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大气污染源监测范文1
关键词:大气污染;综合治理;对策研究
伴随着现代化技术的快速发展,环境的改变正严重的损害着人类的健康,越来越多的人们开始意识到保护环境的迫切性和重要性。环境的污染包括大气污染、水污染和噪音污染等等,其中大气污染是和人类联系最紧密的。近些年来衡水市的大气污染愈加严重,污染严重的影响了衡水市的环境,同时威胁了人们的身体健康。大气污染不仅是我国各个城市环境中要面临的重要问题,对衡水市而言,更是重中之重。
1 大气污染的特征
大气污染不仅是影响衡水市城市环境的重要因素,也是需要环境治理的重点内容。由于治理大气污染工作的不完善和治理过程中的困难,没有得到显著的治理效果,衡水市的大气污染主要具有以下几个方面的特征:
1.1 污染物较多
随着衡水市工业新区和其他一些工厂的发展,大气污染源在逐渐增加,工厂生产和居民生活产生的废气,以及私家车产生的尾气都在一定程度上增加了污染源,PM2.5是近期各个城市中雾霾天气中的主要颗粒,雾霾天气更加剧了大气污染的速度。
1.2 污染范围较大
由于空气的扩散使污染物漂浮,同时受到风向和气候的严重影响,增大了大气污染的影响范围,并在一定程度上增加了大气污染治理的难度。
1.3 污染治理困难
大气污染的治理工作是十分复杂和繁琐的,需要完善的治理措施和有效的预防措施,但很难准确的控制污染源,并且没有完善的治理措施和监管制度,使整个大气污染治理的工作存在很多困难。
2 衡水市大气污染的原因
大气污染的来源可以分为固定污染源和移动污染源两类。由于衡水市工业新区的发展,工农业生产活动中燃料燃烧产生的污染物和居民产生的生活垃圾属于固定污染源;由于衡水市机动车的发展,私家车大量使用产生的汽车尾气属于移动污染源,两种污染源造成了严重的大气污染,并严重的威胁了城市的发展和人们的健康,但是大气污染治理工作十分困难,大气污染的影响因素主要有以下几个方面:
2.1 衡水市经济发展方式的影响
衡水市的发展主要依靠工业生产,而传统的工业生产会产生大量的废气和污染物,产生的废气和污染物是导致大气污染的重要因素之一。
2.2 居民环保意识的薄弱
当前衡水市居民的环保意识还很淡薄,多数居民认为只有工业废气才导致大气污染,没有意识到自身的生活中产生的废气也污染了大气,比如汽车产生的尾气、烟花爆竹产生的气体和生活垃圾等等,都污染了大气。
2.3 治理措施的不完善
由于大气污染的治理过程缓慢,且环保部门的治理措施不完善,使现有的治理难以发挥有效的作用。环保部门没有实时的对污染进行监测,对大气污染物的监测力度不够,监测范围不合理,导致一些容易控制的污染物释放到大气中,对大气治理造成了不利的影响。
3 综合治理大气污染的建议
改善环境对于城市发展和人们的健康很重要,但治理大气污染是改善环境重中之重的举措,为了尽快改善衡水市的环境,能更好的综合治理大气污染问题,提出如下建议:
3.1 提高居民的环保意识
造成衡水市大气污染的因素是多方面的,其中居民对环保意识的认识薄弱是重要的因素,应通过加强环保的宣传教育,普及环保知识,使居民提高对环保的认识,明确知道造成大气污染的污染源和重要原因,进而正确的改善自己的生活方式,减少生活废物,自觉保护环境。
3.2 完善衡水市大气污染的治理措施
为了进一步完善治理措施,衡水市的环保部门可以通过相关的法律手段对造成污染的工厂企业进行限期整理,并通过限制发放生产许可证的方法要求工厂企业进行整改;市政府应该加快餐饮行业的油烟净化装置的安装进度,减少油烟的排放,加大力度取缔或者整改露天烧烤;在完善治理措施的同时,市政府应积极开展大气环境治理考核活动,将日常大气的督查情况应用于考核结果,并定时定期的公布衡水市大气环境的质量和排名。
3.3 采用科学技术减少污染物
在综合治理大气污染的过程中应合理的采用现代的科学技术,在大气污染的源头做好净化防治工作,减少工业生产过程中产生的废气和烟尘的排放量,使污染物扼杀在污染源的摇篮中。采用先进的科学技术做好排污大户工厂的整理建设工作,并大力推行洁净且无污染的技术,尽可能的减少污染物排放。
3.4 调整工业布局,搞好城市绿化
为减少污染物排放到大气中,应将排污量大的工厂企业设置在城市的郊区,在郊区和城市之间建造防护林,并在城市中种植能吸收一些有害气体和粉尘的有针对性的植物,以起到净化空气和保护大气环境的作用,降低大气污染对人们造成的危害。
3.5 提高政府部门的监管力度
衡水市政府部门应加强对环境的监管力度,针对环境问题应出台相应的监管方案,提高所有工作人员的环境保护意识,降低工厂企业所排放的污染物数量,努力使污染物数量符合国家检测标准,并严肃处理污染物排放超标的工厂,从政治和经济等多方面遏制工厂的违规行为,确保衡水市相关部门的执法质量,有效的控制大气污染物的排放。
4 结束语
我们对大气污染的特征和形成大气污染的原因进行了详细的叙述,治理大气污染是衡水市改善环境面临的重要问题,而治理大气污染又是一项复杂的系统工作,要想真正的治理大气污染问题,应需要衡水市各个部门和居民的密切配合,认真分析大气污染的形成原因,并制定出有效的综合治理对策,对大气环境进行实时的监测和科学的管理,从而提高衡水市的空气质量,保证人们的身体健康。
参考文献
[1]何静华.有关大气污染预防及防治工作的探讨[J].科技资讯,2013(29).
[2]陈智.浅谈城市大气污染极其综合防治[J].科学时代,2013(4).
[3]袁丽欣.大气污染的原因及治理措施探析[J].科技资讯,2012(35).
大气污染源监测范文2
【关键词】 大气污染源 危害 激光质谱法 防治措施
1 大气污染源及危害
1.1 我国大气污染因素及现状
对于大多数发展中国家来说,在经济发展的头些年都要走先污染后治理的老路,在各项技术不够成熟的情况下,只依靠充分的资源以及廉价的劳力来实现经济的快速发展,在发展过程中经济效益始终排在第一位,对于环境的保护工作做的不够到位,导致了生态的破坏以及空气污染等环境问题,尤其是在工业废气方面,由于没有先进成熟的废气处理工艺,很多工厂对废气都只进行高空排放处理,使得我国大气污染近些年来日益加重。
1.2 危害
大气污染的危害首要就是对人体和动物的健康伤害,人或动物吸入过多的污染空气或吃了被空气污染的食物就会危害健康,造成病变甚至死亡;此外,大气污染严重之后有可能形成酸雨对农业、林业、养殖业还有建筑物等造成影响;大气污染要是更加严重会破坏臭氧层形成空洞,或者由于CO2的排放过多形成温室效应,造成全球变暖,对人类和生物的生存环境造成危害。
2 激光质谱大气探测方法
2.1 激光质谱法的原理
大气污染主要是由燃烧气体造成的,而大气污染源气体主要有CO、CO2、NOx、SO2以及二恶英类化合物等,其中二恶英有毒并且是严重的致癌物质,二恶英主要来源是垃圾的焚烧,应用激光质谱法能够有效的检测出空气中的二恶英化合物。激光质谱法是共振多光子电离(REMPI)与飞行时间质谱(TOF-MS)的结合,在共振多光子电离时,中性分子吸收一个或多个光子达到中间激发态,再吸收一个或多个光子实现电离,通过与分子中间激发态的共振,产生电离的几率很高,最简单的情况就是中性分子吸收一个光电子达到其激发态,再吸收第二个光子达到电离限之上的连续态,这就是(1+1)共振多光子电离过程。此时,需要通过高阶多光子电力过程,依据每个分子特殊的吸收光谱的特点,可以用合适的激光波长来选择电离某些分子,同时可以抑制其他分子的电离信号,因此共振多光子电离法可以实现多组分分析;同时激光质谱法还会使用飞行时间质谱仪,这个质谱仪可以对脉冲激光产生的离子进行选择性探测,高速的对离子进行质量分辨,具有高灵敏度和高质量分辨率的特点,其激光器和进样系统的重复率可达到100Hz,能够实现10ms的时间分辨。
2.2 激光质谱法的优势和应用
与传统的大气污染源探测技术相比,激光质谱法具有高灵敏度、高选择性、高速度分辨和多组份一起分析等优点,是目前国内对大气污染源探测的主要探测技术,激光质谱发不仅能够实现实时动态监控,还能有效地对大气进行全面的污染源确认,有利于快速、全面地得出分析数据以及确定污染气体治理方案。目前,激光质谱法在我国汽车尾气和垃圾焚烧气体探测中得到了大力应用,采用可移动的激光质谱仪,可以有效地对汽车尾气中各个成分实时动态变化进行监控和绘图,对汽车在不同行驶状态时的尾气污染物变化提供可靠证据,得出汽车在什么行驶状态下才能使尾气中有害物质浓度最低,确认什么时候燃烧最为安全,对空气污染最小;总的来说激光质谱仪起到了排放气体的有效在线检测的作用。
3 大气污染防治措施
我国目前空气污染的主要问题是含菌量大、悬浮颗粒和可吸入颗粒含量高、工业废气排放不达标、机动车尾气排放量大、生活垃圾焚烧不完全等,针对我国大气污染的国情,在大气污染防治措施方面主要从以下几个方面着手:
3.1 采用激光质谱法对大气污染源进行实时探测
治理污染的同时也应该控制污染源,才能保证空气治理工作得到效果,因此对大气的污染源进行实时探测就是尤为重要的,采用激光质谱法高速高效的进行探测,通过得出的数据和图谱分析空气污染情况,及时采用有效手段解决污染源问题,不能彻底解决也要把污染指数控制在国家法律规定的合格值范围内。
3.2 改善燃烧工艺
其实大多数的工业污染和生活垃圾焚烧污染都是由于燃烧不完全造成的,采用先进的国外技术或者自主研发更好的燃烧技术是解决大气污染的重要一步,如果燃烧工艺不能够得到改善,废气中的污染物质不会减少,会对大气的治理工作造成困难。
3.3 大力推广空气净化装置,开发新技术
在控制污染源污染物排放量的同时,也要重视空气净化装置的使用,一定要要求工业废气经过净化处理达标后才可以排放,汽车排气管也要大力推广尾气净化器,减少汽车尾气对大气的污染。
3.4 增加城市绿化面积,保护树木
绿化就是城市的肺,增加城市的绿化面积、保护树木也是一种治理大气污染的一个途径,树木能够起到吸收有害气体,净化空气的作用,因此城市绿化工作不可忽略,还要严格要求,大力推广,保护环境。
4 结语
大气污染与人们的身体健康和生活环境息息相关,我国是大气十分污染严重,严重的大气污染已经对我国部分城市造成了酸雨、雾霾等恶劣的空气问题,已经影响到了人们的正常生活,我国对大气污染的治理工作已经到了迫在眉睫的地步,并且对大气的治理工作还要几十年如一日的持续下去才能见到成效。而解决大气污染问题首要就是对对大气污染源的探测工作,近些年来我国对大气污染源的探测工作也有所进展,其中激光质谱探测技术已经在汽车尾气和生活垃圾焚烧气体检测等方面日臻成熟和完善,激光质谱探测法也是目前最高效、最灵敏、最先进的大气污染源探测技术。
参考文献:
[1]樊新岩.激光质谱法在大气污染物分子探测中的应用研究[J].曲阜师范大学,2005.01.
[2]章莲蒂,魏杰.激光质谱法探测度量污染气体的定标研究[J].中国环境科学,2000.5.
大气污染源监测范文3
【关键词】乌鲁木齐大;大气污染;环境监测
中图分类号: X51 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)01(c)0000-00
1.前言
大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人类的舒适、健康和福利或环境的现象。随着近年来乌鲁木齐社会经济的迅速发展与城市化进程的加快,其环境污染问题也日益凸显,严重影响了城市的可持续发展与人类的生命健康,因此,相关部门必须对大气污染给予高度重视,并落实好各项治理大气污染的政策或措施,以此有效遏止大气污染趋势,改善空气质量。
2.乌鲁木齐大气污染环境监测的项目以及对策
2.1时间划分
分别对2013年10月10日至2014年4月10日采暖季期间的大气污染环境进行全面监测,并选取每月10日测得的数据作为监测样本。
2.2监测数据来源以及时间划分
监测数据来源为乌鲁木齐市环境监测站于2013年10月至2014年4月所监测到的大气污染指数,并以季节作为时间划分。
2.3监测项目以及监测时间点
监测项目主要包括大气中二氧化硫、颗粒状物质以及氮氧化物等有害物质的质量、浓度以及主要分布等;监测时间点为2013年10月至2014年4月,监测地点为米东区环保局、七十四中学、三十一中学、收费所、监测站新疆农科院农场等7个地点。
3.对乌鲁木齐空气质量有害物质进行监测
3.1监测二氧化硫
二氧化硫是导致大气污染的主要原因之一,具有数量多、分布广以及危害大等特点。目前,我国工业结构主要以粗犷型为主,部分工业均以燃烧煤与石油燃料为主,该做法在增加空气中二氧化硫含量与浓度的同时,还向大气排放出其他硫化物质,例如,一氧化碳、氮氧化物以及烟尘等,在多种污染物质的共同作用下,大气环境将进一步遭受污染与破坏。由于二氧化硫具有酸性、氧化性以及还原性等化学特点,因此,对其进行分析监测时,多以甲醛缓冲溶液――副玫瑰苯胺分光光度法、电导法、紫外荧光法以及四氯汞钾溶液吸收――盐酸副玫瑰苯胺分光光度法等为主[1]。
3.2监测颗粒状物质
大气中的颗粒状物质不仅是大气污染中成分最为复杂、性质最为多样以及危害较大的有害物质,而且还是其他有害物质的载体,即通过附带有毒物质直接进入人体,从而危害人体健康。空气中颗粒状物质检测的主要项目包括颗粒组成、降尘量测定以及可吸收颗粒浓度等,主要分析监测方法有重量法、激光散射法以及激光透射法等。
3.3监测氮氧化物
氮氧化物是氮的氧化物的总称,包括一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮以及三氧化氮等,是空气污染的主要有害物质之一。由于汽车尾气、工业废气以及生产化肥是氮氧化物的主要污染源,并以一氧化氮与二氧化氮为主,而两者均属于有毒气体,可刺激人体的呼吸器官,引起慢性或急性中毒,严重危害人体健康与安全;此外,当其与空气中的某些物质发生一定化学反应后,又可生成新的有害气体,给生态系统带来极大威胁。因此,在对氮氧化物进行监测时,主要以监测一氧化氮与二氧化氮为主,并将其监测指数作为评价氮氧化物含量、分布状况以及危害程度的主要依据[2]。分析监测氮氧化物的常用方法有化学发光法、盐酸萘乙二胺分光光度法、库伦原电池法等。
4.降低大气污染的相关措施
4.1从根本上避免大气污染
首先,控制城市人口数量,并积极向市民宣传“少开车,多步行”的环保、健康理念,以此减少汽车尾气的排放量以及煤、石油等燃料的使用量,此外,还应大力推广电能车与太阳能车的使用等,并继续研发新的交通工具[3]。其次,加强大气污染的宣传工作,普及原煤散烧危害,以此减少燃煤散烧和采暖锅炉的污染,并提倡使用清洁能源。最后,统一规划、分步实施、集中、高效以及清洁地利用煤炭,使煤炭资源得到充分有效的利用。
4.2重视各方面监督工作的开展
为有效防止大气污染,保障人们群众的环境权益,相关大气污染环境部门就必须加强对大气污染的监督工作。首先,建立健全的大气环境监督网体制,在主要监督负责人的领导下,借助群众及相关部门的监督力量,全面且及时的了解城市大气污染状况,并在此基础上,根据当地实际情况制定行之有效的治理措施,例如,调整企业生产规模、干涉交通管制以及强化大气环境检测部门的责任落实等,以此统一协调大气污染监督工作[4]。其次,强化对污染源的监督管理,实施生产全过程控制。对燃煤或燃油企业及单位进行定期或不定期的集中排查,并作详细记录,必要时,还可与相关企业或单位负责人签订相关保证书,对于污染防治措施落实不到位、环境保护应急设施不健全、且存在极大环境安全隐患的企业,应勒令其进行整改。最后,强化大气污染监管工作及大气污染管理的执法力度,提高违法成本等。
4.3对整治大气污染的工作给予重视
乌鲁木齐不仅是新疆维吾尔族自治区的首府,是新疆政治、经济以及文化的中心,而且还是我国西部地区对外开放的重要门户,具有十分重要的地理优势与发展优势,但是,由于受诸多因素影响,在给人们健康带来极大影响的同时,还在一定程度上阻碍了城市的经济发展,因此,国家及相关部门必须给予高度重视,例如,加大整治大气污染的宣传力度、及时发现并处置给空气环境带来极大污染的企业、结合当地实际情况,制定相应的空气环境保护条例以及准确以及及时的落实好各项整治大气污染的方针政策等[5]。
4.4促进新能源的开发
为有效遏止大气污染趋势,就必须降低煤与石油等燃料资源的使用率,并提高其利用率,并结合当地实际情况,开发并使用新能源,例如,地热能、太阳能以及风能等,以此降低大气污染。
5.结束语
虽然随着经济水平与科学技术水平的不断提高,我国均已相继研发出新能源,以此代替传统能源,并在一定地区得到了普及,在很大程度上减少了大气污染,遏止了大气污染恶化迹象,但是,就目前而言,大气污染依然是人类所急需解决的重要环境问题之一,因此,保护环境责无傍贷。
【参考文献】
[1]魏金龙.试述大气污染问题的环境监测及对策[J].资源节约与环保.2013.21(06):173-174.
[2]徐冠华.乌兰浩特地区大气污染成因与防治对策研究[J].北方环境.2011,23(05):140-49.
[3]张媛.浅谈环境监测大气污染的方法分析[J].资源节约与环保.2013,15(09):118-119.
大气污染源监测范文4
关键词: PM2.5; 相关性分析; 高斯模型; 当量污染源; 杜哈梅积分
中图分类号: TN919?34; TP319 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2014)18?0063?04
Analysis of factors related to PM2.5 and prediction for its evolution
LI Wei1, JIANG Zhi?ping1, LI Jun?po1, LIU Hao2
(1. College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China;
2. College of Science, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211106, China)
Abstract: Correlation analysis of AQI (air quality index) including the six basic monitoring indicators was conducted with statistical method. The specific relationship between PM2.5 and the other five indicators was achieved. As the dispersivity of pollution sources of PN2.5, the location and its relevant parameters of the equivalent pollution source were calculated according to monitoring data. Besides, the math model describing the PM2.5 concentration and its evolution was established based on the instantaneous Gauss model and Duhamel integral. According to the “Ambient Air Quality Standards” (GB3095―2012), the seriously polluted and safe areas changing with time are illustrated dynamically.
Keywords: PM2.5; correlation analysis; Gauss model; equivalent pollution source; Duhamel integral
0 引 言
大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物(以下简称PM2.5)对人体健康和环境的危害逐渐引起人们的关注。PM2.5与粒径较大的大气颗粒物相比,在大气中停留时间长、输送距离远、可吸入肺部等,对人体健康和大气质量影响更大,其危害性逐渐引起人们的关注。雾霾天气严重影响着人们的健康。近年来突发性大气污染逐渐成为各国关注的安全问题[1?2]。引起大气污染的两个基本要素是大气气溶胶和气态大气污染物[3?4]。2012年2月,环境保护部公布了新修订的《环境空气质量标准》 (GB3095?2012),与新标准同步还实施了《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》 (HJ633?2012),新标准中,首次将产生灰霾的主要因素――对人类健康危害极大的PM2.5的浓度指标作为空气质量监测指标。因此,了解导致PM2.5产生的因素以及其扩散规律对于减轻其危害和制定防治策略是很必要的。王风林等针对已知污染源空间位置的情况探讨了突发性环境污染事故中危险品的大气扩散在泄露和爆炸两种条件下的扩散模型,对于类似PM2.5污染源分散的情况没有研究[5]。胡二邦等定量测算了不同天气条件下扩散参数的不确定度,研究了大气污染扩散参数的不确定性以及其对扩散因子的影响,研究表明在同一地点,同一天气类型,扩散参数实测值相差两个数量级[6]。周顺武等利用二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项指标,分析了污染物浓度的分布特征[7]。由于影响PM2.5扩散的因素很多,与当地气象要素场密切相关[8]。针对不同因素建立的模型其适用范围受到限制。高斯扩散模型[9]以其模型简单、易于理解、运算量小等特点,是目前应用最广泛的气体扩散模型之一[10]。该模型基于污染物浓度分布符合正态分布的假设。本文分析了各监测指标(二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、PM2.5、臭氧和一氧化碳等6项)之间的相关性,并根据监测点数据给出了等价污染源的确定方法,通过综合考虑浓度梯度、风向、风速等要素的PM2.5高斯扩散模型,预测了其浓度和演变过程,给出了各个时间段重度污染区域和安全区域,该结果可以为污染的预防、人员的疏散、城市布局规划等提供理论支持。
1 监测指标的统计学分析
1.1 监测指标相关性分析
各个监测指标之间的联系与差别比较复杂,为了定量分析它们之间的关联性与独立性,采用Pearson相关系数[11]建立任意两个监测指标之间的联系。
Pearson相关系数定义为:
[λ=Nxiyi-xiyiNx2i-(xi)2Ny2i-(yi)2] (1)
式中:[λ]表示Person相关系数[λ∈-1,1],且[λ]绝对值越大,相关性越强;[x],[y]分别表示两组分析指标对应的数据列。运用软件SPSS容易获得6个监测指标的相关系数矩阵,如表1所示。
由表1可见,PM2.5与二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、一氧化碳均有强正相关性,而与臭氧具有较弱的负相关性。臭氧与其余的各个监测指标均为不同程度的负相关,可知一定浓度的臭氧对于防止PM2.5的产生具有积极的作用,除臭氧外,其余监测指标均会促使PM2.5的产生。
表1 监测指标相关系数
1.2 PM2.5与监测指标线性分析
由表1中的Pearson相关系数可以看出,PM2.5与除臭氧外的其他四项监测指标均有强相关性,且都大于0.72。为此可采用线性回归的方法并用偏相关理论对其进行分析验证,建立PM2.5与该5个监测指标的关系。定义二氧化硫[x1]、二氧化氮[x2]、可吸入颗粒物[x3]、一氧化碳[x4]、臭氧[x5]的权重系数分别为[w1,w2,???,w5],调整常数项[c]。即PM2.5表达式为:
[y=w1x1+w2x2+w3x3+w4x4+w5x5+c] (2)
监测到的PM2.5的浓度与式(2)中得出的PM2.5的浓度误差平方和最小(最小二乘法),即满足如下关系:
[min=j=1myj-i=15wi?xij+c2] (3)
式中:[m]为(本文中[m]取238)监测数据组数;[x1j,x2j,][x3j,x4j,x5j,yj] 分别表示第[j]组时二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、臭氧、一氧化碳和PM2.5的监测浓度。
以式(3)为约束条件,将监测数据代入式(3),运用运筹学规划软件Lingo可得出各指标的权重系数和调整常数项,即细颗粒物PM2.5的关系式为:
[y=0.179x1+0.443x2+0.881x3+2.210x4-0.332x5-33.413] (4)
采用偏相关理论进行分析验证,结果见表2。
表2 偏相关分析
分析数据显示二氧化硫的显著性水平大于0.05,说明其与PM2.5不是线性关系。但二氧化硫的权重是最小的,因此其对PM2.5的产生影响较小。
2 扩散模型建立
本文分析的数据包括了不同时间、温度、季节、风向、地形6个监测参数的测量值,对于数据缺失的情况,采用径向基函数插值法[12]将数据补充完整。为了深入分析各变量对监测参量的影响,采用限制变量的方法,观察个别变量对监测参量的统计规律,然后再进行综合评价。
2.1 监测数据分析
PM2.5的数据为一段时间内的平均值,影响因素较多,包括天气、温度、风向、风速等变量,以长安区、小寨、纺织城等三个地区监测数据采用分布Q?Q图对原始数据进行初步分析,分析结果如图 1所示。数据点基本落在直线上,PM2.5浓度大致符合正态分布规律。
图1 正态分布检验
2.2 模型的建立与分析
由于诱导PM2.5产生的因素较多,污染源分布分散,为了简化计算,在保证精度的前提下,做出如下假设:
(1) 测量点所在的高度一致,根据气象部分的数据,为1.5 m;
(2) 风的平均流场稳定,风速均匀,风向平直;
(3) 污染物在输送扩散中遵守质量守恒定律;
(4) 污染源的源强均匀、连续。
点污染源的高斯模型中,污染物分布满足式(5)。[C(x,y,z)=Q(2π)32・σx・σy・σze-x22σ2x・e-y22σ2y・(e-(z-h)22σ2z+e-(z+2H+h)22σ2z)] (5)
式中[C(x,y,z)]为当量污染源浓度;[Ci]为各个监测点污染物浓度;[Q] 为污染源场强;[σx,σy,σz]为扩散系数;[H]表示混合层高度;[h]为有效污染源高度,假设[x]轴与风向一致,[z]轴铅直向上。
采用如式(6)所示为约束条件:
[min=1ni=1nC(x,y,z)-Ci] (6)
式中[n]为监测点个数,可求出当量污染源的场强[Q]以及相对位置[(x0,y0)]等参数。
为了计算方便,将13个监测点编号1~13,以1(长安区)为坐标原点,各监测点的相对位置可在地图上的位置得出,如图2所示,当量污染源坐标位置及参数如表3所示。
图2 当量污染源以及各监测点位置示意图
表3 当量污染源坐标位置及参数
从瞬间点源排放的污染物,其转换和扩散主要受以下几个要素影响:污染物浓度及浓度梯度、当地风速以及风向、污染物的转化和耗散、地形等。无界瞬时点源的污染物浓度函数[13]为:
[C(x,y,z,t)=Q(2π)32・σx・σy・σz・e-(x-ut)22σ2x・e-(y-vt)22σ2y・ (e-(z-h-wt)22σ2z+e-(z+2H+h-wt)22σ2z)] (7)
式中:[Q]表示源强;[υ],[ω] 均为零。其解具有以下形式:
[C(x,y,z,t)=Q(2π)32・σx・σy・σz・e-(x-ut)22σ2x・e-y22σ2y・(e-(z-h)22σ2z+e-(z+H)22σ2z)] (8)
若瞬间污染源排放不是作用在[t]=0时刻,而是在[t=τ],则其污染物传播也将滞后时间[τ]。[C(x,y,z,t)=Q(2π)32・σx・σy・σz・e-(x-u(t-τ))22σ2x・e-y22σ2y・ (e-(z-h)22σ2z+e-(z+H)22σ2z), t≥τ] (9)
通过式(8)可以求解瞬态污染源排放特定时间下的扩散。
[Q(x,y,z,t)=t1t2C(x,y,z,t-τ)dτ] (10)
式中:[t1],[t2]分别为瞬态污染源排放的开始和截止时间。[σy] 和[σz] 对计算结果影响较大[6,14?15],在保证计算精度的前提下,为方便计算,对[σx],[σy]和[σz]采用经验公式,即布里吉斯扩散参数,大气稳定度划分采用较成熟的帕斯奎尔稳定度分类法[16]。高斯公式中,城市和开阔地的布里吉斯以烟云的宽度和高度来表示横方向和垂直方向的扩散。积分结果为:
[Q(x,y,z,t)=Φut2-(ut-x)σx-Φut1-(ut-x)σx2πσxAu] (11)
式中:[Φ(x)] 表示标准正态分布函数,积分结果由标准正态分布得到,[A]为:
[A=Q(2π)32σxσyσz・ey22σ2y(e-(z-h)22σ2z+e-(z+H)22σ2z)] (12)
计算机仿真得出该地区在当量污染源喷发2 h,刮西风,风速为4 m/s的情况下,13个监测地点PM2.5的浓度随时间的变化情况,如图3所示。从图3可看出,受风向和与假想污染点源距离的影响,各地浓度变化速率呈现比较大的差异。其中高压开关厂污染物达到的峰值最高,约为1 000 μg/m3,达到峰值后,浓度维持峰值附近,高压开关厂、市人民体育场、临潼区以及纺织城峰值持续时间超过1 h,约70 min,此阶段PM2.5浓度很高,对人健康造成的负面影响将很大,此时应该避免外出活动,并关闭门窗。与图2中看到的各个测量点和虚拟污染源的相对位置可以看出,分析结果符合事实情况。
图3 PM2.5浓度随时间变化情况
图4为在瞬时污染源排放1.5 h、2 h、4 h以及4.5 h PM2.5的分布情况。该处忽略各区域原先含有的PM2.5。1.5 h后,在西风作用下,PM2.5快速扩散,靠近污染源的高压开关厂首先进入其影响范围,浓度逐渐增大。从图中PM2.5的浓度分布情况反应出来风力以及风向对其传播的巨大影响,与前面的分析相一致。2 h后,污染物继续在风传播方向上快速传播,受其影响,高压开关厂、市人民体育场以及兴庆小区最高浓度超过了[300 μg/m3],为严重污染。为了居民健康,除了主动避免外出外,相关部门应当实施紧急应对措施,以使污染物浓度快速下降。
图4 污染区域随时间变化图
4 h后,PM2.5的污染团整体向东移动,其影响范围进一步扩大。图中所示的处在风经过的地区,PM2.5浓度继续维持高位,而此时最先受到污染的高压开关厂处于严重污染的边缘,其浓度处于下降阶段。到4.5 h以后,绝大部分所示地区均已处于浓度相对较小的区域,此时PM2.5浓度较高的区域已经快速移动到东南方向,而且其浓度也有了一定程度的减小。当在污染源排放约5 h后,所给13个监测地点其污染物浓度全部接近于[0 μg/m3],人群可以安全活动。
3 结 论
本文通过对[AQI]监测指标的分析,确定了当量污染源的位置,基于高斯扩散模型对当量污染源喷发两小时、刮西风的情况进行了分析。该模型能基本反映和预测污染物PM2.5随时间以及空间的扩散规律,而且该方法也可以对于核污染、有毒有害气体泄漏、生化恐怖袭击等问题的防治具有借鉴意义。该模型较好地解决了西安市地区PM2.5当量污染源处浓度突然增至2倍,持续2 h后该区域的污染状况,但是该模型也存在着以下问题:实验数据有限,无法充分反映该地区的污染物浓度;忽略了地形对污染物扩散的影响;当量污染源的位置存在误差。在今后的研究中该模型需要进一步完善。
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(上接第66页)
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大气污染源监测范文5
关键词:大气污染;防治法;可操作性;公众参与
中图分类号:D908 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2013)12-0118-02
在世界公害事件中,仅空气污染事件就有五个,而其中欧盟所属国家就发生了两起,即1930年比利时马斯河谷烟雾事件和1952年英国伦敦烟雾事件,这两个事件都造成了重大的人员伤亡。由此,欧盟对大气污染高度重视,制定了比较完善的大气污染防治法加以预防和治理。
一、欧盟大气污染防治法的主要内容框架和特点
大气环境质量是人们主要的关注对象之一。从20世纪70年代起,大气污染防治法就成为欧盟最活跃的立法领域之一,欧盟大气污染防治法的主要内容包括三个部分:空气质量法、大气污染物质排放治理法以及与交通有关的空气污染治理法。
欧盟关于空气质量的立法主要有:《环境空气质量评估和管理指令》(空气质量框架指令,1996)、《关于环境空气中二氧化硫、二氧化氮、氮氧化物、微粒物和铅含量限值的指令》(第一子指令,1999)、《关于环境空气中一氧化碳、苯含量限值的指令》(第二子指令,2000)、《关于环境空气中臭氧含量限值的指令》(第三子指令,2002)、《关于环境空气中砷、镉、汞、镍和多环芳烃含量限值的指令》(第四子指令,2004),《关于在成员国内建立环境空气污染监测网和站点相互交流污染信息和数据的决定》(1997)、《欧洲环境空气质量和更加清洁空气指令》(2008)等。
欧盟把大气污染物排放源分为固定污染源和移动污染源。固定污染排放源立法主要有:《欧盟关于限制大型火力发电厂排放特定空气污染物质的指令》(1994,2001)、《关于从汽油仓库和从终端到汽油站运送过程中导致的挥发性有机化合物控制指令》(1994)、《关于限制在特定活动和设施中使用有机溶剂导致的挥发性有机化合物排放的指令》(1999)、《关于降低在特定液体燃料中硫含量的指令》(1999)、《废物焚化指令》(2000)、《关于国家特定空气污染物质排放最高值的指令》(2001)、《综合污染预防和控制指令》(2008)等。移动空气污染源主要是指交通中使用的汽车污染源和船舶污染源。主要立法有:1998年的《关于汽柴油质量的指令》(1998)、《关于修订1998年汽柴油质量的指令》(2003)等。
欧盟大气污染防治法主要具有以下特点:一是法律规范详细,可操作性很强。比如,欧盟2008年颁布的《欧洲环境空气质量和更加清洁空气指令》中,主要分六大部分对空气污染防治和维护空气环境质量做出规制,分为一般条款、空气质量评估、空气质量管理、空气质量规划、空气质量和污染信息报告制度等。在空气质量评估一章中,第一部分是对二氧化硫、二氧化氮和氮氧化物、微粒物、铅、苯和一氧化碳等做出规制;第二部分对臭氧的评估做出规制。在每一部分中,都包括有评估体制、评估准则、样本选择等内容;在空气质量管理一章中,首先对限值以下的污染物水平做出规定,然后区分出保护人类健康所需要的限值、警报阈值和临界值;对以保护人类健康为目的的PM2.5暴露削减目标、达标值和限值做出规定,划分区域和城市群,确定不同的臭氧浓度超出目标值和长期目标的要求,并规定了出现超标时要采取的措施,还考虑到自然资源对污染治理的贡献,冬季沙化道路或盐碱道路对空气污染的影响,同时也考虑到各区域的特殊情况,规定最后达标期限的延长以及遵守特定限值义务的免除。二是注重大气污染信息公开,强化公众参与。欧盟在《建立更加清洁空气的指令》中专门规定了空气质量和污染信息公开和报告制度,主要是公众获取相关信息和执行报告,各种环境空气信息包括环境空气质量信息、免除义务信息、延期遵守信息等,均通过包括互联网在内的多种媒体免费获得;各种执行报告包括所有污染物质控制的年度报告,报告内容包括超出限值、目标值、长期目标、信息阈值和警告阈值的水平等。三是注重成员国之间的区域合作,共同降低空气污染。为促进成员国之间的合作,欧盟建立了《成员国内环境监测网络和站点之间空气污染测量信息和数据交换指令》,使成员国能够及时获得空气质量和污染物的相关信息。
二、我国大气污染防治法的主要内容框架和特点
我国的大气污染防治法体系主要包括一部法律——《大气污染防治法》、环境保护部的部门规章——《大气污染防治法实施细则》,以及各省市自治区的大气污染防治法实施办法等地方性法规。《大气污染防治法》主要对大气污染防治的监督管理体制、主要的法律制度、防治燃烧产生的大气污染、防治机动车船排放污染以及防治废气、尘和恶臭污染的主要措施、法律责任等做了较为明确、具体的规定[1]。
(一)有针对性的大气污染物排放总量控制和排污许可证制度
我国实行的这种总量控制制度是针对尚未达到规定的大气环境质量标准的区域和国务院批准划定的酸雨控制区、二氧化硫污染控制区,在大气污染物总量控制区内有关地方人民政府依照国务院规定的条件和程序,按照公开、公平、公正的原则,核定企业事业单位的主要大气污染物排放总量,核发主要大气污染物排放许可证。有大气污染物总量控制任务的企业事业单位,必须按照核定的主要大气污染物排放总量和许可证规定的排放条件排放污染物。
(二)燃煤大气污染防治
大气污染源监测范文6
关键词:大气污染;扬尘;开放源;污染源管理
中图分类号: C93 文献标识码: A
1、大气污染开放源的定义
大气污染扬尘开放源,是指对于没有覆盖物(包括天然覆盖物和人工覆盖物)遮盖而露天存放的粉状颗粒物堆场以及裸土地面等,如果其表面处于干燥状态,那么在一定的动力(风力或人力)扰动下,其表层颗粒物可被扬起而进入大气环境并扩散一定距离,形成城市扬尘,这类污染源统称为扬尘开放源[1](简称开放源)。国内目前对大气开放源的管理的研究已有一段时间,也积累了一定经验,但许多城市尚未将开放源列入日常管理的范畴,可以说我国的开放源管理尚处在起步阶段,而西方发达国家在大气污染开放源管理方面已取得了一定的成效和经验。
2.国外大气污染开放源管理经验
2.1 完善的立法
美国的大气环境污染控制是从立法开始抓起的。1970年美国《清洁大气法》(CAA)及后来1977年和1990年两次修订的《清洁大气法修正案》对排放源采取了多种控制标准,包括排放水平(或绩效)标准;技术标准(具体的监测和控制要求);设计标准(强制要求某些情况下使用专门的治理设备);实际操作标准(当控制技术不可行或不存在时要对排放源的实际操作规程做具体说明);总量控制标准(给定排放源一个排污限量,允许其选择守法方式执行,如酸雨项目中的排污权交易就是在总量控制的前提下进行的)等。在这些法律中不仅规定了对大气污染固定源和开放源的控制标准,还明确规定了一些开放源的控制标准。
另外,在一些污染较为严重的大气污染控制区,如曾面临严重尘污染的美国圣华金大气污染控制区自1996年以来陆续出台了一系列控制开放源扬尘污染的法规,在实施中又对这些法规进行了数次修订。在法规中针对各类开放源的管理方法和污染物排放均提出了明确的标准和要求。
2.2 分类进行管理
在城市中,开放源的种类繁多,数量庞大。为实现对如此大规模开放源的有效管理,国外普遍采用了对开放源进行分类管理的办法。国外对开放源的分类,是按照其产生的源头和特点来进行分类,具体分为:(1)露天放置的料堆;(2)地面;(3)道路路面;(4)建筑施工工地;(5)农田、荒山。
如美国圣华金大气污染控制区出台的开放源扬尘污染的法规,就针对施工扬尘、散装物料扬尘、道路遗洒扬尘、地扬尘、道路扬尘分别提出了管理和控制措施[2]。
另外,针对开放源中的重点开放源,还进行了不同等级的界定,实现差别化管理。即对高风险或者大型的开放源,应实行重点管理,以实现事半功倍的管理效果。比如像英国,将施工工程按规模分为三类,分别为低风险(面积小于1000平方米,房地产规模为1到10处,对敏感受体很难产生影响),中等风险(面积为1000~15000平方米,房地产规模为10到150处,对敏感受体有间歇影响或可能产生影响),高风险(面积为大于15000平方米,房地产规模大于150处,对敏感受体有重大影响)[3]。美国则把施工工地分为大型(≥40英亩)、中型(0.5英亩~40英亩)、小型(
针对不同等级的施工工程制定不同的管理方法,其中对高风险施工的扬尘控制要求严格且细致,如在施工场界周围设置监测系统,以便对整个工地的扬尘情况进行实时监测,可根据监测数据及时采取相应的控制对策。而对中、低风险的施工工地,管理措施则相应简单些。
2.3扬尘申报制度
美国和英国均规定了相应的扬尘申报制度,针对一些重点的开放源,在重点的开放源施工或投入运营前,应向管理机构申报扬尘污染控制计划。如美国划定的大型和中型施工工地,运输量大于或等于2500立方码(约1912立方米)土石方的施工项目。
扬尘控制计划主要包含以下信息:
项目名称、地址、业主、建设单位及其它有关人员(他们对尘控制计划负责.对产尘设备和产尘操作负责)的电话号码。
每个项目的作业类型.规模、地点、开工日期、计划完成日期。
作业所涉及的区域、每天运输的土方量、项目工程占地总面积。
产生扬尘的开始日期和结束日期。
作业对土壤的影响情况。
作业场地实际的和潜在的尘污染源;处理和储放散装物料的区域;已铺装和未铺装的道路情况;可能发生道路遗酒的出口、人口和交通运输区域。
使用的尘抑制剂情况,包括产品说明、使用说明(使用方法使用频率使用的量)、类型、数量、应用效果、对环境的影响资料、对应用于地表的适宜性和安全性的使用许可证。
在未铺装道路及接近已铺装公共道路之处将要采取的控制遗洒的特殊处理或控制措施。[2]
扬尘控制计划还要描述开工前、作业过程中和作业完成后,所有产尘点所采取的扬尘控制措施。
扬尘控制计划的申报可以实现对开放源的动态管理,从而能够使管理者及时掌握开放源的污染排放情况及变化情况,以便有针对性的进行管理和监督。
2.4 量化的管理标准
国外在开放源的管理方面,对开放源的管理措施要求具体明确,有相应的量化指标,不仅便于管理,也便于监督。这些量化指标,不仅包括污染物的排放标准还包括地表硬化标准,道路两侧硬化宽度的要求。
如美国圣华金大气污染控制区针对开放源的污染物排放,普遍是要求在采取管理措施后,空气混浊度小于20%。
而针对料堆和硬化地面稳定提出的量化指标为:可见的硬化地面;贴地表的植被覆盖率至少达到50%;直立的植物覆盖率至少达到30%;表面不易被腐蚀的物质(如:岩石、石头、或其它硬化材料)至少达到10%达到以上条件之一者才算表面稳定。
结束语
本文对国外大气污染开放源管理的一些举措进行了介绍,由于大气污染开放源具有的源强不确定,排放随机,排放位置不固定的特点,导致大气污染开放源管理仍是目前大气污染源管理中的一个难点。而且在针对开放源管理的一些关键问题上,如如何利用现有监测设备构建有效的开放源在线监测体系的研究还有待进一步深入。近年来,我国许多城市在空气颗粒物来源解析研究中也发现了开放源在城市环境污染中的贡献比率越来越高,在一些城市开放源对城市空气颗粒物的分担率甚至已达40%~80%[4]。一些城市也开始采取一些技术和管理的措施对大气污染开放源进行治理,但效果并不明显。因此,在借鉴国外成功的大气污染开放源管理成功经验的基础上,提出适合我国国情的管理方法,成为下一步大气污染源管理研究的方向。
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