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2010年  第23卷  第5期

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封面+目录
2010, 23(5).
摘要(177) PDF(11)
摘要:
酸沉降
中国酸雨研究现状
张新民, 柴发合, 王淑兰, 孙新章, 韩 梅
2010, 23(5): 527-532.
摘要(2833) PDF(225)
摘要:
中国酸雨区是继欧洲和北美之后的世界三大酸雨区之一,迫切需要科学有效的酸雨污染控制对策和措施,而及时总结酸雨研究现状是科学控制酸雨的重要基础. 综述了近年来中国酸雨的研究发展历程、空间分布特征、成因和控制对策的研究结果. 结果表明:中国降水化学组成仍属硫酸型,但正在向硫酸-硝酸混合型转变;南方酸雨区范围无明显变化,北方酸雨区继续扩展;强酸雨区范围为1994年以来最大,但酸度有所减弱;总体来看,与过去几年相比,2008年全国酸雨形势有所恶化. 最后对酸雨成因和控制对策进行了概述.
辽宁省辽中降水化学特征与边界层流场的相关性
刘厚凤, 陈义珍, 柴发合, 张 萌, 刘遵永, 汪凯庆
2010, 23(5): 533-538.
摘要(1230) PDF(163)
摘要:
于2007年2月—2008年1月在辽宁省辽中县进行了酸雨观测,获取了辽中站降水中主要化学离子组成,并观测了同期的地面气象条件,结合不同气象流场分析方法,分析降水化学特征与边界层流场的关系. 结果表明:①降水酸碱性与风向有一定关系,偏南风易出现酸性降水,而偏北风易出现碱性降水,降水的酸碱性与850~925 hPa(约700~1 500 m)高度上的风向相关性较强,与近地面风向的相关性不明显;②降水的酸碱性和离子组成与研究区所处天气系统的相对位置关系显著,同是偏北气流,如研究区位于大陆反气旋东部,气流来源于西北地区,Ca2+浓度较高,反之,如位于海洋气旋的西部,由于气流来源于东南海上,故Na+浓度相对较高.
贵州省六冲关流域大气沉降和地表水化学特征
肖劲松, 武学丽, 夏 园
2010, 23(5): 539-542.
摘要(1243) PDF(148)
摘要:
对比贵州六冲关森林小流域1992─1994年和2001─2005年2个时期穿透水沉降(TF)和地表水的化学组成,以分析大气沉降对森林小流域生物地球化学过程的影响. 结果表明:2001─2004年硫沉降量较1992─1994年有显著下降,但自2005年起硫沉降量又显著增加. 六冲关流域无机氮(尤其是NH4+-N)沉降量较历史时期显著增加,说明贵阳市大气污染正在由硫酸型向硫酸-硝酸混合型过渡. 长期的大气沉降导致地表水中SO42-和NO3-等阴离子质量浓度的增加,加剧了Ca,Mg和K等营养元素的流失,使地表水的酸中和能力在2002年为负值. 长期观测发现,地表水酸中和能力与穿透水中Ca和Mg的沉降通量密切相关,说明大气沉降已经对六冲关流域的相关生物地球化学过程造成了潜在的影响.
污染源排放
烟塔合一排放参数试验及特征
陈义珍, 赵 丹, 柴发合, 史晓红, 王振奎, 王慧婷
2010, 23(5): 543-547.
摘要(1609) PDF(121)
摘要:
在电厂典型工况条件下,测试烟塔排放口及塔体内部混合烟气的流速、温度、气压和相对湿度等参数的分布. 结果表明:在烟塔排放口和塔体内部,混合烟气各参数的分布均是非均匀的. 烟塔排放口处各参数水平分布均为中心处高、边缘处低;2月17,21和22日烟塔排放口处混合烟气的平均流速分别为2.8,3.1和2.9 m/s,总平均流速为2.9 m/s;3 d平均温度分别为13.1,13.4和13.2 ℃,总平均温度为13.2 ℃;3 d平均相对湿度分别为94.1%,87.8%和90.3%,总平均相对湿度为90.7%. 塔体内部混合烟气各参数垂直分布规律为:温度、气压和相对湿度均为烟塔中心处高、边缘处低,但流速分布不同,在塔体上部流速分布呈中心处高、边缘处低,而下部则相反.
烟塔合一排放的SF6示踪扩散试验
赵 丹, 陈义珍, 柴发合, 邹传纯, 史晓红, 王慧婷, 王振奎
2010, 23(5): 548-554.
摘要(1553) PDF(144)
摘要:
国华三河电厂烟塔SF6示踪扩散试验共确定5次试验气象窗口,每次气象窗口进行3次试验,共有12次试验取得有效数据,基本涵盖了大风、小风以及各种大气稳定度类型. 不稳定条件下,风速较小时,单位源强产生的最大落地浓度大,距离近;中性条件下,风速较大时,单位源强产生的最大落地浓度居中,距离较远;稳定条件下,中等风速时,单位源强产生的最大落地浓度小,距离较远. 这与模式模拟结果通常所表现的规律相一致. 类推得出电厂NOx的最大落地浓度比标率〔《环境空气质量标准》(GB3095—1996)二级标准〕为6.97%,其环境影响可接受.
合成革企业二甲基甲酰胺排放清单的初步建立
魏玉梅, 张清宇, 田伟利
2010, 23(5): 555-559.
摘要(1187) PDF(98)
摘要:
根据合成革生产中的物料平衡,结合企业现场调查、原料成分测定及污染源监测等数据,建立合成革企业二甲基甲酰胺(DMF)排放清单. 结果表明:合成革生产中湿法生产线和干法生产线的DMF排放量分别为108.10和63.50 t/a,其中90%以上来自无组织排放. 由于合成革产品需求的季节性变化及当地气候特点,DMF排放在3,4和9─12月较高,分别占全年总排放量的10%以上,而在2,5─7月相对较低,均不到全年总排放量的7%. 基于建立的DMF排放清单和研究区域气象数据,采用AERMOD模型模拟8个监测点在监测时段的ρ(DMF)日均值. 对ρ(DMF)模拟值和实测值的拟合结果可知,84%的模拟值与监测值的相对误差在100%以内,表明建立的DMF排放清单较准确.
大气环境数学模拟
贵阳市燃煤烟气中汞在大气中传输的数值模拟
吕晓彤, 李启泰, 蒋维楣
2010, 23(5): 560-569.
摘要(1656) PDF(99)
摘要:
利用中尺度非静力大气化学模式(MESO-NHC),以及目前大气中臭氧(O3)和氢氧基(OH)对汞氧化的研究成果,研究贵阳市原煤燃烧产生的大气汞传输,以及φ(大气汞)对Hg0的干沉积速率,OH与元素汞(Hg0)的反应率常数的敏感性. 结果表明:①模拟区内实际大气中φ(Hg0)为局地人为排放源和自然排放源共同作用的结果,二者所占比例大致相当. ②由于化学和沉积特性不同,φ(Hg0),φ〔Hg(Ⅱ)〕和φ(HgP)随着与排放源距离增加而衰减的程度存在差异,排放源对附近地区φ(大气汞)及各种形态汞所占比例影响较大;在远离排放源的地方,大气中的Hg(Ⅱ)和HgP主要来自于Hg0不断的氧化作用. ③φ(大气汞)表现出2种不同的垂直分布特征,在一定高度以下φ(Hg0)随高度线性递减,而在该高度之上直到对流层顶φ(Hg0)几乎保持同样的数值;φ〔Hg(Ⅱ)〕和φ(HgP)随高度的变化遵循指数递减规律. φ(Hg0)随高度和与排放源距离增加而衰减的程度不及φ〔Hg(Ⅱ)〕和φ(HgP),主要是由于Hg0通过化学反应和沉积而离开大气的量少,能较充分通过平流扩散和垂直输送作用输送到离排放源较远和较高的地方. ④排放源附近φ(大气汞)较高的地方φ(大气汞)对Hg0的干沉积速率敏感性较高,而φ(大气汞)较低的地方其敏感性较低. ⑤φ(大气汞)对Hg0被OH氧化的反应率常数(k)的变化普遍很敏感,在较大的反应率常数kHg-OH3.55×10-14×e294/T情况下,Hg0所占比例偏低,而Hg(Ⅱ)和HgP所占比例偏高,与监测结果偏差较大;在kHg-OH2.94×10-14情况下模拟结果更为合理.
佛山市中心城区工业污染源排放的数值模拟
黄艳玲, 刘永红, 蔡 铭, 徐伟嘉, 禤福荣
2010, 23(5): 570-574.
摘要(1493) PDF(169)
摘要:
以广东省佛山市中心城区为研究区域,在分析城区工业污染源排放与分布特征的基础上,应用中尺度气象模式MM5耦合空气质量模式CALPUFF的方法,模拟了中心城区工业污染源排放SO2的扩散传输过程. 在考虑周边污染源及本地污染物的情况下,发现ρ(SO2)模拟值与实测值的变化趋势一致,表明模拟方案可较好地反映ρ(SO2)的时空分布特征. 分析中心城区工业源排放时空分布模拟结果发现,工业污染源排放与分布特征和气象环境是影响城区工业源排放SO2的时空分布的重要因素.
GIS与大气环境模型的集成及其应用
张攀攀, 王义祥, 邬群勇, 王勤耕
2010, 23(5): 575-580.
摘要(1596) PDF(152)
摘要:
分析了GIS与环境模型集成的松散集成、紧密集成、完全集成等3种模式,论述了GIS与大气环境模型集成的组件式方法与服务式方法,对比了5种集成方法的优缺点,认为组件式集成方法具有较大优势,是目前流行的集成方法,服务式集成是未来的趋势. 基于组件式集成方法,采用GIS二次开发组件ArcGIS Engine 9.3开发了大气污染扩散模拟与预测系统,该系统充分利用了GIS的空间分析与可视化功能,实现了大气环境模型与GIS的紧密集成,以福建省为例进行了大气污染扩散模拟,取得了较好的模拟效果.
移动源污染控制
编制城市交通道路环境空气质量监测技术规范的探讨
梁文艳, 孙德智, 黄 珊
2010, 23(5): 581-586.
摘要(1407) PDF(183)
摘要:
城镇化进程的加快和人们生活水平的提高,使城市机动车的保有量大幅增加.机动车排放的尾气已成为大中城市部分空气污染物的主要来源.在我国2007年颁布的《环境空气质量监测规范》(试行)中,没有相应和详细的技术规范对城市交通道路空气质量的监测作出技术指导.主要对编制城市典型交通道路环境空气质量监测技术规范进行了探讨,根据我国已开展的城市交通道路空气质量监测方面的研究,以及对北京、广州等城市所开展的交通道路空气质量监测与评价的研究成果,编制了《城市典型交通道路环境空气质量监测技术规范》(建议稿),对该建议稿的适用范围、布点原则、布点方法、监测项目、监测时间和频次等几个主要方面内容和编制依据进行了介绍.
北京市机动车新车排放标准效益的灰色关联评价
金陶胜, 许 嘉, 高佳佳, 高 莹, 傅立新
2010, 23(5): 587-590.
摘要(1363) PDF(133)
摘要:
为对机动车排放的控制措施进行效益评估,引入“机动车当量排放”的概念,通过对执行不同时期新车排放标准的机动车计算当量排放,给出了北京市2000—2004年的机动车NOx总排放量,并将该排放量与相应的区域环境污染物质量浓度进行了灰色关联分析. 结果表明,北京市交通环境ρ(NO2)年际变化与基于当量排放的NOx总排放量年际变化在总体上呈现中等程度的关联,说明实施新车排放标准对区域环境质量的改变有着较大的关联作用.
北京市道路空气中NOx现状监测及控制对策
申卫国, 孙德智, 王 辉
2010, 23(5): 591-595.
摘要(1307) PDF(128)
摘要:
通过对北京城市3种典型交通道路空气中NOx的时空变化监测发现,城市道路空气NOx中NO分担率主要集中在31.6%~81.1%,明显高于非交通道路中NO的分担率(3.0%~34.0%). 其原因是NO主要来源于机动车尾气的排放. 利用MOBILE软件计算了各类机动车排放的ρ(NOx),并相应地确定了影响交通道路中ρ(NOx)的敏感因素. 据此提出了北京市交通道路空气中NOx若干控制措施,如控制车速、车型、油料等.
北京市道路空气中挥发性有机物时空分布规律
王 宇, 齐 飞, 伦小秀, 孙德智
2010, 23(5): 596-600.
摘要(1456) PDF(136)
摘要:
为研究城市交通道路空气中挥发性有机化合物(VOCs)的污染状况、变化规律和不同道路类型的浓度特点,于2008年5月—2009年7月对北京市3种典型道路(街道峡谷、交叉道路和开阔道路)进行空气质量监测. 采用气相色谱法测定道路空气中非甲烷烃(NMHCs)、苯系物(苯、甲苯和二甲苯)的质量浓度. 结果表明:北京市道路空气中挥发性有机化合物污染比较严重,其中ρ(NMHCs)日均值为1.0~3.3 mg/m3,ρ(苯系物)日均值为8.8~80.0 μg/m3. 污染物浓度日变化多呈现双峰型. 选取1,4,7和10月为不同季节的代表月份,7月的ρ(NMHCs)和ρ(苯系物)均最高,10月最低. 3种典型道路中,街道峡谷的污染物质量浓度高于另外2种道路. 道路附近的挥发性有机物质量浓度主要受到机动车排放、气象条件和地形条件等的影响.
北京夏季道路环境中NOx,NMHCs及气象因子对ρ(O3)的影响
张文方, 郑艳红, 孙德智, 张立秋
2010, 23(5): 601-605.
摘要(1735) PDF(153)
摘要:
通过对北京市2009年夏季3种典型道路(开阔道路、交叉道路、街道峡谷)环境中O3,O3前体物(NO,NMHCs等)及气象因子的监测,分析了北京市典型道路环境中ρ(O3)的变化规律及O3前体物质量浓度与气象因子对ρ(O3)的影响. 结果表明:夏季北京市典型道路环境中ρ(O3)呈明显的日间单峰变化规律,这与非道路环境并无不同. 不同类型道路环境中ρ(O3)的变幅与峰值出现时间有所不同;3种典型道路环境中ρ(O3)与ρ(NO),ρ(NMHCs)等均呈良好的负相关关系,与ρ(NO2),ρ(NO2)/ρ(NO)呈良好的正相关关系;3种类型道路环境中ρ(O3)均呈现出与紫外强度、温度相同的变化趋势,而与相对湿度的变化趋势相反,ρ(O3)高值出现于高温、强紫外线与低湿度的时刻,ρ(O3)变化略滞后于紫外强度变化.
机动车排放控制标准对污染物排放因子的影响
张清宇, 魏玉梅, 田伟利
2010, 23(5): 606-612.
摘要(1229) PDF(164)
摘要:
基于我国机动车排放控制标准,利用适应性调整后的IVE模型及改进的LEAP模型,结合机动车燃油经济性,建立了研究区域2004—2030年机动车CO,VOCs,NOx,PM10和CO2的动态排放因子.结果表明,国Ⅰ和国Ⅱ规定的机动车排放控制标准(除摩托车外)对降低各类机动车型污染物排放因子作用不大; 而国Ⅳ标准将自2010年起执行,只有执行该标准才能显著降低所有汽油和柴油车型的污染物排放因子. 研究结果同时显示,2010年后机动车污染物的排放因子将继续降低.
杭州市机动车NOx排放清单的建立及其对空气质量的影响
薛佳平, 田伟利, 张清宇
2010, 23(5): 613-618.
摘要(1171) PDF(151)
摘要:
以杭州市主城区为例,对车辆信息(包括车流量和车辆构成、车辆控制技术水平、车辆行驶工况、车辆启动分布等)进行了调研和测试,并根据IVE模型计算了机动车NOx的排放清单.结果表明,2004年杭州市主城区机动车NOx排放总量为25 100 t,其中,轻型客车、出租车、公交车、重型货车和轻型货车的年排放量分别为5 800,1 100,7 300,9 200和1 700 t. 在此基础上,通过AERMOD模型模拟了城市机动车源NOx年均质量浓度以及城市空气中总的NOx年均质量浓度空间分布,得出机动车排放的NOx对总的NOx年均质量浓度的贡献率为40.91%,并对贡献率的空间分布进行了分析.
气溶胶与空气质量
北京大气气溶胶表面无机组分的静态飞行时间二次离子质谱研究
李 红, 柴发合, 鲁德凤, 王学中, 邓利群, 倪润祥, 陈义珍
2010, 23(5): 619-626.
摘要(1676) PDF(149)
摘要:
采用特定的样品处理方式,利用静态飞行时间二次离子质谱(Static-TOF-SIMS)技术,对使用通用型大气污染物采样仪VAPS(URG-3000K)采集于非导电性的滤膜(聚碳酸酯滤膜)上的大气气溶胶细粒子(PM2.5)与粗粒子(PM2.5~10)的表面无机组分进行了探索性的比较分析.结果表明:大气气溶胶细粒子与粗粒子的表面无机组分组成特征具有明显的差异;气溶胶细粒子表面存在着大气中二次形成的亲水性化合物,会对其表面的疏水性/亲水性特征产生影响,从而影响其大气化学行为;气溶胶粗粒子表面存在氟化物,对生态环境和人体健康具有潜在的危害性,应该重视对气溶胶中氟污染的研究与控制;静态飞行时间二次离子质谱可以成为研究大气气溶胶表面化学组成特征的有利分析手段.
不同混合方案对气溶胶辐射特性的影响
宗鹏程, 缪启龙, 魏晓奕
2010, 23(5): 627-633.
摘要(1520) PDF(90)
摘要:
利用体积权重平均,Maxwell-Garnett和Bruggeman理论,分别处理半径为0.5 μm 75%H2SO4气溶胶和黑碳气溶胶(BC),以及硫酸盐气溶胶与黑碳气溶胶内混合的情况,求出其复折射指数.利用Mie理论计算内混合单个气溶胶粒子在0.55 μm波长处的辐射特性参量,其目的在于比较分析3种不同混合方案处理的同一混合情况下内混合单个气溶胶粒子辐射特性的差别. 结果表明:辐射特性的总体变化趋势大致相同,但采用不同的混合方案处理相同的内混合情况时,其结果在黑碳混合比为10%~30%时差异较大.
中国东南部地区及近海的气溶胶光学厚度分布特征
王 毅, 石汉青, 何明元, 黄思训
2010, 23(5): 634-641.
摘要(1466) PDF(165)
摘要:
利用MODIS资料,对中国东南部地区及近海海域实现多通道大气气溶胶光学厚度(AOD)反演;利用地面连续波段的太阳辐射计数据对MODIS资料的反演结果进行校验,结果表明,反演结果的置信度较高;利用经过校验的结果对该地区的AOD分布特征进行了研究. 结果表明:AOD大值区主要集中在海拔低的东南沿海及经济发达地区,而地形比较复杂的山地丘陵地区的值较小;海洋上空的AOD反演由于受到了近海混浊水体和离水辐射的影响,反演结果偏高,但还没有发现能准确反映研究地区特征的输入参量和合适的算法,以提高近海海域AOD的反演精度.
丹东市大气颗粒物质量浓度变化特征及其与能见度的关系
刘宁微, 马雁军, 王扬锋, 刘晓梅
2010, 23(5): 642-646.
摘要(1425) PDF(126)
摘要:
利用2008年丹东沙尘暴监测站的ρ(PM10),ρ(PM2.5)和ρ(PM1)监测资料,探讨了丹东市大气颗粒物质量浓度的变化特征及其与能见度的关系. 结果表明:由外来源经中长距离输送引发的沙尘中携带了大量的粗颗粒物,而细颗粒物所占比例相对较少;可吸入颗粒物质量浓度具有明显的季节变化特征,冬季最高,夏季最低,春季、秋季居中;丹东粗颗粒物质量浓度较低,但粗颗粒物中细颗粒物所占比例却非常高;颗粒物的粒径越小,其对能见度的影响就越大.
1990与2007年兰州冬季大气气溶胶中水溶性离子浓度比较
张 宁, 李利平, 董继元, 袁 悦, 李 丽
2010, 23(5): 647-652.
摘要(1072) PDF(116)
摘要:
研究了兰州市1990和2007年冬季在同一地点采集的大气气溶胶样品,使用离子色谱法对其中8种水溶性无机阴离子和6种阳离子进行了分析. 结果发现,17年来由于工业和能源结构的改变以及机动车数量的急剧增加,气溶胶中主要水溶性离子的构成比例和排序正在发生明显变化. 2007年水溶性离子占TSP质量的比例比1990年上升了16%以上,上升最明显的是SO42-(4.43%),NH4+(3.11%),Ca2+(2.50%),NO3-(2.27%)和Cl-(2.07%). 其主要离子的排序以及在被测阴、阳离子总和中的比例也发生了明显变化. 阴离子中仍然以SO42-为首;而阳离子中,1990年是以Ca2+为首,到2007年则变成以NH4+为首. NH4+在被测阴、阳离子总和与阳离子总和中所占比例分别上升了7%和6%. 在研究气溶胶的同时,应重视其水溶性离子对人体的危害和影响.
污染治理技术
溶胶粉末复合浸渍法制备颗粒状SCR脱硝催化剂的特性
姚 杰, 仲兆平, 陈晓林, 郑秋萍
2010, 23(5): 653-657.
摘要(1405) PDF(222)
摘要:
针对以V2O5-WO3/TiO2为成分的颗粒状SCR脱硝催化剂在制备过程中存在的有效组分加载均匀性等问题,尝试了利用偏钛酸溶胶作为载体的催化剂生产方法.利用粉末/溶胶复合浸渍方式设计出4种催化剂的制备方法并分别制得样品.通过在不同温度条件下样品对烟气中NOx成分去除效能的性能测试,以及进行相关的微观表征分析,研究比较了不同制备方式对催化剂特性的影响规律,旨在探索出一种合理、高效的催化剂制备工艺.结果表明:利用偏钛酸溶胶作为载体,同步浸渍加载WO3和V2O5 2种组分,相比传统的粉末浸渍和两步浸渍方式,该方法能够使浸渍组分在载体表面获得较高的覆盖率,并有效避免了浸渍组分溶出和重结晶现象的发生,所制得的催化剂样品具有较高的脱硝效率.
萘在炭质吸附剂上的静态吸附机理
周宏仓, 蔡华侠, 薛鸿斌, 宋园园, 张翠翠, 陆建刚
2010, 23(5): 658-662.
摘要(1384) PDF(97)
摘要:
通过分析考察试验吸附等温线与Langmuir,BET和Freundlich模型的拟合结果,以及吸附剂的结构参数(比表面积、总孔容积、平均孔径),对萘(Nap)在3种活性炭吸附剂上的静态吸附行为进行了研究.结果表明:3种活性炭吸附剂对萘均表现出良好的吸附能力(吸附量最高可达0.231 1 g/g),改性后活性炭颗粒吸附性能要明显优于原活性炭;萘在活性炭颗粒(AC-a,AC-c)和活性炭粉末(AC-b)上的吸附行为存在差异,在活性炭颗粒上表现为单分子层吸附的过程,而在具有突出比表面积的活性炭粉末上,吸附过程表现出多分子层吸附的特征.Langmuir和BET模型可以分别对萘在活性炭颗粒和粉末上的静态吸附行为进行合理的预测.
微波紫外无极碘灯降解硫化氢气体
马 莹, 孙 晓, 何 炼, 张仁熙, 侯惠奇
2010, 23(5): 663-666.
摘要(1491) PDF(155)
摘要:
采用微波激发方式使无极碘灯发生放电,产生207 nm紫外辐射,并用于降解H2S气体.考察了初始ρ(H2S)、停留时间和微波电源功率等因素对H2S降解的影响.结果表明:H2S在微波无极碘灯停留时间为1.75 s时,其降解率随初始ρ(H2S)的升高而降低.初始ρ(H2S)为57.5 mg/m3时,H2S降解率为20.5%;初始ρ(H2S)为7.3 mg/m3时,H2S降解率可达到64.2%.在保持初始ρ(H2S)及停留时间不变的情况下,H2S降解率随电源功率的增加而提高.H2S经微波碘灯光解后的最终产物含有SO42-.