基于无人机的深圳近地层大气VOCs垂直分布监测

2023年9月21~23日,基于无人机多通道全空气采样系统及搭载的NO_(2)和O_(3)集成监测装置在深圳进行了7个梯度的早间和午间两个时段监测,以探究0~480m高度的VOCs垂直分布特征、组成演变规律及其对O3形成影响.结果表明,VOCs浓度在早间时段随高度升高波动下降,体现出地面排放的显著影响;而在午间时段随高度升高而波动上升,此时受到区域传输的显著影响.VOCs中主要物种为OVOCs和烷烃,两者浓度在垂直梯度上均受排放源影响显著,在160~240m以及400m处呈现峰值,而其他物种浓度在垂直梯度上仅略有波动.总O3生成潜势(OFP)垂直分布特征与总VOCs浓度一致,OFP中贡献占比较大的为OVOCs(36.9%)、烯烃(25.2%)和芳香烃(22.4%).典型物种和特征物种比值分析表明,二次生成､工业过程和溶剂使用源以及机动车排放对VOCs垂直分布特征有显著影响.此外,观测期间NO_(2)浓度于两个时段都在240m以上随高度升高而升高,O_(3)浓度于早间时段在160m处出现峰值,午间时段在240m以上呈现与NO2相反的变化趋势,受到了VOCs和NO_(2)的协同作用影响.

深圳工业区夏秋季大气挥发性有机物来源研究

于2021年夏秋季(7~10月)在深圳北部工业区开展大气挥发性有机物(VOCs)长期在线观测,以分析O3污染日和非污染日VOCs污染特征,并利用特征物种比值法和正交矩阵因子模型(PMF)对VOCs来源进行精细化解析,以探究各类排放源的浓度贡献、臭氧生成潜势(OFP)贡献以及气象条件对其产生的影响.结果表明,深圳工业区夏秋季总挥发性有机物(TVOCs)平均浓度为50.48×10^(-9),其中浓度最高的为烷烃,其次为含氧有机物(OVOCs)和芳香烃,分别占比41.3%、22.2%和17.0%.与非污染日相比,OVOCs浓度在污染日上升幅度最高(63.1%).特征物种比值则表明该地区主要受到机动车排放和有机溶剂使用的影响.利用PMF源解析出5个主要排放源,其中机动车排放及汽油挥发的浓度贡献最大(28.2%),其次为工艺过程排放(25.0%)、溶剂使用(22.9%)和生物质燃烧(20.4%).在污染日,工艺过程排放和溶剂使用这两类源的OFP贡献超过70%.各类排放源风场分布特征结果表明,机动车排放及汽油挥发、工艺过程排放和溶剂使用主要来自于本地排放,而生物质燃烧则更多地受到东北方向的传输贡献.建议加大本地工业源和交通源管控,同时关注生物质燃烧,加强与周边区域的联防联控.

深圳市工业区大气PAN污染特征与影响因素

于2018、2020和2021年秋季(9月25日~10月31日)在深圳市典型工业区开展了大气过氧乙酰硝酸酯(PAN)及其前体物VOCs在线观测以分析该地大气光化学污染状况,并使用广义相加模型(GAM)探究气象因素和前体物等对PAN生成影响.观测期间,PAN平均浓度呈现出2018年(1.01×10^(-9))>2021年(0.90×10^(-9))>2020年(0.63×10^(-9)),日变化特征表明不同年份的PAN夜间背景浓度相当,年际间浓度差异取决于日间光化学反应生成.PAN和O3之间相关性良好,R^(2)为0.64~0.75.GAM模型结果表明,多因子分析能很好的表征PAN与气象、关键前体物之间的非线性关系,模型的调整判定系数R^(2)达到了0.85~0.95,显著优于单因子分析.Ox、NO_(2)光解速率(JNO_(2))、气温、相对湿度、乙醛和NO等因子与PAN浓度有显著的非线性关系.其中,Ox、JNO_(2)以及乙醛与PAN呈现显著的非线性正相关,而当温度和相对湿度高于25℃和50%时,温度和相对湿度与PAN呈现明显的非线性负相关.

深圳市深汕特别合作区“飞地经济”的生态环境保护挑战与对策

“飞地经济”作为协调区域发展的一种新型合作模式,近年来在我国逐渐呈遍地开花之势,其在快速城市化的同时,也面临一系列严重的生态环境问题。为加强生态文明建设和生态环境保护,实现城市绿色发展。以深圳市深汕特别合作区为例,从快速发展过程中将面临的绿色低碳发展、环境污染防治、环境治理机制改革等多重困境入手,提出底线守护、源头防控、系统治理、智慧管控,长效管理等五大关键措施,以期为“飞地经济”的生态环境保护工作提供有益参考。

深圳宝安国际机场大气污染物排放清单与扩散模拟研究

2018年深圳宝安国际机场CO、NO_(x)、PM_(2.5)、PM_(10)、HC的排放总量分别为1937.11吨、2922.30吨、333.96吨、1228.74吨、429.26吨,其中飞机发动机本身CO、NO_(x)、PM_(2.5)、PM_(10)、HC的单位排放量分别为45.9吨/万架次、74.5吨/万架次、2.6吨/万架次、2.7吨/万架次、6.2吨/万架次。利用AERMOD模型模拟得出,2018年深圳宝安国际机场排放的PM_(2.5)、PM_(10)对西乡监测站的年均贡献浓度分别为0.9μg/m^(3)、1.4μg/m^(3),约占西乡监测站2018年实际监测浓度的2.9%、3.5%,其中机场对西乡监测站PM_(2.5)的贡献中二次贡献约占81.6%。针对深圳宝安国际机场颗粒物污染,应重点关注施工和裸露土地扬尘以及非道路移动机械等管控;针对深圳宝安国际机场臭氧污染,应重点加强飞机辅助动力装置、油库及加油站等管控。

2020年深圳东部地区台风天气臭氧污染过程分析

利用深圳市环境空气质量监测数据和气象观测数据,重点分析了坪山区台风天气O_(3)污染过程中气象因子、PM_(2.5)及NO_(2)对O_(3)浓度的影响。结果表明:坪山区O_(3)与PM_(2.5)呈现较为显著的协同特征,NO_(2)与O_(3)关系呈现时而正相关时而负相关;当RH(湿度)<65%时且T(温度)>32℃时,O_(3)浓度超标小时数占比为70%,当RH(湿度)>65%时,O_(3)浓度非超标小时数占比为87.5%;台风外围型天气形势是造成此次污染过程的重要原因;通过运行后项轨迹模型表明,对坪山区臭氧提供贡献的轨迹主要来自于广东省河源市和惠州市,其次是来自南海海洋气团。

大气专项行动对深圳市坪山区空气质量的影响研究

利用空气质量监测数据、气象监测数据、单颗粒质谱监测数据和后向轨迹模型等对深圳市坪山区2021年12月开展大气污染防治专项行动期间的空气质量变化情况进行了分析,结果表明:在气象条件整体变化不大的情况下,通过开展专项行动,优化资源调配,强化道路扬尘、工地扬尘等污染源监管,加强洒水降尘作业等工作举措可以有效降低颗粒物特别是PM 10的浓度。在气象条件不利情况下,空气质量还会受到区域传输的较大影响。基于坪山区2021年12月大气污染防治专项行动的实际成效,对坪山区今后的大气污染防治工作提出了持续强化扬尘污染防治、深入推进污染协同治理、重点抓好大气攻坚行动、深入贯彻区域联防联控等工作建议。

薇甘菊入侵对深圳湾红树林生态系统碳储量的影响

外来植物入侵对生态系统碳过程的影响已经成为入侵生态学研究的热点问题。采用比较研究的方法分析了薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K.)入侵对深圳湾红树林生态系统碳储量的影响,分别设置红树林(Kandelia candel)群落、红树林-薇甘菊群落、薇甘菊群落以及光滩等样地,采集植被、凋落物和土壤剖面样品,分析生态系统各组分的碳储量变化。结果表明,薇甘菊入侵对红树林生态系统碳储量有着显著的影响,碳储量从未被入侵下215.73 tC/hm2减少到轻、高度入侵下的197.56tC/hm2和166.70 tC/hm2,分别减少8.42%和22.72%。其中植被和土壤碳储量显著减少,凋落物碳储量显著增加。薇甘菊入侵一方面导致红树林枯萎,减少植被生物量,增加凋落物量,另一方面促进了土壤微生物活动,使土壤有机碳分解释放,降低土壤碳储量。薇甘菊入侵后红树林碳储量的降低将大大削弱生态系统的碳汇功能。

深圳福田秋茄红树林生态系统碳循环的初步研究

滨海红树林的生产力极高,在全球碳循环中占有重要地位,但是其碳循环的系统测定却鲜见报道。以深圳福田秋茄林为研究对象,2011年4月-2012年4月对内滩天然林、中滩和外滩人工林的植被、凋落物、粗木质残体、土壤的碳密度和净增量,以及植被和土壤呼吸进行了实际观测,并探讨了土壤有机碳来源,初步构建了秋茄林沿不同滩位的生态系统碳循环模式。结果表明,深圳福田秋茄林的碳密度在234.58～694.46 t.hm^-2之间,其中植被碳密度为44.54～239.51 t.hm^-2,凋落物和粗木质残体碳密度为2.02～24.56 t.hm^-2,土壤碳密度（深度为50 cm）为188.02～430.39 t.hm^-2,生态系统碳密度整体上表现为自内滩向外滩降低的趋势。在研究时段内,3个滩位的植被碳密度净增量为4.31～13.28 t.hm^-2.a^-1,凋落物和土壤碳密度没有显著变化。红树林的凋落物生成量为2.17～10.55 t.hm^-2.a^-1,约有49.94～94.01%通过食草动物、冲入海洋和腐烂分解等途径消耗。植被呼吸量为2.20～12.08 t.hm^-2.a^-1,土壤微生物的异氧呼吸量为0.25～1.61 t.hm^-2.a^-1,甲烷排放为0.09～0.31 t.hm^-2.a^-1,土壤有机碳输入约18.99%～44.43%来自植被内源输入,其余来源于海洋碳输入。生态系统的总初级生产力介于8.68～35.91t.hm^-2.a^-1之间,约有47.38%～74.08%转变为净初级生产力（6.48～23.84 t.hm^-2.a^-1）。碳平衡分析表明,在研究时段内,内滩的天然林是个很大的碳汇,约20.08 t.hm^-2.a^-1,中滩和外滩的人工林碳汇量分别为9.98 t.hm^-2.a^-1和4.03 t.hm^-2.a^-1。相对于陆地森林,秋茄红树林有着显著的碳汇效益,在全球碳循环中起着不可忽视的作用。

岳阳市餐饮业VOCs排放特征及减排潜力研究

基于湖南省岳阳市2019年大气污染源排放清单,对岳阳市餐饮源VOCs排放特征进行分析。根据排放源类别及VOCs净化技术现状,设计低目标和高目标2种减排场景,估算岳阳市餐饮业VOCs减排潜力。结果表明,岳阳市餐饮业VOCs排放主要来自居民餐饮,排放量占比为94.95%,其中农村家庭餐饮排放量占比为63.57%;在设计的2种减排情景下,企业餐饮源中的大、中型餐饮企业减排空间有限,减排贡献率为10.36%,小型餐饮企业减排潜力最大,减排贡献率可达82.71%;在居民餐饮中,农村家庭餐饮减排潜力最大,减排贡献率为66.95%。本研究结果可为餐饮业VOCs治理工作提供科学支撑。

深圳臭氧污染日的VOCs组成与来源特征

由于挥发性有机物(VOCs)是O_(3)生成的关键前体物,因此了解VOCs的污染特征以及主要来源对控制O_(3)污染具有重要的意义.本研究于2019年9~10月在深圳市开展了在线VOCs观测,共计监测104个物种.观测期间,臭氧超标率达17.8%.TVOCs总浓度为38.9×10^(-9),污染日浓度明显高于非污染日.从大类物种来看,浓度从高到低依次为烷烃>含氧有机物(OVOCs)>卤代烃>芳香烃>烯烃>乙炔>乙腈,臭氧生成潜势(OFP)中芳香烃、OVOCs以及烯烃贡献较大.由PMF源解析模型分析结果可知,VOCs主要来源包括生物质燃烧、汽油挥发、机动车尾气、工业过程以及溶剂使用等,而其中对OFP贡献较大的排放源为溶剂使用(45.8%)、机动车尾气(27.3%).臭氧污染日发生时,清晨低风速可能导致了机动车尾气与汽油挥发源在交通早高峰快速积累,而当日高温亦会加快汽油源与溶剂源组分挥发并促进光化学反应.

城市绿地生态系统服务功能及其价值评估——以深圳市福田区为例

根据WorldView-3遥感影像数据,对深圳市福田区城市绿地的空间分布特征进行了分析,在此基础上构建指标体系对其生态服务价值进行评价.结果表明:福田区城市绿地的生态服务价值为11 683.41万元,单位面积城市绿地的生态服务价值为8.35万元;各项生态服务价值排序为:固碳释氧>涵养水源>调节气候>环境净化>维持生物多样性>土壤保持>景观游憩;从单位面积生态服务价值来看,乔木最大,草地最低,具体表现为乔木>乔灌>乔草>乔灌草>灌木>灌草>草地;从各街道分布情况来看,莲花街道>沙头街道>香蜜湖街道>梅林街道>福田街道>福保街道>园岭街道>华强北街道>华富街道>南园街道,其价值量大小主要取决于各街道所拥有的城市绿地面积.作为深圳市的中心城区,福田区在今后的城市绿地建设规划与管理过程中,要适当考虑不同类型城市绿地的空间异质性,优化城市绿地结构,维持绿地系统的生态平衡,充分发挥绿地系统的生态服务与功能.

深圳市工业区VOCs污染特征与臭氧生成敏感性

于2020年9~10月在深圳北部典型工业区开展在线观测以分析该地VOCs污染状况,并使用基于观测的模型(OBM)研究臭氧生成敏感性.观测期间VOCs的总浓度为48.5×10^(-9),浓度水平上烷烃>含氧有机物(OVOCs)>卤代烃>芳香烃>烯烃>乙炔>乙腈.臭氧生成潜势(OFP)为320μg/m^(3),其中芳香烃、OVOCs以及烷烃贡献最大,这3类物种OFP贡献总和超过90%.乙烯与苯呈现“两峰一谷”的日变化特征,主要受到机动车排放的贡献.相对增量反应性(RIR)分析表明,削减人为源VOCs对控制当地臭氧生成最为有效,当中又应优先控制芳香烃;经典动力学曲线(EKMA)分析表明该片区臭氧生成处于过渡区,在开展VOCs区域联防联控的同时,需要在当地进行有力的NOx控制以强化该地区臭氧污染长期管控.

PM_(2.5)与O_(3)协同控制视角下深圳市工业VOCs源谱特征

选取深圳8类典型工业行业开展VOCs样品采集,检测分析了100种VOCs组分,从PM_(2.5)和O_(3)协同控制的角度分析了不同污染源的成分谱特征和对环境的影响.结果表明:加油站源谱组成以烷烃(48.4%)占主导,OVOCs(27.6%)占比突出,乙酸乙酯(14.1%)、异戊烷(13.0%)、正戊烷(12.0%)为其优势排放物种;涂料制造、胶黏剂生产、油墨制造、化工制品、纺织印染、医药制造行业排放组成均以OVOCs(42.3%~97.1%)占主导,丙酮为大多数行业的优势物种,且乙腈在部分行业中占比突出.垃圾发电行业以OVOCs(33.9%)和卤代烃(28.3%)占主导,乙醛(13.4%)、丙酮(11.0%)、一氯甲烷(6.1%)为该行业排放的优势物种.以PM_(2.5)和O_(3)协同控制为导向,芳香烃和烯烃是储存运输源需要控制的重点;OVOCs和芳香烃都应成为工艺过程源和废弃物处理源控制的关键.涂料制造行业的源反应活性SRO_(3)和SR_(SOA)值分别为6.0g/g和1.2g/g,削减单位质量排放的VOCs所减少的PM_(2.5)和O_(3)生成潜势最多,应成为深圳市PM_(2.5)和O_(3)协同控制下的优先控制行业.

森林资源资产与负债核算体系构建研究——以深圳市龙岗区为例

探索编制自然资源资产负债表,是十八届三中全会提出的重要任务。本研究以我国森林资源为研究对象,尝试建立了森林资源资产与负债核算指标体系,其中,森林资源资产包括产品供给价值、生态服务价值和文化服务价值三个方面,森林资源负债主要从自然资源损耗和环境保护支出两方面进行核算,并对深圳市龙岗区的森林资源进行了实证分析。结果表明:(1)2016年龙岗区森林总面积为13635.95hm^2,森林总蓄积量为158.51万m^3,从单位面积蓄积量来看,桉树林>相思林>阔叶混交林>针阔混交林>马尾松林;(2)2016年龙岗区森林资源资产总价值为311248.24万元,其中,产品供给价值、生态服务价值、文化服务价值分别占65.95%、33.6%、0.45%;(3)森林资源总负债为12018.13万元,其中,因森林资源耗减导致的价值损失11675.83万元,在森林资源保护与管理方面的资金投入342.3万元。开展森林资源资产与负债核算研究,对于摸清森林资源"家底"、加强森林资源保护与管理具有重要的实际意义,同时也可为其他类型自然资源的核算提供一定的借鉴。

深圳大气有机硝酸酯粒径分布特征和来源研究

于2021年3月30日至2021年4月17日利用超高分辨率气溶胶飞行时间质谱(Long-ToF-AMS),对深圳城市大气中的颗粒态有机硝酸酯(pON)开展高精度分析.基于两种估算pON的方法,计算得出pON对有机气溶胶(OA)的贡献占比为5.08%~11.00%.pON的日变化特征显示,其高值主要出现在夜间时段(19:00~6:00).pON在夜间时段与氧化程度较低的二次有机气溶胶(LO-OOA)相关性最高,说明pON来源生成可能与夜间的新鲜二次生成相关.此外,小粒径段颗粒物对pON贡献显著,进一步证明了夜间时段新鲜生成了较多的pON.本研究还进一步比对了环境样品中与pON相关的离子类型(C_(x)H_(y)N_(p)+和C_(x)H_(y)O_(z)N_(p)^(+))及实验室模拟的特征质谱,结果显示深圳市pON生成的前体VOCs可能与植物排放和生物质燃烧过程联系更为密切.

深圳市大鹏湾盐田区近岸海域海洋碳汇量核算及影响因素研究

海洋是全球最大的碳汇集聚区,近岸海域对海洋碳汇有重要的影响。基于叶绿素同化指数法和遥感反演法2种方法,分别对2013—2017年盐田区近岸海域固碳量进行估算,对比分析发现:2种方法的计算结果年际差异显著。为确保评估结果的合理性,选取2种方法估算结果的平均水平作为2012年至2017年盐田区近岸海域固碳量的综合评估结果;2013—2017年盐田区近岸海域固碳量以先升高后降低的趋势变化,固碳速率波动相对稳定,2015年固碳速率最高[70.05 g/(m^(2)·a)],2017年最低[50.56 g/(m^(2)·a)]。2013—2017年盐田区近岸海域固碳速率均处于全国中上水平。进而为近岸海域地区碳汇量核算提供新思路,为辖区海洋环境保护管理提供指导,为政策制定提供参考,也为辖区乃至全国海洋经济科学发展探索新路径。

碳纤维复合材料/钛合金激光连接界面微织构调控工艺研究

碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)与钛合金复合结构的高质量连接是实现飞机轻量化以及高强度制造的关键。采用激光高速旋转焊接技术进行CFRTP/钛合金复合结构的连接,通过在钛合金表面制备不同尺寸网格型微织构研究了界面状态对CFRTP/钛合金接头强度的影响规律。结果表明,钛合金表面微织构的制备可以显著提升接头强度,且不同线间距下的微织构对接头的强度有直接影响,线间距越小,接头强度越高;在CFRTP与钛合金微织构中间添加PA树脂层,有利于提高接头强度。

基于EOD模式的矿山生态修复实践研究分析

矿山生态修复事关美丽中国建设目标。为促进矿山生态修复治理工作科学有序开展,提升区域自然资源生态价值,本文基于生态环境导向的开发(EOD)模式对矿山生态修复进行研究,通过对国家试点项目实践案例的分析,对现阶段EOD模式下矿山生态修复面临的主要问题进行总结,并给出了相关建议。研究表明,现阶段我国矿山生态修复面临收益回报不确定、用地指标流转制度不健全、绿色金融工具及项目管理政策不完善等问题。因此,各地应完善并细化矿山生态修复政策法规,强化地方政府在矿山生态修复中的行政职能,构建矿山生态修复项目投资回报机制,为持续推进矿山治理生态化、产业化保驾护航。

雪域边陲小城吉隆县生态旅游发展路径研究

吉隆县位于祖国西南边陲,被誉为西藏雪域高原最后的秘境,生态旅游潜力巨大。基于生态文明理念的生态旅游模式,是吉隆县破解当前经济发展困境与实现生态环境保护双提升的最佳选择。因此,通过分析吉隆县生态旅游发展基础和现状,提出了吉隆生态旅游发展的主要对策,旨在为高原边境地区提供“两山”实践经验。