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2018~2022年北京市PM_(2.5)污染过程时空、气象及传输特征

环境科学 2025年第3期46卷 1265-1274页

作者：郭元喜刘保献李云婷沈秀娥王书肖宋倩陈晨孙峰陈阳孙瑞雯李倩尹德嘉姜越琪董赵鑫北京市生态环境监测中心大气颗粒物监测技术北京市重点实验室北京100048 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 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

基于PM_(2.5)监测数据、气象观测数据以及CMAQ-ISAM空气质量模型,分析了2018~2022年北京市108次PM_(2.5)污染过程的时空变化、气象条件以及区域传输情况.结果表明,PM_(2.5)污染过程的过程次数、过程平均浓度、过程峰值浓度均呈现明显改... 详细信息

基于PM_(2.5)监测数据、气象观测数据以及CMAQ-ISAM空气质量模型,分析了2018~2022年北京市108次PM_(2.5)污染过程的时空变化、气象条件以及区域传输情况.结果表明,PM_(2.5)污染过程的过程次数、过程平均浓度、过程峰值浓度均呈现明显改善趋势,并且,中重度污染过程的改善程度显著优于轻度污染过程.分季节来看,夏季PM_(2.5)污染过程基本消失,其他季节的污染程度则有待进一步改善.从日变化来看,重度污染过程的浓度改善主要源于白天至前半夜时段.近5 a来,过程浓度平均值东南高、西北低.其中,经济技术开发区浓度最高,延庆区浓度最低.从空间演变来看,2018~2022年,各区过程浓度平均值全部大幅下降,下降幅度为13~31μg·m^(-3),下降率为11%~25%;各区污染天数全部大幅改善,改善幅度为35~52 d,改善率为56%~68%.平均风速、平均相对湿度和西北风频率是污染过程期间对北京市PM_(2.5)浓度影响最大的3个气象要素,污染天的平均风速为1.6 m·s^(-1),平均相对湿度为62.4%,西北风频率为3%.北京市污染过程大多始于东部和南部,东南边界站早于全市12 h发生污染,南部、西南和东部边界站分别早于全市10、8和5 h发生污染.PM_(2.5)污染过程发生期间,北京市本地贡献率为34%,区域传输贡献率为66%.区域上,河北省对北京市的传输贡献率最大,为33%.分城市来看,近周边保定、廊坊、天津和唐山对北京市传输影响最突出,传输贡献率分别为9%、6%、5%和5%.分传输通道来看,东南通道贡献率为24%,西南通道贡献率为23%,建立区域联防联控机制十分必要.

关键词： PM_(2.5) 时空变化气象条件区域传输北京市

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有机分子示踪物对大气PM_(2.5)受体来源解析的影响:以杭州亚运会为例

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环境科学 2025年第3期46卷 1314-1325页

作者：朱书慧黄聪艳来勇吴宇航严仁嫦沈建东田俊杰高雅琴马英歌上海市环境科学研究院上海200233 国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室上海200233 浙江省杭州生态环境监测中心杭州310007

正定矩阵因子分解法(PMF)是目前国内外PM_(2.5)源解析研究中应用最为广泛的受体模型之一,但传统PMF源解析方法大多数是基于硝酸盐、硫酸盐和元素碳等无机组分,源示踪性较弱,难以精细化解析大气PM_(2.5)来源.基于PM_(2.5)中主要化学组分... 详细信息

正定矩阵因子分解法(PMF)是目前国内外PM_(2.5)源解析研究中应用最为广泛的受体模型之一,但传统PMF源解析方法大多数是基于硝酸盐、硫酸盐和元素碳等无机组分,源示踪性较弱,难以精细化解析大气PM_(2.5)来源.基于PM_(2.5)中主要化学组分、痕量元素以及有机分子示踪物在线观测数据,采用PMF受体模型,全面对比了基于无机化学组分传统源解析方法(MCC)与基于有机分子示踪物源解析方法(OMM)在源类识别、源谱分离以及源贡献定量方面的差异.结果表明,OMM方法对PM_(2.5)来源解析的精细和精准程度有明显提升.源识别方面,OMM方法通过输入多环芳烃、脂肪酸、二羧酸、羟基羧酸、C9酸和邻-苯二甲酸等有机分子示踪物,在MCC方法获得的工业源、船舶排放源、扬尘源、移动源、生物质燃烧源、二次硝酸盐和二次硫酸盐这7类源因子基础上,还解析获得了燃煤燃烧源、餐饮一次排放源以及4类二次有机气溶胶(SOA)源因子.源谱分离方面,OMM方法能显著优化对不同燃烧排放源和SOA源的分离和识别,其解析获得的工业源、移动源、生物质燃烧源和燃煤燃烧源源谱特征与源排放实测结果较MCC方法更为吻合.源贡献方面,MCC方法对移动源和生物质燃烧源贡献的定量总体高于OMM方法,尤其是当ρ(O_(3))较高(>120μg·m^(-3))时,MCC方法缺少有机分子示踪物的输入,无法较好地分离燃烧排放源和SOA源,导致解析获得的移动源和生物质燃烧源中包含了部分二次源贡献.运用OMM方法,对亚运会前后杭州大气PM_(2.5)来源变化开展进一步分析,发现会期移动源、工业源和扬尘源等一次源贡献较会前有明显下降,分别下降了65%、24%和24%,另外,由于挥发性有机物(VOCs)等前体物排放的削减,人为源SOA和高氧化态SOA源贡献在会期也有明显降低,分别降低了35%和49%,表明会期针对机动车排放、工业排放和工地扬尘等管控措施对于降低杭州PM_(2.5)一次和二次生成有显著成效,揭示了有机分子示踪物在线观测数据对于精细化解析大气PM_(2.5)来源、支撑下一阶段我国PM_(2.5)污染精准防控的重要性.

关键词： PM_(2.5)来源解析正定矩阵因子分解法(PMF) 无机组分有机分子示踪物

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京津冀地区典型石化园区VOCs排放特征及影响评价

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中国环境科学 2025年

作者：张香蕊魏巍李国昊白画画刘晓宇吕喆北京工业大学环境科学与工程学院区域大气复合污染防治北京市重点实验室城市大气挥发性有机物污染防治技术与应用北京市重点实验室北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心

本研究以京津冀地区某石化园区为研究对象，选取园区内5个代表性点位进行采样并分析，识别了该区域内85种挥发性有机物（VOCs）的排放特征，评估其对环境及健康的影响.研究发现，五个点位总挥发性有机化合物（TVOCs）浓度为546.0-4472.2... 详细信息

本研究以京津冀地区某石化园区为研究对象，选取园区内5个代表性点位进行采样并分析，识别了该区域内85种挥发性有机物（VOCs）的排放特征，评估其对环境及健康的影响.研究发现，五个点位总挥发性有机化合物（TVOCs）浓度为546.0-4472.2 μg/m3，烷烃和烯烃是主要组成部分，芳香烃和卤代烃次之.对比各站点VOCs组分的日变化发现谷峰出现的时间有所差异，且各站点的特征污染物不同，合成橡胶区OFP最高(13239.8 μg/m3)，烯烃对O3的贡献最高（62.8%-90.5%），其次是烷烃（3.8% - 34.8%）和芳香烃（2.2%-22.1%）.除此之外，仅合成橡胶区发生恶臭污染，1，3-丁二烯（0.68）、正己烷（0.30）等是产生恶臭的主要VOCs物种，且通过使用US EPA方法计算健康风险，合成橡胶区域高于其他点位.研究结果为石化园区VOCs的排放控制以及保护人群身体健康方面提供了科学依据.

关键词：挥发性有机化合物(VOCs) 石化行业臭氧生成潜势恶臭污染健康风险

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基于走航观测的机动车甲醛排放特征研究

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环境污染与防治 2025年第1期47卷 1-7,28页

作者：鲁君修光利黄成景盛翱李英杰高雅琴楼晟荣马东翔吴宇航王红丽华东理工大学资源与环境工程学院国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室上海200237 上海市环境科学研究院国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室上海200233 上海市环境监测中心上海200030 上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

甲醛是环境大气中重要的羰基化合物,严重影响环境质量和公众健康。识别和量化甲醛的来源是区域臭氧污染防控的基础,而机动车是甲醛的重要排放来源。基于走航技术和甲醛在线测量技术,建立了一种快速识别实际道路机动车甲醛排放水平的方法... 详细信息

甲醛是环境大气中重要的羰基化合物,严重影响环境质量和公众健康。识别和量化甲醛的来源是区域臭氧污染防控的基础,而机动车是甲醛的重要排放来源。基于走航技术和甲醛在线测量技术,建立了一种快速识别实际道路机动车甲醛排放水平的方法,并同步测量CO和CO_(2)浓度,获得了混合车流甲醛排放因子;结合测试时段的混合车流比例,估算了汽、柴油车的甲醛排放因子,进而估算了长三角地区的机动车甲醛排放量。结果表明:混合车流中柴油车比例越高,排放的甲醛浓度越高;基于实际道路测试的汽、柴油车的甲醛排放因子分别为(19.4±2.5)、(141.6±27.3)mg/kg,与同类隧道和台架试验结果有较好的一致性;经估算,2020年长三角地区汽、柴油车的甲醛排放量分别为(478±61)、(2688±518)t。与文献结果相比,得出机动车排放标准等级提升可能使甲醛排放水平显著降低。

关键词：甲醛走航观测在线监测机动车排放因子实际道路测试

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不同湿法脱硫工艺对燃煤电厂PM2.5排放的影响

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环境科学 2019年第8期40卷 3457-3462页

作者：邓建国马子轸李振段雷蒋靖坤清华大学环境学院北京100084 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

湿法脱硫系统被广泛应用于火电厂脱除烟气中的SO2,一方面对烟气中的PM2.5有一定的去除作用,但同时也会产生新的颗粒物,其净效应近年来受到广泛关注.选择3台装有不同湿法脱硫工艺的燃煤机组(石灰石-石膏单塔脱硫、石灰石-石膏双塔串联脱... 详细信息

湿法脱硫系统被广泛应用于火电厂脱除烟气中的SO2,一方面对烟气中的PM2.5有一定的去除作用,但同时也会产生新的颗粒物,其净效应近年来受到广泛关注.选择3台装有不同湿法脱硫工艺的燃煤机组(石灰石-石膏单塔脱硫、石灰石-石膏双塔串联脱硫以及海水脱硫),采集了脱硫系统入口和出口的PM2.5样品,分析了PM2.5的质量浓度和元素组成.根据PM2.5化学组分物质守恒建议了一种估算脱硫塔对PM2.5去除率和增加率的方法,可选择Ti、Pb、Cr和V等元素作为参照.结果表明,所测试的3种湿法脱硫系统对PM2.5的去除率较为一致(67. 5%~84. 4%),平均为77. 1%,但增加率差别较大.其中,石灰石-石膏双塔串联系统的PM2.5增加率较低,仅为8. 6%,主要是由于二级吸收塔入口烟气温度降低,脱硫浆液液滴蒸发减弱导致携带减少;海水脱硫系统PM2.5增加率为23. 9%,这可能与脱硫海水不循环从而所含固体浓度较低有关;而石灰石-石膏单塔脱硫系统可能由于除雾器运行效率较差导致PM2.5增加率高达162. 3%.

关键词：固定源脱硫塔(FGD) 脱硫浆液携带可过滤PM2.5 元素烟尘

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固定污染源可凝结颗粒物测量方法

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环境科学 2019年第12期40卷 5234-5239页

作者：蒋靖坤邓建国王刚张莹李妍菁段雷郝吉明清华大学环境学院北京100084 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

随着燃煤电厂以及钢铁等非电行业超低排放改造的进行,固定污染源可过滤颗粒物(FPM)排放浓度逐渐降低,可凝结颗粒物(CPM)的排放逐步引起关注.然而目前对CPM的认识不足,尚没有国际统一的标准测量方法.本研究分析了可用于固定源CPM测量的3... 详细信息

随着燃煤电厂以及钢铁等非电行业超低排放改造的进行,固定污染源可过滤颗粒物(FPM)排放浓度逐渐降低,可凝结颗粒物(CPM)的排放逐步引起关注.然而目前对CPM的认识不足,尚没有国际统一的标准测量方法.本研究分析了可用于固定源CPM测量的3种方法,包括冷凝法、稀释间接法和稀释直接法,并在燃煤电厂、钢铁焦化厂和钢铁烧结厂等固定源进行了CPM现场测量.结果表明,8个电厂和钢铁厂冷凝法测得的CPM质量浓度均显著高于稀释间接法和稀释直接法测量结果.冷凝法测得的CPM中含有大量的SO24-、Cl-等水溶性离子,其浓度显著高于稀释间接法和稀释直接法测量结果.稀释直接法测量的CPM浓度相对较低.冷凝法测量过程中由于水蒸气过饱和冷凝成水吸收SO2和HCl等易溶于水的气体,进而显著高估了CPM实际排放浓度.稀释间接法能模拟实际大气环境中CPM的形成过程,且不存在冷凝水吸收等问题.

关键词：固定源可凝结颗粒物(CPM) 稀释法冷凝法细颗粒物(PM2.5)

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一种气溶胶测量仪器标定系统的设计及性能评估

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环境科学 2016年第3期37卷 789-794页

作者：陈小彤蒋靖坤邓建国段雷郝吉明清华大学环境学院北京100084 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

对气溶胶测量仪器进行准确标定是保证大气环境及污染源颗粒物测量数据质量的重要前提.本研究搭建了一套多分散在线标定气溶胶测量仪器的系统,该系统采用超声气溶胶发生装置产生多分散颗粒物,并用空气动力学粒径谱仪对颗粒物粒径分布进... 详细信息

对气溶胶测量仪器进行准确标定是保证大气环境及污染源颗粒物测量数据质量的重要前提.本研究搭建了一套多分散在线标定气溶胶测量仪器的系统,该系统采用超声气溶胶发生装置产生多分散颗粒物,并用空气动力学粒径谱仪对颗粒物粒径分布进行测量.评测结果表明该系统干燥腔室内气溶胶稳定、均匀,且符合对数正态分布.以采样器为例,已有研究多使用单分散离线标定方法对采样器切割性能进行标定,该方法操作繁琐、实验周期长.利用多分散在线标定系统对PM_(2.5)和PM_(10)双级虚拟撞击采样器进行标定,并与单分散离线标定方法进行了对比,两套系统的标定结果呈现较好的一致性,但多分散在线方法大大缩短了标定实验周期.

关键词：气溶胶测量标定系统虚拟撞击器切割效率颗粒物传感器

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典型超低排放燃煤电厂可凝结颗粒物特征和成因

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环境科学 2020年第4期41卷 1589-1593页

作者：邓建国王刚张莹李妍菁段雷蒋靖坤清华大学环境学院北京100084 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

燃煤电厂排放的可凝结颗粒物(condensable particle matter,CPM)由于其潜在的大气环境影响引起广泛关注,而目前对于燃煤电厂CPM的特征和成因尚不清楚.本研究通过稀释间接法收集了超低排放改造后的典型燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫(wet f... 详细信息

燃煤电厂排放的可凝结颗粒物(condensable particle matter,CPM)由于其潜在的大气环境影响引起广泛关注,而目前对于燃煤电厂CPM的特征和成因尚不清楚.本研究通过稀释间接法收集了超低排放改造后的典型燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)入口/出口和湿式静电除尘(wet electrostatic precipitator,WESP)出口位置的CPM,并对其进行重量分析和水溶性离子分析,同时测量了可能的CPM气态前体物浓度.结果表明,烟气中CPM的主要气态前体物为HCl、HNO3、SO3和NH3等.烟气温度降低后,这些气态前体物通过冷凝或化学反应形成CPM.所形成CPM主要化学组分包括SO4^2-、Cl-、NO-3和NH+4等水溶性离子.WFGD和WESP可以降低CPM气态前体物的浓度,进而减少CPM排放,经过WFGD和WESP后CPM浓度的平均下降比例分别为27%和45%.此外,稀释降温后烟气中的SO3非均相冷凝在已有的颗粒物表面上,导致颗粒物中的SO4^2-增加,同时Cl-和NO-3减少,致使最终排口处CPM的水溶性离子组分主要为SO4^2-.

关键词：燃煤电厂可凝结颗粒物(CPM) 稀释间接法石灰石-石膏湿法脱硫(WFGD) 湿式电除尘器(WESP)

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双级虚拟撞击采样器应用于固定污染源PM_(10)和PM_(2.5)排放测量

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环境科学 2016年第6期37卷 2003-2007页

作者：蒋靖坤邓建国李振马子轸周伟张强段雷郝吉明清华大学环境学院北京100084 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

为贯彻落实《大气污染防治行动计划》,环境保护部指导各地开展大气污染源排放清单编制工作,其中包括固定源PM_(10)和PM_(2.5)的排放清单.但目前国内尚无固定源PM_(10)和PM_(2.5)标准采样方法.本研究提出了适合我国固定源PM_(10)和PM_(2... 详细信息

为贯彻落实《大气污染防治行动计划》,环境保护部指导各地开展大气污染源排放清单编制工作,其中包括固定源PM_(10)和PM_(2.5)的排放清单.但目前国内尚无固定源PM_(10)和PM_(2.5)标准采样方法.本研究提出了适合我国固定源PM_(10)和PM_(2.5)测量的双级虚拟撞击采样方法,开发了相应的分级采样系统,并用该方法对各类固定源进行了现场测试.测试结果表明,所测试的煤粉炉电厂的烟囱入口PM_(2.5)质量浓度为(0.93±0.03)mg·m^(-3),PM_(10)质量浓度为(1.13±0.11)mg·m^(-3).所测试的垃圾焚烧电厂的烟囱排放口PM_(2.5)质量浓度为(3.3±0.65)mg·m^(-3),PM_(10)质量浓度为(6.9±0.86)mg·m^(-3).所测试的大型循环流化床发电厂的烟囱排放口PM_(2.5)质量浓度为(0.59±0.04)mg·m^(-3),PM_(10)质量浓度为(1.12±0.16)mg·m^(-3).所测试的钢铁转炉的烟囱排放口PM_(2.5)质量浓度为(0.15±0.04)mg·m^(-3),PM_(10)质量浓度为(0.43±0.15)mg·m^(-3).

关键词：固定源细颗粒物(PM2.5) 标准方法虚拟撞击采样器排放测试

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我国民用燃煤一次颗粒物的减排潜力研究

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中国电机工程学报 2016年第16期36卷 4408-4414,4527页

作者：李庆段雷蒋靖坤王书肖郝吉明国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室(清华大学) 北京市海淀区100084

民用燃煤是我国当前所有燃煤行业中一次PM_(2.5)最大的排放源。研究比较了18种原煤和6种半焦型煤在一典型的传统采暖炉中燃烧时的PM_(2.5)排放因子,并对比了一组典型无烟煤、半焦型煤和烟煤在改进型反式采暖炉中燃烧时的PM_(2.5)排放因... 详细信息

民用燃煤是我国当前所有燃煤行业中一次PM_(2.5)最大的排放源。研究比较了18种原煤和6种半焦型煤在一典型的传统采暖炉中燃烧时的PM_(2.5)排放因子,并对比了一组典型无烟煤、半焦型煤和烟煤在改进型反式采暖炉中燃烧时的PM_(2.5)排放因子。半焦型煤的平均PM_(2.5)排放因子比所测试的原煤约低94%,同时改进型反式采暖炉对所测试的烟煤也约减排94%。这些结果表明用半焦型煤替代原煤和改进民用炉具均是实现我国民用燃煤PM_(2.5)减排的有效途径。

关键词： PM_(2.5) 民用燃煤排放因子半焦型煤新型炉具

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