大气污染主要因子范例6篇

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大气污染主要因子

大气污染主要因子范文1

龙海市位于东经117°29′~118°5′,北纬24°09′~24°36′,地处九龙江下游出海口,东南与台湾隔海相望,东北与厦门经济特区同处一个港湾,西接漳州市区,区域面积1128km2。根据龙海市环保监测站2010~2014年城市空气质量监测数据,统计结果见表1。由表1可知,近五年龙海市城市大气主要污染物日均浓度符合《环境空气质量标准》(GB3095-1996)二级标准。首要污染物为可吸入颗粒物,虽然可吸入颗粒物日均浓度和空气污染指数(API)呈逐年下降状态,但二氧化硫、二氧化氮日均浓度呈平稳上升趋势,表明龙海市城市大气污染趋势依然存在。

2空气质量影响因素

鉴于城市空气污染状况是由污染源和气象条件这两个内外因素共同决定的,龙海市空气质量中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物浓度均以本地源影响为主,污染浓度贡献主要取决于污染源排放量大小、“源”与“受体”的相对位置、气象特征和排放高度等因素[2]。下面简要分析其影响:

2.1大气污染源强的影响

2.1.1大气污染源强根据2010~2014年龙海市环境统计数据,全市年均燃煤总量855.53×104t,污染物排放量为:烟(粉)尘5150.2t、SO29313.1t、NOx34045.4t。主要污染源为:(1)工业源:燃煤量854.71×104t,占全市99.9%;污染物排放量为:烟(粉)尘5073.4t、占全市98.5%,SO29203.8t、占全市98.8%,NOx34027.5t、占全市99.95%。工业源中漳州后石电厂燃煤量841.09×104t,占全市98.3%;污染物排放量为:烟(粉)尘3075.0t、占全市59.7%,SO24554.8t、占48.9%,NOx32872.0t、占96.6%。(2)生活源:燃煤量0.813×104t,占全市0.1%;污染物排放量为:烟尘76.8t、占全市1.5%,SO2109.3t、占全市1.2%,NOx17.9t、占全市0.05%。此外,还有未经统计的机动车、建筑场地排放的尾气和扬尘。

2.1.2污染源排放状况(1)工业源:近五年,除与城区相距约30km的漳州后石电厂7台发电燃煤锅炉烟气通过静电除尘、海水脱硫、触媒脱硝处理后经210m烟囱高空排放和淘汰11家落后造纸厂13台小锅炉外,其他企业锅炉烟气均未采取规范有效的处理。10蒸吨以下锅炉占了62.7%,分布在各乡镇工业区内,有的在城市周围或在城市主导风上,呈低空排放。(2)生活源:近五年,城市常住人口新增9.96万人,增长了25.6%,虽然新增燃料被LNG天然气和石油液化气所替代,城市居民用煤量基本不变,但民用燃煤烟气均未处理直接排放。(3)机动车:近五年,虽淘汰黄标车和老旧车辆1875辆,但仍有3335辆黄标车未淘汰;2014年底,全市机动车(汽车、农用运输车和挂车)保有量50474辆,比2010年增加了21682辆,增长75.3%。机动车尾气在城市近地面周围呈线状排放。(4)建筑场地:2014年城市建成区面积19.69km2,比2010年增加了15.6%,建筑工地18处,总建筑面积36.154×104m2。建筑扬尘在城市四处周围呈片状排放。

2.2污染气象条件的影响污染气象因子是指与大气污染物扩散有关的气象要素,它制约着大气污染物的稀释、扩散、输送和转化过程,进而影响着大气污染物的分布及污染程度。污染气象学的研究表明,风向、风速、大气稳定度对大气扩散的影响较大,风对大气污染的影响主要表现在对大气污染物的水平输送上,风向决定着大气污染物影响的区域位置,风速决定着大气污染物影响的区域面积和影响程度,大气稳定度是是决定大气对污染物垂直稀释扩散能力的一个重要因子[4]。大气越不稳定,其扩散能力越强,污染物在大气中稀释越快。根据龙海市气象站市区多年气象观测资料,统计分析如下。

2.2.1风频及污染系数龙海市属南亚热带海洋性季风气候。市区年平均风速1.6m/s,主导风向为ESE,平均频率17.6%;年静风频率16.7%,除静风外平均风速2.87m/s,冬、春季主导风向为ESE,夏季以S为最多,秋季ESE和SE相当。历年风向频率及污染系数见表2。由表2可知,市区除静风外,年平均风速较小,介于2.1m/s~4.6m/s之间,各季主导风方向风速差异不明显,污染系数以ESE风向为最大,SE风向为次之。由此可见,冬、春季东南偏东方向,夏季正南方向,秋季东南偏东及东南方向污染物排放对龙海市城市环境空气质量影响较大。

2.2.2大气稳定度市区年平均气温21.5℃,年平均日照时数2000.8h,年均总云量达6.8成,低云量为5.4成,年平均降水量1563.2mm,年平均相对湿度80%。各季大气稳定度频率见表3。由表3可知,市区全年大气稳定度以D类为最高、频率占55%,E和F类次之、频率之和占24.6%;各季大气不稳定型频率出现以秋季为最高、达25.5%,春季为最低,占17.5%。由此可见,龙海市城市大气活动状态不利污染物的水平输送、垂直扩散和稀释。由于龙海市北部、西部、南部三面环山,中部为平原,东南部临海,地势南北较高,中间低缓,而城市位于平原中部低缓处,更不利于大气污染物消散,易造成大气污染物累积。春、夏季比秋、冬季更甚。

3对策与建议

3.1产业结构调整应结合“十三五”社会发展和城市规划的制定,科学规划重点产业发展布局、结构和规模,合理调整现有工业园区和设立各类产业园区,形成有利大气污染物扩散的空间格局;按照国家产业政策要求,控制高能耗、高污染项目,淘汰落后和过剩产能;禁止在城市建成区新建每小时20蒸吨以下燃煤锅炉,其他地区不再新建每小时10蒸吨以下燃煤锅炉。

3.2能源结构调整应控制煤炭消费总量,2015年单位GDP综合能耗控制在0.408tce/万元,比2010年降低16%;新建工业园区应同步实施集中供热,现有各类工业园区应逐步实施热电联产或集中供热改造。应对重点耗能行业和企业实行煤炭减量、清洁能源替代,提高城市管道煤气普及率。

3.3燃煤锅炉节能减排应鼓励企业使用洁净煤,应用高效除尘、脱硫脱硝和多污染物协同控制等技术进行锅炉技术改造;新、改扩建项目应优先选用列入高效锅炉推广目录或能效等级达到Ⅰ级产品。应严格执行《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014),治理不达标燃煤锅炉。

3.4机动车污染控制应根据城市发展规划,实施公交优先战略,合理控制机动车保有量;2017年之前,完成黄标车和老旧车辆淘汰任务。应加强机动车尾气监管,对年度检验环保指标不达标的,不予发放环保合格标志;定期检测或道路抽检,对排气不合格的,依法依规予以查处。

大气污染主要因子范文2

关键词:

目前,在世界范围内儿童的健康状况已成为全世界的社会问题,改善儿童的健康状况是我们所共同面临的问题。呼吸系统疾病、胃肠道疾病以及其它感染性疾病是影响儿童健康的重要疾病[1]。儿童由于体质虚弱,导致其致病因素繁多,且无法逐一得到有效预防。近些年来,随着对儿童呼吸系统疾病诱因相关研究的不断深入,空气污染已被广泛公认为儿童呼吸系统疾病的主要致病因素。气候因素、大气污染以及粉尘污染等作为呼吸系统疾病的重要诱因,在儿童呼吸系统疾病的诱发方面发挥着重要的作用。近期,对大气污染的关注度持续增高,大气污染物中的总悬浮颗粒物TSP、可吸入的微粒PM10以及细颗粒PM2.5等也已被公认为导致大气污染的重要污染源[2],且可被人体吸入而直接影响呼吸系统和心血管系统而诱发呼吸系统疾病和心脑血管疾病,对儿童的作用尤为明显。

1影响儿童呼吸系统疾病的空气污染因素

1.1室外空气污染对儿童呼吸系统疾病的影响 通过研究发现,室外空气污染主要表现为空气中微粒物质增多和空气中其它有害气体含量超标,且以微粒悬浮物对人体的影响最为显著。室外空气中的微粒主要分为PM2.5和PM10,前者是指粒径小于或等于2.5?滋m的极细微粒,后者则指直径小于10?滋m的颗粒状物质。就人体的肺部和呼吸道结构和生理特征而言,粒径超过10?滋m后很难被吸入到呼吸道并进入肺中,多数能够被鼻毛、鼻腔粘膜或呼吸道粘膜捕捉[3]。但是,当微粒的直径小于10?滋m大于2.5?滋m时 ,颗粒则可随着呼吸进入人体的呼吸道和肺部,可诱发呼吸系统不适。但是随着人体粘膜的外排作用的不断加强,颗粒最终可随着人体的呼气、打喷嚏或者痰液排除体外,对人体的危害较为有限。但是,当空气中的微粒直径小于2.5?滋m时,不仅容易进入人体呼吸道系统,而且可以在呼吸道内大量蓄积并逐渐进入人体肺部,当人体免疫力下降到一定程度后,其可在人体支气管或肺泡内发生致炎反应,诱发慢性阻塞性肺部、支气管炎甚至是尘肺病。儿童作为免疫功能较弱的特殊群体,相对于成年人而言更易于收到PM2.5或更小粒径微粒的影响。魏复盛等对PM2.5所致疾病的流行病学进行的研究结果显示,长期吸入PM2.5可大大增加哮喘、支气管炎的发病几率。Desqueyroux等[4]对空气污染致病的相关流行病学研究结果显示,哮喘、慢性阻塞性肺部的发病与PM10、PM2.5以及臭氧在空气中比例的增加有着较为直接的关系。国外一些临床研究还证实[5],NO2和臭氧是目前导致上呼吸道感染、肺病患者住院率上升的重要原因,且一直处于恶化态势。在呼吸系统疾病患者的死亡率方面,大量的临床研究证实[6],NO2和PM10的浓度是导致呼吸系统患者死亡的重要原因,线性回归分析结果显示其与患者的死亡率之间存在着较大的正相关性,进一步说明了空气微粒对人类健康的危害。王海荣等[7]对支气管炎、肺炎以及哮喘等呼吸系统疾病的流行病学进行的研究结果表明,PM2.5、SO2、NO2、PM10等空气污染物的浓度是导致儿童哮喘、肺炎的主要致病因子;支气管炎的主要致病因子则为NO2和PM10,而导致儿童肺功能减弱的主要致病因素则为SO2,且女性儿童更易受到影响。关于SO2导致人体肺功能下降的原因,Sam等[8]进行的临床研究证实,当人体吸入大量SO2后,可导致患者出现呼气流量峰值(PEF)下降,使肺部无法获取足够的氧气而逐渐导致肺部功能受限、肺部功能下降。

1.2室内空气污染在儿童呼吸系统疾病中的致病作用 随着人们生活水平的不断提高,人们越来越重视室内的装修质量,大量新型的装饰材料不断被广泛使用。甲醛、苯等在室内空气中的含量超标,一直是困扰人类健康的主要因素,也已被社会广泛肯定为室内主要的污染源。室内装饰材料所释放出的甲苯、甲醛、苯等有害气体,人类长期接触不仅会出现神经过敏症状或免疫功能紊乱症状,严重时可导致白血病、肿瘤等恶性疾病,对人类健康的威胁巨大。研究证实,当甲醛的在室内的含量超过0.25ppm/m3时,即可诱发呼吸系统疾病,对儿童和体质虚弱的成年人最为明显[9]。儿童长期在室内污染较为严重的环境中玩耍,可因室内污染源发生各种呼吸道疾病以及其它较为严重的器质性病变。因此,在新房装修时,应对房间及时通风、尽量购买释放有害气体或有害颗粒较少的装饰材料,以减少装饰材料对室内环境污染的程度。朱悦等[10]对室内环境在影响儿童呼吸系统疾病方面进行的研究结果显示,室内空气中的甲醛、苯以及室内环境中的螨虫、微粒等均是儿童呼吸道疾病的重要诱因,针对性的采取相应的预防措施极为重要,对于降低儿童因室内环境而诱发的呼吸系统疾病具有重要的临床意义。

1.3煤炭燃烧后的一次、二次污染物对儿童呼吸系统的影响 一直以来,煤炭作为我们日常生活中的主要能源被广泛使用,已成为我们日常生活中的必需生存资料。虽然煤炭的燃烧可以为我们带来电、热等能源,但其所产生的粉尘或有害气体同样是困扰人类健康的重要因素。煤炭燃烧后所产生的SO2、烟尘等一污染物在空气中可与其它污染物发生反应,并逐渐形成二次污染物,比如SO2、NOX和CO等。二次污染物可通过呼吸系统而进入人体,且不可经肝脏代谢而消除,NOX和CO可以逐渐进入人体血液而导致人体产生一些炎症性疾病或者全身不适症状。北方相对于南方而言,煤炭燃烧后的二次污染物对人类健康的危险情况更为明显,主要由于北方冬季因天寒采暖需燃烧大量煤炭,其空气中煤炭燃烧所致的污染物的释放量较大,可对儿童的健康产生直接影响。近些年来,冬季燃煤取暖导致室内CO中毒的案例发生率逐渐升高,这需要引起我们的高度关注。赵宝新等[11]对冬季采暖燃煤所致空气污染对儿童呼吸系统健康的影响所进行的研究结果表明,采暖期时空气中的PM10、SO2水平大幅增加,所处该环境的儿童一秒用力呼气容积(FEV1)呈降低趋势但呼气流量峰值(PEF)有所升高,即说明PM10、SO2可降低儿童的肺功能。此外,就季节而言,冬季时儿童呼吸道感染性疾病、肺炎、支气管炎等发病率明显高于其它季节,除与冬季气温交替频繁有关以外,与冬季燃煤导致的空气内污染物含量增加也有着显著的相关性。

2户外尘沙对儿童呼吸系统疾病的影响

有大量的研究证实[12],沙尘天气是导致儿童呼吸系统疾病频发的一个重要原因之一,且具有季节性的特点。王振全等[13]指出,在一些沙尘天气高发的地区,尘肺病特征的呼吸系统疾病的发生率大大高于无沙尘天气的地区。赵春霞等对沙尘暴对儿童呼吸系统的影响以及呼吸系统症状的相关因素进行的研究结果显示表明,在沙尘天气发生的前一天,该地区的儿童呼吸系统疾病的发生率大幅上升,且主要集中于体制虚弱、免疫力低下爱的儿童。孟紫强等进行的关于沙尘天气影响儿童呼吸系统的相关研究也表明,处于沙尘天气地区的儿童呼吸系统疾病发病率高于其它地区,且沙尘天气能够与其它户外污染因素相互作用,共同对儿童的心脑血管、呼吸系统产生影响而诱发相关的疾病[14]。

3展望与结论

从上文中可见,室内外的空气污染、环境污染等均是导致儿童出现呼吸系统疾病的重要诱因。儿童作为免疫力和身体机能均较弱的特殊群体,对于一些致病诱因的抵御能力较弱,探明导致儿童出现呼吸系统疾病致病因素很有必要。就上述的内容而言,空气污染导致儿童呼吸系统疾病的原因主要有以下:① 室外环境污染、大气污染所致的空气中PM2.5、PM10等微粒的含量大幅增加,儿童吸入体内后在免疫力低时可诱发呼吸系统相关疾病。②室内装饰材料或其它污染源所释放的甲醛、苯等有毒气体,可刺激儿童的呼吸系统并进行其肺部,诱发相关呼吸系统疾病。③煤炭燃烧、秸秆燃烧等导致大气中烟尘、SO2、CO等有害物质的含量增加,增加了儿童患病几率。④沙尘暴、尘沙天气或者高发区域空气中粉尘和尘沙的含量较高,容易导致儿童出现慢性阻塞性肺部样症状或者相关呼吸系统疾病。因此,改善大气环境和周边生活环境对于降低上述因素所致的呼吸系统疾病的发病率具有重要的实质性意义。环境问题已经成为我国乃至世界的共同难题,欲从根本上得到解决任重而道远。但从世界范围内的儿童以及全世界人类的健康出发碳、节能、环保洁净的生活模式是我们所面临的共同任务。

参考文献:

[1]李宁,张本延,彭晓武.大气污染与儿科呼吸系统疾病住院人数关系[J].中国公共卫生,2009,25(12):1504-1505.

[2]魏复盛,胡伟,滕恩江,吴国平等.空气污染与儿童呼吸系统患病率的相关分析[J].中国环境科学,2000,20(3):220-224.

[3]胡伟,魏复盛.空气污染与呼吸系统疾病对儿童肺功能的交互影响[J].安全与环境学报,2004,6:361-363.

[4]Desqueyroux H,Pujet J C,Prosper M,et al.Short-term effects of low-level air pollution on respiratory health of adults suffering from moderate to severe asthma[J].Environ Res,2002,89(1):29-37.

[5]查日胜.空气污染对学龄儿童呼吸系统病症影响的纵向研究[J].安徽医科大学学报,2011,21(18):445-446.

[6]李宁,张本延,彭晓武.大气污染与儿科呼吸系统疾病住院人数关系[J].中国公共卫生,2009,25(12):1504-1505.

[7]王海荣,翟秋敏,沈娟.大气污染对呼吸系统疾病的影响-以河南省A市为例[J].环境科学与管理,2011,36(3):54-57.

[8]Sam Pattenden,Temenuga Antova,Manfred Neuberger,et al.Parental smoking and children's respiratory health:independent effects of prenatal and postnatal exposure[J].Tob Control,2006,15:294-301.

[9]潘小川.室内空气质量对人体健康的影响[J].中国科学基金,2005,(4):205-208.

[10]朱悦,杨小南,李宇斌.沈阳市某地区大气污染与儿童呼吸系统疾病门诊人次的关系[J].环境与健康杂志,2008,25(7):575-578.

[11]王少利,郭新彪,张金良.北京市大气污染对学龄儿童呼吸系统疾病和症状的影响[J].环境污染与健康杂志,2004,01:713-715.

[12]霍焱,董芹,雷正翠,等.常州空气污染特征分析及对呼吸系统等疾病的影响[J].环境与健康杂志,2010,27(14):501-503.

大气污染主要因子范文3

关键词:大气汞;自动监测;汞浓度;气象因子

中图分类号:X831文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)25-0102-02

汞在自然中以多种形式存在,有七种稳定和四种不稳定(放射性)的同位素,不同形态的汞有不同的物理化学特性。环境大气中的汞包括气态汞、颗粒态汞和液态汞,气态汞又可分为原子态汞和活性气态汞。活性气态汞的含量很少,但由于其水溶性和相对活泼的化学性质,使其成为大气汞的干湿沉降的主要贡献者之一。在环境的各个介质中都可能存在汞的环境污染,多数是由于人类开发和使用汞而造成汞的释放产生的。现有的汞污染物大部分是向大气中排放,通过大气进行传输,并随着干、湿沉降进入水和陆生态系统,在细菌的活动或非生物机制下发生甲基化,然后通过食物链进行生物富集,并通过对鱼等水产品的食用最终进入人体,从而对人体产生危害。由于其能长时间存在于大气中,且进行远距离传输,因此大气汞污染成为当前大气环境研究的热点问题(图1)。

近年来随着我国经济的迅猛发展,对电的需求日益扩大,特别是作为全国发达地区与能源消耗的大省――江苏,对电力的需求与日俱增,截至去年底,我省发电装机容量达到5682万千瓦,其中燃煤机组为4824.8万千瓦,占总发电量的80%以上。江苏长江流域是火力发电厂较为集中的区域,从2000年16座到2009年22座。火力发电曾为人民生活带来巨大方便,但是对环境也产生巨大的影响,特别是环境空气中的汞污染已成为人们关注的热点。

1研究方法

1.1区域概况

南京位于北纬31°14″至32°37″,东经118°22″至119°14″――长江下游沿岸,属于亚热带季风气候。

南京是长江下游地区重要的产业城市和经济中心,中国重要的文化教育中心之一,也是华东地区重要的交通枢纽。全市面积6598km2,其中市区面积4844km2,建成区面积720.45km2。

截至2009年年末,全市户籍人口629.77万人,市区户籍人口545.98万人,全市常住人口771.31万人。南京的工业以电子信息、石油化工、汽车机械、生物制药、食品饮料、仪器仪表等产业占有重要地位。

1.2采样点选择

以南京主城区为研究范围,综合考虑均匀分布与功能区特征选择5个监测点:交通区(城西干道附近),工业区(火电站附近)和商业区(新街口附近),文化区(南京理工大学)和自然保护区(滨江公园)。

1.3主要监测设备

RA-915M汞分析仪(俄罗斯Lumex 公司产品)。

1.4大气汞的监测方法

常规监测:从2010年4月16日到2010年5月4日,5个采样点每天24小时连续测定,采样高度1.5~8m。

2总结

从各样点的大气汞含量看,城区浓度高值中心多次出现在火电站、城西干道、新街口商业区,这是由于这些地点是交通发达和人口密集区,来往人员车辆频繁,烟尘较大,大气汞易为飞尘所吸持。而在学校和自然保护区,植被较多,大气汞浓度值很低,接近背景值。如在南京理工大学校园内大气汞浓度只有0.9~8.8ng/m3,而在南京火电站附近却达到了5.4~86.2ng/m3。

南京主城区大气汞具有一定的空间分布特征和明显的时间变化特征。南京市主城区不同地区大气汞浓度范围为0.4~98.2ng/m3。均值达6.94ng/m3,远远高于全球大气汞浓度背景值(1.5~2ng/m3)。最新研究成果得出,全球城市环境大气汞浓度范围为1.8~9.8ng/m3,亚洲城市的大气汞浓度明显高于美洲地区。

交通区(城西干道附近),工业区(火电站附近)和商业区(新街口附近)大气汞分别为8.49ng/m­­­­3,8.77ng/m­­­­3和8.03ng/m­­­­3,差异性不显著,但明显高于南京理工大学(5.02ng/m­­­­3)和滨江公园(4.38ng/m­­­­3)。

利用RA-915AM汞分析仪,以在南京一条交通要道(城西干道)附近为例,从4月16日~5月4日连续不断自动监测。监测情况如下(图2,图3):

从单日情况看,在城西干道上下班早晚高峰时间段大气汞浓度值偏高,夜间汞浓度达到高值。由于受夜间空气流动小,大气污染物扩散条件差且相对湿度较高等不利因素影响,都能导致夜间汞浓度值高。

从对一个点不间断大气汞自动监测的情况看,每日走势也有一定的空间跨度,通过分析得出气象因素可能对大气汞浓度产生影响。

气象参数是影响大气污染物迁移转化的重要因子,利用监测数据,进行大气汞与气象因子的相关分析研究。通过对气象台提供数据针对相对湿度进行研究,大气汞浓度与相对湿度呈极显著的正相关,结果如图4所示:

参考文献

[1] 冯新斌,汤顺林,李仲根,王少锋,Lian Liang.生活垃圾填埋场是大气汞的重要来源[J].科学通报,2004,49(23).

[2] 陈乐恬,刘俊华,终玉芹,等.北京地区大气中汞污染状况的初步调查[J].环境化学,2000,19(4).

[3] 陈乐怡,张晓山,林玉环,等.大气环境中汞的形态及其分析方法[J].环境化学,1999,(6).

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[5] 陈盛,喻登荣,顾恒岳.调整能源结构是控制重庆城区大气污染的根本途径[J].重庆环境科学,2000,22(3).

[6] Pacyna E G,Pacyna J M,Pirrone N. European Emissions of Atmospheric Mercury from Anthropogenic Sources in 1995[J].Atmospheric Environment,2001,(35).

[7] 戴树桂.环境化学[M].北京:高等教育出版社,2007.

[8] 杨振宁.三峡库区重庆段汞污染现状分析[J].重庆师范大学学报(自然科学版),2008,25(3).

大气污染主要因子范文4

关键词:CALPUFF;环境容量测算;控制目标

大气环境容量是指根据大气自然净化能力,在区域内特定污染源布局和结构条件下,达到环境目标值所允许的大气污染物最大排放量。我国大气污染防治工作从点源治理到集中控制、从城市环境综合整治到区域污染控制、从浓度控制到总量控制的转变,大气环境保护的法规、标准及管理体系已初步形成,但面临的大气污染防治工作,尤其是现各大城市频繁出现的雾霾天气等问题仍然严峻。为使污染物总量的控制与环境容量和污染源挂钩,有效促进环境管理的科学化和系统化,需要测算大气环境容量。

现在我国测大气环境容量一般有A―P值法和多源模式法。CALPUFF模式测算大气环境容量属多源模型法,该空气污染扩散模型能建立起污染源、地区地形和气象条件与污染物浓度的动态响应关系,根据模拟得到区域内的浓度,反推得到污染物排放总量。该模式可模拟几十米到几百公里的区域,尤其在区域范围较广和复杂地形条件下具有突出优势, 近年来在国内已有成功的使用经验。

本文主要针对CALPUFF模式测算大气环境容量中可能遇到的问题进行讨论,并从模型修正、污染源数据调查、容量计算等方面应注意的关键问题。

一、CALPUFF模型简介

CALPUFF模式系统包括边界层气象模式CALMET、污染物扩散模式CALPUFF和后处理软件CALPOST三大部分。其中,CALMET是一个在三维网格化的模式区域中的逐时风场、温度场气象模型,其初始气象场数据可使用区域地面、高空气象观测资料,通过诊断模式获得;也可使用中尺度气象预测模式(例如MM5)的输出资料。CALPUFF是一个传输和扩散模式,模拟污染物作为烟团从源排放后的平流输送以及沿途扩散和转化过程,准确的气象场模拟是CALPUFF模式浓度预测质量的前提。CALPUFF模式系统理论基础较为完善, 考虑了气象条件、地形条件、城市建筑物的下洗过程、污染源排放高度、污染源排放状况等诸多因素的影响。

二、容量测算问题讨论

在实际研究中,为考虑区域环境功能区划、合理进行产业布局等,我们需要控制大气环境的总量以及优化环境目标。以CALPUFF大气扩散模型和性优化模型相结合的方式,以区域环境质量目标为约束条件,模拟区域的大气环境浓度,在浓度达标的条件下反推测算大气环境容量。

1.控制原则

为满足环境浓度达到标准,污染物落地点最大质量浓度应满足给定标准为控制原则。以污染源对各控制点的总浓度贡献均小于控制目标值和各污染源排放量非负为约束条件,建立大气环境容量线性规划模型。当污染物模拟浓度超过给定标准时, 考虑削减各污染源污染物排放量,以保证在各控制点满足给定质量浓度标准的前提下,寻求区域污染物削减量最小的削减方案;另外,当污染物预测浓度低于给定标准时,可考虑在区域内增加排放,为今后的产业布局和发展规划提供科学依据。

2.模式检验和修正

由于各地区的实际情况各异,需要对模式直接计算出来的结果进行相关性检验和修正,一般要求模拟与实测值线性相关系数达到0.6以上,且检验样本天数在100d以上为宜。某一地区空气污染物的来源主要有本地污染源贡献、背景值和境外污染贡献等,再加上虑各种污染物的自然净化作用,即:C实测= C模拟+ C背景+ C境外或二次+ A0。其中,C实测为实际监测的污染物浓度(mg/m3); C模拟模型模拟的浓度(mg/m3) C境外或二次境外污染贡献和本地二次扬尘贡献(mg/m3);A0其它贡献因子( 如自然净化和沉降等)。将实测数据与模拟浓度进行对比验证模型。

3.CALPUFF进行容量测算中的问题

首先,环境容量由两类因素决定: 一类是自然因素,即污染物在大气中的输送、扩散、干湿沉积以及各种化学清除与转化过程等; 另一类是社会因素,包括污染源的布局、污染物的种类与排放方式、控制点的选取、环境目标值的确定等[2]。在实际运用中,环境容量研究都是基于统计方法来进行的,不能全面反映实际容量变化,从技术上分析,各要素均会对结果产生无法避免的误差,导致测算结果与实际有出入。其次,影响环境容量核算精确度的重要因素是基础资料的准确性和详尽性。CALPUFF模式本身具有较强的复杂性,对计算数据要求较高,从气象资料来说,目前国内气象站一般只提供一日四次地面气象数据,而模型需要逐时地面气象数据和一日两次探空数据;从排放源数据来说,在污染源调查中,没有区分排放的时间谱,在计算的时候将一年的排放量分摊到整个各小时中,产生较大误差,另外,由于人为的原因,在统计时易对容量测算结果影响较大的参数如地理坐标、烟气温度、烟气流速产生错误,这些都会影响模拟的结果。此外,虽然CALPUFF模型能考虑污染物在考虑传输过程中的化学过程,但是由于目前的监测条件限制,很多资料无法满足要求,如臭氧的小时浓度文件等,导致在模拟中化学反应过程几乎没有考虑,而污染物尤其是氮氧化物等在传输过程中转化的量是很大的。

三、结语

从现有的研究成果看,在区域尺度范围下,利用大气边界层预测模式CALPUFF计算复杂地形及气象条件下的区域大气环境容量是有效的方法, 也是将来大气环境容量研究的主要方向。为得到更好的模拟效果,需得到满足精度要求的气象数据、尽量客观详实的排放源数据以及更全面的考虑传输过程中的化学反应过程。

参考文献:

[1]李云生,谷清,冯银厂,等. 城市区域大气环境容量总量控制技术指南北京[S]:中国环境科学出版社,2005.

[2]房春生,李娟,孟赫,等.规划环评中大气环境容量核算及总量控制研究[J].内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)2008,37(4):550-560.

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大气污染主要因子范文5

关键词:能源经济环境可持续发展

一、中国能源特点及利用现状

(一)中国能源特点

1.人均能源拥有量低,储备量低

我国能源探明及可开采总量比较丰富,但由于人口众多,人均能源资源量远低于世界平均水平(表1)。

表1 中、美与世界能源储备比较(1994年)

引自:霍雅勤. 中国能源现状及可持续利用对策.

2.一次能源资源构成不均衡

我国能源以煤炭为主,其次是石油、天然气、水电和核能(表2)。从表2可以得出煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比例约为76%,居世界首位,但是煤炭资源在满足我国能源需求的同时,也对我国生态环境造成严重的破坏 [ ]。

表2 中国一次能源资源结构

3.能源资源分布不均衡

我国能源资源分布不均衡(表3)。煤炭资源的64%集中在华北地区,水电资源约70%集中在西南地区,而能源消费则集中在东部经济较发达地区。因此,“北煤南运”、“西煤东运”、“西电东输”的产销格局将长期存在,造成过大的输送建设及能源输送损失 [ ]。

表3我国能源资源的地区分布及构成

引自:付融冰,张慧明. 中国能源的现状.

(二)利用现状

1.能源生产和消费结构以煤为主

中国能源供应主要依赖于煤炭,目前煤炭消费占全部能源消费总量的76%。同时,煤炭质量普遍低下,我国商品煤的平均硫分约为1.01%,平均灰分为23.85%[ ]。大量消费煤炭,特别是大量以终端直接燃烧方式消费煤炭,是造成大气环境污染的主要原因[ ]。

2.能源利用效率低

目前,我国经济的快速增长在很大程度上是靠消费大量物质资源实现的,我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平。初步统计,我国能源利用总效率约为 32%,比发达国家低 10 %以上,资源产出效率大大低于国际先进水平,每吨标准煤的产出效率相当于美国的 28.6%,欧盟的 11.6%,日本的 10% 。

3.能源价格未能反映其经济成本和能源资源的稀缺性

目前我国的能源价格并未完全反映其经济成本和能源资源的稀缺性。目前,尽管我国的人均能源较为贫乏,但能源价格却接近于人均能源丰富的国家。这种局面与我国能源生产成本较低有一定关系。我国的能源价格由过去的完全计划调控过渡到现今市场调节与政府干预的双轨制。政府对能源价格的控制程度通常与该能源种类的相对紧缺性有关。

二、中国能源、经济与环境问题

(一)能源、经济与环境的关系

可持续发展是人口、资源、环境、经济、社会之间的协调发展。其核心是发展,目标是社会发展,基础是经济发展,必要条件是环境保护。而资源是实现可持续发展的物质基础,能源是资源的重要组成部分,并与环境、经济等要素密切相关[ ](表4)。

表4 经济增长、能源消费、污染物排放

引自:李长明.经济增长、能源与生态环境.

数据来源:国家经济贸易委员会等编《中国能源年评1996》、国家统计局编《中国统计年鉴》各年版

1.能源与经济

能源是经济文明必需的生产要素和投人因子,经济发展是以能源为基础的。从经济学的角度分析,能源与经济增长的关系,表现在两个方面:一方面是经济增长对能源有依赖性,即经济增长离不开能源;另一方面,能源的发展要以经济增长为前提,因为经济增长可以促进能源的大规模开发与合理利用。但能源作为经济动力因素的同时也是一种障碍[ ]。能源的逐渐枯竭及能源带来的生态、环境问题,都将严重阻碍经济的发展。

2. 能源与环境

能源在开发利用过程中对自然界产生一定的破坏作用,同时其废弃物对环境也造成一定的污染。污染物以气休、液体、固体形态存在,气体污染物是大气污染的根源,液体和固体污染物则是江河土地污染的元凶。能源环境污染所造成的影响有两种:一是地区性的影响。如大气污染(包括烟尘,SO2,NO,CO等有害物质)、水污染和固体废物污染对地区造成的影响,其中大气污染的影响最为严重;二是全球性的影响。如温室效应、臭氧层破坏和酸沉降,都和能源大气污染有关[ ]。

3.环境与经济

环境是经济发展的基础。根据环境的定义,大气、水、海洋、土地、矿藏等,既是环境要素,也是资源,是生产力的重要因素。同时,环境又是人们生活、工作的场所,环境质量的好坏对生产力最活跃的因素―劳动者的身心健康有直接的影响,所以说保护或破坏环境,就是保护或破坏生产力,改善环境就是发展生产力[ ]。环境作为经济、社会发展的物质条件,作为经济发展的基础,它既可以直接地促进经济的发展,也可以成为经济的发展的阻力。环境污染和生态破坏已成为危害人们健康、制约经济和社会发展的重要因素。

(二)中国当前能源利用对环境污染及经济发展的影响

1.能源利用对环境污染的影响

伴随能源消耗产生的最为主要的问题就是环境污染,这些污染主要集中在大气污染、水体污染、占用土地、热污染等。我国是仅次于美国的第二大能源消费国,而且以产生严重的SO2污染的煤炭为主,是第一大煤炭消费国[ ](表5,表6)。

表5 中国SO2排放量及其预测

引自:Kazuyya Fujime.中国的经济发展、环境保护和能源安全.

数据来源:IEEJ.能源数据和模型中心

表6中国CO2排放量及对世界CO2排放量的贡献及趋势

引自:Kazuyya Fujime.中国的经济发展、环境保护和能源安全.

数据来源:美国和加拿大的数据见IEA的《世界能源展望》,中国和印度的占比数据见IEEJ的《2020亚洲能源展望》,中国人口和中国CO2排放量见IEA的《经合组织和非经合组织国家能源平衡:1988-1999》,2010和2020年的数据为IEEJ的预测.

2.能源对经济发展的影响

第一,能源“短缺”对经济发展的影响

能源消耗与经济发展密切相关。在我国,生产力发展比较落后,能源生产粗放,单位GDP增长的能耗远远大于发达国家。经济的不断发展,要求有源源不断的能源供给。结合我国能源国情,我国能源开采量及布局严重制约着经济的发展。一方面,能源开采量的增加速率远远不能满足发展对能源的需求,因此,近几年,曾几次出现严重的能源供给不足现象,影响了经济的发展和人民的正常生产生活;另一方面,从能源布局来看,发达地区能源严重匮乏,其经济发展所需能源大部分来自西北、西南和华北地区,在能源的输送过程中,增加了能源消耗和成本,也制约了经济的发展。

第二,能源消耗造成的环境污染间接导致经济损失

根据不同研究机构的研究成果,不同时期中国大气污染造成的经济损失比较严重(表7)。这些估算是不完全的,就目前的研究成果很难给出一个准确的结果。但是,根据这些估算就可以发现,中国的大气污染损失已经占到GDP的3%~7%[ ]。

表7中国大气污染造成的经济损失

引自:周凤起.发展环境友好能源,保护环境和公众健康.

小结

能源是人类社会和经济发展的物质基础,然而,自然资源并非取之不尽、用之不竭。不断开发新能源,开发可再生能源,提高能源利用效率,将对缓解能源短缺起到重要作用;同时,能源、环境与经济有着复杂的关系:能源消耗与环境污染并存、能源短缺制约经济发展、环境污染造成重大经济损失,这种现象在我国尤为突出。因此,处理好能源利用、环境保护和经济发展的关系是实现可持续发展的重要战略,关系到人类的生存和发展。

[参考文献]

[ ]郭育光.矿区环境监测与治理[M].徐州:中国矿业大学出版社.1998.

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[ ]万红飞,周德群,高亚平.可持续发展的能源、环境、经济(3E)关联模型[J].连云港化工高等专科学校报.2000,13 (1):50~53

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[ ]王沅.黑色绿色的岔口[M].太原:山西经济出版社.1996.

[ ]宿伯杰.《京都议定书》―中国的能源、环境和可持续发展[J]. 国土与自然资源研究.2005,(1):62~63.

大气污染主要因子范文6

[论文摘要]随着城市的发展及城市汽车拥有量的不断膨胀,交通尾气污染将逐渐上升。根据其大气污染趋势,提前对交通尾气污染采取措施。可降低铜陵市未来大气污染治理的难度与成本。对铜陵市主城区的交通尾气污染的影响因素进行了分析,并提出了防治措施。

随着铜陵市大力开展环境综合整治,煤烟型复合污染正逐步减轻。但由于城市发展,机动车拥有量不断增加,交通尾气污染呈上升趋势,虽不造成大气环境污染的首要因素,但对城市环境保护存在潜在压力。机动车大规模普及改变人们生活方式,但在给人类生活带来便利的同时,危害市民身体健康,能有效地控制交通尾气污染,改善城市环境质量,成为继工业污染防治后新的课题。

1、机动车保有量及交通状况分析

2007年底铜陵市机动车保有量5.96万辆,机动车保有量年均增长率在10%左右。由于特殊的地形条件和前期规划缺乏前瞻性,造成老城区路面狭窄,坡度大,内道路曲折,弯道半径小。铜陵市政府为缓解交通堵塞现象,加大了对主城区主干道的改造,加强城市新路网建设,实现交通公路建设跨越式发展的目标,到“十一五”末,全市公路总里程达到1000公里以上,新增公路总里程400公里,形成市中心到各乡镇的“半小时交通圈”。

2、交通尾气污染的危害

交通尾气成分复杂,主要包括CO、HC、NO2、SO、Pb、苯并芘、烷基铅和固体颗粒物等。汽车尾气污染主要在交通干线等人口密集地区,其排放高度接近人体的呼吸带,对人体健康造成严重危害。其中,HC与NO2在强阳光作用下,在不利扩散气象和地理条件,可形成光化学烟雾,造成严重的二次污染。通过对公路两侧范围进行监测表明,有50%的铅落在公路两侧数百米范围内。人体经过饮食,通过食物链进入消化道的铅有5%~10%被吸收,通过呼吸道吸入肺部的铅,吸收沉积率高达30%~50%。

3、影响交通尾气污染因素

3.1 区域污染气象特征

铜陵市位于安徽省中南部,年平均气温为16.2℃,年平均风速2.5m/s,全年大气稳定度以中性天气为主,逆温层出现频率高且厚,大气扩散条件较差。城区三面环山,中间低的地貌结构有利于山谷风环流形成,夜间山地气压较城区高,山地下泄冷空气沿地形倾斜面吹向市区,冷空气将城区暖空气抬升,形成高度较低的接地逆温层,高度范围0~300m,平均厚度123m,出现频率达60%以上,逆温层抑制了下层气流运动,多微风和静风,极不利于城区大气污染扩散,从而城区形成大气污染高浓度中心。

3.2 城市交通道路规划

城市规划是一个综合各学科的复杂过程,城市功能的规划、城市各区域功能的规划、城市道路规划与绿化的合理性,对城市大气环境有非常重要的影响。随着铜陵市社会经济快速发展,城市原有规划落后于社会经济发展需要。

铜陵市由于受地形地貌与地质的限制,城市交通道路发展一直在充分利用地形地貌修建起来的,因而呈现目前城市道路多弯曲狭窄,导致交通拥塞,车辆的怠慢行驶,燃油燃烧不充分,污染物质的大量排放。此外街道空气的流动性差,污染物质在街道的累积,不利于交通尾气沿道路向郊区的输送,如何把城市的交通道路的规划建设与城市环境保护结合起来是一个新的课题。

4、交通尾气污染影响分析

氮氧化物作为机动车尾气特征污染因子,表明机动车尾气排放目前还不是造成铜陵市大气环境污染的首要因素,但随铜陵市政府加大工业污染力度后,机动车尾气污染日益明显。据报道机动车排放已经成为一些全国环保重点城市的重要空气污染源,广州、北京、上海、沈阳等大城市交通污染已经是城市大气环境的主要污染源。

铜陵市建筑密度大,造成地面的粗糙度高,不利于气流的流动,阻碍城市大气污染物质的扩散。处于亚热带湿润季风气候区,风速小,逆温频率高,气象和地理条件均不利于机动车尾气污染物的扩散。现有路段由于狭窄、坡度大、弯道半径小等原因,易造成车辆堵塞、车速低、怠速率增加,造成机动车尾气排放量增加。由于交通尾气为贴地排放,大气扩散能力相对弱,更不利于交通尾气的扩散。

5、交通尾气污染的减缓措施

影响城市交通污染因素复杂,常非单一作用。根据交通尾气环境污染特点,结合地形地貌与气候特征出发,从汽车保有量、能源结构、环境保护、城市建设和机动车产业发展等方面入手,统筹兼顾使用清洁的燃料、清洁的车辆技术、完善的车辆维护,以及可持续的城市道路系统建设,完善的交通、环境管理措施解决机动车尾气污染问题,探索符合铜陵市特点的交通尾气污染控制体系。

(1)控制城市汽车保有量。积极采取措施,控制城市汽车保有量,尤其是私家车保有量,大力发展与鼓励使用公共交通,实施公交优先的城市交通发展战略。铜陵市由于土地资源相对紧张,人均建筑面积较小,没有足够的土地资源修建停车场。此外由于自然地质地貌的影响以及历史的原因。原有规划缺乏前瞻性,道路路面狭窄,高楼大厦多,这给铜陵市的路面拓宽与改造形成极大障碍,如果城市汽车拥有量过大,城市扩张受地域限制,交通拥挤堵塞不可避免,城市的交通系统将难以正常的有效运转。

(2)推行清洁能源技术(AFV)。鼓励使用清洁高效交通工具,发展清洁燃料车和公共交通系统。燃油有效完全燃烧,与燃烧系统、空燃比、还与高品质燃料有关,采用清洁能源技术实现汽车燃料替代。实施高效、低污燃料替代战略,实现清洁能源技术,鼓励“零”排放的电动汽车和电动摩托车,普及天然气燃料。

(3)突出城区交通道路规划前瞻性。把城区交通尾气污染等环境问题纳入城市发展规划与旧城区改造建设之中,适当降低坡度,改弯取直,利用地形差建立城市立交桥,保证车流畅通。在城市新区开发规划中,把道路的交通流量及汽车尾气的输送扩散纳入道路规划中进行综合考虑。交通道路体系规划中,在保证与城市整体规划相容的前提下,尽可能使新建主干道走向与城市主导风向一致,增强交通尾气输送扩散能力。统筹城区交通道路建设,建立可持续的城市道路系统。

(4)完善道路交通管理系统。城市交通管理是城市交通运输的大脑,交通秩序的科学管理与区域车流量的适时调配非常重要,完善道路交通管理系统可以提高城市交通状况,改善汽车运行状况,减少车辆的怠速时间,减少城市交通污染的。适度超前的城市交通管理系统的建设有助于城市未来的交通问题的解决,建设和使用铜陵市的信息化、智能化交通管理系统,成为改善铜陵市交通问题的必然之路。同时大力发展公共交通系统,提高公共交通系统的使用率,降低汽车的空座率,提高车辆的利用效率,完善道路交通管理系统,控制交通污染。