京津冀地区高空间分辨率土壤扬尘清单构建及动态化方法

土壤扬尘是我国北方地区广泛存在的颗粒物污染来源,由于其分布广、数量大,活动水平获取困难,难以系统构建区域层面的高时空分辨率排放清单,不利于土壤扬尘源的影响评估与管控策略的制定.以2017年为基准年,通过对Landsat 8卫星的30 m分辨率遥感影像解译获取高空间分辨率的土壤扬尘源活动水平,结合空间差异化的土壤质地与气象资料,构建了京津冀地区2017年各季节高空间分辨率土壤扬尘排放清单,结合气象参数,将各季节清单结果合理分配至逐月,并与环境受体观测数据印证了结果的可靠性.结果表明:①京津冀地区土壤扬尘排放源面积比例呈冬季>春季>秋季>夏季的特征,分别为65%、59%、57%与33%.就全年平均而言,张家口市和承德市较高,分别为64%与58%;北京市和天津市较低,分别为42%与43%;其余城市差异不显著.②京津冀地区2017年土壤扬尘排放PM_(2.5)、PM_(10)和TSP分别为6.5×10^(4)、31.0×10^(4)和103.4×10^(4)t.③季节尺度上,土壤扬尘排放量呈春季>冬季>秋季>夏季的特征;城市尺度上,邢台市、邯郸市、张家口市及承德市的全年排放较高,廊坊市和秦皇岛市全年排放较低.全年单位面积排放较高值出现在张家口市以及邯郸市和邢台市的西部地区.研究显示,京津冀土壤扬尘排放具有较大时空分布差异,逐月分配清单可为扬尘重点管控月份提供数据支撑,土壤扬尘清单较高的空间分辨率也为城市重点区域差异化管理提供基础.

不同土地类型的土壤扬尘特征与控制技术

城市环境大气颗粒物污染对城市环境和居民健康产生了一定危害和影响,而PM2.5、PM10超标是导致污染的重要因素,因此从源头上控制城市扬尘污染对提升城市环境大气质量具有重要意义。该研究以河北秦皇岛市为研究城市,分析了城市扬尘的PM10、PM2.5、降尘量和降尘粒径分布等特征。研究表明:研究区的土壤扬尘污染季节变化特征明显,荒地、河滩和耕地的PM10、PM2.5浓度在春季最高,其次为秋季和冬季,夏季最低。受土地类型影响排放强度大小为:荒地>河滩>耕地,其降尘量分别为5.05、1.96和1.36 t/(km2·30 d),土壤扬尘降尘粒径在0~1μm没有分布,集中分布在10~50μm;对荒地进行植被覆盖试验可知,最佳播种量为18 g/m2,植被3个月左右可完成建植,对土壤扬尘的有效控制率可达到79%。

土壤扬尘大气颗粒污染物的微观特征分析

[目的]结合形状与能谱成分,分析辨认土壤扬尘大气颗粒物。[方法]采集徐州市和枣庄市土壤颗粒物样品,运用扫描电镜、X射线能谱分析,对颗粒物样品进行了形态特征和表面元素相对含量分析。[结果]结合形态特征和能谱分析,土壤扬尘中主要含有石英、长石和土壤颗粒集合体,还含有少量的其他矿物颗粒。土壤扬尘的特征颗粒是石英、长石和土壤颗粒集合体。[结论]石英颗粒表面光滑致密、棱角分明,特征元素是Si;长石颗粒表面光滑致密、棱角分明,特征元素是Si、Al;土壤颗粒集合体的特征元素也是Si、Al。

哈尔滨市土壤扬尘排放清单及其时空分布

利用《扬尘源颗粒物排放清单编制技术指南(试行)》推荐的排放系数法构建了基于区县的哈尔滨市2016年土壤扬尘排放清单,探讨了清单的时空分布特征及不确定性,并确定了土壤扬尘在哈尔滨市“月作为一年”的计算方法。结果表明:哈尔滨市土壤扬尘PM_(2.5)、PM_(10)和总悬浮颗粒物(TSP)年排放量分别为2.59、52.10、406.93 t;农田是土壤扬尘最大的排放源,其PM_(2.5)、PM_(10)和TSP年排放量分别占全市的91%、87%和83%;双城区是土壤扬尘排放最大的地区;4月是土壤扬尘排放最大的时段,与该时段风速较大与植被覆盖率较低有关;土壤扬尘主要集中在哈尔滨市西部、西北部和东北部。

西宁市土壤扬尘排放清单构建及时空分布特征

本研究通过遥感解译获得植被覆盖度,结合土地利用现状、土壤质地和气象数据,获取了西宁市本地化土壤扬尘源计算参数,并据此构建了西宁市2018年土壤扬尘排放清单.结果表明,2018年西宁市土壤扬尘PM_(2.5)、PM_(10)年排放量分别为353.13 t、1502.46 t,其中湟源县土壤扬尘排放量最高,大通县位居第二,市辖区排放量较小.PM_(2.5)、PM_(10)在四月排放量最大,分别为59.08 t、251.68 t;7月份排放量最小,PM_(2.5)、PM_(10)排放量分别为6.41 t、27.40 t.蒙特卡罗模拟结果表明,西宁市土壤扬尘PM_(2.5)和PM_(10)的不确定度均较低,PM_(10)排放量的不确定度范围为-21.90%—24.50%;PM_(2.5)排放量的不确定度范围为-20.15%—22.00%.

河北省土壤扬尘源PM_(2.5)排放量估算

为了解河北省扬尘类细颗粒物污染的总体状况,以2015年为基准年,通过卫星遥感影像解译方法获取土壤扬尘活动水平数据,采用排放因子模型估算河北省土壤扬尘细颗粒物的排放量。卫星解译结果显示,河北省土壤扬尘源主要包括农田、荒地和裸露山体3类,其中土壤扬尘源总面积为77 627km2。计算结果表明土壤扬尘源的PM_(2.5)排放量为39 699t,其中农田扬尘33 866t,荒地扬尘1 567t,裸露山体扬尘4 266t。因此,农田是河北省土壤扬尘排放的主要来源,占总排放量的85.3%,重点排放区域分布在河北省南部的邯郸、邢台等地,以及西北部的张家口等地。研究结果可为河北省土壤扬尘污染策略的制订提供依据。

覆膜与植物联合对土壤扬尘控制效果的试验研究

颗粒物是我国大气环境污染的首要污染物之一,土壤扬尘是大气颗粒物的主要来源,已经严重影响到大气质量及人们的生存环境,控制土壤扬尘排放对提升城市大气环境质量具有重要意义。以四川省彭州市附近农田边裸露土壤为研究对象进行人工模拟对照试验,探讨了不同薄膜开孔率与植物联合作用对抑尘效果的影响,以期为土壤扬尘污染的控制提供科学依据。研究表明,PM2.5和PM10的排放浓度随着覆盖膜开孔率的增加而增加,随植被覆盖度的增加而减小。与覆膜作用相比,覆膜和植被覆盖共同作用能降低PM2.5和PM10排放浓度,PM2.5浓度较之前平均下降了69.2%,PM10浓度较之前平均下降了89.3%。仅有植被覆盖作用时,PM2.5和PM10浓度较覆膜和植被覆盖共同作用时分别上升了147.1%和142.3%。通过对比覆膜试验数据可知,60%是最佳开孔率,在覆膜1个月时,PM2.5和PM10浓度平均下降了75.3%和83.9%,在覆膜3个月时,PM2.5和PM10浓度平均下降了72.2%和83.5%。

长治市土壤扬尘源的颗粒物排放清单及空间分布探析

本文研究主要是探讨长治市土壤扬尘源的颗粒物排放清单及空间分布,以便能够了解长治市土壤扬尘源的具体情况。

近20年来京津冀地区土壤风蚀扬尘颗粒物排放变化

京津冀地区是我国大气污染严重区域,土壤扬尘颗粒物排放变化研究对于改善京津冀地区空气质量具有重要意义。收集2000—2019年京津冀地区气候、土壤、植被覆盖数据,分析近20年来京津冀地区土壤扬尘颗粒物排放变化,揭示其变化的影响因素。结果显示2000—2019年京津冀地区土壤扬尘源总悬浮颗粒物(TSP)排放系数均值为1.79 t km^(-2)a^(-1),其中PM10占8.99%,PM2.5占0.25%。近20年土壤扬尘源TSP排放系数具有下降趋势,PM10和PM2.5排放系数变化过程与TSP一致。上述变化主要受气候因子变化影响,其次受植被覆盖度影响。分析发现近20年来京津冀地区土壤扬尘源TSP排放系数变化主要受年降水量影响。沧州市、天津市和石家庄市土壤扬尘源TSP、PM10和PM2.5排放系数均值较高,张家口市、保定市和沧州市土壤扬尘源TSP排放量占京津冀地区总量的19.18%、12.98%和11.63%。耕地土壤扬尘排放量最大占京津冀地区总量的59.83%,是抑制土壤扬尘源颗粒物排放的重点关注对象,其次为草地占15.66%。2019年邢台市土壤扬尘源PM10排放占观测值比例最高为12.66%,石家庄市和天津市占比也较高分别为11.09%和10.30%,沧州市和邯郸市占比分别为8.63%和8.02%。上述地区环境管理部门均应关注土壤扬尘源颗粒物排放对空气质量的影响。

石家庄市土壤扬尘排放量估算及分布特征

以2013年为基准年,通过卫星遥感影像解译方法估算了石家庄市土壤扬尘源颗粒物排放量,并给出分辨率为3km×3 km空间分布图。结果表明,石家庄市土壤扬尘源主要包括河滩、荒地、裸岩和耕地4种类型。冬季土壤扬尘源面积为3 918.19 km2,夏季土壤扬尘源面积为1 115.98 km2,仅为冬季的28.6%。对于总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5),石家庄市4种土壤扬尘源类型的排放系数均为荒地>河滩>裸岩>耕地。2013年石家庄市土壤扬尘TSP、PM10和PM2.5的排放量分别为12 569、3 771和947 t,与其他季节相比,春季裸地扬尘排放量最大,分别占总排放量的93.9%、93.9%和94.3%。土壤扬尘高排放区主要分布在石家庄市北部的行唐县、灵寿县和平山县区域,3个区域合计占石家庄市土壤扬尘TSP、PM10和PM2.5总排放量的47.5%、47.5%和48.1%。研究结果将为石家庄市颗粒物污染控制方法的建立提供必要的基础数据。

沙尘暴源区土壤盐碱扬尘对大鼠呼吸系统的免疫损伤

为研究沙尘暴源区土壤盐碱扬尘对大鼠呼吸系统的免疫损伤,采集距北京200多公里的张家口张北地区的安固里诺尔干盐湖(N41.316°,E114.350°)0~5 cm的盐碱表土,过200目(<75μm)筛,测试土壤盐碱扬尘中水溶性离子。将32只雄性7周龄Wistar大鼠随机分为4组,即生理盐水对照组、低浓度组(1.5 mg·kg^(-1))、中浓度组(7.5 mg·kg^(-1))、高浓度组(37.5 mg·kg^(-1)),配制颗粒物悬液,采用气管滴注急性染毒方式,24 h后处死动物,检测血常规及血浆和肺泡灌洗液(BALF)的总抗氧化能力(T-AOC)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、乳酸脱氢酶(LDH)、转化生长因子(TGF-β1)等氧化炎症因子,并制作肺组织和气管病理切片。结果表明,沙尘暴源区土壤盐碱扬尘中含有大量的SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+等离子;土壤盐碱扬尘急性染毒会对大鼠气管和肺组织造成明显的炎症病变,并随着染毒试剂浓度的升高而加重;但对大鼠血常规的影响较小。中、高浓度染毒使血浆中T-AOC显著下降(P<0.05);染毒促使血浆TGF-β1分泌显著增加(P<0.05),但不存在剂量-效应关系,其他氧化炎症指标分泌无显著变化。中、高浓度组BALF的TGF-β1因子分泌量显著高于生理盐水对照组(P<0.05),高浓度组BALF中IL-6含量显著低于生理盐水对照组(P<0.05),其他氧化炎症指标分泌无显著变化。这些研究显示土壤盐碱扬尘粒径大小及化学成分可能是造成大鼠氧化炎症差异的原因。

郑州市裸露地面风蚀扬尘排放清单研究

以郑州市为研究对象,2013年为基准年,通过提取卫星遥感资料中的土地利用信息,利用排放系数法计算郑州市裸露地面风蚀扬尘源中PM_(2.5)、PM_(10)、总悬浮颗粒物(TSP)的排放系数及年排放量,并对排放量做分辨率为1km×1km的空间分配,建立郑州市裸露地面风蚀扬尘源颗粒物的排放清单。结果表明:郑州市裸露地面类型主要为北部黄河滩涂,西部嵩山裸露山体以及中东部建筑施工、土方开挖等形成的空地;郑州市裸露地面面积为208km^2,占郑州市总面积的2.8%;2013年郑州市裸露地面风蚀扬尘中PM_(2.5)、PM_(10)、TSP的排放系数分别为(3.36±2.24)、(20.16±13.44)、(67.21±44.81)t/(km^2·a),PM_(2.5)、PM_(10)、TSP年排放量分别为597、3 581、11 937t。

南京市不同类型扬尘源排放清单估计

运用美国环保署AP-42方法及观测资料,估算2010年南京市土壤扬尘、铺装道路扬尘和城区施工扬尘的排放,并给出3 km×3 km分辨率的空间分布.研究结果表明,3类扬尘PM10排放分别为0.0261、6.727、0.754万t.铺装道路扬尘的贡献最大,从市区向南北城郊方向,排放逐渐减少.比较而言,南京市3类扬尘PM10的排放总量小于上海,约相当于本市工业排放的67.3%.

常州市裸露地面风蚀扬尘排放清单及分布特征研究

以2014年为基准年,以常州市行政边界为研究区域,利用卫星遥感解译的土地利用类型和裸土面积信息,并通过国土、气象等部门提供的土壤类型、气象因子等相关资料获取本地化因子和参数,估算常州市行政区域内裸露地面土壤扬尘中颗粒物的年排放量。结果表明:常州市裸露地面主要分布在金坛市、溧阳市和武进区,市中心区域最少,裸露土地利用类型主要为农田、滩涂、裸露山体、荒地及未硬化或未绿化的空地等;2014年常州市行政区域内裸露地面风蚀扬尘中TSP、PM 10、PM 2.5的年排放量分别为62.66 t、5.63 t、0.24 t,其中,金坛市土壤起尘量最大,其次为武进区,再次为新北区、溧阳市,市中心区域土壤扬尘最少。

用扫描电镜技术识别广州市大气颗粒物主要种类

利用扫描电镜技术对大气颗粒物的来源进行识别 ,采取手动分析与自动分析两种方法 ,得出的结果在总趋势上相互一致。手动方法和自动方法各有特点。自动分析在细颗粒 ,特别是含硫颗粒分析方面有优势 ,而手动分析在形貌观测和确定有机粗颗粒污染状况方面有独到之处。实验结果表明 ,大气颗粒物的来源是多样的 ,治理措施也应是综合性的。既要注意工业点源的污染治理和排放控制 ,如燃煤飞灰、钙质颗粒、富铁颗粒等 ;也要注意面源排放 ,如土壤扬尘和碳质颗粒。碳质颗粒的来源复杂 ,可以是工业过程 ,燃烧过程 ,机动车尾气 ,生物质燃烧 。

北京郊区季节性裸露农田综合治理技术集成与实践

冬春季扬尘一直是困扰北京市生态环境治理的一个难题。据有关部门监测,北京地区春季沙尘中的20%~30%来源于本地裸露农田。为了减少裸露农田扬尘对城市环境的污染,2006年开始,我们从调查裸露农田分布特点和形成原因着手,筛选出了治理裸露农田的作物及品种,研究集成了季节性裸露农田综合治理技术。针对京郊一年两茬耕作区、一年一茬耕作区以及果园种植区3种类型裸露农田,提出了生物覆盖、秸秆覆盖和林间覆盖3类、11种治理模式和配套技术体系,并在京郊13个区、县进行推广,使得全市冬春季农田覆盖率由2006年的62.18%提高到2009年的94.07%,其中生物覆盖率由39.00%增加到52.54%,农田扬尘减少了50%以上。显著地改善了北京市的生态环境,保障了2008年北京奥运会的成功举办,也为建设绿色北京发挥了重要作用。

聚丙烯酰胺与植物联合抑尘效果的试验研究

如今颗粒物是我国大气环境污染的首要污染物之一,而土壤扬尘是大气颗粒物的主要来源,已经严重影响到大气质量及人们的生存环境,而聚丙烯酰胺不仅能促进植物生长,还能使土壤颗粒和孔隙结构保持稳定,控制土壤扬尘,因此通过聚丙烯酰胺与植物联合作用控制土壤扬尘排放对提升城市环境大气质量具有重要意义。本文在基于现有文献数据的基础上,以四川彭州市附近农田边裸露土壤为研究对象进行人工模拟对照试验,探讨了聚丙烯酰胺不同用量下与植物联合作用对抑尘效果的影响,以期为土壤扬尘污染的控制提供科学依据。研究表明:PM_(2.5)和PM_(10)的排放浓度随着聚丙烯酰胺的浓度增加而增加,随植被覆盖度的增加而减小。与植被覆盖作用相比,聚丙烯酰胺和植被覆盖的同时作用能更好的降低PM_(2.5)和PM_(10)排放浓度,PM_(2.5)浓度较之前平均下降了32.9%,PM_(10)浓度较之前相比平均下降了37.1%。通过对比实验数据可知,聚丙烯酰胺浓度在20 g/m^(2)到25 g/m^(2)时,整体抑尘效果最好,在施工7天时,PM_(2.5)和PM_(10)浓度平均下降了63.4%和77.9%,在施工1个月时,PM_(2.5)和PM_(10)浓度平均下降了和43.8%和56.3%。实验结论为利用聚丙烯酰胺和植物联合作用可以显著降低各时间段的土壤扬尘含量,为科学的治理土壤扬尘提供了理论参考。

北京市土壤风蚀扬尘排放因子本地化

土壤风蚀扬尘源是细颗粒物(PM2.5)的来源之一,对比国内典型省市扬尘源排放清单,发现土壤风蚀扬尘源对本地扬尘源PM2.5排放清单的贡献率最大差别为4个数量级.本研究改进一种土壤风蚀扬尘排放因子公式及参数值确定方法,利用遥感影像、中国土壤数据集和各区气象数据,分别获得北京市平原区植被覆盖因子(V)、土壤风蚀指数(I)和气候因子(C)空间分布,并估算土壤风蚀扬尘PM2.5排放因子空间分布.结果表明:①以北京市2017年为例,发现国内学者计算的C值都存在不同程度低估,PM2.5排放因子存在高估或低估;②V、I和C值都具有明显空间差异,V、I和C值平均值分别为0.63±0.09、188±73和0.029±0.009,各区V、I和C值的最大值分别是最小值的1.5、2.1和4.5倍;③北京市土壤风蚀扬尘PM2.5排放因子呈现西北和东南方向较高的空间分布,全市平均排放因子为(0.0018±0.0008)t·(hm^2·a)^-1,是最高区(西城)和最低区(平谷)数值的0.54和3.12倍,较高强度(0.6~0.8]和高强度(0.8~1.0]的标准化排放因子面积占比分别为0.72%和0.04%.