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河北地区大气复合污染模拟及PM2.5来源解析
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    X51
  • 关键词:
  • 成果简介:
    由细微颗粒物(PM2.5)导致的霾污染已经成为中国政府、公众和学术界共同关注的热点问题。河北是中国污染最严重的省份,2013-2015年全国十大污染城市中,河北省占七席,2016年占六席。该项目以“用最先进的工具回答最本地的问题”为宗旨,开展国际先进的三维空气质量模型的应用研究,以此为核心工具,阐释污染形成过程,揭示污染形成机制,结合源模型和受体模型量化城市PM2.5来源,为河北省“科学治霾、精准治污”提供科学依据和技术支持。 该项目的主要研究内容和发现如下: (1)河北南部城市霾污染来源及其多变性。 河北的霾污染呈现“南重北轻”的特点,该项目应用三维空气质量模型开展大量情景模拟研究,结果显示即使在21世纪以来污染最严重的两个月,河北南部城市PM2.5的区域来源也不一致。山东、河南的农业氨排放对石家庄市PM2.5的贡献不显著,但对邯郸、邢台两市来说不可忽视,揭示京津冀框架下的协同减排或可保证石家庄空气质量达标,但邯、邢两市的达标控制则需在更大范围内谋划。 (2)河北地区大气污染的特殊性和复合性。 该项目开展了河北及毗邻省份的霾污染历史、现状的数据调查和模拟研究,发现21世纪以来该地区不同城市霾发生频率逐渐集中、冬夏季波动变大;河北南部保定-邯郸一线是整个华北地区冬季混合层高度最低的地区。河北大气污染复合特征明确显现,正处于臭氧的挥发性有机物控制区和颗粒物的氨过剩区,这将导致Nox的削减反而会造成PM2.5浓度上升。 (3)三维空气质量模型的应用研究及评估。 三维空气质量模型是大气污染控制决策的核心工具。该项目针对国际先进的Models-3/CMAQ模型开展华北地区的应用研究,评估模型性能,判断不确定性来源,提出应用建议。结果显示,模型在二次颗粒物模拟上存在较大不确定性;Brute-Force和DDM-3D的源解析结果相关性很高,但浓度贡献增大时,前者高于后者。 (4)结合源模型和受体模型的城市PM2.5源解析方法及应用。 该项目组是最早在邯郸市开展PM2.5采样和源解析的团队,自2012年开展PM2.5连续每日采样,在此基础上应用正交矩阵因子分析法和主成分分析法两种受体模型进行PM2.5反向源解析,同时结合源模型解析结果,探索在研究历史偏短、基础数据积累相对不足的情况下,中等重污染城市PM2.5源解析的方法和路径,并在2015年完成了邯郸市PM2.5源解析专项,是河北省11个地市中唯一一个由本地科研团队完成的城市源解析项目。 依托该项目发表论文30余篇。8篇代表性论文中,被SCI收录7篇(一区1篇、二区3篇)、EI收录4篇;合计SCI他引165次;单篇最高SCI他引61次,为ESI全球1%高引论文。
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