石家庄市冬防期细颗粒物污染特征及源解析

为了探究石家庄市冬防期细颗粒物（PM_2.5）的主要污染来源,推动石家庄市环境空气质量持续改善,采用在线单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）捕集的PM_2.5粒子信息,结合自适应共振神经网络分类方法（ART-2a）和石家庄市污染源谱图信息,对2017年10月1日—2018年3月31日、2019年10月1日—2020年3月31日、2021年10月1日—2022年3月31日的石家庄市PM_2.5污染物来源进行解析。结果表明：1）石家庄市冬防期PM_2.5主要受燃煤源、机动车尾气源、工业工艺源共同作用的影响,3种污染源对PM_2.5浓度的贡献率超过60%;2）第3阶段与前2个阶段相比,在不同月份和污染时段机动车尾气源对PM_2.5贡献率占比均升高9个百分点以上,贡献占比最大,机动车尾气源逐渐取代工业工艺源成为PM_2.5首要污染源;3）受春节影响,2月份机动车尾气源对PM_2.5贡献率明显降低;4）第3阶段燃煤源和工业工艺源对PM_2.5浓度的影响降低,但2个污染源对PM_2.5浓度的贡献率仍然较大,贡献占比超过30%。研究结果为石家庄市进一步加强对机动车尾气源的管控提供了依据,同时对未来石家庄市提前采取针对性污染源管控,减缓大气污染的发生提供了数据支撑。     

基于卫星遥感及SPAMS的石家庄市2017年秋冬季首次污染过程研究

2017年10月26日—28日，石家庄市出现了2017年冬防期以来的第一次重污染天气。为了进一步弄清此次污染过程的主要污染来源，以石家庄市空气质量自动监测站实况数据资料为基础，从气象条件影响、组分特征、时空变化、区域污染分布演变等方面进行了详细剖析。结果表明，在此次污染过程期间，地面持续处于低压幅合，相对湿度达80%以上，地面为偏南风，区域传输明显，致使26日开始污染物迅速累积。期间PM_2.5和PM₁₀在每日晚高峰时段出现明显上升，可能与本地机动车尾气排放与人们下班后活动增加有关；同时，根据对污染过程期间主要污染物PM_2.5的组分分析，得出PM_2.5的主要组分来源为机动车尾气，贡献率达到了35.3%，说明了机动车尾气排放为本地主要污染排放源。综合以上结果可知，石家庄市自然区位和气象条件先天不利，大气环境容量脆弱，只有采取力度更大的管控和减排措施，尽最大努力降低本地基准污染量和浓度，才能达到污染削峰的目的。     

石家庄市灰霾天气变化规律研究

以研究石家庄市灰霾天气的变化规律及成因为目的,为石家庄市灰霾天气的防治提供技术支持,根据石家庄市2011年气象局的观测资料以及石家庄市环境监测中心梯度站污染物浓度的监测资料,对灰霾天气与气象条件以及污染物浓度的关系进行了分析。结果表明,石家庄市灰霾天气日数的年代际变化非常明显,20世纪60年代初是灰霾日数最少期,80年代和90年代是灰霾日数急剧上升期,2000年以后灰霾日数有所下降。灰霾天气季节变化很明显,呈现出秋、冬季多(分别占全年的20.5%和53.5%),春、夏季少(分别占全年的15.2%和10.8%)的分布特征。静风、小风,低湿度以及连续的不降雨是造成灰霾天气的重要因素。石家庄市SO2,NOx,PM2.5和PM10浓度的变化与灰霾日的变化有很好的一致性(相关系数分别为78.4%,70.9%,77.3%和73.8%),灰霾日污染物浓度均明显高于非灰霾日,一年四季中以冬季灰霾日污染物浓度最高,秋季次之,夏季最低。     

石家庄市春季典型霾和沙尘混合污染天气过程特征分析

为研究春季典型的混合污染天气过程的发生机理和发展变化规律,利用单颗粒气溶胶质谱仪对大气细颗粒物进行了成分分析及来源解析,并综合利用地面空气污染监测数据、雷达数据、常规气象观测数据等,分析了2018年石家庄市春季典型霾加沙尘过境的混合污染天气过程的发生成因。结果表明,这次污染过程中机动车直接排放的细粒子是PM_(2.5)的重要来源,最高达到35.5%,同时机动车尾气源数浓度的增加随PM_(2.5)小时质量浓度的增加最为明显。北方三、四月份是沙尘多发期,应提前预估沙尘污染的影响,并做好本地防御;应在继续巩固保持秋冬季雾霾防治措施的基础上,重点做好预测工作;提前对机动车排污、工业排污以及无机源和燃煤等污染源进行管控,强化对春季霾和沙尘混合污染的预防。     

基于卫星遥感监测的石家庄市近地面PM2.5浓度时空动态分析

为了掌握石家庄市区域PM_2.5浓度的空间分布情况及其时间变化规律，更好地向大气污染治理及环境行政执法部门提供技术支持，利用卫星遥感数据开展了区域颗粒物浓度时空动态分析研究。基于Himawari-8卫星遥感数据，通过建立时空回归模型反演PM_2.5浓度，并对所得到的石家庄市2019年近地面PM_2.5的浓度，进行了时间和空间的动态分析。结果表明：1）从时间上来看，2019年PM_2.5月度变化基本呈两边高中间低的态势，取暖季月均浓度明显高于其他月份，且相对于2018年监测浓度有所上升；2）从空间来看，2019 年PM_2.5平均浓度呈现西低东高的形势，且东部各个县区高浓度“热点”聚集程度明显高于西部县区，但热点聚集性从第一季度到第四季度呈现出逐渐转弱的现象；3）遥感监测与地面监测的PM_2.5浓度相关性系数在0.7以上，验证了基于遥感反演进行PM_2.5浓度监测的可行性。因此，采用遥感手段对大气环境进行监测，可以全面获取区域大气环境的时空分布特征，并能够协助环保人员有针对性地核查与防范污染事件，具有较大的应用潜力。     

石家庄市冬季典型重污染过程分析

为研究石家庄市冬季重污染天气过程的成因及影响因素,对2015-01-07至2015-01-10这一时间段的重污染过程从PM2.5浓度变化、气象条件演变及其对PM2.5浓度的影响、PM2.5与主要气态污染物的相关性、区域性污染传输等方面进行分析。结果表明:此次石家庄市重污染过程是在区域性大气静稳态背景下形成的,地面压力及风场对PM2.5浓度影响较大;石家庄NO2浓度与PM2.5浓度相关性很高,机动车尾气对城市的污染逐渐加剧;SO2浓度与PM2.5浓度相关性高说明燃煤仍是石家庄市重要污染来源;该时间段河北南部城市区间存在污染物区域性传输。     

基于SPAMS研究石家庄市春节期间重污染过程

2018年2月15日—2月21日春节假期,石家庄市出现了2月份以来污染最重、持续时间最长的一次空气污染过程。为探究重污染天气成因,采用位于石家庄市大气自动监测站的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),对春节期间的细颗粒物化学组成进行了分析,结合空气质量状况及气象条件等因素,对重污染天气的成因进行了推定。结果表明,在此次污染过程期间,地面持续处于低压幅合,边界层低,逆温现象严重,致使18日和19日的污染物浓度累积升高;同时根据SPAMS污染特征分析可知,春节期间发生的重污染过程中,燃煤和工业工艺源的累积,加剧了二次转化,且随着PM2.5浓度的攀升,细颗粒物中重金属和矿尘颗粒占比有一定的增加,二次无机源和烟花源的贡献变化较为突出。研究石家庄市春节期间大气污染物的组成及其成因,可为科学有效地制定大气环境调控策略提供技术参考。     

基于SPAMS的石家庄市2018年春节期间重污染过程研究

2018年2月15日—2月21日春节假期,石家庄市出现了2月份以来污染最重、持续时间最长的一次空气污染过程。为探究重污染天气成因,采用位于石家庄市大气自动监测站的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),对春节期间的细颗粒物化学组成进行了分析,结合空气质量状况及气象条件等因素,对重污染天气的成因进行了推定。结果表明,在此次污染过程期间,地面持续处于低压幅合,边界层低,逆温现象严重,致使18日和19日的污染物浓度累积升高;同时根据SPAMS污染特征分析可知,春节期间发生的重污染过程中,燃煤和工业工艺源的累积,加剧了二次转化,且随着PM2.5浓度的攀升,细颗粒物中重金属和矿尘颗粒占比有一定的增加,二次无机源和烟花源的贡献变化较为突出。研究石家庄市春节期间大气污染物的组成及其成因,可为科学有效地制定大气环境调控策略提供技术参考。     

2016—2021年石家庄市洨河水质变化趋势分析

为了有效促进洨河水质的持续改善,采用水质指数法评价2016—2021年石家庄市洨河水质污染特征,对氨氮、总磷（TP）、五日生化需氧量（BOD₅）等主要污染物的时间和空间分布特征及污染现状进行评价。结果表明,洨河接纳的沿岸生活污水和农田地表径流是主要污染源。近六年来,经过综合治理,氨氮、TP和BOD₅等主要污染物下降幅度分别为86.1%,69.5%,76.0%,水质虽有明显提升,但仍处于污染状态,主要污染物下降幅度呈逐年收窄趋势,因此,现行治污措施存在局限性,洨河水质仍需进一步精准治理。建议“十四五”期间水利、环保部门在水质监测及数据收集上加大投入力度,更为准确地分析水质变化趋势,持续做好污染源精准管控治理,同时开展好农业生产模式调整和生活污水综合治理等工作。     

表面流人工湿地污染物去除与运行参数的相关性及其反应动力学

为了探讨利用人工湿地处理农村污水的效益状况,以表面流人工湿地为研究对象,探析人工湿地去除污染物的运行规律。自2017年8月至2019年5月,每周采集水样一次,共累计取样88组;分别测定SS,BOD₅,TN,TP等污染物指标以及流量（Q）、水温（T）,DO,pH值等运行指标;并分析了SS,BOD₅,TN,TP等4种污染物的出水浓度、去除率、表面污染物负荷（PLR）分别与表面水力负荷（HLR）、水力停留时间（HRT）的相关性,以及4种污染物的一级反应速率常数（k_V）与Q,HLR,HRT的相关性,最后根据线性相关性方程计算出4种污染物k_V的温度修正表达式k_T。研究结果发现：在采样数据范围内BOD₅,TN,TP的出水浓度与HLR成正比,与HRT成反比;SS的出水浓度与HLR成反比,与HRT成正比;BOD₅,TN,TP的去除率与HLR成反比,与HRT成正比;SS的去除率与HLR成正比,与HRT成反比;SS,BOD₅,TN,TP的PLR与HLR成正比,与HRT成反比。SS,BOD₅与TP的k_V与Q,HLR正相关趋势较显著;TN的k_V与HLR趋势正相关不显著,水温变化对SS的k_V影响很小,水温变化对BOD₅,TN,TP的k_V有一定的影响。掌握表面流人工湿地污染物去除与运行参数的相关性及其反应动力学,可为研究湿地系统去除污染物机理以及在不同环境温度下工程设计参数的选择提供了理论基础。     

石家庄市的大气污染及其防治对策

石家庄市的大气环境质量,在全国47个城市中是比较差的,其大气污染的根源在市内,周边县(市)的污染起着推波助澜的作用,静风和逆温是形成严重污染的气象条件。治理石家庄市的大气污染,重点是提高、统一认识,继续优化市区的能源结构和工业布局,搬迁、治理严重污染的企业,改善生态环境,疏通道路,减少机动车排污等。     

石家庄市3月份非典型大气污染过程分析

为探究空气质量变化的成因,对近5年石家庄市3月份的气象、环境监测资料进行归纳整理,并重点分析了2016年3月份石家庄市的污染状况及其影响因素。统计数据表明,下半月(非采暖期)的污染状况总体上严重于上半月(采暖期),这主要有3个方面的原因:一是用煤量虽逐渐减少,但经济活动增加导致的大气污染物排放量大幅度增加,二是汽车保有量不断增加,以及日益活跃的工业生产活动导致的重型货运车运输量增大,三是区域气象条件导致的扬尘污染。建议石家庄市3月份重点削减工业用煤和民用煤的使用量,加强面源的污染控制,并加强对大型货车及各类工地的管控。     

石家庄市秋季以NO2为主的气态污染物典型污染案例分析

为保障空气质量明显改善,石家庄市采取了一系列举措治理大气污染,然而2015年9月出现了一次以NO_2为首要污染物的气态污染物典型污染过程,各项气态污染物浓度明显高于历史同期水平。NO_2作为二次颗粒物及光化学污染的重要前体物,研究其污染来源及影响因素,对于保护公众健康及提高大气污染综合治理水平具有重要的指导意义。对污染过程中NO_2的浓度变化、时空变化及气象条件对NO_2的影响等方面进行了分析。结果表明:2015年9月由于气象条件与区域污染的影响,造成空气中气态污染物聚集,浓度高于去年同期水平。大气环境中的NO_2主要来源于东南部工业和燃煤源的排放,与机动车保有量增加、大型车辆多活动于夜间、晚出行高峰时段拥堵造成的尾气排放量增加也有直接关系。     

石家庄市一次雨雪过程大气污染特征分析

为了研究气象条件与大气污染之间的关系,结合气象资料和环境监测数据分析了2015-11-21至2015-11-25石家庄市一次雨雪过程对各类污染源及污染物浓度的影响,并利用Pearson相关系数法分析不同污染物之间及污染物浓度与气象要素之间的相关关系。结果表明:此次雨雪过程对面源影响最大,扬尘接近零排放;对移动源的影响主要表现为机动车早晚高峰时段及车辆怠速时间的延长;对工业点源影响较小。颗粒态污染物与SO2,NO2和O3(8h)的浓度呈显著正相关,说明污染物来源呈现一定的同源性。雨雪期间主要污染物浓度与温度呈显著相关性,风速的扩散和稀释作用仅对PM2.5有较明显的影响。     

石家庄市空气质量状况分析

针对石家庄市已采取多项治理措施,但大气污染治理成效仍不显著的现状,为改善石家庄市的空气质量,在对石家庄市气象条件、地形地理情况、社会经济发展模式及大气污染源排放状况进行综合分析的基础上,运用大气环境质量模型,模拟计算得出各项大气污染源对石家庄市空气质量的贡献比例和本区域外部传输的影响。在石家庄市自然等因素不利于污染物扩散的的前提下,针对石家庄市以燃煤为主的能源结构和高耗能产业占比较大的产业结构等现状,提出应增加清洁能源在现有能源结构中的比例、应用成熟可行技术提升工业企业治理污染的能力,以及重污染天气时采取多方面管控措施等手段。研究结果对改善石家庄市的空气质量有一定的参考价值。