通用解的桥梁,将通用解映射到实际问题得到最终解决方案。拓展的TRIZ理论解决问题标准化流程在自然科学问题研究上具有广泛的应用性、普遍性和高效性,将其应用到《大气化学》光化学反应动力学的教学中,建立了解决光化学反应动力学问题的标准化流程,使学生容易理解和掌握化学反应动力学知识,能有效地培养学生科学的思维方法和提升本科生创新能力。

兰州生物质燃烧VOCs排放特征及其大气环境影响

采用排放因子法建立了2016年兰州市生物质燃烧源挥发性有机物(VOCs)排放清单,并分析了污染物的时空排放特征,利用排放清单对生物质燃烧源的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶(SOA)生成潜势进行了估算,研究其排放对大气环境的影响.结果表明:2016年兰州市生物质燃烧源排放VOCs总量为6626.2t,排放高值区在榆中东南及东北部、永登中部和七里河南部,经济水平落后、秸秆产量大的地区污染物排放量更大.污染物排放集中在采暖季(11～3月)及农作物收割期(7～8月);兰州市生物质燃烧源的OFP总量为13880.3t,煨炕为OFP贡献最大的子源,占比46.1%,含氧挥发性有机物(OVOCs)为OFP贡献最大的关键组分,占比51.4%;OFP贡献排名前10的物种有乙酸、丙烯、2-丁酮、甲苯、甲醛、乙醛、间/对-二甲苯、1-丁烯、丙酸和异戊二烯.煨炕是SOA生成潜势贡献最大的子源,占比46.5%,芳香烃为SOA生成潜势贡献最大的关键组分,占比62.2%,SOA生成潜势贡献排名前10的物种有苯酚、甲苯、α-蒎烯、间/对-二甲苯、苯、邻二甲苯、茚、1,2,4-三甲基苯、乙苯和1,2,3-三甲基苯;以降低区域O3和SOA浓度为目标时,应优先管控煨炕和秸秆露天燃烧(玉米)两类子源.

低剂量利福昔明可预防肝硬化失代偿期患者的并发症并提高生存率

利福昔明已被推荐作为肝性脑病(HE)和自发性细菌性腹膜炎(SBP)的预防药物。该研究旨在探讨低剂量利福昔明是否能预防肝硬化患者的整体并发症和延长生存期。在这项多中心随机开放标签的前瞻性研究中,200例失代偿期肝硬化患者按1∶1的比例随机分配。利福昔明组患者给予利福昔明400 mg,每日2次,疗程6个月,其余治疗策略在两组患者中尽量保持不变。主要疗效终点是总并发症发生率和无肝移植生存率。次要终点是各种主要肝硬化相关并发症的发生率,以及Child-Pugh评分和分级。

等温大气模型中的浮力探究

对等温大气模型中浮力与海拔的变化关系进行了理论推导,并用origin软件作出了相关的函数图像.通过实际测量进行了作图与拟合,并与理论值、理论图象进行了对比研究,从而证明了理论的正确性,并得出了浮力与高度的变化关系.

基于气团老化程度对挥发性有机物分类改善PMF源解析效果

VOCs作为臭氧与二次有机气溶胶的关键前体物,其来源解析对臭氧和颗粒物的协同控制至关重要.但多数VOCs具有反应性,不能完全满足受体模式对污染源排放化学物质组成稳定的假设要求,导致受体模式解析结果不能精准反映实际源贡献.为解决因不同VOCs反应活性不同而导致的组分相对变化与模型假设不符的问题,引入VOCs老化程度来表征其光化学反应的状态.将乌海市超级观测站监测的VOCs依据乙苯与间/对-二甲苯的比值分为高、中和低这3种老化状态.结果表明,分类后解析结果的模拟值与实测值的回归方程参数(斜率和截距)、标准误差、决定系数和残差合格率等模型诊断参数改善明显.因为老化程度与气团在大气中的传输时间和大气氧化性密切相关,在一定程度上也反映了气团的不同来源信息.在高老化态样品中焦化源贡献率最高,达47.20%;在低老化态样品中燃烧源和焦化源均较高,分别为28.67%和24.39%.按老化程度进行分类后,PMF对VOCs源解析的结果更符合实际排放源的贡献.

兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs的臭氧及二次有机气溶胶生成潜势

随着我国工业的快速发展和城市化进程的加快,化石燃料的大量使用造成了严重的二氧化硫、颗粒物和挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)等大气污染.目前,对化石燃料燃烧排放挥发性有机物环境影响的研究较少,本文计算了兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs及其相应的臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(secondary organic aerosols formation potential,SOAFP),其中水泥制造业的OFP和SOAFP占比最大,分别为45. 3%、50. 9%;其次为砖瓦制造业,但其吨标煤燃烧排放VOCs的OFP和SOAFP值最高,折为吨标煤后天然气燃烧产生VOCs的O_3和SOA最小.兰州市主城区化石燃料燃烧源OFP和SOAFP主要为电力和热力的生产供应以及西固区工业企业排放VOCs的贡献,其它地区为水泥制造业、砖瓦制造业、钢铁冶炼业等高能耗的行业的贡献为主.芳香烃是化石燃料燃烧源排放VOCs中对OFP和SOAFP均贡献最大的一类物质,占比分别为40. 0%和67. 2%,并且在生成潜势贡献前10的物种中芳香烃为主要物种.与生物质燃烧源相比,化石燃料燃烧源具有较强的O_3和SOA生成能力(2. 58 t·t^(-1)和3. 16 kg·t^(-1)).

兰州市高分辨率人为源排放清单建立及在WRF-Chem中应用评估

城市尺度高分辨率人为源大气污染物排放清单是城市空气质量预报预警、污染成因分析和减排措施制定的重要基础数据,目前我国西部地区城市尺度的人为源排放清单研究仍然相对薄弱,能对接于空气质量模式的排放清单更为缺乏.本文整合已发表的清单文献,建立了可对接于空气质量模式的2016年兰州市城市尺度的人为源清单模型(HEI-LZ16),将之应用于WRF-Chem模式,评估HEI-LZ16的准确性和适用性.结果表明:兰州市2016年人为源排放的SO_(2)、NO_(x)、CO、NH_(3)、VOCs、PM_(10)、PM_(2.5)、BC和OC总量分别为25642、53998、319003、10475、35289、49250、19822、2476和1482 t·a^(-1).在模拟时间内,HEI-LZ16相比于MEIC,O_(3)和PM_(2.5)的NME值分别减小了140.2%和28.8%,HEI-LZ16更加准确适用.分析了HEI-LZ16情景下模拟的PM_(2.5)和O_(3)时空分布,兰州市臭氧MDA8呈现冬春季城区低而郊区高,夏秋季河谷城区西部及其下风向地区高的分布特征,夏秋季高浓度区的分布受偏东风和光化学反应的共同影响,冬季城区O_(3)浓度受NO_(x)排放的抑制作用浓度反而降低.PM_(2.5)浓度的高值区主要集中在黄河河谷盆地,本研究表明沿白银—兰州黄河河谷盆地走向的西侧存在一个污染物传输通道,其对兰州市环境空气质量具有较大的影响.

兰州市农牧业源氨排放清单及其时空分布特征

通过实地调研等方式获取农牧业源的活动水平,采用NARSES模型确定氮肥施用排放因子,其它排放因子通过文献调研确定,建立了2016年兰州市农牧业源氨排放清单,并进一步分析了农牧业源氨排放的时空分布特征. 2016年兰州市农牧业源大气氨排放量为9 356. 90 t;其中畜禽养殖源氨排放量7 584. 03 t,分担率81. 05%;永登县是氨排放量最大的区县,氨排放量为2 820. 59 t,分担率为30. 14%.在兰州市各区县氨排放量分担率中,畜牧业源氨排放的分担率在65. 83%～97. 38%之间;氮肥施用源的分担率在2. 27%～28. 66%之间.从空间分布来看,兰州市农牧业源氨排放主要集中在皋兰县西北部与中部、红古区东南部、七里河区东西两部与榆中县东部.从时间分布来看,畜牧业源氨排放主要集中在4～9月,氮肥施用源的氨排放主要集中在3～7月和9月,其它月份排放量相对较小.

移动源排放VOCs特征及臭氧生成潜势研究——以兰州市为例

高浓度近地面臭氧(O_3)污染是国内外许多城市面临的大气污染问题,且近年来O_3浓度呈逐渐升高的趋势.随着城市规模日益扩大,移动源成为VOCs的主要排放源之一,对移动源的O_3生成潜势进行评估,并识别其关键物种和重点污染区域,可为城市O_3控制对策的制定提供科学依据.本文以兰州市移动源为例,结合排放系数、交通流量及相关统计数据,建立兰州市VOCs移动源排放清单,并使用最大增量反应活性(MIR)估算移动源VOCs的臭氧生成潜势(OFP).结果表明,兰州市汽油车是移动源中最主要的OFP贡献源类,占移动源的71.12%;烯烃和芳香烃为移动源总OFP主要的贡献者,主要贡献物种为:乙烯、丙烯、甲醛、3-甲基-1-丁烯、甲苯、正丁烯、乙炔、间二甲苯、1,2,4-三甲基苯、邻二甲苯,这10个物种的OFP占移动源总OFP的67.29%;根据兰州市移动源VOCs排放的OFP贡献空间分布结果,移动源VOCs排放的重点控制区域为城关区和七里河区.

兰州市煨炕污染物排放清单及其对PM_(2.5)浓度贡献

在考虑经济水平差异的基础上,通过对典型区域的调查确定煨炕活动水平,采用排放因子法建立了兰州市2016年煨炕大气污染物排放清单,煨炕排放的SO_2、NO_x、NH_3、CO、VOCs、PM_(10)、PM_(2.5)、OC和EC的总量分别为340. 8、201. 8、106. 0、36 628. 2、4 997. 2、6 070. 3、5 645. 1、1 089. 3和1 233. 1 t·a^(-1).对污染物排放总量进行时空分配,排放主要集中在11月至次年4月中旬;排放量与区域经济水平密切相关,且存在着明显的空间差异,排放量大的区域主要集中在榆中东南部、永登中部和七里河南部.利用WRF^-Chem模式研究了采暖季煨炕对兰州市PM_(2.5)浓度的平均贡献,引入煨炕污染物排放清单提高了模拟结果的准确性,兰苑宾馆(位于城区)和榆中站(位于农村)的PM_(2.5)平均浓度在模拟期间分别升高了32μg·m^(-3)和34μg·m^(-3),贡献率分别为37. 6%和49. 2%.可见,研究和制定科学的煨炕污染物防控对策对改善区域环境空气质量具有重要意义.

乌海市高分辨率大气污染源排放清单构建及其在臭氧污染成因探究中的应用

乌海市是我国典型的煤焦化工业基地,大气污染物排放总量较大且近年来夏季O_(3)污染问题逐渐突出,明确大气污染物排放特征,探究O_(3)污染形成机制是客观认识其O_(3)污染现状,科学制定污染控制措施的基础.基于“系数法”采用自下而上的方式构建了2018年乌海市高分辨率大气污染源排放清单(HEI-WH18),利用WRF-Chem对HEI-WH18的适用性和准确性进行评估,并结合模式诊断模块探究了乌海市夏季O_(3)污染形成的原因.排放清单结果表明,2018年乌海市SO_(2)、NO_(x)、CO、PM_(10)、PM_(2.5)、VOCs、NH_(3)、BC和OC的排放总量分别为65943、40934、172867、159771、47469、69191、1407、1491和1648 t·a^(-1).与MEIC清单相比,利用HEI-WH18能更好地捕捉到O_(3)及其前体物的排放变化规律和量级,适用于乌海市夏季O_(3)的模拟及其来源分析研究.从O_(3)及前体物的空间分布来看,乌海市海勃湾城区白天为O_(3)高值区,3个工业园区无论白天和夜间均为O_(3)低值区和NO_(2)高值区,CO的空间分布特征与煤层及矸石堆自燃源一致.根据对O_(3)污染过程的诊断分析,边界层中高层O_(3)浓度的升高主要是平流输送和化学过程共同作用的结果,低层O_(3)浓度的升高是垂直混合和平流输送导致的,化学过程在低层的贡献较为复杂,其正贡献起到了维持高O_(3)浓度的作用,负贡献结合平流输送造成了O_(3)污染的最终消散.