2018～2022年北京市施工裸地扬尘排放估算

在原有利用遥感影像获取施工裸地活动水平的基础上,提出了利用遥感数据获取裸地管控率参数的遥感解译方法,建立了基于遥感数据的施工裸地扬尘排放估算方法,并应用于2018～2022年北京市施工裸地扬尘污染排放估算中,分析了施工扬尘排放变化原因以及影响因素的时空分布特征.结果显示,2018～2022年北京市施工裸地扬尘排放呈下降趋势,由37000t下降至27000t左右.其中2019～2020年施工裸地扬尘排放下降最多,下降了30%.每年春季为施工裸地扬尘排放高值时段,排放水平明显高于其他月份.施工裸地TSP排放季度均值呈现春季>冬季>夏季>秋季的特征.2018年施工裸地扬尘排放处于高位,主要是由于施工裸地面积较大,裸地管控政策刚起步,全市裸地管控率处于较低水平.2018年施工裸地主要以拆迁平整阶段裸地为主,主要分布在东南和部分西南部城乡结合部地区,源于“疏解整治促提升”专项行动以及棚户区改造和环境整治工作的开展.其次来自于建设类裸地,如通州城市副中心建设区域、延庆世博园建设区域和大兴机场建设区域.2018年7月至2022年6月北京市施工裸地扬尘排放整体呈下降趋势主要有3个重原...     

北京建筑施工裸地时空变化及扬尘污染排放

近年来北京城市格局逐步调整,伴随城市扩张与功能疏解,大规模建设工程使建筑施工裸地广泛分布于城市内部,施工扬尘带来的颗粒物污染已经成为影响空气质量的重要因素.选取北京平原区为研究区域,遥感反演了2013~2017年的建筑施工裸地,并分析了其时空分布特征.结合地面颗粒物浓度进行相关性分析,探讨城市建筑施工裸地对空气质量的影响.在此基础上,估算北京平原区2013~2017年建筑施工裸地的扬尘排放量.结果表明,北京建筑施工裸地沿中心城区向四周辐射,呈现出环形的带状分布,以城乡结合部最为集中.2013~2017年建筑施工裸地面积呈现先减后增的变化趋势,2015年后重心向东南偏移,逐步呈现出不均衡的分布特征.建筑施工裸地面积与PM10呈正相关,23个地面自动监测站点的相关系数均在0.80以上.2017年北京平原区建筑施工裸地颗粒物排放量核算结果如下:TSP排放量为39.5×10~4t、PM10排放量为19.4×10~4t、PM_(2.5)排放量为4.0×10~4t.单元网格的建筑施工裸地颗粒物排放强度向两级化发展,建筑施工裸地的局部集中导致高污染单元网格排放强度进一步增大.以标准化的PM10网格排放量为依据,将北京平原区分为低污染排放区、较低污染排放区、中污染排放区、较高污染排放区及高污染排放区5个级别,分级管控可以更有效地减轻扬尘污染影响.     

北京市平原区裸露地风蚀扬尘排放量

以北京市平原区为研究对象,基于美国国家航空航天局（NASA）的陆地卫星（Landsat系列）遥感资料,设计算法批量提取裸露地信息,并结合通用扬尘排放模型,计算估计北京市平原区的裸露地风蚀扬尘源中PM₁₀、PM_2.5的排放系数及年排放量,建立了北京市各区的裸露地风蚀扬尘排放清单.研究表明,1987~2016年间北京市平原区裸露地面积减小了约600km²;风蚀扬尘最严重的地区为大兴区,其次为通州区;以气候年均值为参数计算获得,2016年北京平原区裸露地由于风蚀扬尘效应产生的PM₁₀年排放量为7591.7t,这一排放量与前人研究估算的北京裸地风蚀扬尘PM₁₀排放量较为接近.在此基础上,进一步引入月和季度尺度气候参数,并对模型进行改进,探讨了逐月和季度累计的扬尘排放结果.进一步的研究表明：北京市平原区裸露地面积具有显著季节变化特征,2月裸露地面积最大,可达4500km²,8月最小为500km²;基于月气候参数和季度气候参数结合每月卫星资料反演获得的裸地面积估算,逐月累计的PM₁₀年排放量可达55175t,分季度累计PM₁₀年排放量为39294t.这说明当前常采用的裸地扬尘估算方法,由于扬尘排放模型的气候参数采用年均值,忽视了风蚀过程的季节差异,将会导致裸地风蚀扬尘的极大低估.     

城市道路行道树树池裸地扬尘排放特征

本研究以北京市西城区为例,研究城市道路行道树树池裸地(以下简称树池裸地)扬尘排放特征.利用GIS技术获取西城区分道路类型里程空间分布,对展览路街道树池裸地进行全口径调查,得到西城区道路树池裸地活动水平,采用便携式风洞(PI-SWERL)实测各种道路树池裸地扬尘PM2.5排放因子,估算西城区2016年树池裸地扬尘排放清单.结果表明:(1)快速路辅路、主干路、次干路和街坊路单位面积树池裸地扬尘PM2.5年排放因子分别为47.9、7.9、14.9和29.9 g·(m2·a)-1,2016年降水过程对树池裸地PM2.5排放因子的削减率为30.3%;(2)快速路辅路、主干路、次干路、支路和街坊路单位里程树池裸地扬尘PM2.5年排放因子分别为2.57、2.33、4.04、7.31和5.44 kg·(km·a)-1,支路是街坊路、次干路、快速路辅路和主干路的1.3、1.8、2.8和3.1倍,以次干路为例,冬季排放因子分别是春夏秋季的1.3、7.3和8.7倍;(3)北京市西城区树池裸地全年PM2.5排放量为1.60 t·a-1,排放清单的不确定性范围为-143%~184%,冬季排放量为0.68 t·a-1,分别是春夏秋季的1.1、4.2和5.1倍,快速路辅路、主干路、次干路、支路和街坊路占总排放量的5.6%、8.7%、23.2%、4.1%和58.4%.建议尽快对全市树池裸地采取不影响树木生长的覆盖措施,减少风蚀扬尘排放.     

京津冀地区高空间分辨率土壤扬尘清单构建及动态化方法

土壤扬尘是我国北方地区广泛存在的颗粒物污染来源,由于其分布广、数量大,活动水平获取困难,难以系统构建区域层面的高时空分辨率排放清单,不利于土壤扬尘源的影响评估与管控策略的制定.以2017年为基准年,通过对Landsat 8卫星的30 m分辨率遥感影像解译获取高空间分辨率的土壤扬尘源活动水平,结合空间差异化的土壤质地与气象资料,构建了京津冀地区2017年各季节高空间分辨率土壤扬尘排放清单,结合气象参数,将各季节清单结果合理分配至逐月,并与环境受体观测数据印证了结果的可靠性.结果表明:①京津冀地区土壤扬尘排放源面积比例呈冬季>春季>秋季>夏季的特征,分别为65%、59%、57%与33%.就全年平均而言,张家口市和承德市较高,分别为64%与58%;北京市和天津市较低,分别为42%与43%;其余城市差异不显著.②京津冀地区2017年土壤扬尘排放PM_2.5、PM₁₀和TSP分别为6.5×104、31.0×104和103.4×104 t.③季节尺度上,土壤扬尘排放量呈春季>冬季>秋季>夏季的特征;城市尺度上,邢台市、邯郸市、张家口市及承德市的全年排放较高,廊坊市和秦皇岛市全年排放较低.全年单位面积排放较高值出现在张家口市以及邯郸市和邢台市的西部地区.研究显示,京津冀土壤扬尘排放具有较大时空分布差异,逐月分配清单可为扬尘重点管控月份提供数据支撑,土壤扬尘清单较高的空间分辨率也为城市重点区域差异化管理提供基础.      

施工工地出口附近道路交通扬尘排放特征研究

为了量化施工工地附近社会道路因施工运输车辆带泥及遗撒造成的二次交通扬尘,对4个典型工地出口2个方向社会道路尘负荷进行了采样分析,根据AP-42交通扬尘排放模型,计算和分析了工地出口附近道路交通扬尘排放特征.结果表明,工地出口附近道路尘负荷高于正常道路,随着距离工地出口长度的增加,尘负荷逐渐减小;工地出口2个方向共400 m道路上交通扬尘PM₁₀排放因子为正常道路的2～10倍,因施工增加的排放量相当于422～3?800 m正常道路排放.根据以上结果,结合2002年北京市施工工地时空分布数据,经计算得出,2002年北京市城八区工地出口形成的二次扬尘相当于增加了道路总长度的59%.     

深圳市裸土地扬尘污染治理成效与提升对策

基于深圳市卫星遥感影像数据,采用卫星遥感解译技术,结合现场核查手段,对深圳市裸土地扬尘污染治理成效进行调查分析,并采用环保部《扬尘源颗粒物排放清单编制技术指南》推荐的估算方法,对深圳市裸土地扬尘源颗粒物排放量进行估算。结果表明:2018年底深圳市裸土地总面积为45.8 km~2,同比下降了29.2 km~2,各区裸土地面积均呈现不同程度的下降,深圳市裸土地主要分布于西部和东北部;2018年深圳市裸土地扬尘源PM_(10)和PM_(2.5)排放量分别为8202.2t/a和2723.2t/a,同比下降率均达到38.9%;裸土地扬尘污染治理工作成效明显,但仍存在一定的问题。针对深圳市裸土地扬尘污染治理中存在的问题提出对策和措施。     

北京市建筑施工扬尘排放特征

颗粒物是北京市首要空气污染物,其排放控制是大气污染防治的重要内容,施工扬尘是北京市大气颗粒物的重要来源.由于人口增长及经济的发展,住宅及办公场地的需求不断增加,使得北京市房屋建筑施工面积居高不下,建筑施工扬尘污染受到越来越多的关注,但有关量化施工扬尘排放量及其对北京市空气污染贡献的研究相对较少.本文建立一套建筑施工扬尘排放量的估算方法,采用本地化排放因子估算了北京市2000~2015年建筑施工扬尘排放量,识别施工扬尘的排放特征和规律,并定量了排放量的不确定性范围.采用WRF/CMAQ模式系统模拟量化建筑施工扬尘对空气质量的影响,提出施工扬尘污染控制对策和建议,为环境决策提供参考.结果表明,多年来北京市建筑施工扬尘排放量呈波浪式上升,近年来施工面积有所回落,但仍处于高位,颗粒物排放量仍然较大,需要引起足够的重视;在时间分布上,夏季和秋季的施工扬尘排放量较大,在空间分布上,施工扬尘主要集中在城市功能拓展区和近郊区,与人类活动的外延和城镇化的逐步向外发展有关.建筑施工扬尘对全市环境空气中PM_(10)和PM2.5浓度贡献可达31.3μg·m~(-3)和9.6μg·m~(-3).通过污染控制情景设置和分析,本研究认为要使2030年施工扬尘排放得到较好地削减,应执行更加严格的绿色施工管理规程和加强施工环境监管.     

北京建筑施工裸地时空变化及扬尘污染排放

近年来北京城市格局逐步调整,伴随城市扩张与功能疏解,大规模建设工程使建筑施工裸地广泛分布于城市内部,施工扬尘带来的颗粒物污染已经成为影响空气质量的重要因素。选取北京平原区为研究区域,遥感反演了2013~2017年的建筑施工裸地,并分析了其时空分布特征。结合地面颗粒物浓度进行相关性分析,探讨城市建筑施工裸地对空气质量的影响。在此基础上,估算北京平原区2013~2017年建筑施工裸地的扬尘排放量。结果表明,北京建筑施工裸地沿中心城区向四周辐射,呈现出环形的带状分布,以城乡结合部最为集中。2013~2017年建筑施工裸地面积呈现先减后增的变化趋势,2015年后重心向东南偏移,逐步呈现出不均衡的分布特征。建筑施工裸地面积与PM10呈正相关,23个地面自动监测站点的相关系数均在0.80以上。2017年北京平原区建筑施工裸地颗粒物排放量核算结果如下,TSP排放量为39.5?104 t,PM10排放量为19.4?104t,PM2.5排放量为4.0?104 t。单元网格的建筑施工裸地颗粒物排放强度向两级化发展,建筑施工裸地的局部集中导致高污染单元网格排放强度进一步增大。以标准化的PM10网格排放量为依据,将北京平原区分为低污染排放区、较低污染排放区、中污染排放区、较高污染排放区及高污染排放区5个级别,分级管控可以更有效地减轻扬尘污染影响。     

四维通量法施工扬尘排放模型的建立与应用

建立了一种与美国环保局推荐的暴露高度浓度剖面法类似、应用实测数据计算施工扬尘排放量的数学模型——四维通量法模型,以及一套与该模型相匹配的施工扬尘排放量监测方案.采用四维通量法计算施工扬尘排放量,更加简洁方便,并且可以较好地消除偶然因素对计算结果的干扰.将北京城近郊区40多个建筑工地的实测数据代入该数学模型所得到的北京市施工扬尘中TSP排放因子为0.492 kg/(m²·30 d),在数值上是美国环保局AP-42文件推荐排放因子的1.83倍.建议采用本研究得出的本地化排放因子来建立北京市施工扬尘排放清单.     

西安市建筑施工扬尘排放的模型估算

作为我国大气污染治理重点区域汾渭平原的重点城市,西安正处于城市建设迅速发展阶段,建筑扬尘排放量大,极大地影响了西安的空气质量.本研究基于西安市建筑和市政施工工程的调查资料,结合两套由不同机构测量的我国北方典型城市排放因子,估算获得了西安市2017年建筑施工扬尘PM_(10)、PM_(2.5)的排放量及排放强度,构建了西安市区县级别建筑扬尘排放颗粒物清单,并分析其空间分布特征.结果表明:①引用中国环境科学研究院依据建筑扬尘产生类型测定的排放因子,估算获得2017年西安市建筑施工扬尘PM_(10)、PM_(2.5)排放总量分别为6.8×10~4、1.4×10~4 t,其中,作业施工扬尘排放量占总排放量的74%,风蚀扬尘占26%;②引用北京市环境保护科学研究院构建的建筑扬尘季节性排放因子,估算西安市建筑施工扬尘PM_(10)、PM_(2.5)排放总量分别为10.8×10~4、2.2×10~4 t,建筑扬尘排放量存在着明显的季节差异,夏季、秋季、冬季的扬尘排放量明显低于春季,但冬季略高于夏季、秋季;③综合两套排放计算结果表明,估算的建筑扬尘排放量存在50%的差异,西安2017年建筑扬尘PM_(10)排放量约为6.8×10~4～10.8×10~4 t,PM_(2.5)排放量约为1.4×10~4～2.2×10~4 t;④空间分布上,主城区建筑施工扬尘排放量大,约占总排放量的72%;主城区建筑施工扬尘排放强度高,约为郊区县的29倍.     

北京市大兴区道路积尘年际变化特征及管控研究

为探究长时间跨度的道路积尘变化特征,于2019~2020年对北京市大兴区内主要道路进行尘负荷检测,并于2020年四季收集道路PM₁₀和PM_2.5积尘样品,分析化学组分,建立成分谱.结果表明,2019年和2020年大兴区道路尘负荷年均值分别为1.05g/m²和0.74g/m²,2020年大兴区道路尘负荷较2019年下降29.5%.2019年道路尘负荷热点聚集区分散,大兴区内道路尘负荷高值区较多,2020年热点区集中出现在西北部,冷点区集中在东部区域.2020年大兴区道路扬尘排放因子低于2019年,大部分乡镇/街道中,2020年的扬尘排放因子和排放量低于2019年,呈现出东南部 > 中部 > 西北部的趋势.2020年大兴区道路扬尘排放量低于2019年,大兴区南部和西北部乡镇/街道内的扬尘排放量大于中部.受建筑施工活动影响.2020年大兴区道路PM₁₀和PM_2.5积尘化学组分中以土壤风沙和建筑施工活动相关的元素为主,Ca、Mg、Si、Al元素分别共占比39.39%和41.71%.对大兴区道路尘负荷进行针对性管控,首先需要对运输车辆进行及时冲洗,降低轮胎的尘土夹带量.其次应加强工地出口至附近1km的道路清扫保洁频次,将工地出口处道路尘负荷对周边道路的辐射影响降低.     

料堆风蚀扬尘排放量的一个估算方法

以美国环境保护局(EPA)推荐的计算料堆风蚀扬尘排放因子的方法为基础,探讨料堆风蚀扬尘排放量的估算,包括计算所需参数及其估算方法和计算过程.并估算了北京市石景山地区圆锥或椭圆形煤堆和平坦形煤灰料堆的扬尘排放量。结果表明,北京石景山地区1999年12月,1个高度7.8m、底面直径21.3m的圆锥形煤堆可排放817g PM₁₀,1个平坦的直径15.6m的圆形煤灰料堆可排放1612g PM₁₀.     

基于车速-流量模型的动态化道路扬尘清单编制方法与应用

目前国内外关于道路扬尘排放的计算多采用美国环境保护局推荐的AP-42排放因子法,直接计算道路扬尘的年均排放总量,但其动态化程度不足,难以满足日益增长的精细化管理需求. 本研究采用车速-流量模型构建高时间分辨率的道路车流量获取方法. 以天津市为例,采用自下而上的方法,结合本地化的排放因子以及天津市采取的道路扬尘控制措施,借助GIS平台编制高时空分辨率的道路扬尘排放清单,精细反映天津市道路扬尘排放的时空分布特征. 结果表明:①时间尺度上,受早晚高峰的影响,城市道路在08:00—09:00与18:00—19:00扬尘排放强度较大,13:00—14:00是白天扬尘排放强度的低值时段. ②空间尺度上,夜间(03:00—04:00)道路扬尘排放强度的高值区域集中在高速路段,白天扬尘排放强度的低值时段(13:00—14:00)集中在城市道路中支路密集的地区,道路扬尘排放强度高峰时期(18:00—19:00)集中在各类型的城市道路. 全年道路扬尘排放高值区域集中在城市支路和郊区道路. ③天津市内六区全年道路扬尘PM_2.5、PM₁₀、TSP排放量分别为603、2 492和12 986 t,相较以往研究有所下降. 从区域看,道路扬尘排放总量呈偏远郊区>环城四区>市内六区的规律. 城市道路采取的洒水措施明显降低了道路扬尘排放总量. 研究显示,受交通扰动影响,道路扬尘排放呈现明显的时空分布差异.      

成都市施工扬尘排放特征研究

采用DustTRAK TM气溶胶（粉尘）监测仪对成都市112个不同类别的房建、市政工地施工扬尘进行测试,研究了不同类别施工扬尘的排放特征,分析了下风向扬尘浓度的变化趋势,并采用CALPUFF对成都市新都区某建筑工地的排放进行了模拟.结果表明：（1）成都市施工扬尘排放浓度约为0.13~2.91mg/m³,其中房建类施工平均浓度约为0.94mg/m³,高于市政施工;大型工地扬尘平均浓度约为0.61mg/m³,低于中型和小型工地;土方施工阶段平均浓度约为1.21mg/m³,远高于地基建设、主体建设、装饰阶段.（2）成都市施工扬尘呈现出高低浓度交替的周期性变化,其中房建工程土方施工阶段的高低浓度差值可达到0.6mg/m³以上.（3）施工扬尘在场界外下风向5~15m范围内会出现浓度增加的趋势,随后逐渐下降,在50m附近逐渐趋于稳定,稳定浓度介于0.1~0.2mg/m³.（4）CALPUFF模型能较好地从宏观角度来模拟成都地区施工扬尘的扩散趋势,但难以捕捉施工扬尘在下风向近距离的扩散特征.     

北京市通州区秋季典型工地出口道路尘负荷排放特征

为研究不同类型工地以及搅拌站和消纳场出口道路尘负荷变化特征,于2020年秋季对北京市通州区主要施工工地(场站)出口道路及137条常规道路(指未受工地影响的公共道路,包括城市道路和公路)进行道路尘负荷监测.根据AP-42模型计算分析典型工地(场站)出口道路扬尘排放因子和排放量.结果表明:2020年秋季北京市通州区不同类型...     

建筑施工扬尘排放因子定量模型研究及应用

选择天津某建筑施工工地,现场采集大气中PM10、气象、路面积尘及机动车数等数据,并确定施工扬尘排放的主要影响因素.利用FDM模型,计算施工扬尘排放因子,将计算得到的扬尘排放因子和各影响因素进行非线性拟合,建立施工扬尘PM10排放因子定量模型,并结合ISC3模型,模拟计算2003年11~12月间,天津市建筑施工过程中的PM10排放浓度.结果表明,施工产生的PM10平均浓度为20.3μg/m3,占大气PM10浓度的13.3%.     

北京市交通扬尘PM2.5排放清单及空间分布特征

为建立一种自下而上的交通扬尘PM_2.5排放清单方法,对北京市不同区域、不同类型道路的路面积尘负荷进行了采样和实验室分析,对各类路网的道路车流量和车辆类型进行了调查和统计,建立了北京市道路交通扬尘PM_2.5排放清单,并对其空间分布进行了分析. 结果表明:北京市城区快速路、主干道、次干道、支路和胡同的交通扬尘PM_2.5排放因子分别为(0.05±0.03)(0.09±0.05)(0.11±0.05)(0.16±0.14)和(0.27±0.20)g/(km·辆),相应各类型道路的交通扬尘PM_2.5排放强度分别为(7.21±4.66)(5.27±3.03)(3.34±1.49)(2.84±2.49)和(0.54±0.40)kg/(km·d);郊区高速路、国道、省道、县道、乡道和城市道路的交通扬尘PM_2.5排放因子分别为(0.10±0.03)(0.50±0.33)(0.39±0.37)(0.41±0.41)和(0.65±0.31)(0.19±0.08)g/(km·辆),各类型道路交通扬尘的PM_2.5排放强度分别为(3.82±1.31)(10.00±6.58)(3.93±3.74)(1.64±1.63)(0.65±0.31)和(0.74±0.32)kg/(km·d). 北京市道路交通扬尘PM_2.5的年排放量为13 565 t,从空间分布上看,郊区交通扬尘PM_2.5年排放量、单位道路长度排放量以及排放因子均高于市区,而城区单位行政区面积的交通扬尘PM_2.5排放量高于远郊区县. 从交通扬尘PM_2.5排放的空间分布特征看,在继续加强城区交通扬尘控制的同时,应采取措施控制远郊区县公路的扬尘排放. 自下而上的交通扬尘PM_2.5排放清单提高了排放的时空分辨率,能够识别路网中高排放的区域和路段,为交通扬尘总量管理和减排目标考核提供了一种技术手段.      

施工现场扬尘排放特征分析

为了研究施工扬尘排放特征,在施工现场进行颗粒物质量浓度、数浓度、粒径分布和气象参数的现场监测,分析施工现场颗粒物排放特征。结果显示,施工现场颗粒物浓度高于背景值,测试期间PM10浓度变化较大,并且出现短时间的浓度高值,工地内扬尘既受气象条件的影响又与工地现场的操作活动有关。从粒径方面看,施工现场粒径较大的颗粒物数量比例大于背景环境中的比例。施工现场PM10浓度与风速、温度和湿度呈正相关,工地内车辆运输和施工活动均为重要扬尘源。     

1995~2015年中国风蚀扬尘TSP、PM10和PM2.5排放清单及未来趋势预测

通过收集1995~2015年中国大陆31个省级行政区风速、降水量和气温地面站数据，结合各省、市自治区的土地利用分布及每种土地利用类型对应的土质类型，基于环保部推荐的起尘模型建立了1995~2015年中国风蚀扬尘颗粒物（TSP、PM₁₀和PM_2.5）排放清单.研究表明，在本研究的时间序列中，中国土壤风蚀扬尘颗粒物排放量呈现波动的趋势，2015年全国风蚀扬尘颗粒物TSP、PM₁₀和PM_2.5的年排放量分别约为2.27×10⁷、6.77×10⁶和1.17×10⁶t.排放量的空间分布总体上呈现"北强南弱"，并且以"黑河-腾冲"一线为界呈现"西强东弱"的排放格局，排放强度最大的地区出现在内蒙古西部和新疆大部.基于IPCC对于未来气候变化的预测情景，估计了未来风蚀扬尘颗粒物的排放变化趋势，在降水和气温共同作用下，不考虑风速变化，2100年的排放量相对2005年的变化幅度在-8.5%~7.7%之间，降水量增多会抑制风蚀扬尘颗粒物排放，温度升高则会使得地表更容易产生风蚀扬尘颗粒物.