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Recent Progress in Atmospheric Chemistry Research in China: Establishing a Theoretical Framework for the “Air Pollution Complex”

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Advances in Atmospheric Sciences 2023年第8期40卷 1339-1361页

作者： Tong ZHU Mingjin TANG Meng GAO Xinhui BI Junji CAO Huizheng CHE Jianmin CHEN Aijun DING Pingqing FU Jian GAO Yang GAO Maofa GE Xinlei GE Zhiwei HAN Hong HE Ru-Jin HUANG Xin HUANG Hong LIAO Cheng LIU Huan LIU Jianguo LIU Shaw Chen LIU keding lu Qingxin MA Wei NIE Min SHAO Yu SONG Yele SUN Xiao TANG Tao WANG Tijian WANG Weigang WANG Xuemei WANG Zifa WANG Yan YIN Qiang ZHANG Weijun ZHANG Yanlin ZHANG Yunhong ZHANG Yu ZHAO Mei ZHENG Bin ZHU Jiang ZHU Peking University Beijing 100871China Guangzhou Institute of Geochemistry Chinese Academy of SciencesGuangzhou 510640China Hong Kong Baptist University Hong Kong SARChina Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100029China Chinese Academy of Meteorological Sciences Beijing 100081China Fudan University Shanghai 200438China Nanjing University Nanjing 210023China Tianjin University Tianjin 300072China Chinese Research Academy of Environmental Sciences Beijing 100012China Ocean University of China Qingdao 266100China Institute of Chemistry Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China Nanjing University of Information Science and Technology Nanjing 210044China Research Center for Eco-Environmental Sciences Chinese Academy of SciencesBeijing 100085China Institute of Earth Environment Chinese Academy of SciencesXi’an 710061China University of Science and Technology of China Hefei 230026China Tsinghua University Beijing 100084China Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics Hefei Institutes of Physical ScienceChinese Academy of SciencesHefei 230031China Jinan University Guangzhou 510632China Hong Kong Polytechnic University Hong Kong SARChina Beijing Institute of Technology Beijing 100081China

Atmospheric chemistry research has been growing rapidly in China in the last 25 years since the concept of the“air pollution complex”was first proposed by Professor Xiaoyan TANG in *** papers published in 2021 on air pollution(only papers included in the Web of Science Core Collection database were considered),more than 24000 papers were authored or co-authored by scientists working in *** this paper,we review a limited number of representative and significant studies on atmospheric chemistry in China in the last few years,including studies on(1)sources and emission inventories,(2)atmospheric chemical processes,(3)interactions of air pollution with meteorology,weather and climate,(4)interactions between the biosphere and atmosphere,and(5)data *** intention was not to provide a complete review of all progress made in the last few years,but rather to serve as a starting point for learning more about atmospheric chemistry research in *** advances reviewed in this paper have enabled a theoretical framework for the air pollution complex to be established,provided robust scientific support to highly successful air pollution control policies in China,and created great opportunities in education,training,and career development for many graduate students and young *** paper further highlights that developing and low-income countries that are heavily affected by air pollution can benefit from these research advances,whilst at the same time acknowledging that many challenges and opportunities still remain in atmospheric chemistry research in China,to hopefully be addressed over the next few decades.

关键词： atmospheric chemistry air pollution complex theoretical framework recent progress

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中国环境大气甲醛观测研究综述

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北京大学学报（自然科学版） 2023年第2期59卷 331-343页

作者：刘跃辉王红丽陆克定国家环境保护大气臭氧污染防治重点实验室北京大学环境科学与工程学院北京100871 国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室上海市环境科学研究院上海200233 复旦大学环境科学与工程系上海200438

综述中国环境大气甲醛观测研究的现状,就大气甲醛浓度水平、甲醛一次来源和二次来源的相对贡献以及人为源甲醛排放清单等方面进行讨论。在此基础上,指出现有研究的一些局限,并对今后的甲醛观测研究提出针对性的建议。

关键词：甲醛浓度水平一次来源二次来源排放清单

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化学发光法臭氧分析仪的研制与性能测试

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中国环境监测 2023年第1期39卷 216-222页

作者：郭子研陈仕意陆克定王海潮曾立民张远航北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871 北京大学环境科学与工程学院国家环境保护大气臭氧污染防治重点实验室北京100871 中山大学大气科学学院广东广州510275

基于化学发光臭氧(O_(3))检测方法,将氮氧化物分析仪(Thermo Model 42i-TL)改装为O_(3)分析仪,测试其性能,并与紫外光度法O_(3)分析仪(Thermo Model 49i)同时应用于外场观测,开展比对测试试验。结果显示:该改装仪器的测量性能优于Thermo... 详细信息

基于化学发光臭氧(O_(3))检测方法,将氮氧化物分析仪(Thermo Model 42i-TL)改装为O_(3)分析仪,测试其性能,并与紫外光度法O_(3)分析仪(Thermo Model 49i)同时应用于外场观测,开展比对测试试验。结果显示:该改装仪器的测量性能优于Thermo Model 49i,其零点噪声为0.10×10^(-9)(体积分数,下同),最低检出限为0.20×10^(-9),量程噪声为0.42×10^(-9),示值误差为0.1%满量程(F.S.)。在比对试验过程中,化学发光法O_(3)分析仪运行稳定,测量结果与商品化的Thermo Model 49i所测定的O_(3)浓度数值的变化趋势高度一致(R^(2)=0.998)。化学发光法O_(3)分析仪相较于Thermo Model 49i具有更低的噪声,其日间(09:00—17:00)O_(3)浓度示值显著低于Thermo Model 49i,且随着环境O_(3)浓度的升高,两仪器示值的差值也随之加大,在日间的最大相对差异范围为7%~14%。

关键词：臭氧化学发光法原位测量

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中国固体废物综合处理产业园现状、问题及对策

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环境科学与技术 2020年第8期43卷 163-171页

作者：赵曦吴姗姗陆克定深圳市汉宇环境科技有限公司广东深圳518001 北京大学环境科学与工程学院北京100871

该文对中国已建成的132座固体废物综合处理产业园的地域分布、固体废物处理处置种类和容量、工艺路线以及园区整体能力现状进行了分析,总结了目前存在的问题,并提出了相应的对策。研究结果显示,国内园区发展大致经历了配套型园区、专业... 详细信息

该文对中国已建成的132座固体废物综合处理产业园的地域分布、固体废物处理处置种类和容量、工艺路线以及园区整体能力现状进行了分析,总结了目前存在的问题,并提出了相应的对策。研究结果显示,国内园区发展大致经历了配套型园区、专业型园区和复合型园区3个阶段;园区主要分布在中国东部和南部城市;园区处理的固体废物种类以再生资源、生活垃圾、有机垃圾、市政污泥和建筑垃圾为主;园区处理总容量占国内产生量比重较大的固体废物种类为医疗废物、再生资源、焚烧灰渣、市政污泥、生活垃圾和有机垃圾;综合利用和焚烧是园区主流工艺,采用填埋工艺的园区较少,高温、等离子和碳化等其他工艺逐渐受到重视;整体能力水平评价结果显示,6座园区功能全面或较全面,其他大部分园区功能过于单一。部分园区存在以下问题:(1)整体规划不足,导致新项目引进及功能分区受限;(2)功能定位不清,在预留容量和协同处置等方面存在不足;(3)工艺路线不合理,减量化预处理和综合利用不足;(4)建设标准偏低,部分污染分散治理导致潜在环境风险;(5)管理机构缺失,全过程信息化管理水平不足;(6)信息不透明,"邻避效应"突出。针对存在的问题,提出了相应的对策:(1)规划先行,优化选址和分区布局;(2)科学确定服务范围和功能定位,设置协同处置能力;(3)优化工艺路线,提高综合利用率,降低填埋量;(4)对标先进水平建设,优化设计配套的污染集中治理设施;(5)采用信息化手段提高固体废物全过程管理水平;(6)加强"邻利"共融措施,提高社区公众参与水平。

关键词：无废城市固体废物综合处理产业园现状问题对策

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基于化学发光–光解转化法的大气氮氧化物精确测量原理与数值修正

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北京大学学报（自然科学版） 2023年第6期59卷 991-1002页

作者：李泫陈仕意陆克定曾立民张远航北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护大气臭氧污染防治重点实验室北京100871

2017年夏季和冬季,将两台自主研发的蓝光光解转化–化学发光法(BLC-PCL)NOx分析仪与传统的钼转化法(MCL)NOx分析仪(Thermo 42i-TL)进行同期性能对比实验,详细阐述两种方法实现大气氮氧化物精确测量的原理,并重点讨论PCL法测量结果的光... 详细信息

2017年夏季和冬季,将两台自主研发的蓝光光解转化–化学发光法(BLC-PCL)NOx分析仪与传统的钼转化法(MCL)NOx分析仪(Thermo 42i-TL)进行同期性能对比实验,详细阐述两种方法实现大气氮氧化物精确测量的原理,并重点讨论PCL法测量结果的光化学零点、水汽和光化学干扰的数值修正方法。数据显示,两种方法对NO的测量性能稳定(R2=0.994,斜率为0.98),MCL法对NO2的测量比PCL法偏高25%~30%。干扰的修正结果表明,观测期间水汽干扰可造成NOx信号被低估0.2%~13.2%;光化学干扰可导致NO信号被低估0~13.3%,还可导致NO2信号被高估0~8.8%。以上结果表明,在NOx的常规监测与数据处理中,对上述干扰的修正非常必要,为降低干扰,需要谨慎地设计光解转化效率、管路停留时间以及管路湿度控制等相关参数。

关键词：大气氮氧化物化学发光法精确测量数值修正

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我国NO_x污染状况与环境效应及综合控制策略

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北京大学学报（自然科学版） 2008年第2期44卷 323-330页

作者：周维王雪松张远航苏杭陆克定北京大学环境科学与工程学院北京100871

分析了我国当前NOx相关污染问题现状,包括由NOx排放造成的臭氧、酸沉降、颗粒物等相关环境问题;讨论了我国NOx相关环境空气质量标准存在的问题;最后针对NOx及相关污染问题,提出了多目标综合控制和管理的建议:执行O3标准,建立区域光化学... 详细信息

分析了我国当前NOx相关污染问题现状,包括由NOx排放造成的臭氧、酸沉降、颗粒物等相关环境问题;讨论了我国NOx相关环境空气质量标准存在的问题;最后针对NOx及相关污染问题,提出了多目标综合控制和管理的建议:执行O3标准,建立区域光化学烟雾评价监测网络;开展城市地区空气质量模拟和控制;加强电厂和机动车尾气NOx的控制;针对NOx相关污染问题开展深入的科学研究。

关键词： NOx NO2 空气质量标准控制

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广东某大型城市生活垃圾焚烧厂9种重金属的迁移特征

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环境污染与防治 2015年第6期37卷 18-23页

作者：赵曦李娟黄艺陆克定深圳市环境科学研究院广东深圳518001 北京大学环境科学与工程学院北京100871

采集广东某大型城市生活垃圾焚烧厂一期(WI-A)和二期(WI-B)的进厂垃圾、渗滤液、飞灰、底渣和烟气样品,分析了各样品中砷、镉、钴、铬、铜、汞、镍、铅、锌共9种重金属含量,研究重金属的迁移特征。结果显示,9种重金属呈现4类不同的迁移... 详细信息

采集广东某大型城市生活垃圾焚烧厂一期(WI-A)和二期(WI-B)的进厂垃圾、渗滤液、飞灰、底渣和烟气样品,分析了各样品中砷、镉、钴、铬、铜、汞、镍、铅、锌共9种重金属含量,研究重金属的迁移特征。结果显示,9种重金属呈现4类不同的迁移特征,钴、铜、镍、铬主要迁移至底渣中,锌、砷、铅主要迁移至底渣和飞灰中,镉主要迁移至飞灰中,汞主要迁移至飞灰和烟气中。活性炭吸附和布袋除尘器的组合对除汞以外的重金属治理效果明显。WI-A和WI-B垃圾中的汞分别约有28%、37%随烟气排到环境中。

关键词：城市生活垃圾焚烧厂重金属迁移特征垃圾成分

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基于观测的我国典型地区臭氧局地化学生成及其关键前体物来源

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环境科学研究 2023年第12期36卷 2235-2244页

作者：刘跃辉刘禹含龚元均周明刘欣关茜妍陈仕意曾立民陆克定张远航北京大学环境科学与工程学院北京100871 航天宏图信息技术股份有限公司北京100195 中国原子能科学研究院北京102413 能源基金会(美国)北京办事处北京100004

为研究近年来我国重点区域(京津冀及周边地区、长三角地区、珠三角地区、成渝地区及汾渭平原)臭氧局地化学生成的控制因素,利用2014−2019年这些区域共8个代表性站点的夏秋季臭氧及前体物浓度数据,比较分析五大重点区域8个站点的挥发性... 详细信息

为研究近年来我国重点区域(京津冀及周边地区、长三角地区、珠三角地区、成渝地区及汾渭平原)臭氧局地化学生成的控制因素,利用2014−2019年这些区域共8个代表性站点的夏秋季臭氧及前体物浓度数据,比较分析五大重点区域8个站点的挥发性有机物(VOCs)组成特征及其与臭氧化学生成之间关系.结果表明:①这5个重点区域的VOCs浓度主要由烷烃组成,而活性组分则以烯烃、含氧VOCs和芳香烃为主.②以泰安和成都作为郊区和城市站点的案例研究表明,环境条件发生变化(平均温度增加2℃、辐射增加20%或天然源排放增加20%)可能对当地臭氧生成量产生一定影响,但它们并不足以改变对臭氧生成控制区的判定.③通过采用VOCs来源解析技术和相对增量反应活性的方法,发现机动车尾气、工业和溶剂使用等人为源类别是影响局地臭氧化学生成的关键VOCs排放源,而在农村或郊区(如望都、泰安等站点),天然源VOCs对臭氧生成贡献很大.研究显示,实现降低各城市臭氧峰值浓度,则需要制定并实施差异化的前体物减排策略,以便根据每个城市的VOCs排放特征及其对当地臭氧生成的影响来进行有效控制;同时认为,重点控制人为源VOCs是有效控制夏季臭氧污染的关键措施.

关键词：臭氧 VOCs 源解析敏感性经验动力学模拟

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硝酰氯的大气化学

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化学进展 2020年第10期32卷 1535-1546页

作者：王海潮唐明金谭照峰彭超陆克定北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广东省环境保护与资源利用重点实验室广州510640 Institute of Energy and Climate Research IEK-8:TroposphereForschungszentrum Jülich GmbHJulich 52425

硝酰氯(nitryl chloride,ClNO2)是大气中一种重要的气态污染物,对大气氧化性、一次污染物的降解和二次污染物的生成具有重要影响,并在全球氮循环和氯循环中扮演着不可忽视的角色。本文归纳了ClNO2的基本物理化学性质及其在大气中的生成... 详细信息

硝酰氯(nitryl chloride,ClNO2)是大气中一种重要的气态污染物,对大气氧化性、一次污染物的降解和二次污染物的生成具有重要影响,并在全球氮循环和氯循环中扮演着不可忽视的角色。本文归纳了ClNO2的基本物理化学性质及其在大气中的生成和去除机制,并介绍了实验室研究和外场观测中ClNO2的主要测量方法。在此基础上,本文总结了过去十几年报道的ClNO2在实际大气中的时空分布特征,通过分析实验室模拟和外场观测的研究结果系统讨论了ClNO2非均相生成的机制、产率及其影响因素,探讨了ClNO2对氯自由基、大气氧化性以及臭氧和硝酸盐形成的影响。我们指出,ClNO2既耦合了气相化学和非均相化学,又耦合了夜间大气化学和日间光化学,在我国大气复合污染中可能起着非常重要的作用。最后,本文提出了ClNO2大气化学研究中尚待解决的关键科学问题,并简要讨论了该领域的未来发展方向。

关键词：硝酰氯氯化学夜间氮化学大气氧化性非均相反应臭氧硝酸盐

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华南某垃圾焚烧厂排放PCBs和PCNs的固气分布、同系物分布及毒性当量特征

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环境化学 2015年第7期34卷 1268-1274页

作者：赵曦李娟陆克定黄晓英深圳市环境科学研究院深圳518001 北京大学环境科学与工程学院北京100871

以华南某城市生活垃圾焚烧厂一期(WI-A)和二期(WI-B)为研究对象,采集了飞灰和烟气样品,通过GC/MS对其中PCBs和PCNs的全部单体进行了测定,分析了PCBs和PCNs的固气分布(飞灰和烟气中的总量比例)、同系物分布以及毒性当量特征.结果表明,WI-... 详细信息

以华南某城市生活垃圾焚烧厂一期(WI-A)和二期(WI-B)为研究对象,采集了飞灰和烟气样品,通过GC/MS对其中PCBs和PCNs的全部单体进行了测定,分析了PCBs和PCNs的固气分布(飞灰和烟气中的总量比例)、同系物分布以及毒性当量特征.结果表明,WI-A和WI-B焚烧单位垃圾产生的PCBs和PCNs总量分别为0.397 mg·t-1(湿基)和0.363 mg·t-1(湿基).活性炭喷射量对PCBs的固气分布特征和去除率影响较大,对PCNs则不明显.PCBs同系物在烟气中以低氯取代单体为主,在飞灰中以高氯取代单体为主.PCNs同系物在烟气中以五氯单体为主,在飞灰中以四氯、五氯单体为主.WI-A和WI-B排放的烟气总TEQ分别为0.051 ng TEQ·Nm-3和0.096 ng TEQ·Nm-3,WI-A烟气Co-PCBs和Dl-PCNs对总TEQ的贡献率分别为3.2%和0.13%,WI-B烟气Co-PCBs和Dl-PCNs对总TEQ的贡献率分别为5.3%和0.34%,提示垃圾焚烧排放烟气中的Co-PCBs和Dl-PCNs的毒性同样值得关注.

关键词：城市生活垃圾焚烧厂多氯联苯多氯萘固气分布同系物分布毒性当量

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