Abstract ：

通过采用气溶胶化学组分在线监测质谱仪(ACSM)实时监测了北京市东南城区2021年12月至2022年11月大气非难熔亚微米颗粒物NR-PM1及其组分有机物(Org)、硫酸盐(SO42-)、硝酸盐(NO3-)、铵盐(NH4+)和氯化物(Cl-)浓度,分析研究了 NR-PM1 及其组分不同时间尺度,特别是污染期间的变化特征,以及影响二次硫酸盐和硝酸盐形成的重要因素.同时,结合正交矩阵因子分析法(PMF)和后向轨迹聚类分析法分别探究了有机气溶胶(OA)不同时段物种的变化特征,以及不同时段气团长距离传输对NR-PM1及其组分的影响机制.结果表明,研究期间NR-PM1年均质量浓度为(7.60±10.35)μg/m3,低于 2016 年以来相应的年均值,并呈现出逐年下降的趋势,不同季节其平均浓度呈现出秋季>春季>冬季>夏季的季节变化特征,不同季节其日变化均呈现出夜间高于白天的特征.NR-PM1物种年均质量浓度呈现出Org>NO3->NH4+～SO42->Cl-的特征,其中Org对NR-PM1的贡献最大,约为41.16%,其后依次为硝酸盐 33.05%,铵盐 12.47%,硫酸盐 11.99%,氯化物最小,约为 1.33%.不同季节NR-PM1组分浓度的昼夜变化均较小,NR-PM1及其组分在霾污染天的平均浓度均大于臭氧污染天和清洁天.大气中碱性NH3的存在以及霾污染天的气象条件更有利于气态前体物的二次转化.不同季节OA物种有所不同,冬季、春季和秋季的二次有机气溶胶(SOA)是OA的主要组分,而夏季一次有机气溶胶(POA)是OA的主要组分,霾污染天和臭氧污染天OA均主要受二次有机物生成的影响.不同季节气团传输途径有所不同,值得注意的是霾污染天主要受东南方向和南方向短距离气团输送的影响,且 NO3-对NR-PM1的贡献较大.O3污染天主要受南方向的短距离气团输送的影响,而清洁天以西北方向长距离气团输送为主.

Keyword ：

NR-PM1 多尺度 演变 影响因素 理化特性

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本发明公开了一种基于大气污染绝对浓度差异的突出站点识别方法，属于大气污染防治技术领域；其包括：基于城市历史气象数据，依据各气象要素分段标准，划分逐时刻气象段；基于各站点长时间序列历史浓度数据，计算逐时刻的站点浓度平均值；逐站点逐时刻计算站点浓度与平均浓度的差值；分别将各站点逐时刻浓度差值与逐时刻气象段相匹配，得到各站点各气象段的时刻浓度差值数组，分别绘制差值直方图；依据直方图，确定浓度差值上限，作为各站点各气象段的突出值识别标准；基于识别标准，实时动态识别突出站点与时刻。本发明基于绝对浓度差异实时动态识别不同气象条件下对考核影响大的站点和时刻，可为面向监测站点的污染精细化管控提供技术支撑。

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通过采集京津冀城市群2021年PM_(2.5)和O_3小时浓度数据,以及O_3-8h平均浓度数据,分析研究了京津冀城市群PM_(2.5)和O_3的时空变化特征,探究了PM_(2.5)和O_3的相关性及其对大气环境的协同影响。结果表明:京津冀城市群13个城市PM_(2.5)浓度的季节变化主要呈冬季>春季>秋季>夏季,而O_3-8h浓度则为夏季>春季>秋季>冬季。PM_(2.5)与O_3-8h月均浓度之间呈现"此消彼长"的变化特征。13个城市PM_(2.5)浓度日变化均呈现夜间较高而白天较低的变化特征。O_3日变化与PM_(2.5)相反,白天浓度明显高于夜间,最高值出现在在15:00前后,最低值通常出现在早晨7:00左右。2021年京津冀城市群13个城市PM_(2.5)和O_3-8h年均浓度的空间变化均呈现北部城市较低,而西南城市较高的分布特征,其中石家庄、邢台、邯郸和保定PM_(2.5)和O_3污染均较为严重。2021年京津冀城市群4个代表城市北京、天津、张家口和邯郸普遍在4～9月PM_(2.5)和O_3对大气环境大多呈正协同影响,O_3的生成促进了PM_(2.5)的升高,而11～1月PM_(2.5)和O_3对大气环境主要呈负协同影响,O_3的光解促进了PM_(2.5)浓度的升高。该研究将会为京津冀城市群大气污染联防联控提供重要的科学理论依据。

Keyword ：

PM_(2.5) O_3 城市群 变化特征 京津冀 协同作用

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针对稀土尾矿废水的成分复杂和低化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)的水质条件,采用厌氧氨氧化包埋填料进行处理.首先进行了厌氧氨氧化包埋填料的适应和驯化,然后分别探究了厌氧氨氧化包埋填料单独处理稀土尾矿废水和耦合反硝化包埋填料处理稀土尾矿废水的脱氮性能.结果表明,厌氧氨氧化包埋填料对稀土尾矿废水有良好的适应性,采用阶梯式底物和缩短水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)的运行策略进行适应和驯化后,总氮去除负荷(nitrogen removal load rate,NRR)最高可达0.99kg N/(m3·d),较适应和驯化前提高了8.39倍.高通量测序结果表明,厌氧氨氧化优势菌属(Candidatus Kuenenia)的相对丰度从5.53％上升至35.67％,实现了有效富集,而适应和驯化前的优势菌属(Candidatus Brocadia)不适应环境被淘汰.面对原水氨氮浓度波动时,厌氧氨氧化包埋填料单独处理稀土尾矿废水的NRR最高可达1.02kg N/(m3·d),出水氨氮的平均浓度为3.98mg/L,氨氮和亚硝酸盐氮的去除率达到94.43％,可以节省60％的有机碳源.控制C/N比为1.5:1,成功实现了厌氧氨氧化包埋填料与反硝化包埋填料的耦合,厌氧氨氧化包埋填料的活性没有受到明显影响.出水总氮的平均浓度为0.65mg/L,总氮去除率平均为95.6％,理论上可以节省84％的有机碳源.

Keyword ：

菌群结构 厌氧氨氧化包埋填料 脱氮性能 稀土尾矿废水

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本发明公开了一种监测站点大气污染物本地排放贡献的量化识别方法，属于大气污染防治领域；包括：基于空气质量模型模拟得到各站点区域贡献浓度，逐时刻计算各站点区域贡献与全部站点区域贡献平均浓度的比值，即为区域贡献不均匀系数；引入区域平均和本地贡献优化变量，将区域贡献平均优化浓度与区域贡献不均匀系数相乘，得到区域贡献优化浓度表达式；以本地和区域贡献优化浓度之和与监测浓度误差最小化为目标，构建目标方程；确定本地贡献优化浓度的限制范围，联合目标方程构建优化模型；根据监测浓度与区域贡献不均匀系数，通过求解优化模型，得到站点的本地贡献优化浓度。本发明实现了站点本地贡献浓度的量化识别，为精细化污染管控提供支撑。

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农业和机动车NH3排放分别是农村和城市地区的重要NH3排放源,开展两者环境影响的对比研究,对于减排策略的科学制定具有重要意义.而目前缺少农业和机动车NH3排放差异化影响的研究.为此,基于排放因子法建立了1 km分辨率的农田施肥、畜禽养殖和机动车NH3排放清单,分析了其时空分布特征;进一步利用WRF-CAMx-PSAT模型,结合Brute-Force法对2017年1月和6月的农业源、机动车源减排情景进行模拟,探究不同NH3排放源对大气PM2.5的差异化影响.研究结果显示,2017年京津冀农田施肥、畜禽养殖、机动车NH3排放分别为31.0万、44.7万和0.8万t.从减排效果看,当对农业NH3和机动车NH3分别进行梯度减排(10％、30％、50％、70％、100％)时,NH4+呈现出近线性变化,SO42-、NO3-呈现出非线性下降趋势.受排放量影响,农业NH3减排情景下NH4+、SO42-、NO3-的平均浓度变化率(-16.3％、-4.3％和-37.3％)显著高于机动车NH3减排情景(-1.7％、-0.2％和-4.3％).但从减排效率看,则呈现相反现象.为分析减排效率,提出并定义了NH3减排空气质量改善效率指数,即单位(104 t)NH3减排下PM2.5浓度变化值.对比发现,机动车NH3减排的空气质量改善效率明显高于农业NH3减排,1月和6月分别相差1.0～3.2倍和1.2～2.3倍.研究结果可为大气污染的优化防控提供科学依据.

Keyword ：

空气质量影响 大气PM2.5 NH3排放 WRF-CAMx-PSAT 差异化 京津冀

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基于2015～2019年7月保定市常规污染物和气象观测数据,研究分析了保定市夏季O3污染特征及其与气象因子的响应关系;结合WRF-CMAQ模式和EKMA曲线法研究确定了保定地区O3敏感性特征及前体物(NOx与VOCs)的减排方案.结果表明,2015～2019年7月MDA8O3平均浓度在138～179μg/m3之间;相较2015年,2019年7月O3日最大8h平均浓度(MDA8O3)平均浓度上升了 10.5％;主要气象因子中,O3与温度呈正相关,与相对湿度呈负相关,且在O3超标日时,相关性更强,分别为0.81和-0.70;在O3超标日下,当风向为西风、西南风、南风和东南风时,O3小时浓度更容易出现高值;保定市主城区、南部及东部区县属于VOCs控制区,西部和北部区县属于VOCs和NOx协同控制区.对于以城区为代表的VOCs控制区,建议优先减排VOCs;对于西部和北部郊县建议NOx:VOCs减排比例大于1.

Keyword ：

减排方案 保定市 敏感性分析 WRF-CMAQ 臭氧

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以实际低C/N生活污水为处理对象,考察了 AOA(厌氧/好氧/缺氧)工艺内源反硝化脱氮除磷性能.实验重点研究了生物填料的快速挂膜情况、微生物种群结构变化和系统脱氮除磷效率.结果表明,接种污泥后系统污染物去除性能迅速提高,阶段Ⅲ出水COD、NH4+-N、TIN、TP平均浓度分别为33.36 mg/L、1.80 mg/L、5.27 mg/L和0.23 mg/L,相应的去除率分别77.4％、94.6％、84.3％和94.2％.FISH实验结果表明,活性污泥中功能菌聚糖菌GAOs占比13.5％,聚磷菌PAOs占比11.1％,生物膜上硝化菌AOB占比18.3％,NOB占比9.2％.在无外加碳源条件下,系统利用原水内碳源通过后置内源反硝化和反硝化除磷实现深度脱氮除磷,同时AOA工艺只有污泥回流,较传统A2O工艺节省了硝化液回流能耗,运维管理方便.

Keyword ：

低碳氮比 反硝化除磷 功能菌 生物膜 内源反硝化

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多点进出城市地下道路结构形式复杂且位于城市人员密集区,机动车在行驶过程中排放的污染物(CO、NOx等)不仅将对隧道内驾驶人员的健康产生影响,同时还会给隧道洞口附近民众的居住环境及健康带来影响.为此,以机动车流排放污染物CO浓度分布规律为重点研究对象,依据质量守恒定律、并联风路理论,并结合上海和长沙4条隧道现场实测以及1:8缩尺模型试验研究方法,开展了关于多点进出城市地下道路交通风以及机动车流排放污染物扩散特性的研究;基于研究结果,提出了交通风条件下多点进出城市地下道路机动车流排放污染物CO浓度分布特性预测模型构建方法,包括交通风速Vr、对流传质系数hm和扩散特征系数K等关键参数的确定方法;长沙市营盘路湘江隧道实测结果验证了该模型的有效性,交通风以及污染物浓度预测模型计算值与实测值的误差评估值IA分别为0.992和0.916.当已知隧道结构特征和交通特征时,利用该计算模型即可预测评估多点进出城市地下道路内沿机动车行驶方向各断面的平均交通风速、机动车流排放污染物CO平均浓度;同时可定量评价各分(合)流匝道对主隧道CO浓度分布特性的影响规律.研究结果可为多点进出城市地下道路科学选址及其通风系统优化设计与节能运行提供参考依据.

Keyword ：

CO污染物浓度预测模型 隧道工程 交通风模型 多点进出城市地下道路

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本研究采用Aerodyne气溶胶化学组成在线监测质谱仪ACSM,于2019年春季、夏季后期、秋季和冬季典型代表月对北京市东南城区非难熔亚微米颗粒物NR-PM1进行了实时监测与分析,研究了NR-PM1及其物种在不同时段,特别是霾污染期间的演变特征,以及4个季节有机物的来源.结果表明,整个研究期间NR-PM1的平均浓度为22.06μg/m3,其季节变化呈现出春季>冬季>秋季>夏季后期的特征.整个研究期间,Org(有机物)的平均浓度为7.12μg/m3,占NR-PM1的32.30％;NO3-和SO42-的平均浓度分别为5.91和6.20μg/m3,分别占NR-PM1的26.80％和28.12％;而NH4+和Cl-的平均质量浓度和质量百分数均较低.所有物种呈现出Org>SO42-～NO3->NH4+>Cl-的特征.清洁天NR-PM1以Org为主要特征,各季节所有物种的日变化均较小,而霾污染天NR-PM1以二次无机物种为主要特征,不同季节各物种表现出不同的日变化特征.OA(有机气溶胶)在不同季节解析出的物种有所不同.一次有机气溶胶POA对OA的贡献随春夏秋冬逐渐升高,而二次有机气溶胶SOA则随之逐渐降低.

Keyword ：

来源 有机气溶胶 二次无机组分 ACSM NR-PM1

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