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污水厂微生物气溶胶的逸散特征、传输特征及健康风险研究

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污水厂微生物气溶胶的逸散特征、传输特征及健康风险研究

作者：邱雄辉长安大学

学位级别：硕士

随着城市环境问题的日益严重，各种传染性疾病的频繁爆发，城市居民的环境安全问题也日渐突出。城市污水作为微生物气溶胶的一个主要排放源，越来越被人们关注。为了探讨微生物气溶胶的逸散特征、传输特征、评估健康风险，于2011年6～7... 详细信息

随着城市环境问题的日益严重，各种传染性疾病的频繁爆发，城市居民的环境安全问题也日渐突出。城市污水作为微生物气溶胶的一个主要排放源，越来越被人们关注。为了探讨微生物气溶胶的逸散特征、传输特征、评估健康风险，于2011年6～7月，选取西安市第三污水处理厂为研究对象，选用Andersen六级撞击式微生物采样仪对各污水处理单元逸散的细菌、真菌、放线菌进行了采样研究。主要成果如下： 1.污水处理厂污泥脱水车间的细菌和放线菌气溶胶浓度最高，分别为7866±960CFU·m-3和2139±227CFU·m-3，而真菌气溶胶浓度最高出现在氧化沟，为2156±119CFU·m-3。细菌、真菌和放线菌气溶胶粒径分布均呈偏态型，其中细菌和真菌的粒径分布峰值出现在2.1～3.3μm范围，而放线菌气溶胶粒径分布峰值出现在1.1～2.1μm范围。另外，微生物气溶胶的空间变化特征表现为粒径大的微生物气溶胶浓度减小率大。3类微生物气溶胶浓度减少率的变化程度从大到小依次为细菌＞真菌＞放线菌。总体上，污水厂中细菌气溶胶中值直径＞真菌气溶胶中值直径＞放线菌气溶胶中值直径。可吸入颗粒的比例为放线菌气溶胶＞真菌气溶胶＞细菌气溶胶。各污水处理单元排放的细菌气溶胶与真菌气溶胶、放线菌气溶胶比较均差异非常显著（P＜0.01）。 2.基于大气污染物扩散模型即高斯模型，结合微生物失活特性及环境因素，提出了微生物气溶胶的暴露剂量的计算方法。这一方法普遍适用于微生物气溶胶的健康风险定量评价工作。 3.呼吸吸入是人体（儿童和成人）摄入微生物气溶胶的主要途径，暴露非致癌风险商随距离的增加而逐渐降低。同种途径，同样的位置，儿童的风险商约是成年男性或成年女性的2-3倍，经过呼吸途径的风险商大小为儿童＞成年男性＞成年女性，经过皮肤接触途径的风险商大小为：儿童＞成年女性＞成年男性。

关键词：微生物气溶胶逸散特征传输特征健康风险污水厂

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环境应急为重污染天气打造防火墙

环境保护 2013年第22期41卷 14-17页

作者：柴发合邱雄辉胡君中国环境科学研究院

目前，各重污染区域专门针对大气重污染事件建立了应对应急管理机制，制定应急预案，提出重污染天气时的各项强制性和建议性应急措施，但还存在很多问题，需要对采取的应急措施进一步评估完善。

关键词：重污染天气应急应对管理机制效果评估

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空气污染物远程传输对海岛型城市污染的影响

中国环境科学 2014年第6期34卷 1410-1419页

作者：冯琨苑魁魁李王锋彭林邱雄辉太原理工大学环境科学与工程学院山西太原030024 北京清控人居环境研究院北京100084 清华大学环境学院北京100084 中国环境科学研究院北京100012

为探明海岛型城市的污染成因,采用MM5/CALPUFF模型定量测算区域传输对舟山群岛大气环境的影响.结果显示,舟山在冬季主要受西北方向大陆上空高浓度污染物传输影响,上海对其外来影响最大,SO2和NO2的贡献率在71%～79%和72%～83%之间;而在... 详细信息

为探明海岛型城市的污染成因,采用MM5/CALPUFF模型定量测算区域传输对舟山群岛大气环境的影响.结果显示,舟山在冬季主要受西北方向大陆上空高浓度污染物传输影响,上海对其外来影响最大,SO2和NO2的贡献率在71%～79%和72%～83%之间;而在夏季受偏南气流影响,浙江省对其影响最大,SO2和NO2贡献率在52%～63%和49%～55%之间.舟山群岛在高频率、高风速的持续性西北风和偏北风作用下,易形成重污染天气,各监测点NO2最大小时浓度在122～194μg/m3之间,区域传输的贡献率在98%以上.开展区域联防联控工作,才能根本改善舟山群岛环境空气质量.

关键词：远程传输海岛型城市重污染 MM5 CALPUFF

2015—2020年臭氧对中国主要粮食作物产量及其经济效益的影响

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安全与环境学报 2023年第8期23卷 2958-2968页

作者：彭林李淇蔡青旺邱雄辉华北电力大学环境科学与工程学院北京102206 北京交通大学环境学院北京100091

基于2015—2020年中国国控监测站点的臭氧观测数据,结合高时空分辨率的农田、农作物以及生长发育旬值数据,利用累积暴露阀值超过40 nmol/mol的暴露响应关系(Accumulate Exposure Over a Threshold of 40 nmol/mol,AOT40),评估臭氧污染导... 详细信息

基于2015—2020年中国国控监测站点的臭氧观测数据,结合高时空分辨率的农田、农作物以及生长发育旬值数据,利用累积暴露阀值超过40 nmol/mol的暴露响应关系(Accumulate Exposure Over a Threshold of 40 nmol/mol,AOT40),评估臭氧污染导致3种主要农作物产量的损失。结果显示:在2015—2020年,春小麦、冬小麦、早稻、一季稻、晚稻、春玉米、套种玉米、夏玉米与剩余玉米的AOT40年均摩尔比分别为8.4~11.5μmol/mol、6.7~11.5μmol/mol、4.4~8.4μmol/mol、6.8~8.3μmol/mol、5.6~10.1μmol/mol、6.1~8.5μmol/mol、7.8~10.4μmol/mol、7.8~10.4μmol/mol和10.1~12.7μmol/mol。水稻、小麦和玉米AOT40较高区域主要集中在北京、河北、天津、山东、河南和山西等地,以及安徽、江苏等长三角地区,同时上述地区也为臭氧污染风险地区。2015—2020年中国春小麦、冬小麦、早稻、一季稻、晚稻、春玉米、套种玉米、夏玉米以及剩余玉米的相对产量损失分别为16.3%~26.1%、19.6%~33.7%、3.8%~6.6%、6.2%~7.6%、5.5%~10.5%、3.1%~4.3%、5.4%~7.0%、4.9%~6.7%和6.2%~8.0%。2015—2020年因臭氧污染引起的水稻、小麦和玉米产量损失分别为9917.5万t、30282.5万t和7700.6万t,经济损失分别为4.6×10^(10)美元、1.1×10^(11)美元和3.0×10^(10)美元。水稻、小麦和玉米等作物因臭氧污染所导致产量损失较大的区域主要为该作物主产区。本文量化了2015—2020年由于臭氧暴露导致的水稻、小麦和玉米产量及经济损失,结果可为全国臭氧污染管控与农业生产管理提供科学支撑。

关键词：环境学臭氧污染水稻小麦玉米暴露响应关系产量损失经济损失

城市污水处理厂生成的微生物气溶胶的污染特性

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环境科学 2012年第7期33卷 2191-2196页

作者：邱雄辉李彦鹏牛铁军李美玲马智慧苗莹王湘君长安大学环境科学与工程学院西安710054

为探明城市污水厂生成的微生物气溶胶的污染特性,于2011年6～7月利用Andersen六级撞击式采样器对西安市第三污水处理厂不同污水处理单元的微生物气溶胶进行现场采样,利用平皿培养和菌落计数法检测分析了细菌、真菌和放线菌这3类微生物... 详细信息

为探明城市污水厂生成的微生物气溶胶的污染特性,于2011年6～7月利用Andersen六级撞击式采样器对西安市第三污水处理厂不同污水处理单元的微生物气溶胶进行现场采样,利用平皿培养和菌落计数法检测分析了细菌、真菌和放线菌这3类微生物气溶胶的浓度、粒径分布和中值直径.结果表明,污水处理厂污泥脱水车间的细菌和放线菌气溶胶浓度最高,分别为7 866 CFU.m-3±960 CFU.m-3和2 139 CFU.m-3±227 CFU.m-3,而真菌气溶胶浓度最高出现在氧化沟,为2 156 CFU.m-3±119 CFU.m-3.细菌、真菌和放线菌气溶胶粒径分布均呈偏态型,其中细菌和真菌的粒径分布峰值出现在2.1～3.3μm范围,而放线菌气溶胶粒径分布峰值出现在1.1～2.1μm范围.总体上,污水厂中细菌气溶胶中值直径>真菌气溶胶中值直径>放线菌气溶胶中值直径.另外,微生物气溶胶的空间变化特征表现为粒径大的微生物气溶胶浓度减少率大.3类微生物气溶胶浓度减少率的变化程度从大到小依次为细菌>真菌>放线菌.

关键词：城市污水处理厂微生物气溶胶污染特性粒径分布浓度中值直径

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长治市高分辨率大气污染源排放清单研究

环境污染与防治 2022年第5期44卷 618-624页

作者：曹靖原刘成龙邱雄辉彭林华北电力大学环境科学与工程学院北京102206

运用自下而上和自上而下相结合的方法,建立了长治市2016年高分辨率(3 km×3 km)大气污染源排放清单。结果显示,2016年长治市SO_(2)、NO_(x)、CO、挥发性有机物(VOCs)、NH_(3)、总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM_(10))和细颗粒物(PM_(... 详细信息

运用自下而上和自上而下相结合的方法,建立了长治市2016年高分辨率(3 km×3 km)大气污染源排放清单。结果显示,2016年长治市SO_(2)、NO_(x)、CO、挥发性有机物(VOCs)、NH_(3)、总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM_(10))和细颗粒物(PM_(2.5))的排放量分别为52993、104716、946879、92493、21554、281821、133829、69230 t。其中,SO_(2)、NO_(x)、CO、PM_(10)和PM_(2.5)的主要贡献源为固定燃烧源,分别贡献了77%、51%、59%、40%、57%;VOCs、NH_(3)和TSP的主要贡献源分别是工艺过程源(57%)、农业源(77%)和扬尘源(45%)。长治市工业企业等点源排放主要集中分布于郊区、潞城市和屯留县,NH_(3)主要集中分布于农业较为发达的长子县。采用蒙特卡洛模拟方法计算了排放清单的不确定性,SO_(2)、NO_(x)、CO、VOCs、NH_(3)、TSP、PM_(10)和PM_(2.5)的95%置信区间不确定性分别为-20.1%~24.1%、-26.1%~34.4%、-34.1%~50.6%、-53.2%~116.7%、-43.0%~75.8%、-47.4%~84.8%、-35.7%~53.1%和-32.0%~48.3%。该排放清单反映了长治市大气污染物的分布特征,可为长治市复合型大气污染防治提供科学支撑。

关键词：高分辨率排放清单不确定性分析长治市

山地型城市冬季大气重污染过程特征及成因分析

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环境科学 2021年第3期42卷 1306-1314页

作者：刘倬诚牛月圆吴婧闫雨龙胡冬梅邱雄辉彭林华北电力大学环境科学与工程学院资源环境系统优化教育部重点实验室北京102206

以阳泉市2018年12月26日~2019年1月20日发生的典型大气重污染过程为例,研究了山地型城市冬季大气重污染过程特征及成因.结果表明,重污染发生时段首要污染物为PM_(2.5),水溶性离子和碳质组分是PM_(2.5)主要组分,其中二次离子SO_(4)^(2-)... 详细信息

以阳泉市2018年12月26日~2019年1月20日发生的典型大气重污染过程为例,研究了山地型城市冬季大气重污染过程特征及成因.结果表明,重污染发生时段首要污染物为PM_(2.5),水溶性离子和碳质组分是PM_(2.5)主要组分,其中二次离子SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)是主要水溶性离子成分(共占离子组分的87.7%),二次有机碳(SOC)是碳质组分的主要成分(71.6%).二次离子在重污染发生时的浓度较发生前增加5.3倍,是导致PM_(2.5)快速增长的重要组分.气象条件分析显示,PM_(2.5)及其主要组分皆与相对湿度呈显著正相关关系而与风速呈显著负相关,随相对湿度增加以及平均风速降低,污染程度逐渐加重.山地型城市相对湿度较高、温度变化幅度大等气象特征使二次污染物的生成加快,是导致PM_(2.5)污染程度快速加重的主要原因.另外,山地型城市相对封闭的地形导致的平均风速降低使得大气污染物扩散条件相对较差是污染物累积的原因之一.PMF模型解析结果为:二次源(46.0%)对PM_(2.5)贡献显著,其次为燃煤源(32.6%)、机动车源(19.8%)和扬尘源(1.6%).因此,山地型城市更应该重视对二次组分,特别是二次离子形成的前体物的管控.

关键词：山地型城市大气重污染成因 PM_(2.5) 碳质组分水溶性离子来源解析

基于卫星观测的2005-2015年京津冀地区NO_2柱浓度分布及变化趋势

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环境科学研究 2016年第10期29卷 1400-1407页

作者：游志强尉鹏邱雄辉高健朱云王淑兰柴发合华南理工大学环境与能源学院广东广州510006 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

为更好地了解京津冀地区NO_2浓度的长期时空分布变化特征,对2005—2015年京津冀地区对流层NO_2柱浓度数据进行了统计分析.结果表明,京津冀地区对流层NO_2柱浓度在2005—2010年增加明显,年均复合增长率为6.8%,并在2010年达到峰值,为1 329... 详细信息

为更好地了解京津冀地区NO_2浓度的长期时空分布变化特征,对2005—2015年京津冀地区对流层NO_2柱浓度数据进行了统计分析.结果表明,京津冀地区对流层NO_2柱浓度在2005—2010年增加明显,年均复合增长率为6.8%,并在2010年达到峰值,为1 329.07×1013mol/cm^2;2010—2013年保持相对稳定;2013—2015年显著下降,降幅达26.2%.2015年NO_2柱浓度为964.43×1013mol/cm^2,基本与2005年的浓度水平持平.北京地区NO_2柱浓度最先开始下降并保持降低趋势,其中北京市城区降幅远大于郊区,并在2015年达到最低值,为1 647.38×1013mol/cm^2;天津市城、郊区NO_2柱浓度变化相近,总体上均呈先增后减的趋势,并且均在2010年达到峰值,分别为2 686.96×1013、2 019.36×1013mol/cm^2;而河北省西南部(石家庄、邢台、邯郸市)在近两年降幅最为明显,均在35.0%以上.京津冀对流层NO_2柱浓度呈由南向北递减的空间分布趋势,高值区主要分布于京津唐一带以及河北省南部沿太行山一带.研究显示,虽然近年来京津冀地区NO_2柱浓度降幅明显,但相比于周边地区仍面临较大的减排压力.

关键词： NO2 对流层柱浓度卫星观测京津冀地区

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污水处理厂微生物气溶胶的暴露风险评价

安全与环境学报 2012年第3期12卷 89-92页

作者：邱雄辉李彦鹏张燕茹苑魁何金辉长安大学环境科学与工程学院西安710054 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

为了给污水处理厂微生物气溶胶的健康风险评价提供定量依据,于2011年6—7月利用Andersen 6级撞击式空气微生物采样仪对西安市第三污水处理厂氧化沟单元内不同距离处的细菌气溶胶进行现场采样,利用平皿培养和菌落计数对细菌进行分析。选... 详细信息

为了给污水处理厂微生物气溶胶的健康风险评价提供定量依据,于2011年6—7月利用Andersen 6级撞击式空气微生物采样仪对西安市第三污水处理厂氧化沟单元内不同距离处的细菌气溶胶进行现场采样,利用平皿培养和菌落计数对细菌进行分析。选用适于我国国情的暴露因子参数,建立暴露风险评价模型,对污水处理厂的工人及周围居民的健康风险进行评价。评价点的细菌气溶胶浓度采用修正的高斯模型计算。结果表明,呼吸吸入是人体（儿童和成人）摄入微生物气溶胶的主要途径,暴露非致癌风险商随距离的增加而逐渐降低。同种途径在同样位置,儿童的风险商是成年男性或成年女性的2~3倍。经呼吸途径的风险商从大到小为儿童、成年男性、成年女性,经皮肤接触途径的风险商从大到小为儿童、成年女性、成年男性。

关键词：环境工程学污水处理厂微生物气溶胶暴露风险风险商