关键词： 环境治理   压力传导   非预期性后果   治理焦虑   精准治理  

摘要： 中国的环境治理呈现出自上而下的压力传导和层层加码逻辑,这是具有中国特色的环境治理机制。随着排名与限批压力、约谈压力、问责压力和民意压力的增强,地方政府的环境治理力度明显增强。从纵向历史变迁的角度看,当下的压力传导格局发生了深刻变化。自上而下的压力传导破解了常规治理中无法解决的体制机制障碍,对推动环境治理进程产生了实质性影响,但同时产生了很多非预期性后果,必须引起高度重视。为实现标本兼治,需要按照治理体系和治理能力现代化的要求,推进科学治理与精准治理。

关键词： 河北省科协   技术研讨会   大气污染   源头治理   京津冀   流技术   置换   专家  

摘要： 为推动京津冀大气污染治理,河北省科协、河北省科技厅于2017年12月19日在石家庄联合主办召开了京津冀大气污染源头治理技术研讨会.

关键词： 雾霾   污染因子   激光雷达   风廓线雷达   输送通道  

摘要： 常州位于长三角腹地,雾霾污染频发。本文选取江苏省(金坛)气象综合观测站作为背景站,本站集合了地面常规观测(物理、化学特性观测)和多种地基遥感设备对雾霾等开展全方位观测,在全国同类观测站较为领先。本文利用了 NO2、O3、SO2、PM,0和PM2.5常规观测设备、激光雷达、风廓线雷达等观测设备的数据结果,多种观测手段结合研究方法,对该区域2016年全年复合霾污染开展深入研究。文章在该地区雾霾复合污染的成分、污染物输送通量和污染物输送通道等方面进行研究,得到了以下几点成果:1.该地区2016年的雾霾污染进行初步分析结果表明,空气质量指数AQI全年表现为冬季>春季>夏季>秋季,二级标准及以上占全年的65%,地区年度空气质量以优良为主。2.气态污染物(NO2、SO2)的季节、月度和日变化走势有较好的一致性:表现为冬、春季>夏、秋季。而O3的变化趋势完全相反。地区气态污染物浓度总体偏低,PM10和PM2.5存在明显的双峰型日变化特征,季节和月度变化一致,存在明显的正相关,春季>冬季>夏季>秋季。对地区霾污染情况分析表明不是由气态污染物造成的,几乎都是受颗粒物PM10和PM2.5的影响。3.全年雾霾污染日数占比35%,主要是颗粒物造成的污染。文章利用激光雷达和风廓线雷达等设备数据对污染输送过程进行分析研究。结果发现,3月初的污染过程发生时,颗粒物浓度升高是由外来沙尘输送导致的。西北气流携带沙尘粒子在3公里左右的高空传输到达站点。上空的下沉气流促使沙尘颗粒沉降至近地面,导致颗粒物质量浓度明显抬升。表明高空外部输入存在明显的正输送通量,通量强度高达600g/m3/S。虽然近地面也有向外的输出,但向外输出较弱,强度远不如外部输入。积分通量强度表现为正值明显大于负值,输入大于输出。本研究用统计分析的方法研究2016年常州金坛的雾霾污染状态,季节分布和污染水平,通过对气态物和颗粒物的分析找出,引起雾霾污染的重要因子;其次,分析该因子的变化原因,辨别清楚本地源和外来输送源;同时研究霾期间污染物输送通量,确定区域内(间)污染物的输送来源和输送强度,为制定本地区大气污染控制方案提供理论依据,也为长三角地区的大气污染传输通道研究提供了一种可行监测方案和研究思路。

关键词： 秸秆焚烧   遥感技术   火点提取   后向轨迹模式   气象要素  

摘要： 生物质燃料燃烧排放的污染气体对区域空气质量产生了重要影响。近年来,由于秸秆焚烧导致的雾霾事件越来越频繁。其所排放的大气污染物不仅会影响本地空气质量,而且经过远距离大气输送以及特定的天气条件下,还会导致周边省市空气质量恶化进而发生雾霾污染事件。本文综合利用遥感技术、卫星遥感火点提取方法、历史气象观测资料和NCEP再分析资料以及后向轨迹模式,重点分析了何种气象条件使河南省秸秆焚烧产生的大气污染物远距离输送到达石家庄市时,把该污染物转化为雾霾天气。对2014年10月6日一 12日河南省秸秆焚烧产生的污染物导致石家庄市雾霾事件进行详细分析。具体结果表明:(1)利用遥感技术提取出的火点并非都是秸秆焚烧火点。本文利用MOD14火点数据产品提取出的河南省地面火点与利用影像提取出的河南省耕地空间分布信息进行叠加,排除了固定热源和误判点,准确地提取出秸秆焚烧火点。(2)秸秆焚烧火点产生的大气污染物会导致空气质量的恶化,在特定的气象条件下能够通过远距离扩散,为周边省市提供大气污染源。使用遥感技术即MODIS火点产品数据进行河南省地面火点的提取,再利用遥感影像提取出河南省耕地空间分布信息,使地面火点信息与耕地空间分布信息矢量叠加进一步提取出秸秆焚烧火点,制作成秸秆焚烧火点专题地图。利用提取出的火点数据与污染物传输轨迹进行检验和校正,验证污染污染物的来源,结果表明此次石家庄市的发生雾霾天气的污染物来源之一为河南省的秸秆焚烧所产生的大气污染物。(3)河南省秸秆焚烧产生的细微颗粒物在偏南风作用下向京津冀地区输送,到达石家庄时,在特定的气象背景下,即相对湿度较高,平均达到70%以上,静小风以及均场压的分布、较为平稳的高空形势,较低的混合层高度等不利于污染物的及时扩散,是此次石家庄市雾霾污染的主要原因。

关键词： 空气污染   多元线性回归模型   相关性分析  

摘要： 以2014年—2017年承德市环境空气质量指数为基础,使用spss软件,利用多元线性回归模型对承德市霾污染状态下空气监测指标进行分析,并且对季节、天气因素以及周边环境对空气质量的影响进行了量化分析,为下一步城市环境治理规划的制定提供指导和依据.

关键词： PM2.5   数值模拟   边界层   近地层   湍流通量参数化  

摘要： 作为人类赖以生存的环境大气层,大气边界层,尤其近地层对大气中污染物的形成、累积以及清除过程起着重要作用,直接影响空气质量变化。由于大气边界层内流体总是以湍流状态存在,因此,大气边界层及其参数化一直是大气环境变化评估和预报的难题。围绕这一大气环境科学难题,本文主要基于大气化学模式开展霾污染模拟中大气边界层方案的不确定性评估研究,以及引入一个新的近地层方案并讨论分析了其对大气边界层湍流通量计算的影响。主要研究内容和结论如下:1)霾污染过程中大气边界层气象-环境要素模拟分析利用大气化学模式GRAPESCUACE对京津冀地区2016年12月13日～2017年1月14日期间PM2.5质量浓度以及几种常规边界层内气象要素进行了模拟,并且通过常用的统计检验方法评估了模式模拟效果。结果表明,模式能够较好地模拟出各要素的变化趋势,但在数值上存在一定误差,尤其是在霾污染过程中,模式对大气边界层模拟的不确定性使得PM2.5的模拟偏差进一步加大。2)不同边界层方案对霾过程中PM2.5的模拟评估选取该模式中常用的三种边界层方案（MRF、MYJ以及YSU方案）,针对模拟期间2016年12月16～21日这次霾过程,详细讨论评估了不同边界层方案对PM2.5以及边界层各气象要素模拟的影响。结果表明,三种方案均对PM2.5浓度存在不同程度的低估,并且对于污染期间白天和夜间,其模拟结果没有较明显的区分。总体上,YSU方案模拟效果最好,MRF方案次之且相差不大,MYJ方案低估最为明显。其次,三种方案对边界层内各气象要素的模拟情况不尽相同。对于近地面风速,MRF和YSU方案模拟结果整体好于MYJ方案;对于近地面气温和相对湿度,MYJ方案的结果则更加接近实际观测值。由此说明,除了边界层方案,近地层的湍流通量参数化也是影响模式中大气边界层结构的一个重要因素。3)一个新近地层方案的引入及对湍流通量的模拟详细介绍了一种新提出的近地层方案（简称Li方案）,并且基于河北固城气象试验站提供的湍流通量观测资料,对Li方案和模式中经典的MM5近地层方案进行了离线的对比测试。结果表明,首先,动力粗糙度z0m和热力粗糙度z0h作为两个重要的地表参数,对于近地层湍流通量计算有着重要影响,因此应当予以区分。其次,Li方案在算法上的改进使其在动量和感热通量的模拟上相比MM5方案具有较为明显的优势。在整个霾污染期间,Li方案对于动量和感热通量的模拟结果整体优于MM5方案。尤其是在PM2.5的累积上升阶段,大气层结由不稳定向稳定过度期间,Li方案的优势更加突出。新方案的表现为今后将其在线耦合到大气化学模式提供了理论基础,同时也为提高大气环境预报质量提供了新的思路。

关键词： 霾污染   能源消费结构   环境治理   动态面板   广义矩估计法  

摘要： 2013年以来,我国各地(尤其是北方地区)爆发了严重的霾污染问题,对社会、经济以及民众健康都带来了较为严重的损害,受到社会各界越来越广泛的关注。霾污染属于大气污染的一种,通过众多学者的研究发现,大量煤炭的消耗是导致我国霾污染的根本因素之一,而北方地区冬季燃煤供暖更是其地区性霾污染的最直接原因之一。由于我国“富煤贫油少气”的资源禀赋,造成了我国经济发展长期依赖煤炭等矿石资源,使得煤炭在我国能源消费结构中长期占据着绝对主要地位。因此,在各地政府为了治理霾污染而陆续出台了各种各样的政策中,大多数政策都是为了直接或间接降低煤炭消费占比,推动我国能源消费方式的转变和能源结构的优化。但是在现有的针对大气污染与能源结构之间相互影响的研究,大多数都从能源结构如何影响环境污染的角度出发进行研究,而针对环境污染特别是霾污染如何倒逼能源结构优化的研究则并不多见。鉴于上述背景,本文基于当前我国霾污染和能源消费结构现状分析,归纳总结霾污染治理过程中的政策、经济等约束措施,并尝试从霾污染与能源消费结构优化之间的影响关系出发,分析在过去十几年里,不同经济、能源价格等其他因素影响下,我国霾污染治理所带来的环境约束对促进能源消费结构优化所产生的影响。通过研究发现:(1)整体上,综合了社会关注度的霾污染指标和我国经济发展水平都对煤炭消费结构具有显著的负向影响,经济的发展和霾污染社会影响的提高都推动推动能源消费结构优化;(2)对于发展水平不同的地区,其所面临的发展任务和问题的不同,能源消费结构变化的影响因素也有所不同,在发达地区,煤炭消费结构受到霾污染指标的显著负向影响,在中等地区,霾污染、能源价格都对煤炭消费结构具有显著负向影响,而经济发展则对其具有显著正向影响,在欠发达地区,由于发展经济仍是其主要任务,且其产业以轻工业和第三产业为主,清洁能源资源丰富,因此只有经济发展对煤炭消费结构有显著负向影响。本文共分六个部分,每一部分的主要内容如下:第一部分为绪论,阐述本文的研究背景、目的、意义、研究思路和方法以及本文的创新点,并在这一部分综述国内外的研究现状;第二部分为相关理论基础,阐述能源经济学相关理论和环境经济学相关理论,包括外部性理论等;第三部分为现状分析,分别对当前我国霾污染现状和能源消费现状进行描述分析,其中霾污染现状分别从东部、中部和西部三大地区类别分析,能源消费现状从消费总量、消费结构角度进行分析;第四部分是分析霾污染约束下的能源消费结构优化。首先从政策、经济等方面对霾污染治理带来的环境约束进行归纳分析,其次对霾污染约束下的能源消费结构优化进行简要分析;本文第五部分是实证分析,首先是构建本文研究的能源消费结构指标、霾污染指标、经济发展指标、能源价格指标等,并对各项指标进行数据描述性统计分析,其次,构建动态面板数据模型,结合广义矩估计方法GMM对模型全样本数据进行回归估计,最后按照经济发展水平的不同程度将样本平均分为三类,并分别进行回归分析,研究经济发展水平不同的地区其能源消费结构变化的影响因素;第六部分是结论与建议。首先是对本文研究的总结,其次是针对前文中研究,提出比较有针对性的建议,最后对本文的不足与欠缺之处进行探讨。

关键词： 大气气溶胶   垂直结构   边界层特征   霾污染  

摘要： 大气气溶胶作为大气的重要组成部分,其浓度和粒径分布是研究其对大气环境和气候影响的重要物理参量。排放到大气中的气溶胶浓度较高时,常常导致雾霾天气的发生,霾污染不仅会降低大气能见度,也会对人体健康造成危害。大气边界层作为最贴近下垫面的大气,是人类生存的主要环境大气层,大气边界层结构变化影响大气污染物的扩散能力。研究气溶胶粒子在边界层内的分布特征可为大气环境治理提供科学依据。本文基于2017年1月1日～1月20日成都市系留汽艇探测低层大气气象要素和大气颗粒物垂直探空的加密观测资料,结合地面气象站点实时监测数据,研究了大气边界层气溶胶垂直分布的日变化,综合分析了不同污染程度和一次重霾污染过程中气溶胶的垂直分布特征。研究结果表明:(1)成都市冬季夜晚(20时、23时、02时、05时、08时)均出现接地逆温,平均逆温层厚度为80m,平均逆温强度为2.3℃/100m,逆温层下平均相对湿度随高度递减,近地表平均相对湿度超过90%,主导风向为东北风。夜晚强逆温、高湿、低风速的天气条件导致地面气溶胶数浓度堆积,污染严重。冬季白天(11时、14时、17时)大气层结不稳定,平均温度随高度递减,平均相对湿度随高度递增,气溶胶粒子垂直分布呈锯齿状。(2)不同污染程度天气下气溶胶数浓度垂直分布特征差异明显:轻度污染日气溶胶浓度的垂直分布主要受相对湿度和风向的影响;中度污染日气溶胶粒子垂直分布范围变化不大,主要受风速风向条件影响;重度污染日气溶胶粒子垂直分布呈现锯齿状结构;严重污染日地面气溶胶粒子数浓度高出轻度污染日8倍多。(3)重霾污染期间,大气边界层昼夜变化特征削弱。稳定边界层结构出现25次,对流边界层结构仅出现3次,大气边界层结构趋于稳定,边界层高度普遍低于1000m。霾污染发生、维持及消散阶段大气边界层气溶胶垂直结构具有明显差异:霾污染发生阶段,大气边界层气溶胶粗细粒子主要集中在300m高度以下,近地面层大气气溶胶粒子累积触发霾污染事件;霾维持阶段,大气颗粒物粒子浓度数垂直方向趋于一致,大气边界层稳定结构中存在强的大气垂直混合作用;在霾消散阶段,较高处的气溶胶粒子浓度最先下降,且下降幅度最大,表明对流层自由大气作用对霾污染发消散具有的影响。(4)大气边界层风速的增大加剧了大气传输扩散,其作用对较细颗粒更为显著。温度与大气颗粒浓度在近地层呈负相关,在100m以上的高度呈正相关。大气边界层低层偏冷,高层偏暖的稳定大气热力层结减弱了大气污染物的垂直扩散。高相对湿度有利于促进气溶胶粒子的吸湿增长和液相化学反应,加剧霾污染发展。

关键词： PM2.5   重灰霾   双向耦合WRF-CMAQ模式   精准大气污染控制方法  

摘要： 我国许多城市面临着严重而且持续的灰霾,而前所未有的高浓度细颗粒会对人体健康构成严重威胁。虽然在灰霾爆发的城市及周边大范围内进行暂时高强度的管控,可以有效降低灰霾污染,但是往往伴有较大的经济代价。尤其在面对城市空气污染为红色预警强度的重度灰霾时,如何建立相应的长效响应方法仍然是一项巨大的挑战。例如,2008年北京市奥运会、2010年上海市世博会、2014年北京市亚太经合组织峰会、2015年北京市阅兵、2016年杭州市G20峰会等大型国际活动期间的良好空气质量均是城市及周边区域内严格联合联控的结果。这表明短时大范围的严格减排措施一定程度上解决了某一地区的灰霾问题,但同时付出了较大的经济代价。另一方面,2015年12月7日北京市环保局第一次发布了空气污染最高级别的红色预警。然而,由于北京政府于2015年12月7日发布的空气污染红色预警所使用的强制性应急措施只使PM2.5浓度降低了 10%。这个短时大范围的严格减排措施未能有效降低灰霾污染,主要原因是上述措施未精准控制产生城市重灰霾的真正主要污染来源。因此政府部门亟需新的大气污染管控方法,以有效,可行以及经济的方式来应对城市重灰霾。在本研究的第一部分,我们论证了长三角区域严格的空气质量管控方法对2016年G20峰会期间杭州市及周边区域内空气质量影响。为筹备2016年9月3日至5日在杭州市举行的G20峰会,杭州市及其周边省份(上海市、江苏省和安徽市)政府实施了 一系列大气污染物减排措施。本论文首先利用杭州市8个监测点PM2.5和03的观测资料,对双向耦合WRF-CMAQ模式的模拟结果进行了评估。然后论证了相应的管控措施对杭州市及周边区域空气质量的影响。研究结果表明,由于长三角区域采取了严格的大气污染物减排措施,使得2016年G20期间杭州的地面观测空气质量有了很大改善。首先与无排放管控情景相比,在排放管控情景下,模式能更好地捕捉到杭州市PM2.5(R = 0.67,NMB =-8.7%)和03(R = 0.73,NMB = 4.6%)的监测值。其次管控情景下,杭州市03和PM2.5浓度分别降低了 20.1μg/m3(25.4%)和20.5μg/m3(56.1%)。这说明杭州市及其周边省份的减排策略有效改善了 2016年G20峰会期间杭州的空气质量。另外说明了双向耦合WRF-CMAQ模式可以用于评估减排措施对于城市空气质量的影响。在本研究的第二部分,我们建立并评估了一种新的精确大气污染控制方法(PAPCA,Precision Air Pollution Control Approach)来应对城市重灰霾。该方法主要包括3个部分:高浓度的PM2.5监测(或预测)数据,混合受体模式以及气象-化学传输模式。主要目的是精准识别城市重灰霾的主要来源并实现最优化管控。PAPCA包括3个步骤:1)根据高浓度的PM2.5监测(或预测)值来确定城市重灰霾案例。2)第二步是利用混合受体模式计算PM2.5的浓度加权轨迹(CWT)网格权重轨迹,以确定城市重灰霾的主要来源区域。3)第三步是利用气象-化学传输模式(本研究使用双向耦合WRF-CMAQ模式)来确定最优管控方案。在我国5次城市重灰霾案例中应用该方法后发现,双向耦合WRF-CMAQ模式可以捕捉上述案例中常规大气污染物以及PM2.5化学组分的时空分布。另外该方法在上述案例中均可以有效降低目标城市的PM2.5浓度,可以使PM2.5峰值小时浓度从高于300 μg/m3的浓度降低60%以上至100 μg/m3以下。同时与现有管控方法相比,该方法在显著减低城市PM2.5浓度的前提下,可以节省约30%至70%的排放管控。因此可以说PAPCA为应对城市重灰霾提供了一种有效,可行以及经济的科学方法。本论文是首次将以上3个部分联合(高浓度的PM2.5监测(或预测)数据,混合受体模式以及气象-化学传输模式)建立PAPCA,以精准确定城市重灰霾的主要来源并实现最优管控。另外本章还证明了该方法的不确定性不会影响其有效性、实用性和经济性。综上所述,PAPCA有潜力用于城市重灰霾的应急管控与长期治理,并可以成为决策者和科学家的有力科学工具。另外本论文提出的PAPCA不仅可以应用于应对城市重灰霾,也可以用于应对城市其他大气重度污染(如臭氧污染)的实际管控。

ISBN: (纸本)9787502969004