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中国环境科学
中国环境科学

王文兴

月刊

1000-6923

zghj@chinajournal.net.cn;zghjkx1981@126.com

010-62215145

100082

北京市海淀区红联南村54号

中国环境科学/Journal China Environmental ScienceCSSCICSCDCHSSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国环境科学学会主办的学报级综合性学术刊物。本刊的宗旨是紧密围绕我国重大的环境问题开展学术研究与讨论，包括环境自然科学基础理论、环境战略思想、环境管理的理论与方法、区域性环境污染综合整治等。《中国环境科学》近年来对环境科学研究领域中的诸多学科如环境地学、环境化学、环境生态学、环境医学、环境工程等基础理论研究；对各种环境污染物的监测、分析及其防治；对区域环境的综合整治与规划；以及对全球环境问题等多方面的研究进行了全面综合报道，反映了中国环境科学的发展方向、研究水平、最新成就与突破性进展。《中国环境科学》2002年荣获第二届国家期刊奖提名奖；并荣获第三届中国科协优秀科技期刊奖一等奖。目前《中国环境科学》在国内外环境界都具有很大的影响，对我国环境保护事业和国民经济的可持续发展起到了积极推动作用。
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    四川盆地城市群臭氧污染时空精细演变特征的观测与模拟

    张小玲雷雨王聪聪吴锴...
    1-14页
    查看更多>>摘要：基于四川盆地污染物浓度和气象数据，结合ERA5再分析资料研究了 2019年8月22～28日臭氧(O3)污染过程的演变及高低空大气环流特征，并利用高分辨率中尺度天气预报模式WRF和多尺度空气质量模型CMAQ探究了 O3形成与传输过程。结果表明:①O3浓度的分布特征与风向、温度的分布密切相关，O3高值区主要位于高温和主导风向的下风向区域。污染过程中南亚高压和西太平洋副热带高压稳定地控制整个四川盆地，700和850hPa均受高压控制，盛行下沉气流，地面升温，促进O3的迅速生成，同时抑制了地面O3向高空的稀释扩散。②夜间1000m高度上O3浓度水平和空间分布特征受白天地面O3_8h浓度分布以及风场传输作用的影响较大。夜间O3低值主要在盆地底部地区，成都及重庆市区受NO滴定作用影响，为两大低值中心，O3高值中心受山脉阻挡作用，呈带状堆积在盆地边缘地区。③利用WRF-CMAQ模型中的过程分析量化不同物理化学过程对O3浓度的相对贡献，垂直传输过程和气相化学是白天O3的主要来源，干沉降和水平平流为地面O3的主要汇。④利用ISAM综合源解析方法估算城市间输送对O3浓度的相对贡献。受东北风输送的影响，模式边界对川东北城市群贡献为58。86％～79。23％;东南风使重庆O3浓度受边界的影响较大，贡献约为72。50％。NO2贡献的来源主要为城市自身及周边城市的传输。川东北城市群的NOx排放较低，来自模式边界以及重庆地区的输入对川东北城市群有较大的贡献。⑤生物源、工业源和交通源对四川盆地O3浓度的贡献显著，而居民源和电厂的贡献较低。成都、德阳、重庆、眉山、内江、宜宾等城市工业源的贡献率较高。

    臭氧污染传输过程化学生成来源贡献数值模拟

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    数值模式及机器学习对兰州市近地面臭氧模拟适用性

    周恒左廖鹏杨宏陈恒蕤...
    15-27页
    查看更多>>摘要：分别应用数值模式及机器学习模型对兰州市2019年7月近地面臭氧浓度进行模拟，以对比不同方法下模拟效果的差异。其中，数值模式部分选用了 3种不同的化学机理(CBMZ、RADM2、CB06r3)，结果显示CBMZ化学机理模拟效果优于其他2种化学机理，RADM2高估了兰州市近地面臭氧浓度，CB06r3则有些低估。机器学习部分则选用了两种模型(XGBoost、PSO-BP)，结果表明在缺少大气污染物排放清单的情况下，仅使用气象数据，无论是单个站点还是空间分布，2种机器学习模型均表现较好，且XGBoost模型在模拟近地面臭氧空间分布上表现更优。整体来看，2种机器学习模型相较于数值模式计算速度更快，但受其输入数据的影响较明显，对于更高空间分辨率的模拟研究及污染过程分析仍然需要依靠数值模式。因此，应该根据不同的需求及数据条件选择更合适的方法进行近地面臭氧模拟。

    臭氧数值模式化学机理机器学习

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    气团来源和云雾过程对华南高山背景区亚微米气溶胶数谱分布的影响

    周淑婷龚道程张诗炀张庆祖...
    28-36页
    查看更多>>摘要：在南岭国家大气背景站(南岭站，海拔1690m)采用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)对亚微米气溶胶的数浓度及粒径谱分布进行了观测。结合同期常规污染和气象数据，分析了不同来源气团与气象条件下气溶胶数谱分布的特征，探讨了典型云雾天气条件下气溶胶数浓度及谱分布的变化规律。研究结果表明:观测期间南岭站气溶胶的平均数浓度为1。14×103个/cm3，低于国内外大多数高山背景站，云雾天气多是造成南岭站气溶胶数浓度低的重要原因;气溶胶主要以爱根核模态和积聚模态为主，二者占总数浓度超过95％;气溶胶数浓度呈现下午高于上午的规律，峰值出现在下午14:00时左右。在途径珠三角的南部气团(占比66。2％)和途径湖南地区的北部气团(占比33。8％)影响下的气溶胶数谱分布均为双峰模态，但南部气团影响下的气溶胶数浓度约是北部气团(7。9×102个/cm3)影响下的2倍，且40～300nm粒径段的粒子数浓度明显升高。云雾时段的核模态和积聚模态气溶胶数浓度明显低于非云雾时段，总气溶胶数浓度下降幅度可达80％，说明云雾对气溶胶具有明显的清除作用;云雾发展过程中，气溶胶数浓度粒径分布变化规律呈现双峰型-单峰型-双峰型，谱宽不断收窄，且峰值粒径逐渐减小。

    南岭国家背景站细颗粒物粒径谱气团传输雾

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    基于多模式的北京PM2.5组分特征及氧化潜势分析

    滑彤昕刘蕾温维刘晓宇...
    37-47页
    查看更多>>摘要：于2019年3、7月在中国气象科学研究院站进行PM2。5样品采集与实验分析，并用正交矩阵因子分析法(PMF)模型进行来源解析，发现交通源(19。10％)、二次组分(19。17％)和扬尘源(18。02％)是采样期间PM2。5污染主要来源。在此基础上以每立方米大气体积的抗坏血酸的消耗速率(OPv)表征PM2。5 的氧化潜势。3 月北京的 OPv 值为(210。49±169。00)[pmol/(min·m3)]，7 月则为(313。34±131。84)[(pmol/(min m3))。且 OPv 与 Cu(r=0。801)、As(r=0。742)、SO42-(r=0。701)等具有很强的相关性。将多元回归结果和WRF-Chem模型结合，构建了新的氧化潜势预测模型，发现OPv和PM2。5浓度的空间特征存在差异，北京市OPv的浓度最大值出现在东南部。

    PM2.5正交矩阵因子分析法(PMF)氧化潜势多元回归分析WRF-Chem数值模拟

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    不同天气型下影响胶东经济圈臭氧污染的关键天气因子及来源分析

    于慧珍马艳郭丽娜郭飞燕...
    48-57页
    查看更多>>摘要：基于2014～2021年臭氧实况和再分析资料研究不同天气型下影响胶东经济圈臭氧污染的关键天气因子以及气流来源。结果显示容易出现臭氧污染的天气形势主要有4类，高空均为西风槽后西北气流控制，地面分别对应东北低压槽、弱反气旋、海上高压后部和大陆高压控制，4类天气型下臭氧污染日数分别占比58％、28％、6％和5％。不同天气型下影响臭氧的关键天气要素不同，东北低压槽型的关键因子是太阳辐射、云量以及低层相对湿度;弱反气旋型主要与太阳辐射、云量、低层湿度和低层纬向风相关;海上高压后部型主要与太阳辐射、云量、低层温度和低层湿度相关;大陆高压型主要与低层温度、低层经向风和大气稳定度相关。后向轨迹聚类分析显示，是否发生臭氧污染与气流来源的纬度或是否来源于内陆有关，胶东经济圈臭氧污染主要受山东省、安徽省、江苏省以及东南近海的影响。一次连续臭氧污染过程分析显示，当高空受西风槽后西北气流或高压脊控制，低层受内陆西北或西南气流影响时，有利于胶东经济圈臭氧污染的发生和持续。

    臭氧污染客观分型关键因子后向轨迹聚类

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    燃煤电厂湿法脱硫前逃逸氨迁移转化和脱除特性

    郑成强李小龙刘广祥李军状...
    58-64页
    查看更多>>摘要：采用固定污染源烟气采样法、靛酚蓝分光光度法和离子色谱法采集和分析3台超低排放燃煤机组在脱硝出口、空预器出口、除尘器出口烟气中各形态氨组成和排放浓度，结合机组运行工况和烟气处理系统特点，研究逃逸氨在空预器和除尘器内迁移转化和脱除特性。结果表明:各机组在高低负荷运行工况下脱硝出口逃逸氨均为气态氨，且分布不均明显，局部位置氨排放浓度高于2。5mg/m3。气态氨随烟气进入空预器，开始向颗粒态氨转化，空预器出口颗粒态氨排放量可占氨总排放量的47。21％～68。85％。空预器内烟气的温降和流速影响颗粒态氨生成量。除尘器可脱除大部分逃逸氨，脱除效果主要来自于对颗粒态氨的脱除。机组装备不同除尘系统对颗粒态氨的脱除性能各有差异。经过除尘器脱除作用后，除尘器出口烟气中逃逸氨以气态氨形式为主，排放浓度在0。15～0。60mg/m3之间。

    燃煤机组超低排放逃逸氨组成迁移转化脱除

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    TiO2@PT光催化剂的构建及其光催化降解甲苯性能

    朱秋莲王秉好卢晗锋
    65-71页
    查看更多>>摘要：以对苯二胺和对苯二甲醛为原料，在TiO2表面原位缩合得到二氧化钛复合对苯二胺缩对苯二甲醛聚合物催化剂(TiO2@PT)，研究催化剂降解甲苯的光催化性能。利用扫描电子显微镜(SEM)，比表面积测试(BET)，红外光谱(FT-IR)，光致发光光谱(PL)，紫外吸收光谱(UV-Vis)以及瞬态光电流测试(TPC)表征手段确定了催化剂的结构形貌及光学特性。通过催化降解甲苯废气的活性测试，发现在365nm紫外光的照射下，TiO2@PT复合材料对气相甲苯的降解效果良好。此外，研究了在不同聚合物包裹比例，催化剂用量，甲苯浓度，温度等条件下，TiO2@PT对甲苯的降解效果，结果表明0。1gTiO2@1％PT在100W紫外灯照射下对1000×10-6甲苯的降解率最高，可以达到26。41％，对应的反应速率为1177。89μmol/(g·h)。

    光催化技术甲苯降解二氧化钛有机聚合物复合材料

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    济南市区典型污染时期大气中醛酮化合物的组分特征及生成机制

    闫怀忠王杰石敬华曹燕燕...
    72-82页
    查看更多>>摘要：利用2，4-二硝基苯肼采样管采样-高效液相色谱仪分析的方法，在济南市夏季典型臭氧污染时期(2022年6月14～22日)对两个不同市区点位(建大和创业园)大气中醛酮化合物开展同步采样分析，利用基于观测的化学箱式模型(OBM)对主要醛酮化合物的光化学反应进行模拟，识别主要醛酮化合物的二次生成途径及重要前体物。采样期间醛酮化合物总浓度为(19。78±9。83)×10-9，甲醛、乙醛和丙酮贡献率分别为36。75％、21。39％、14。64％，是最主要的醛酮化合物。建大点位甲醛浓度存在午间与夜间双峰高值，创业园点位甲醛浓度存在早晚高峰变化特征，两点位乙醛浓度呈"夜高昼低"日变化特征。两点位甲醛和乙醛特征比值(C1/C2)分别为1。97、1。47，乙醛和丙醛特征比值(C2/C3)分别为9。27、8。76，建大点位C1/C2存在明显的午间峰值。OBM模拟结果显示，甲醛最大生成速率为6。17×10-9h-1，乙醛最大生成速率为1。67×10-9h-1，丙酮最大生成速率为0。66×10-9h-1，烷氧自由基(RO)+O2反应是二次生成的主要途径。结合相对增量反应活性(RIR)结果发现，烯烃对济南市大气中甲醛和乙醛的二次生成有重要影响，乙烯、异戊二烯和丙烯是甲醛的重要前体物，丙烯和2-丁烯是乙醛的重要前体物，对人为烯烃重点排放行业进行科学合理管控将有利于阻抑大气中主要醛酮化合物的二次生成。

    醛酮化合物组分特征光化学反应生成机制OBM模型臭氧

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    内蒙古典型草原2010～2021年黑碳气溶胶浓度变化及影响因素分析

    王慧清裴浩孙玉
    83-92页
    查看更多>>摘要：分析了 2010～2021年内蒙古锡林浩特国家气候观象台大气成分观测站黑碳气溶胶浓度观测数据，阐明了黑碳气溶胶浓度时间变化规律，并初步讨论了其与气象要素的关系，以期为大气黑碳气溶胶污染防治工作提供科学依据。结果表明:不同季节、不同风速下，几乎均在南偏西风向时黑碳气溶胶浓度增大且最高，而在东北风向时其浓度几乎不变甚至略减少且最低;黑碳气溶胶浓度日变化整体呈现出明显的四季均为"单峰型"变化特征，冬季峰值出现时间较其他三个季节晚，四季谷值出现时间一致;季节变化总体上呈现出浓度及其标准差均为秋冬季高于春夏季的特征，说明观测点黑碳气溶胶浓度在高值期间的秋冬季，其变化幅度也较大;由于能源结构的改变及节能减排措施的成效，近10年观测点黑碳气溶胶浓度呈明显下降趋势，其变化与气温、降水呈极显著负相关，与相对湿度呈极显著正相关。

    黑碳气溶胶半干旱区典型草原时间动态影响因素

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    鼠李糖脂对污泥自热高温微氧体系有机碳源释放的影响

    邢一言高春娣刘奕伟毕豪华...
    93-102页
    查看更多>>摘要：为探究表面活性剂在自热高温微氧(ATMAD)发酵体系中对有机碳源的释放会产生何种影响，选取鼠李糖脂(RL)这一无毒无害且易于获取的典型生物表面活性剂，依托ATMAD发酵体系，展开实验探究。结果表明，投加0。02～0。07g/gTSS鼠李糖脂对反应体系中污泥的溶解，可溶性有机物的释放及挥发性脂肪酸的积累有较为明显的促进作用，相关指标均有明显提高，产酸相关功能菌的丰度也有所增加，当投加量为0。07g/gTSS时，VFA累积浓度最高，为空白组的1。63倍，判断此时为最佳投放浓度;当投加浓度高于0。10g/gTSS时，会对有机碳源的释放产生抑制。在ATMAD体系中添加适量鼠李糖脂对于开发优质外加碳源这一工作具有较高的可行性。

    自热高温微氧鼠李糖脂污泥消化有机碳源挥发性脂肪酸

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