河北城市霾污染来源的模拟研究

选取2007年12月作为模拟时段，以MM5-Models-3／CMAQ为核心工具，对河北地区4个主要城市（石家庄、邢台、邯郸、保定）的霾污染来源进行了模拟研究，结果表明：工业源和民用燃烧源对河北4城市PM2.5浓度贡献率最大，分别为28．1％～35．4％，29．1％-31．8％。河北4市受工业源排放影响最大的为保定市（35．4％），其余为石家庄（31．7％）、邢台（28．3％）、邯郸（28．1％）。受民用燃烧源影响最大的依然为保定市（31．8％），其余为邯郸（30．O％）、邢台（29．1％）、石家庄（27．5％）。电厂源、民用非燃烧源和交通源的贡献率较小，分别为0．5％-2．5％，0．4％-0．9％，2．O％-2．3％。对于消光系数的部门来源，最大的依然是工业源和民用燃烧源，民用燃烧源对河北地区消光系数平均贡献率分别为石家庄20．7％，邢台29．1％，邯郸30．7％，保定30．6％；工业源的贡献率分别为石家庄18．2％，邢台15．904，邯郸16．8％以及保定22．4％。

浅谈美国拆坝工程中的泥沙处置

美国至今已经完成了1 108座大坝的拆除,由于拆坝过程中库区淤积泥沙的无控制排放或者底泥污染下泻将对下游区域带来多方面的不利影响,因此泥沙管理是拆坝决策制定中的关键内容。拆坝时可以选择的泥沙处置方法主要有3种:河流侵蚀法、原地保留法和机械清除法。通过对不同方法及其优缺点的分析,以便针对具体情况制定出最为合理的泥沙管理方案,将不利影响最小化,以期实现最佳的拆坝泥沙处置效果。

应用CMAQ模型解析河北南部城市的霾污染来源

河北南部地区是霾污染最为严重的地区之一,本文应用MM5-Models-3/CMAQ空气质量模拟系统对河北及周边省市进行了区域尺度的模拟,并通过情景计算的方法估算了河北南部(包括石家庄、邢台、邯郸3市)、河北北部、京津2市、山西、河南、山东6个区域的人为源排放对石家庄、邢台细微颗粒物(PM2.5)及其主要成分和消光系数(Bext)的贡献率.结果表明,模拟时段内,石家庄市PM2.5的来源为河北南部65.3%、山西13.8%、河北北部7.3%、山东1.6%、河南1.1%、京津0.9%;邢台市PM2.5的来源为河北南部64.7%、山西10.4%、河北北部5.2%、河南3.7%、山东3.6%、京津1.1%.周边地区对石家庄市Bext的贡献率分别为:河北南部59.4%、山西13.8%、河北北部6.8%、山东1.7%、河南1.3%、京津0.9%;对邢台市Bext的贡献率则为:河北南部58.2%、山西10.1%、河北北部5.0%、山东3.7%、河南3.9%、京津1.0%.对2007年12月8—12日重污染过程的分析表明,重污染过程中河北北部、山东和河南的贡献率有所上升,山西的贡献率则有所下降.由于该地区霾污染的复杂性,进一步的观测和模拟工作仍然十分必要.

邯郸市PM_(2.5)中含碳组分的特征及来源分析

自2012年10月13日-2014年9月11日在邯郸市采集PM2.5样品,并对气态污染物以及颗粒污染物（PM10和PM2.5）进行在线监测,将其中100个样品进行8种碳组分分析,初步探讨含碳气溶胶的特征及来源。结果发现：采样期间PM10和PM2.5的平均浓度分别274.4μg/m3和154.7μg/m3,超标率大于80%,其中2013年1月份PM10和PM2.5的最大值更分别达到924.6μg/m3和658.2μg/m3。OC/PM2.5和EC/PM2.5的比例分别为16.7%和7.0%,采暖时间段的OC及EC的污染程度相较于非采暖时间段更为严重。OC和EC的平均增长率分别为2.67和1.33,污染累积和二次转化贡献率分别占49.8%和50.2%;SOC/OC在49.3%~57.7%之间,SOC/PM2.5在7.9%~11.6%之间,二次有机物污染较为严重。因子分析表明,冬季PM2.5碳组分主要来自于燃煤和柴油车尾气排放,生物质燃烧和汽油车尾气,分别解释了PM2.5中碳组分的39.3%、28.4%以及16.3%。

美国百年拆坝历史回顾

自1912年至今,美国拆坝历史已有百年之久,期间拆坝共计1108座。从拆坝数量、分布范围、坝高和坝龄等多个角度对这些闸坝的资料进行分析比较,得出不同年代美国的拆坝特点:1980年以前拆坝数量少,分布范围较小,但闸坝的负面影响及拆坝必要性开始被人们所认识;20世纪80年代以后拆坝数量和范围逐渐扩大,坝高仍小于20 m,拆坝原因以生态修复为主,且更加关注闸坝安全问题;20世纪90年代拆坝数量继续扩大,拆坝高度实现突破,编制完成《大坝及水电设施退役导则》;21世纪,拆坝数量、高度和长度都打破以往记录,被拆闸坝以混凝土坝为主且绝大多数超过了使用寿命。同时,分析表明,闸坝的拆除与当时的社会经济状况有着密不可分的联系。

邯郸市PM_(2.5)化学组成特征及来源解析

该研究通过对邯郸市环境空气中PM_(2.5)样本进行采集和成分检测,分析了该地区PM_(2.5)的浓度及化学组成特征,利用相关性分析法和富集因子法定性判断了PM_(2.5)的主要来源,利用PCA模型定量计算了各类污染源的贡献率,最后将解析结果与已有的PMF模型结果进行了对比分析。结果表明,邯郸市PM_(2.5)日均浓度(2012年10月13日-2013年1月)为146.9 g/m3,是我国环境空气质量标准(Ⅱ级)的2倍。二次水溶性离子、OC、EC是邯郸市PM_(2.5)的主要成分,约占PM_(2.5)总质量浓度的71.5%,其中,OC是PM_(2.5)中含量最丰富的单个组分,大气有机污染特征明显。PCA模型源解析结果为:工业和燃煤33.3%,二次气溶胶和生物质燃烧21.7%,机动车为12.8%,道路扬尘9.1%。将PCA、PMF模型解析结果对比后发现2种模型对PM_(2.5)的来源有较为一致的判定,工业源和燃煤源是该地区PM_(2.5)的主要来源,两者的总贡献率分别为42.1%(PMF)和33.3%(PCA)。除此之外,PMF单独解析出了Ba、Mn、Zn源,K、As、V源和重油燃烧源,PCA单独解析出了生物质燃烧源,不同的解析结果一方面与模型本身有关,另一方面与模型选择的化学成分有关。

河北及周边地区霾污染特征的模拟研究

应用MM5-Models-3/CMAQ空气质量模拟系统对河北及周边地区进行了区域尺度的模拟,并选取石家庄、邢台、北京、天津、太原、郑州6个代表性城市分析了该地区霾污染特征.首先,通过气象观测数据对2001—2010年10年间的霾天气进行了识别,就统计结果来看,该地区霾污染的季节变化非常显著,冬季最为严重,其次是夏秋季;5月份的发生频率则最低,其次是4月和6月.选取霾污染较为严重的2007年12月进行了模拟,在模拟时段内,霾日的平均PM2.5浓度是非霾日的1.6～3.1倍,霾的发生有很明显的区域同步性.霾日PM2.5的成分也有显著变化,硫酸盐、硝酸盐等二次颗粒物的百分比含量有明显的增加,说明该地区霾的出现与二次颗粒物的形成有非常密切的关系.

2013年1月邯郸市严重霾天气的污染特征分析

利用河北工程大学大气环境监测站点的PM10、PM2.5、SO2和NOx在线监测数据,并结合能见度、湿度数据,对邯郸市2012年12月1日到2013年1月31日的大气污染状况进行分析,特别是2013年1月持续发生的霾天气,以探讨严重霾污染的过程特征.结果表明,2013年1月,SO2与NOx的平均浓度分别为225.3μg·m-3和217.8μg·m-3,PM10和PM2.5的平均浓度分别为328.5μg·m-3和229.4μg·m-3,均超过新颁布的环境空气质量标准,是2012年12月平均浓度的1.4~3.5倍.重污染过程分析结果显示,污染峰值附近几天内PM10、PM2.5的时均浓度变化无明显规律.累积阶段的PM2.5/PM10在0.42~0.52之间,峰值前后上升并超过0.70,扩散阶段PM2.5/PM10降到0.70以下,且呈波动式变化.当PM2.5/PM10小于0.40时,能见度基本位于2~18 km之间;当PM2.5/PM10在0.40~0.60之间时,能见度在0.7~8 km之间;当PM2.5/PM10大于0.60时,能见度分布于2km以下.

CMAQ-DDM-3D在细微颗粒物(PM_(2.5))来源计算中的应用

应用MM5(Fifth-Generation NCAR/Penn State Mesoscale Model)-Models-3/CMAQ(Community Multi-Scale Air Quality)空气质量模拟系统对京津冀地区进行了模拟,分别采用Brute Force方法和DDM-3D(Decoupled Direct Method in 3 Dimensions)技术对两个代表性城市石家庄、北京的PM2.5来源进行了分析计算.结果表明,两种方法的计算结果具有显著相关性,相关系数在0.950～0.989之间;其次,在某一地区浓度贡献较低的情况下,两种方法的计算结果非常接近,但随着浓度贡献的增加,Brute Force方法的计算结果逐渐高于DDM-3D方法,直线拟合的斜率在1.14～2.05之间.以石家庄为例,Brute Force和DDM-3D方法估算的河北南部地区排放的浓度贡献分别为54.7%和64.4%,相差10%左右.浓度贡献空间分布的对比表明,Brute Force方法计算出的浓度影响范围更大,出现某些离散的负值点,或某些负值点与很大的正值点相邻,反映了数值计算带来的计算误差;相比之下,DDM-3D方法的计算结果则更为合理.

邯郸市大气颗粒物污染特征的监测研究

使用振荡天平颗粒物在线监测仪连续监测了邯郸市PM10和PM2.5浓度,分析了2012年7月31日—12月2日4个月内PM10、PM2.5的浓度水平、时变规律和PM2.5/PM10的变化情况.结果表明,监测时段内PM10和PM2.5的日均浓度平均值分别为208.4μg·m-3和99.1μg·m-3,是国家二级标准的1.4倍和1.3倍;浓度超标的天数占总观测天数的61.6%和60.0%,其污染程度与北京、天津相当,属污染较严重的地区.PM2.5/PM10在19.3%~89.8%之间周期性波动,平均值为49.4%,接近北方城市的平均水平.PM10和PM2.5的浓度变化具有很好的正相关性;日均值在4个月中呈现明显的周期性变化和月际波动,10、11月的PM10和PM2.5浓度变化剧烈且大大高于8、9月份.PM10和PM2.5浓度一天中小时均值的变化呈同步的双峰型分布,最高值出现在9：00和20：00左右,最低值出现在15：00~17：00之间.本研究系统分析了夏秋季节邯郸市大气颗粒物污染状况,以期为当地颗粒物污染的控制提供科学依据.

邯郸市PM_(2.5)及其化学组分的季节性变化

利用2013年邯郸市4个大气环境监测站连续1年的在线监测数据,并结合离线采样成分数据,对比分析了不同季节大气中PM_(2.5)及其主要成分的浓度水平和污染特征。结果表明,PM_(2.5)和PM10四季均存在不同程度的超标现象;污染物在4个站点之间的空间差异不太显著,邯郸市的污染为区域性污染。PM_(2.5)中水溶性无机离子和碳组分的季节变化均较为明显。SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+三者浓度之和占PM_(2.5)浓度的39.8%,占PM_(2.5)中总水溶性无机离子浓度的86.2%;四季均存在较强的光化学反应,但硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)呈现出不同的季节变化规律,与SO2-4和NO_3^-的来源和去除机制明显不同有关。秋、冬季有机碳(OC)和元素碳(EC)污染较为严重,总碳气溶胶(TCA)浓度分别占PM_(2.5)质量浓度的24.0%和32.9%;研究显示高浓度的OC较多来源于二次有机碳(SOC),高浓度碳易发生二次污染。进一步对PM_(2.5)中各组分进行来源分析得出燃煤、汽油车尾气、生物质燃烧、二次气溶胶和扬尘源对邯郸市PM_(2.5)贡献显著。

邯郸市PM_(1.0)、PM_(2.5)污染特征及在线水溶性离子分析

对2014年12月—2015年2月邯郸市大气中PM1.0、PM2.5以及PM2.5中的硝酸根（NO3^-）、水溶性有机碳（WSOC）和硫酸根（SO4^2-）进行在线监测。结果表明,PM1.0中干性成分（PM1.0DRY）和包含水分的PM1.0（PM1.0WET）分别占PM2.5的74.0%和81.4%,PM1.0为PM2.5中的主要组成。利用锯齿型方法估算本地源和区域源对PM1.0、PM1.0～2.5、PM2.5的贡献,得出区域源对PM1.0的贡献为40.6%,明显高于对PM1.0～2.5与PM2.5贡献的32.3%和37.7%,因为PM1.0直径小,在大气中存在时间较长、传输距离远。根据NO3^-、WSOC、SO4^2-与PM1.0、PM1.0～2.5的相关系数,推断NO3^-、WSOC可能在PM1.0生成,而SO4^2-可能在PM1.0～2.5中生成。

邯郸市PM_(2.5)中水溶性无机离子污染特征及来源解析

本研究通过对邯郸市环境空气中PM2.5样本进行采集和成分检测,分析了该地区PM2.5中水溶性无机离子的污染特征,并结合气象要素(风速、温度)、气态污染物(O3、NO2、SO2、CO)、SOR(硫氧化率)、NOR(氮氧化率)对其主要来源进行了解析.研究结果表明:总水溶性无机离子(TWSII)浓度季节变化特征明显,秋、冬季高于春、夏季.SO2-4、NO-3、NH+4是PM2.5中主要的水溶性无机离子,在TWSII中所占的比例为夏(93.2%)>冬(85.6%)>秋(85.5%)>春(84.0%).春、夏、秋三季PM2.5呈酸性,冬季显碱性.此外还分析得到,SO2-4在四季中均以(NH4)2SO4的形式存在.NO-3在冬季以NH4NO3的形式存在,其余季节中以NH4NO3、HNO3等共存.绝大部分Cl-在冬季以NH4Cl的形式存在,其它季节中以NH4Cl、KCl等的形式存在.均相反应是SO2-4的主要生成途径,夏、冬季也伴随有非均相反应.NO-3的生成以均相反应为主(春、夏、秋),在冬季均相反应与非均相反应同时存在.应用因子分析法解析出4个主因子,其中,工业、燃煤、交通、生物质燃烧等综合源是PM2.5中水溶性无机离子的主要来源.