检索结果-内蒙古大学图书馆

农业环境科学学报 2024年第1期43卷 226-236页

作者：邱子健李天玲申卫收南京信息工程大学环境科学与工程学院/江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室/江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

为探讨江苏省农田生态系统固碳时空分布特征及未来固碳趋势,利用固碳速率法对江苏省2005—2020年农田固碳进行估算,重点分析2005、2010、2015年和2020年时空分布特征,并运用机器学习的方法对2021—2060年全省农田生态系统固碳进行预测... 详细信息

为探讨江苏省农田生态系统固碳时空分布特征及未来固碳趋势,利用固碳速率法对江苏省2005—2020年农田固碳进行估算,重点分析2005、2010、2015年和2020年时空分布特征,并运用机器学习的方法对2021—2060年全省农田生态系统固碳进行预测。结果表明:在时间序列上,江苏省近年农田生态系统固碳量整体呈现升高的趋势,2020年估算量为282.55万t·a^(-1)(以C计,下同),在全省陆地生态系统固碳总量中占比达20.17%;在空间分布上,固碳贡献最大的是苏北地区,无论是施用肥料还是秸秆还田贡献的固碳量,苏北地区均呈现高于苏中、苏南地区的态势;根据机器学习的重要性分析,秸秆还田量是最为重要的影响因素;两种模型中,BP神经网络相较于随机森林具有更高的预测精度,该模型预测2021—2060年农田生态系统固碳量仍会在短期内持续升高,但随后将进入较稳定的平台期,其中2021—2026年间固碳量将持续升高并达峰值,为365.26万t·a^(-1),而到2060年固碳量则为348.12万t·a^(-1)。研究表明,江苏省农田生态系统固碳量已逐步提升,但未来增长速率将趋于减缓,有必要进一步强化固碳措施,重点是提升秸秆还田率及其固碳效率,同时现有研究方法也有待于进一步优化,未来应将有机肥施用、绿肥还田、轮作等因素考虑在内,从而实现对农田生态系统固碳更为精准、全面的估算。

关键词：江苏省农业碳中和土壤固碳农田生态碳汇机器学习预测

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基于随机森林的北京城区臭氧敏感性分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2497-2506页

作者：周红王鸣柴文轩赵昕南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室南京210044 中国环境监测总站北京100012 南京科略环境科技有限责任公司南京211800

明确臭氧(O_(3))与前体物的非线性关系是O_(3)防控措施制定的基础和关键.基于北京城区站点2020年4~9月O_(3)、挥发性有机物(VOCs)、氮氧化物(NO_(x))和气象要素在线观测,分析了O_(3)及其前体物污染特征,利用随机森林(RF)模型结合SHAP值... 详细信息

明确臭氧(O_(3))与前体物的非线性关系是O_(3)防控措施制定的基础和关键.基于北京城区站点2020年4~9月O_(3)、挥发性有机物(VOCs)、氮氧化物(NO_(x))和气象要素在线观测,分析了O_(3)及其前体物污染特征,利用随机森林(RF)模型结合SHAP值探究了影响O_(3)的关键因素,并通过多情景分析探讨了O_(3)-VOCs-NO_(x)敏感性.相关性分析结果显示O_(3)小时浓度与温度(T)呈显著正相关,与TVOCs和NO_(x)呈显著负相关;但从每日结果来看,O_(3)与T、TVOCs和NO_(x)均呈显著正相关.RF模型模拟的O_(3)浓度与实测值吻合较好,进一步计算了各个特征变量的SHAP值,结果显示T和NO_(x)对O_(3)影响最高,但前者是正向影响,而后者是负向影响.以观测期间O_(3)污染天的NO_(x)和VOCs平均值为基础情景,设置了对应不同NO_(x)和VOCs的多种情景,并利用RF模型计算不同情景下的O_(3),得到O_(3)等值线(EKMA曲线),结果显示北京城区O_(3)-VOCs-NO_(x)敏感性处于VOCs控制区,与基于观测的盒子模型(OBM)得到的结果一致,这说明RF模型可以用作O_(3)-VOCs-NO_(x)敏感性分析的一种补充方法.

关键词：北京臭氧(O_(3)) O_(3)-VOCs-NO_(x)敏感性随机森林(RF) SHAP值

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MnCeTiO_(x)协同催化脱除氮氧化物与氯苯研究

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环境科学学报 2024年第3期44卷 345-353页

作者：汪振辉顾秋香杨波王刘莹雷玉杰黄琼陈敏东江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044

垃圾焚烧过程中会产生大量的氮氧化物(NO_(x))和含氯挥发性有机物(氯苯(CB)为代表).选择性催化还原(SCR)技术中脱硝催化剂可协同脱除氮氧化物与氯苯.而针对垃圾焚烧尾气,研究和开发可在除尘后布置的中低温(<250℃)协同脱除NO_(x)与C... 详细信息

垃圾焚烧过程中会产生大量的氮氧化物(NO_(x))和含氯挥发性有机物(氯苯(CB)为代表).选择性催化还原(SCR)技术中脱硝催化剂可协同脱除氮氧化物与氯苯.而针对垃圾焚烧尾气,研究和开发可在除尘后布置的中低温(<250℃)协同脱除NO_(x)与CB的催化剂对垃圾焚烧尾气污染物的控制至关重要.本文通过溶胶凝胶法制备一系列TiO_(x)掺杂的MnCeTiO_(x)催化剂,当Mn、Ce、Ti物质的量比为5∶1∶5时,5MnCe5TiO_(x)在160~220℃反应温度区间内,对NO_(x)的脱除效率≥95%,对氯苯的脱除效率≥90%.Ti的掺杂可促进MnCeO_(x)催化剂表面缺陷、表面吸附氧及微孔的生成,提高MnCeO_(x)催化剂氧化还原性能与表面活性Mn^(4+)的浓度.同时,反应机理研究表明,MnCeTiO_(x)协同脱除催化脱除NO_(x)与CB过程中,NH3与CB会产生竞争吸附;单齿复合亚硝酸、线性亚硝酸、桥接硝酸盐等是反应的主要中间体.

关键词：氮氧化物氯苯协同脱除 MnCeTiO_(x)

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苏南五市秋冬季PM_(2.5)化学组成特征和空间差异

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环境科学 2024年第4期45卷 1975-1982页

作者：冯蔚丁峰尚玥谢鸣捷南京信息工程大学环境科学与工程学院大气环境与装备技术协同创新中心江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室南京210044 江苏省南京环境监测中心南京210013 商丘市气象局商丘476000

于2020年9月至2021年2月在苏南五市(南京、苏州、无锡、常州和镇江)收集PM_(2.5)滤膜样品,分析了各样品中的水溶性无机离子和碳质组分.结果表明,苏南五市PM_(2.5)各组分中ρ(NO_(3)^(-))均为最高[(9.54±10.1)^(12.1±11.3)μg&... 详细信息

于2020年9月至2021年2月在苏南五市(南京、苏州、无锡、常州和镇江)收集PM_(2.5)滤膜样品,分析了各样品中的水溶性无机离子和碳质组分.结果表明,苏南五市PM_(2.5)各组分中ρ(NO_(3)^(-))均为最高[(9.54±10.1)^(12.1±11.3)μg·m^(-3)],比其它目标组分高约2倍以上.由于受更多道路扬尘和燃煤源的影响,常州市PM_(2.5)中Ca^(2+)、Cl^(-)、OC和EC的浓度平均值高于其它4个城市.将所有目标组分浓度相加得到重构PM_(2.5)(r PM_(2.5))浓度,发现各城市r PM_(2.5)浓度均由二次无机离子(NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-),SNA)主导,占比高达(59.2%±11.1%)^(70.8%±9.72%),且r PM_(2.5)浓度平均值在不同城市间无显著性差异(P>0.05).苏南五市ρ(r PM_(2.5))日均值>35μg·m^(-3)的情形主要发生在冬季,且出现的日期相同,此期间r PM_(2.5)中NO_(3)^(-)占比[(35.5%±6.64%)^(43.3%±6.48%)]远高于其它时间[(23.7%±9.87%)^(28.5±10.4%)].各目标组分在不同城市间的相关系数和离散系数计算结果表明,受二次源主导化学组分的浓度在时间变化趋势和数值大小上均具有高度的空间相似性.因此,减少PM_(2.5)二次组分前体物的排放和加强区域间的联防联控是进一步改善苏南城市地区PM_(2.5)污染的重要途径.

关键词：苏南城市 PM_(2.5) 化学组分空间分布二次形成

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我国臭氧污染研究热点与趋势的文献计量分析

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中国环境科学 2024年第12期44卷 6513-6521页

作者：谢晓栋胡建林张远航南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871

为了探究过去20a来我国臭氧污染研究的发展与演变特征,基于文献计量学的方法,系统分析了2005~2022年SCI科学引文索引数据库收录的相关文献.结果表明,我国臭氧污染研究领域的发文量呈现增长趋势,尤其是2018年之后增长迅速.研究热点主要... 详细信息

为了探究过去20a来我国臭氧污染研究的发展与演变特征,基于文献计量学的方法,系统分析了2005~2022年SCI科学引文索引数据库收录的相关文献.结果表明,我国臭氧污染研究领域的发文量呈现增长趋势,尤其是2018年之后增长迅速.研究热点主要集中在臭氧污染的现状与演变特征、成因与来源、健康效应与生态影响、管控策略与减排路径等方面,相关研究成果为我国臭氧污染的防治提供了理论支撑.未来研究需要重点关注我国臭氧污染的健康效应、气候变化背景下极端天气事件对臭氧污染的影响以及臭氧和颗粒物的协同控制.

关键词：臭氧文献计量学研究热点研究趋势知识图谱

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气候变化对中国夏季臭氧影响

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环境科学 2023年第4期44卷 1801-1810页

作者：胡安琪谢晓栋龚康佳侯宇晖胡建林南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 桐乡市气象局嘉兴314000

气象条件对近地层臭氧(O_(3))的生成有重要影响.为了探讨未来气候变化如何影响中国不同地区的O_(3)浓度,本研究将全球耦合模式比较计划CMIP5提供的CESM地球系统模式的气候预测数据作为WRF区域气象模式的初始边界条件,降尺度模拟了3种代... 详细信息

气象条件对近地层臭氧(O_(3))的生成有重要影响.为了探讨未来气候变化如何影响中国不同地区的O_(3)浓度,本研究将全球耦合模式比较计划CMIP5提供的CESM地球系统模式的气候预测数据作为WRF区域气象模式的初始边界条件,降尺度模拟了3种代表情景(RCP4.5、 RCP6.0和RCP8.5)下的未来2046~2055年夏季气候变化情况,并驱动CMAQ区域空气质量模式模拟气候变化对O_(3)的影响.结果表明,气候变化使中国夏季边界层高度、温度均值和高温天数增加,相对湿度有所降低,近地面风速无明显变化.在气象要素的共同影响下,O_(3)浓度在京津冀、四川和华南等地区呈现增加趋势,O_(3)每日最大8 h滑动平均(MDA8)极值在不同情景下增幅为:RCP8.5(0.7μg·m^(-3))>RCP6.0(0.3μg·m^(-3))>RCP4.5(0.2μg·m^(-3)).夏季MDA8超标日变化与高温天数变化有较为相似的分布,MDA8超标的发生与高温天气有密切关联.气候变暖背景下高温日数增加导致O_(3)极端污染事件增加,未来中国夏季O_(3)持续污染的可能性增加.

关键词：气候变化浓度路径(RCP) 温度臭氧(O_(3)) 区域差异

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南京近郊农田区域大气颗粒物水溶性离子污染特征

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环境科学 2025年第2期46卷 727-735页

作者：潘超张海鸥刘婉萍张鸿燕樊建凌国家能源集团科学技术研究院有限公司清洁高效燃煤发电与污染控制国家重点实验室南京210023 南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

水溶性离子是大气颗粒物中重要组成部分,但当前对农业区域大气颗粒物中水溶性离子的研究与关注较少.于2020年12月至2021年11月对南京近郊农业区定点连续采样,分析了不同粒径大气颗粒物(>9.0、5.8~9.0、4.7~5.8、3.3~4.7、2.1~3.3、1.... 详细信息

水溶性离子是大气颗粒物中重要组成部分,但当前对农业区域大气颗粒物中水溶性离子的研究与关注较少.于2020年12月至2021年11月对南京近郊农业区定点连续采样,分析了不同粒径大气颗粒物(>9.0、5.8~9.0、4.7~5.8、3.3~4.7、2.1~3.3、1.1~2.1、0.65~1.1、0.43~0.65和<0.43μm)中8种水溶性离子(Na^(+)、NH_(4)^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和Cl^(-))污染特征.结果表明,采样期内采样点大气总悬浮颗粒物(TSP)、<9.0μm和<2.1μm的颗粒物浓度年均值分别为54.73、49.04和27.35μg·m^(-3),均达到了国家二级标准,其中<2.1μm的颗粒物浓度占TSP的50.0%,说明细颗粒物是该区域大气颗粒物的主要成分.不同粒径颗粒物中水溶性离子浓度均表现为:秋季>春/夏季>冬季;在各季节及各粒径颗粒中,SO_(4)^(2-)是水溶性离子的主要贡献者,占比在30.6%~66.5%之间,SO_(4)^(2-)/NO_(3)^(-)的值远大于1,表明研究区以固定源污染贡献为主.不同粒径颗粒物中SOR(SO_(2)气-粒转化速率)仅在冬季个别时间出现小于0.1的情况,表明研究区SO_(4)^(2-)主要来源于SO_(2)的二次氧化.除4.7~5.8μm粒径外,其余粒径颗粒物中SOR与温度均呈显著正相关(P<0.05),表明温度的升高显著促进了各粒径颗粒物中SO_(4)^(2-)的光化学形成过程;然而,SOR与相对湿度仅在<2.1μm的细颗粒物中呈显著正相关(P<0.05),表明液相反应是细颗粒物中SO_(4)^(2-)形成的重要途径.采用主成分分析对颗粒物中水溶性离子来源进行解析,结果发现南京市近郊农田细颗粒物中的水溶性离子主要来自于SO_(2)等的二次转化;而粗颗粒物中水溶性离子主要来源于农田翻耕时的土壤扬尘.研究结果对了解农业区域大气颗粒物中水溶性离子污染特征具有重要意义,为了解南京近郊农业区大气颗粒物污染来源及形成机制提供了参考依据.

关键词：农田大气颗粒物水溶性离子粒径分布污染特征

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2020年和2021年南京城区臭氧生成敏感性和VOCs来源变化分析

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环境科学 2023年第4期44卷 1943-1953页

作者：陆晓波王鸣丁峰喻义勇张哲海胡崑江苏省南京环境监测中心南京210013 南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

PM_(2.5)和臭氧(O_(3))协同防控是“十四五”期间空气质量提升的重点.O_(3)生成与其前体物挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NO_(x))呈高度非线性关系.基于南京市城区站点2020年和2021年的4~9月O_(3)、 VOCs和NO_(x)的连续在线监测数据,比... 详细信息

PM_(2.5)和臭氧(O_(3))协同防控是“十四五”期间空气质量提升的重点.O_(3)生成与其前体物挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NO_(x))呈高度非线性关系.基于南京市城区站点2020年和2021年的4~9月O_(3)、 VOCs和NO_(x)的连续在线监测数据,比较了两年间O_(3)及其前体物浓度的变化,进一步利用基于观测的盒子模型(OBM)和正定矩阵因子分解(PMF)模型分析了O_(3)-VOCs-NO_(x)敏感性和VOCs来源.结果表明,2021年的4~9月O_(3)日最大浓度、 VOCs和NO_(x)浓度的平均值相较于2020年同期约下降7%(P=0.031)、 17.6%(P<0.001)和14.0%(P=0.004).2020年和2021年的O_(3)超标天NO_(x)和人为源VOCs的平均相对增量反应活性(RIR)分别为0.17和0.14, 0.21和0.14,说明O_(3)生成处于VOCs和NO_(x)协同控制区.基于人为源VOCs和NO_(x)削减情景所模拟的O_(3)生成潜势等值线(EKMA曲线)也支撑这一结论.PMF解析结果显示工业和交通排放是VOCs的主要来源,其中与工业排放相关有5个因子,包括工业液化石油气(LPG)使用、苯化工、石化、甲苯相关的工业和溶剂涂料使用,对总VOCs浓度的贡献率为55%~57%.机动车尾气和汽油挥发因子的贡献率之和为43%~45%.进一步计算各因子的RIR值,结果显示石化和溶剂涂料使用的RIR值最高,说明从臭氧防控的角度,需要优先削减这两类源的VOCs排放.随着VOCs和NO_(x)减排措施的实施,O_(3)敏感性和VOCs来源会改变,因此在“十四五”期间仍需持续关注,以及时调整O_(3)防控策略.

关键词： O_(3)-VOCs-NO_(x)敏感性基于观测的模型(OBM) VOCs来源解析正定矩阵因子分解(PMF)模型南京

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夏季对流层臭氧辐射强迫对华北地区天气和空气质量的影响

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环境科学 2023年第7期44卷 3705-3714页

作者：杜楠陈磊廖宏朱佳李柯南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室北京100084

自2013年我国实施《大气污染防治行动计划》以来,大气颗粒物浓度显著降低,但臭氧(O_(3))污染日益严峻,同时对流层O_(3)作为一种重要的温室气体,其辐射强迫能够影响天气和空气质量.利用双向耦合的区域空气质量模型WRF-Chem,再现2017年6... 详细信息

自2013年我国实施《大气污染防治行动计划》以来,大气颗粒物浓度显著降低,但臭氧(O_(3))污染日益严峻,同时对流层O_(3)作为一种重要的温室气体,其辐射强迫能够影响天气和空气质量.利用双向耦合的区域空气质量模型WRF-Chem,再现2017年6月发生在华北地区的一次O_(3)污染事件,通过敏感性试验分析对流层臭氧辐射强迫(TORF)对当地气象场的影响,以及改变的气象变量对O_(3)空气质量的反馈作用.结果表明,WRF-Chem模式在气象要素的模拟上表现出较好的性能,并且能够很好地捕捉到O_(3)浓度的时空演变特征.TORF使北京-天津-河北-山东地区的近地面气温平均升高0.23 K(最大增温可达0.8 K)、近地面相对湿度降低1.84%、边界层高度增加27.73 ***对风速的影响较弱(-0.02 m·s^(-1)),但产生的西南风异常容易将上游污染地区的O_(3)和其前体物输送至华北地区.在臭氧辐射反馈的影响下,研究区域内φ(O_(3))平均增加1.7%(1.23×10^(-9)),而在污染严重的北京和天津地区,φ(O_(3))增加量最高可达5×10^(-9).进一步利用过程诊断分析法可以发现,增强的气相化学反应是TORF恶化近地面O_(3)污染的主导原因.

关键词：对流层臭氧(O3) 辐射反馈空气质量数值模拟过程诊断分析法

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不同行业减排对我国东部地区空气质量及大气温度的影响

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环境科学 2023年第11期44卷 5889-5898页

作者：龙籽谕朱佳李柯陈磊杜楠廖宏南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室北京100084

未来我国减排政策更加关注对大气污染和大气增温的协同控制效果,但不同行业减排对空气质量改善和大气温度的影响不同.利用双向耦合的空气质量模型WRF-Chem,通过多组敏感性试验量化各部门人为源(工业源、居民源、交通源、火电厂和农业源... 详细信息

未来我国减排政策更加关注对大气污染和大气增温的协同控制效果,但不同行业减排对空气质量改善和大气温度的影响不同.利用双向耦合的空气质量模型WRF-Chem,通过多组敏感性试验量化各部门人为源(工业源、居民源、交通源、火电厂和农业源)减排对2016年9月我国东部地区空气质量和大气温度的影响.结果表明,工业源、居民源、交通源、火电厂和农业源减排均能有效改善空气质量,PM_(2.5)浓度分别下降33.9%、9.6%、15.8%、10.8%和26.7%,但减弱的气溶胶-辐射相互作用使地表层获得更多能量,进而增加近地面气温0.04、0.03、0.01、0.03和0.09℃.在大气层顶,工业源、居民源、交通源和火电厂减排分别导致净辐射通量下降0.3、0.8、0.7和0.1 W·m^(-2);而农业源减排则引起大气层顶净辐射通量增加0.8 W·m^(-2).一方面,减排农业源导致散射性气溶胶下降进而引起净辐射增加;另一方面,减排农业源不会导致吸收性气溶胶(黑碳)下降,不能抵消散射性气溶胶下降引起的辐射增加.因此,减排农业源会导致大气层顶净辐射通量增加,同时近地面温度增加也最为显著.未来需要特别关注的是,尽管控制农业源排放会带来显著的空气质量改善,但同时会带来不利的显著增温后果.

关键词：不同行业减排 PM_(2.5)空气质量大气温度辐射通量数值模拟

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