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中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”

召开年：2014
召开地：西安
出版时间： 2014-09-04

主办单位：中国科协

会议文集：中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”论文集

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1.西安冬季不同空气质量级别对应的PM2.5化学组分变化特征
- XU Hongmei;徐红梅;CAO Junji;曹军骥;SHEN Zhenxing;沈振兴;LIU Suixin;刘随心;ZHANG Ting;张婷;ZHOU Jiamao;周家茂
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：通过实验采样分析,研究了西安市冬季不同空气质量级别(HJ 633-2012)下PM25质量浓度及化学组分的变化特征和污染规律.结果表明,西安市2008-2009年冬季所有采样天均为轻度污染到严重污染状况,PM2.5质量浓度100％未达标(GB3095-2012);PM2.5质量浓度及其化学组分基本随空气质量级别恶化而增加,除个别元素外,其他化学组分的质量浓度在严重污染时均出现突增,有机碳(4.5倍)和水溶性无机离子(2.7倍)的增加倍数较大;随大气污染程度的增加,人为源的重金属富集因子增加剧烈(1.6～2.0倍),而主要来自自然源的元素富集因子变化无规律;重污染时期PM2.5中的多环芳烃(PAHs)、正构烷烃(nalkanes)均主要来自人为源排放贡献,其中生物质燃烧、低温燃煤排放是PAHs剧增的主要因素.
2.西安冬季高层公寓室内外颗粒物浓度水平与变化
- DONG Jungang;董俊刚;YAN Zengfeng;闫增峰;CAO Junji;曹军骥
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：以西安市冬季某研究生高层公寓为监测对象,通过1min时间间隔同步监测,研究了不同楼层室内外空气中颗粒物PM1、PM2.5、PM10以及总悬浮颗粒物TSP的质量浓度、分布状况与变化特征.结果表明,西安市冬季高层公寓存在严重的颗粒物污染,室内粗颗粒物PM10质量浓度为(65.5±20.0)～(142.0±16.9)μg/m3,略低于室内空气质量标准,但室内细颗粒物PM25及超细颗粒物PM1分别为(52.2±14.3)～(111.5±12.2)μg/m3和(50.6±13.9)～(108.7±11.9)μg/m3,其中PM2.5质量浓度占总悬浮颗粒物TSP的50％以上;室外以粗颗粒物PM10为主,楼层高度与颗粒物质量浓度之间无显著关联.
3.秦俑博物馆室内气溶胶的演化特征及影响因素
- LI Hua;李华;HU Tafeng;胡塔峰;CAO Junji;曹军骥;JIA Wenting;贾文婷;MA Tao;马涛;WANG Chunyan;王春燕
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：分析了2013年秦俑博物馆(秦俑馆)1号坑遗址保护展示厅的室内空气质量,包括微气候条件、气溶胶质量浓度及化学组成的冬、夏季特征,并通过探讨其在1989至2013年间的演化,评价博物馆的旅游规划和环境改善政策对文物保存大气环境的长期影响.自20世纪90年代开始,秦俑馆内一系列环境措施的实施和旅游条件的建设,对秦俑馆室内的气溶胶及其组成产生了显著的影响.其中,夏季室内总悬浮颗粒物(TSP)的质量浓度由1994年的540.0μg·m-3降低至2004年的172.4μg·m-3,冬季TSP的质量浓度由1994年的380.0μg·m-3降低至2005年的312.5 μg·m-3.夏季PM2.5的质量浓度由2004的108.4μg·m-3降低至2013的65.7μg·m-3,冬季PM2.5的质量浓度由2005的242.3μg·m-3降低至2013的98.6μg·m-3.尽管如此,秦俑馆内的文物依然面临气溶胶酸性组分的长期威胁.
4.砣矶岛背景站PM2.5中多环芳烃的来源及健康风险
- WANG Xiaoping;王晓平;XU Yue;徐玥;TIAN Chongguo;田崇国;CHEN Yingjun;陈颖军;ZONG Zheng;宗政;LI Jun;李军;ZHANG Gan;张干
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：对2011年11月-2013年1月在砣矶岛国家大气背景站采集的75个大流量PM2.5样品的多环芳烃含量和组成进行分析.结果表明,砣矶岛16种优控多环芳烃(Σ16PAHs)的总质量浓度为4.7～41ng/m3(平均(17±10)ng/m3),季节上表现为冷季高、暖季低的变化趋势.综合气流轨迹分析、分子标志物、特征化合物比值、潜在源贡献指数分析等方法发现,夏季山东半岛的生物质燃烧是主要污染源;冷季主要受京津冀及周边地区的燃煤排放和复合污染输出的共同影响.砣矶岛PAHs的总毒性当量(BaPeq)在0.54～8.2ng/m3之间,平均水平为2.8ng/m3,39％以上的样品超过国标阈值,说明环渤海地区PAHs健康风险存在区域性.
5.机动车排放因子的隧道测试——以西安市为例
- TIAN Pengshan;田鹏山;CAO Junji;曹军骥;HAN Yongming;韩永明;ZHANG Ningning;张宁宁;ZHOU Yaqing;周雅清
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：为深入了解西安市机动车污染物的排放特征,选取代表性城区隧道进行机动车污染物排放浓度及排放因子的测试实验,获得了隧道入口和出口的PM2.5、CO、NOx、HC和VOCs等污染物的质量浓度,并结合气象数据和交通参数,计算了各污染物平均排放因子.结果表明:PM2.5、CO、NOx、HC和VOCs的平均排放因子分别为(0.016±0.005)、(1.097±0.398)、(0.159±0.092)、(0.179±0.089)、(0.317±0.172)g/(km·辆).不同时段的排放因子存在一定差异,并且PM2.5的排放因子显著小于气态污染物.此外,本次实验测得的排放因子小于国内先前多数研究结果,这可能与燃料品质、发动机效率、尾气排放控制技术和城市管理水平的提高有关.
6.凝聚核粒子计数器的理论研究及数值模拟
- ZHANG Xin;张鑫;CHEN Longfei;陈龙飞;LIANG Zhirong;梁志荣;GONG Wei;龚伟;ZHANG Dizhe;张迪哲
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：凝聚核粒子计数器是一种纳米级颗粒物的检测装置,本文对该仪器的冷凝段进行了理论分析及数值模拟.数值模拟采用四点有限差分隐式法和Crank-Nicolson法,使用不等间距网格.结果显示四点有限差分隐式法模拟结果的稳定性和精确性良好,并与前人的研究结果基本一致.在数值上对剑桥大学提出的高温凝聚核粒子计数器的可行性进行验证,模拟结果显示,高温下工作的凝聚核粒子计数器切割粒径为4nm,能够去除挥发性物质的影响.研究验证,由于工质冷凝在颗粒表面而导致的工质损失以致过饱和度降低的影响可忽略不计.
7.燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制V:以660MW机组为例分析讨论高压电源运行优化
- 马元坤;MA Yuankun;QIN Song;秦松;CHEN Liang;陈亮;XU Rongtian;徐荣田;WANG Shilong;王仕龙;CHEN Ying;陈英;HAN Ping;韩平;ZHENG Qinzhen;郑钦臻;SHEN Xinjun;沈欣军;李树然;LI Shuran;YAN Keping;闫克平
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：本文讨论优化双室四电场电除尘器(ESP)所配套的16台中荷(ZH)三相高压电源和低压振打系统实现电除尘节能和减排.在16台传统单相高压电源供电下,电除尘出口PM10和PM25的排放分别为63 mg/m3和23.9 mg/m3,对应的高压一次电耗为1225kV·A.采用16台ZH三相高压电源改造后,电除尘出口PM10和PM25的排放分别为10～16mg/m3和2.0～2.5mg/m3,对应的高压一次电耗为900～1050kV·A.在同样高电压电耗下,PM10和PM25分别下降了78％和92％.
8.关于人工影响消减雾霾的思考
- KONG Jun;孔君;SU Zhengjun;苏正军
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：借助人工影响天气开展消减雾霾影响不失为一种有效的尝试.本文介绍消减雾霾可能采用的人工影响天气方法、原理、应用,并分析其优缺点和关键问题.人工影响天气消减雾霾的主要方式包括人工增雨、人工消雾及消减干霾的物理化学方法.人工增雨和人工消过冷雾技术相对成熟,但人工增雨作业依赖地理背景和天气条件,不适用于消减处于发展阶段的雾霾.人工、消暖雾尚未成熟,有待研制更高效的暖云催化剂或开发新型消暖雾技术.喷水地球工程法需要进行更深入的理论分析,结合实验寻找高效清除PM2.5的方法.城市风道法因受地理环境和气象条件限制,并不适用于所有城市.当然,治理雾霾还要从社会经济发展方式、能源结构组成、节能减排和降低能耗等方面综合入手,从根源上解决问题.
9.上海大气中气相和颗粒相羰基化合物研究
- WANG Fang;王芳;FENG Yanli;冯艳丽;JIANG Zhiming;姜知明;QIU Yiqin;仇奕沁;CHEN Yingjun;陈颖军
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：为探究大气中羰基化合物的质量浓度水平及变化规律,利用滤膜系统(FP)同时采集大气中颗粒相和气相羰基化合物,FP系统由3层47mm滤膜组成,其中,第1层滤膜用于收集颗粒相羰基化合物,第2层和第3层滤膜涂布五氟苄基羟胺(PFBHA)衍生剂,用于收集气相羰基化合物.PFBHA的涂布量为12μmol、采样流速4L/min,每个样品采集4h.采集后的样品用正己烷提取.利用该方法对上海市大气中的羰基化合物进行研究,结合气相色谱/质谱仪(GC/MS),分析大气中羰基化合物浓度的日变化、季节变化以及气相-颗粒相分配规律.研究结果表明:1)上海市大气中15种目标化合物均能检测到,包括13种单羰基化合物和2种二羰基化合物;2)上海大气中羰基化合物具有明显的日变化和季节变化,气相羰基化合物的浓度在中午达到最大值,颗粒相则相反;夏季羰基化合物的总质量浓度((33.8±15.9)μg/m3)显著高于冬季和春季(分别为(10.5±5.0)和(14.0±7.0)μg/m3);3)羰基化合物的气粒分配规律表现为与温度呈正相关、与相对湿度呈负相关.本研究表明,FP系统可替代AD-FP(环形溶蚀器-滤膜系统)同时采集大气中气相和颗粒相中的羰基化合物,易于携带,为羰基化合物的野外观测提供便利.
10.重庆三大城区夏季PM2.5中有机碳和元素碳的污染特征
- PENG Chao;彭超;田密;TIAN Mi;ZHAI Chongzhi;翟崇治;YU Jiayan;余家燕;YANG Fumo;杨复沫;WANG Huanbo;王欢博;许丽萍;XU Liping;ZHONG Jie;钟杰
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：以重庆市渝北区、南岸区和渝中区3个主要城区为研究对象,采集夏季PM25样品,应用DRI Model 2001A热/光分析仪,采用IMPROVE-TOR方法测定了PM2.5中有机碳(OC)和元素碳(EC)含量,并对3地的OC、EC污染特征进行了评价,探讨了PM2.5中含碳物质的来源.结果表明,南岸区OC、EC质量浓度分别为(5.8±1.5)、(2.5±0.8)μg·m-3,低于渝北区((8.9±3.2)、(4.2±1.6)μg·m-3))和渝中区((8.8±2.2)、(4.6±1.3) μg·m-3),与PM2.5质量浓度的分布一致,表明渝北区和渝中区的含碳污染物的排放可能较为严重.渝北区、南岸区和渝中区的OC与EC均显著正相关,表明三大城区OC和EC可能分别具有相似的一次污染源.排除降雨天和O3浓度较高的晴天,利用m(OC)/m(EC)比值法对渝北区、南岸区、渝中区二次有机碳(SOC)进行估算,SOC质量浓度分别为(2.0±1.8)、(1.0±0.7)、(2.3±2.O)μg·m-3,占OC比例均低于30％.渝中区SOC对OC的贡献率最高,这可能是因为该地区易于形成城市热岛效应,且热量和辐射效应更加明显,有助于SOC的生成.通过计算PM2.5中8个碳组分丰度,初步判断机动车尾气排放可能是三大城区碳质组分的主要来源.
11.兰州远郊区春季碳气溶胶的质量浓度特征
- LI Gang;李刚;SHI Guangyu;石广玉;ZHANG Wu;张武;LI Hongyu;李宏宇
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：为探讨春季沙尘(暴)期间兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)碳气溶胶的变化特征,2012年5月17-26日于SACOL站采用石英膜收集PM10样品,利用DRI-2001A热/光碳分析仪测量元素碳(EC)和有机碳(OC)的质量浓度.结果显示,沙尘(暴)是导致OC、EC质量浓度增大的主要因素.采样期间EC、OC和总碳(TC)的平均质量浓度分别为2.71、11.26和13.97μg/m3.进一步分析显示,沙尘(暴)期间兰州城区碳气溶胶污染逐渐加重主要受本地源的影响. PM10中OC和EC的相关系数达到0.94,揭示SACOL站OC、EC的来源相对一致.OC/EC的均值为5.05,表明春季SACOL站PM10中碳气溶胶存在二次污染.二次有机碳(SOC)的质量浓度为3.37μg/m3,为OC的29.9％.结合考察周边环境,分析表明SACOL站春季碳气溶胶的主要来源是直接污染源,来自周边环境中的燃煤以及机动车尾气排放.对碳气溶胶8种组分的因子分析结果也表明,周边环境的燃煤和机动车尾气排放是春季SACOL站碳气溶胶的主要贡献源.
12.西安市秋季大气颗粒物散射特征及其影响因素
- ZHOU Yaqing;周雅清;CAO Junji;曹军骥;WANG Qiyuan;王启元;LIU Suixin;刘随心;ZHANG Ting;张婷
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：为研究污染条件下西安市秋季大气颗粒物的散射特征及其影响因素,于2012年11月监测大气颗粒物散射系数并采集PM2.5样品.探讨了大气颗粒物的散射日变化特征,通过实验分析PM2.5中水溶性离子(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl-、NO3-和SO24-)和含碳物质(有机碳和元素碳)的污染水平,并讨论它们的来源及对散射系数的影响.结果表明,颗粒物的散射系数均值为(579±387)Mm-1,夜间高日间低.PM2.5质量浓度与散射系数呈现出较强的线性关系(相关系数为0.85),通过回归方程得到PM25散射效率为3.09m2·g-1.在PM2.5化学组分中,有机物对消光系数的贡献最大,占52.3％;其次是NH4NO3和(NH4)2SO4,贡献率分别为16.2％和13.7％.
13.柴油发动机尾气纳米颗粒演变的TEMOM-LES模型
- LIU Huijie;刘慧洁;YU Mingzhou;于明州;YIN Zhaoqin;尹招琴;JIANG Ying;江影
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：中国雾霾主要成因是包括柴油发动机在内的污染源排放导致的二次颗粒物,本文针对柴油发动机尾气排放的颗粒物进行研究,主要关注极大数目微纳米颗粒的综合效应导致的颗粒参数的变化,次了解根据不同柴油含硫标准下产生的颗粒物的分布情况.通过把针对尺度谱演变问题的泰勒展开矩方法(TEMOM)和大涡模拟方法(LES)技术进行结合,研究了排气管附近柴油二次颗粒物的演变过程,并在相同流动工况条件下,对加拿大、新加坡、欧盟、美国、俄罗斯、中国和日本不同国家和地区不同柴油含硫标准所导致的二次颗粒物的总颗粒数浓度、总体积浓度和颗粒大小进行了对比研究.结果显示,颗粒物在近排气管处主要分布在射流剪切层,颗粒数浓度和颗粒物直径的最大值在距离喷嘴0.6 m附近产生,在射流下游,射流与下游空气混合稀释效应明显,颗粒数浓度和颗粒直径趋于一稳定值.通过研究时间平均颗粒场的分布发现,低燃硫量柴油尾气产生的颗粒数浓度比高燃硫量产生的颗粒数浓度低4个数量级,产生的颗粒体积浓度最大相差6个数量级.
14.新型在线光谱测量方法在环境排放中的应用
- YANG Huinan;杨荟楠;WANG Qin;王琴;YANG Zhengpeng;杨正鹏;CHEN Jun;陈军;CAI Xiaoshu;蔡小舒
- 《中国科协第280次青年科学家论坛——“雾霾成因与PM2.5污染治理”》 | 2014年
摘要：新型在线光谱测量方法,如宽带腔增强吸收光谱及可调谐半导体激光吸收光谱技术,由于其高灵敏度、原位实时以及较好的时间空间分辨率,被广泛应用于环境排放监测.本文结合实际测量案例,对腔增强吸收光谱技术在气态亚硝酸、气溶胶消光及可调谐激光在选择性催化还原脱硝中的液膜多参数测量中的应用研究做了总结回顾,并认为两种测量技术的发展结合,将为大气化学反应的核心活性物种测量、气溶胶消光参数的准确定量及非均相大气反应动力学测量提供有效的方法.