空气PM2.5污染分析以及环境治理研究

PM2.5(细颗粒物)是构成雾霾的主要物质,对环境与人体均产生严重危害,以江苏省为目标区域,进行空气PM2.5污染分析以及环境治理研究。分析江苏省当前空气PM2.5污染现状,选择连云港市、扬州市和常州市作为PM2.5浓度监测点,设定采样日期为2020年1月1日至12月31日,通过采样器和滤膜获取PM2.5浓度数据。分析结果显示,3个监测点的PM2.5日均质量浓度分别为0.005~0.261、0.004~0.083和0.009~0.081 mg/m^(3);监测点第一季度的样本超标率较高,即江苏省2020年第一季度的PM2.5污染较为严重;全年PM2.5重污染天数达到41 d,分别占全年总污染天数和全年天数的93.2%和11.2%;夏季降雨量较大,空气相对清洁;风速与空气内PM2.5质量浓度之间存在负相关性。同时针对PM2.5污染提出完善生态环境保护的相关法律法规,开发太阳能、风能与天然气等清洁能源以及提升环境污染治理力度等环境治理措施。

2021年佛山地区一次短时PM2.5污染过程分析

利用地面气象观测资料、空气质量监测数据、NCEP FNL1°×1°再分析资料和风廓线雷达探测资料,对冷空气影响下2021年1月初佛山地区出现的一次短时污染天气过程进行分析。结果表明:冷锋前的偏北风对污染物起传输作用,冷锋后较强偏北风对污染物的清除作用显著。低空逆温层的厚度增加、高度的下降抑制垂直运动,致使污染物更容易累积在近地面层,加剧了污染形成;利用风廓线雷达分析本地风场,可以较为准确地判断逆温层的高度,并能发现逆温层出现时间比达到中等污染时间提早了约10 h;对低层风场的风向、风速进行研判能够预测污染物的移动,为下游提前预警提供指示作用。

京津冀及周边地区“十四五”及中长期PM2.5污染控制目标的健康效益预估研究

京津冀及周边地区是我国最具有代表性的空气污染较严重的城市群,为探究重污染地区空气污染的疾病负担及其未来空气质量改善的健康效益,基于环境因子人群疾病负担评估的基本方法,评估了京津冀及周边地区“2+26”城市2015年的PM2.5相关疾病负担,并对该地区在“十四五”及中长期PM2.5污染控制目标下的未来PM2.5疾病负担进行了预估研究,分析了PM2.5污染控制目标带来的健康效益.结果表明:①2015年“2+26”城市PM2.5所致超额死亡数为15.11×10^4例.②若不考虑人口变化,未来空气质量按“十四五”及中长期PM2.5污染控制目标改善,预计到2025年、2030年和2035年“2+26”城市PM2.5所致超额死亡数将分别降至11.49×10^4、10.62×10^4和9.85×10^4例,比2015年分别减少了23.96%、29.72%和34.79%.③分年龄段和分疾病对比发现,65岁以上老年人群PM2.5相关超额死亡数的占比较高且有上升趋势,与PM2.5相关的心脑血管系统疾病(中风和缺血性心脏病)的超额死亡数在PM2.5相关超额死亡总数中占比最大,且有增加的趋势.研究显示,京津冀及周边地区“2+26”城市未来空气质量的改善将大幅降低空气污染相关疾病负担,带来显著的健康效益,但由于人口增长和老龄化的影响,未来较长时间内我国空气污染带来的疾病负担依然较重,应持续改善空气质量,并关注脆弱人群的健康防护,以进一步降低空气污染相关疾病负担.

建筑室内PM2.5污染控制设计及计算方法

PM2.5污染控制设计计算方法分为建筑室内PM2.5负荷计算与空气处理设备的处理能力计算,结合《实用供热空调设计手册》得出计算方法,并介绍5种典型空气处理系统。计算室内PM2.5污染源负荷时,需综合考虑污染源的同时发生系数,不能进行简单的累加计算,应根据不同功能建筑室内可能的实际活动情况进行计算。

河南省经济发展对PM2.5污染的门槛效应分析

基于2000-2015年河南省18个省辖市的面板数据,文章以经济发展规模和经济发展质量为门槛变量,分析经济发展对PM2.5污染的门槛效应及其区域差异。结果发现:河南省经济发展和PM2.5污染之间存在着显著的门槛效应,其中,经济发展规模的单一门槛值为13 236元,经济发展质量的双重门槛值为29%和33%。经济发展规模低于13 236元时,经济发展规模扩大会加剧PM2.5污染;经济发展规模高于13 236元,经济发展规模扩大则会减轻PM2.5污染。经济发展质量低于29%时,经济发展质量提升会加剧PM2.5污染;经济发展质量处在29%至33%之间时,经济发展质量增长对PM2.5污染的加剧作用有所减缓;经济发展质量高于33%,经济发展质量提升则会降低PM2.5污染程度。河南省经济发展对PM2.5污染门槛效应的区域差异显著,城市在跨越经济发展规模门槛时呈现出以郑州中心向外围扩散的空间演化特征,在跨越经济发展质量门槛时则表现出明显的多元化和波动性特征。

基于BIM技术的绿色建筑PM2.5污染控制效果建模研究

建立了绿色建筑室内PM2.5污染物浓度预测模型,实验对比了面积和装修大体一致的三个具有不同空调微环境房间的PM2.5污染物浓度水平,表现出非空调房间最高、集中式空调房间其次,分体式空调房间最小的关系,同时利用香烟实验测试了分体式空调房间在空调系统开启前后室内PM2.5污染物浓度变化情况,证明了分体式空调对建筑室内PM2.5污染具有较好的控制效果,并提出了被动式控制策略和主动式控制策略,为进一步研究建筑室内PM2.5污染控制和防治提供了科学指导。

PM2.5污染特征下南京高校大学生合理体育锻炼的研究

分析南京地区PM2.5浓度的时空分布特征及其与气象要素的关系,对南京市大学生合理选择体育锻炼的时间、地点和适当的运动项目,减少和避免高浓度细颗粒物对身体的损害提出建议。

环渤海区域PM2.5污染问题研究

选取环渤海区域44个城市作为研究样本,分析了区域内各地区的环境污染现状,并运用空间探索性分析方法对PM2.5污染情况进行分析。全局Moran’s I分析表明环渤海区域环境污染聚集现象明显,热点分析结果显示区域环境污染的高、低聚集分别产生在河北山东交界带和河北辽宁交界带,分布上具有很强的空间正相关性。并据此提出相关政策建议,协调区域内各地区之间合作,综合治理区域环境污染。

PM2.5污染环境下边坡预应力锚索框架加固效果评估模型研究

在PM2.5污染环境下边坡预应力锚索框架加固性不好,提出一种基于强度力学有限元参数调节的边坡预应力锚索框架加固效果评估模型。构建边坡预应力锚索框架的细观单元非均匀块结构模型,采用隐式动力学计算方法分析PM2.5污染环境下边坡预应力,计算在块体上锚索框架点荷载所产生的势能,结合最大基元破坏数评估方法实现PM2.5污染环境下边坡预应力锚索框架加固,考虑PM2.5污染环境下边坡参数空间变异性实现边坡可靠度评估。采用该模型能有效实现PM2.5污染环境下边坡预应力锚索框架加固效果评估,为边坡锚索框架加固可靠性评估提供依据。

2013-2015年中国PM2.5污染状况时空变化

自2013年我国首次开展全国范围PM_(2.5)近地面监测以来,少有研究从全国空间尺度分析近3年全国PM_(2.5)污染状况时空变化的总体特征,识别PM_(2.5)污染加剧或缓解的空间范围,更缺乏直接对比评估国家大气污染重点防控区内外PM_(2.5)污染特征变化的差异.基于2013—2015年PM_(2.5)监测数据,综合运用时空统计分析与空间插值制图手段,揭示近3年ρ(PM_(2.5))及不同等级污染天数的时空变化格局,并着重对比分析"三区十群"区域内外ρ(PM_(2.5))的变化差异.结果表明,2013—2015年,全国持续监测的413个站点中有335个监测站点ρ(PM_(2.5))年均值下降,其中218个站点实现连续两年年均浓度降低,74个站点ρ(PM_(2.5))年均值降至符合国家二级标准;全国大部分地区ρ(PM_(2.5))年超标率由50%以上降至30%以下,重度污染站点占比由88.38%降至73.77%,严重污染站点占比由65.86%降至36.35%;长三角城市群、长株潭城市群、武汉及周边城市群、陕西关中城市群PM_(2.5)污染呈现明显好转趋势;西藏、云贵高原以及海峡西岸城市群、珠三角城市群等沿海地区ρ(PM_(2.5))一直较低,空气质量相对优良;但与此同时,京津冀城市群、山东半岛城市群及河南中部和北部地区仍是中国PM_(2.5)重污染区域,新疆西南部、合肥、南昌等地区逐渐形成新的PM_(2.5)重污染格局.

基于无人机垂直观测的南京PM2.5污染个例研究

为了深入理解边界层内气温、相对湿度对PM2.5垂直分布和近地面污染的影响,本文使用搭载了多参数大气环境探测传感器的无人机对南京2017年12月3~4日和12月23~24日的PM2.5浓度、气温和相对湿度进行垂直观测,结合对气象数据的分析及HYSPLIT4(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory version 4)轨迹计算模式的应用,对这两次PM2.5的垂直分布特征及污染过程的成因进行了分析。结果表明,PM2.5浓度和相对湿度呈明显的正相关关系,在12月23~24日的6次观测中相关系数均值达到0.96。逆温层下部,PM2.5浓度和相对湿度高且垂直差异较小;逆温层以上,PM2.5浓度和相对湿度随高度升高而迅速降低。由于大气扩散条件较差,导致PM2.5在华北平原南部不断累积,之后受到高压系统的影响分别向南和东南转移。这两次PM2.5污染过程都明显受到外部输送的影响,大气逆温对PM2.5和水汽的向上输送有明显的抑制作用,外部输送和局部逆温是导致这两次PM2.5污染的主要原因。

衡水市屋顶绿化技术及其对PM2.5污染的防治作用

随着雾霾污染的日益严重,人们在不断寻求其治理方法,希望通过城市绿化系统降低PM2.5的污染。但随着城镇化的发展,城市可利用绿化空间越来越紧缺。本文以衡水市为例,通过分析屋顶绿化技术的发展现状及其对PM2.5污染的防治作用,结合国外屋顶绿化理念,提出衡水市屋顶绿化技术的发展策略,从而改善衡水市的空气质量,降低PM2.5的污染。

基于制度背景与经济活动交互效应的广东省PM2.5污染驱动因素分析

为探讨社会经济活动与制度背景的交互效应对PM2.5污染的影响,文章选取经济转型的前沿阵地--广东进行了实证分析。基于遥感影像获取的PM2.5质量浓度数据,运用空间马尔科夫链和空间计量模型,定量刻画了广东省1998-2015年PM2.5质量浓度的时空演变特征,并对不同制度背景下社会经济活动对PM2.5的影响进行了量化分析。结果表明:广东省地级市PM2.5质量浓度呈现先上升后缓慢下降的过程,PM2.5质量浓度形成"以珠江口为核心"的圈层空间结构,呈现"以佛山、广州和东莞为核心,先扩散、后集中"的空间演变特征。空间马尔科夫链结果表明:PM2.5质量浓度演变存在显著的空间交互性。若与PM2.5质量浓度高的区域为邻,则该区域PM2.5质量浓度增大的概率将会变大;而与PM2.5质量浓度低的区域为邻,该区域的PM2.5质量浓度的变化则不会受到明显的影响。社会经济因素和制度背景的交互项表明:高市场化水平能够削弱工业生产对PM2.5的正效应。分权化过程促进了工业生产对PM2.5污染的正效应;同时,显著降低了污染密集型工业生产的排放。全球化进程通过引进清洁技术促进技术进步从而降低PM2.5的污染。此外,环境规制通过降低工业生产排放和倒逼技术进步达到降霾效果。

安吉县PM2.5污染特征及后向轨迹分析

以湖州市安吉县的PM2.5为研究对象,利用安吉城东大气成分监测站的PM2.5污染物浓度数据分析2015年1月2日~2018年9月30日安吉地区的PM2.5污染物浓度变化特征。结果表明,安吉地区PM2.5日平均浓度频率分布呈指数衰减,PM2.5日平均浓度的年变化呈现明显周期特征,并且冬季PM2.5日平均浓度超标日数要多于夏季。利用HYSPLIT模型模拟安吉县100 m高度下气流后向轨迹,通过聚类分析方法分析5次中度到重度污染过程。结果表明,安吉地区PM2.5污染主要受华北和华中影响,通过西北和偏西路径进行中远距离传输,对安吉地区影响较大。

京津冀及周边城市PM2.5污染空间关联网络及季节演化研究

京津冀及周边城市是雾霾频发的重灾区,研究该地区城市的PM2.5污染空间关联网络及其随季节演化情况,对于雾霾污染的协同治理具有重要的意义。选取2015年3月16日—2020年3月15日期间,京津冀及周边31个城市的日均PM2.5浓度数据作为样本。首先,对不同城市PM2.5浓度值的时序变化与空间分布进行了可视化展示;然后以城市为节点,城市日均PM2.5浓度值皮尔逊相关系数为边,相关系数与城市最短距离的比值为权重构建京津冀及周边城市PM2.5污染空间关联网络,并对网络的整体特征与季节演化情况进行了分析。结果表明,京津冀及周边城市PM2.5污染空间关联网络图密度为0.473,平均度为14.194,网络图比较紧密;在区域内部,聚类系数较高城市大多位于中间城市带,PM2.5污染也较为严重;石家庄与邢台的度值最高,分别为26与25,接近中心性与中介中心性也最高,控制其他城市PM2.5污染传输的能力最强;在不同季节,城市PM2.5指数相关性对比存在较大差异,采暖季平均聚类系数为0.82,非采暖季平均聚类系数为0.66,在采暖季城市PM2.5污染空间关联更为紧密。因此,应当根据不同季节的气象条件,制定不同的PM2.5污染防治政策,对于污染均比较严重的,位于中间城市带的城市,应重点监控,并积极推进京津冀及周边城市PM2.5污染的一体化与协同治理。

基于无线传感网络的大气环境PM2.5污染状况实时监测

大气环境中以PM2.5污染问题最为突出。由于无线传威网络的迅速发展为大气环境的实时监测提供了便利条件,于是提出对PM2.5污染状况进行监测。首先,以大气光谱吸收原理为基础,将谐波检测技术与双光路差分法结合后对气体中的PM2.5颗粒浓度物进行检测。由于气体中颗粒物对光谱吸收受波长影响,通过利用激光器的调频特性对发射光源进行调整,获取的输出光信号与调制频率相关,从而得到谐波分量信号中的大气PM2.5颗粒物浓度。其次,运用无线传感网的网络路由器将信号传输到监测终端,并利用人工鱼群理论对目标区域的网络覆盖率、未休眠节点及系统能耗等进行优化,达到有效采集PM2.5浓度信号以完成污染状况监测的目的。实验证明通过对大气环境PM2.5污染状况的有效监测为雾霾治理提供了数据支持。

中国PM2.5污染时空趋势研究——基于贝叶斯时空统计视角

以遥感反演的PM2.5 年均浓度数据为基础,研究了2000-2014年中国PM2.5 污染的时空演化趋势与特征。采用了基于多尺度嵌套空间统计单元的贝叶斯时空层次模型,并对多尺度嵌套空间统计单元构建的剖分阈值范围进行了扩展。研究表明:第一,2000-2014年,中国PM2.5 重度污染区域已形成“两团一带”的稳态空间结构,主要位于华北平原、长三角地区、四川盆地和新疆塔里木盆地等区域;第二,PM2.5 污染程度高于全国总体水平的区域面积占比为63.3%,但对应的暴露人口比例却高达92.5%;第三,2000-2014年,PM2.5 轻度污染的西部地区出现了较强的局部加重趋势,同时湖北、河南、山东、长三角地区北部和京津冀地区等PM2.5 重度污染区域也出现了局部增加趋势,并形成了“X”型空间结构,但PM2.5污染较重的四川盆地却呈现出下降的局部趋势。

绿化树木消减PM2.5污染研究概述

绿化树木在一定程度上可消减PM2.5污染。本文综述了绿化树木消减PM2.5污染的研究成果、植物叶片吸滞PM2.5的定量研究方法及消减PM2.5污染的植物配置技术,并对绿化树木消减PM2.5污染的研究方向进行了展望。

强降水环境下大气能见度及PM2.5污染物浓度变化的数值模拟研究

现有的大气能见度及PM2.5污染物浓度变化数值模拟方法,数值模拟精确性较差,基于此提出强降水环境下大气能见度及PM2.5污染物浓度变化数值模拟方法研究。分析大气能见度及PM2.5污染物相关性,分析气象因子对PM2.5污染物浓度的影响;依据上述结果构建大气能见度及PM2.5污染物浓度变化数值模拟模型;输出大气能见度及PM2.5污染物浓度变化数值模拟结果。提出的大气能见度及PM2.5污染物浓度变化数值模拟方法极大的提升了数值模拟精确性,充分说明提出的数值模拟方法具备更好的性能。

学校教室室内PM2.5污染控制策略研究

当前,室内PM2.5污染问题日益受到人们关注,特别是学校教室,该空间内人员密度较大且学生长期逗留,因而在雾霾季节下学校教室室内PM2.5污染控制成为社会关注的焦点。文章通过采用新风追加PM2.5过滤装置,结合项目效果实测,针对设备开启前后门窗开关及人员活动等影响因素的对比测试进行控制策略的研究与分析。根据测试结果可知,针对学校教室室内PM2.5污染,采用新风追加PM2.5过滤装置的控制策略,在减少人员频繁进出的条件下,室内PM2.5及CO2的控制效果均能满足国家标准限定要求,改善教室内部空气品质。