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河北南部城市霾及PM2.5来源的模拟研究

河北南部城市霾及PM2.5来源的模拟研究

作者：魏巍河北工程大学

学位级别：硕士

近年来，京津冀地区的霾污染日益严重，引起了科学家和决策者的高度关注，尤其是河北南部的石家庄、邢台地区，污染程度更为严重，对该地区的人群健康和生态环境产生严重危害。掌握该地区霾及细颗粒物PM的来源情况是提出该地区霾污染控... 详细信息

近年来，京津冀地区的霾污染日益严重，引起了科学家和决策者的高度关注，尤其是河北南部的石家庄、邢台地区，污染程度更为严重，对该地区的人群健康和生态环境产生严重危害。掌握该地区霾及细颗粒物PM的来源情况是提出该地区霾污染控制措施的重要前提。本文采用美国环保局开发的第三代空气质量模型Models-3/CMAQ，应用情景分析的方法，对河北南部的石家庄和邢台地区的霾和PM的来源进行了模拟研究。首先，对模型的模拟结果进行验证，通过与区域内六个城市的PM浓度进行对比，表明模型能较好的模拟出PM的浓度变化趋势，可以用来对该区域的霾及PM的浓度进行模拟研究。其次，对2007年7月、12月河北南部两个城市石家庄和邢台地区的霾和PM的来源进了探讨，7月，河北本地部门源对石家庄和邢台PM的贡献率分别为2.7%-38.3%和2.2%-30.4%，贡献最小的为交通源，最大的为工业源;对PM中离子(SO、NH、NO)的贡献率为0(SO)-36.4%(NO)和0.1%(SO)-25.5%(NO)，最小的为交通源的贡献，最大的为电厂源的贡献;石家庄和邢台OC的主要来源为河北民用燃烧源，贡献约40%;工业源是两市EC和消光系数的主要的贡献者，贡献率在30%左右。外地部门源中，工业源和电厂源对两市的霾及PM的贡献较大，两个部门源对石家庄PM、PM中离子、碳组分(OC和EC)以及消光系数的总的贡献率为7.4%(山西)-11.3%(京津)、29.3%(山西)-80.2%(京津)、-2.5%(京津)-10.7%(山西)和7.5%(山西)-15.6%(京津)，对邢台的贡献为6.5%(山西)-20.4%(河南)、27.6%(山西)-86.8%(河南)、-2.1%(京津)-13.2%(河南)和6.9%(山西)-14.7%(河南)。 12月，河北工业源对石家庄PM、SO、NH的贡献率最大，贡献率分别为31.8%、36.7%和20.8%，河北本地民用燃烧源对石家庄市NO、OC、EC和消光系数的贡献率最大，分别为8.5%、64.8%、54.3%和27.2%，对邢台的贡献略有不同，民用燃烧源对邢台PM、NO、OC、EC以及消光系数的贡献率最大，贡献率分别为29.1%、9.0%、66.5%、54.7%和29.1%，工业源对SO和NH的贡献率最大，为37.0%和17.9%。外地部门源中，山西地区各部门源对两市霾及PM的贡献均较大，其中，民用非燃烧源对两市各成分的贡献最小，工业源对各成分的贡献最大，山西各部门源对石家庄PM、PM中离子、碳组分以及消光系数的贡献率为0.7%-7.0%、7.9%-22.5%、0.3%-14.2%和0.9%-6.1%，对邢台的贡献率为0.8%-5.5%、8.4%-19.7%、0.2%-10.3%和1.1%-4.8%。另外，对霾日和非霾日，河北本地部门源对石家庄和邢台的贡献率进行了比较，发现大多数情况下，非霾日本地部门源对各成分的贡献要高于霾日的贡献，7月份，非霾日贡献是霾日贡献的1.0-1.3倍，12月份，非霾日是霾日贡献的0.9-4.5倍，不同组分霾日和非霾日贡献差别较大。最后，对两个月的重污染过程进行分析。重污染发生时，风速较小，不利于污染物的输送和扩散，污染物浓度较高，而当风速增大，污染物逐渐消散，浓度降低。7月重污染过程，河北本地工业源和电厂源对两市的PM、PM离子和消光系数的贡献较大，其他部门源贡献相对较小，而河北民用燃烧源和工业源则是两个城市碳组分较大的贡献者;外地部门源中，京津工业源和河南电厂源对两个地区的PM、PM中离子以及消光系数的贡献均很大，而四个地区对于碳组分贡献的差别不大。12月份，河北本地民用燃烧源对各污染物及消光系数的贡献率明显增大，其次为工业源，其他部门源贡献较小。外地部门源中，山西地区的各部门源对两市霾的主要污染物和消光系数的贡献均很大。

关键词： Models-3/CMAQ 霾 PM2.5 贡献率河北南部

河北南部9768例原发性膜性肾病临床与病理分析

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河北南部9768例原发性膜性肾病临床与病理分析

作者：张东兰河北医科大学

学位级别：硕士

目的:对河北南部地区9768例近20年的原发性膜性肾病临床及病理资料进行回顾性分析,旨在对本地区膜性肾病的诊断、鉴别诊断、治疗、预防、科研提供帮助。方法:收集河北医科大学第二医院肾脏病理室确诊为原发性膜性肾病患者的临床表现、... 详细信息

目的:对河北南部地区9768例近20年的原发性膜性肾病临床及病理资料进行回顾性分析,旨在对本地区膜性肾病的诊断、鉴别诊断、治疗、预防、科研提供帮助。方法:收集河北医科大学第二医院肾脏病理室确诊为原发性膜性肾病患者的临床表现、病理资料及实验室资料,用统计学方法进行分析。结果:1.河北南部地区原发性膜性肾病在肾活检患者中的占比逐年升高,明显高于中国其他地区。2.原发性膜性肾病以中老年患者为主,中位年龄48岁,男女比例为1.27:1。老年组占比增多。3.原发性膜性肾病主要临床表现为肾病综合征,88%患者伴有水肿。老年组较青壮年组尿蛋白偏高、血白蛋白偏低,但甘油三酯偏低,血肌酐偏高,但考虑甘油三酯及血肌酐有随年龄自然衰减现象。成年人原发性膜性肾病中约82.5%的患者eGFR≥90ml/min/1.73m,而小于15ml/min/1.73m者仅占0.6%。4.原发性膜性肾病病理分期仍以I期膜性肾病最多,老年组多见,近年来占比有所下降,非典型膜性肾病占比有上升趋势,少年儿童组多见。原发性膜性肾病伴FSGS样病变者占总膜性肾病的4.3%,以Ⅱ、Ⅲ期膜性肾病居多。原发性膜性肾病伴IgA肾病的患者占总膜性肾病的2.4%。5.本研究中原发性膜性肾病患者伴有肾小动脉硬化、小叶间动脉硬化、弓状动脉硬化的比例较高,本研究显示上述肾脏血管硬化与身高、血C3正相关,与血IgM、血小板数、血白细胞负相关,与年龄、血脂、血白蛋白、24小时尿蛋白定量等无相关性。结论:1.本地区原发膜性肾病占比逐渐增多。2.本地区肾活检确诊原发膜性肾病患者有老龄化趋势。3.本地区老年组较青壮年组尿蛋白偏高、血白蛋白偏低。4.本地区近年来原发膜性肾病病理构成存在变化。

关键词：原发性膜性肾病临床与病理河北南部肾病综合征

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河北南部城市夏季臭氧来源及传输贡献研究

河北南部城市夏季臭氧来源及传输贡献研究

作者：张雨河北工程大学

学位级别：硕士

本文利用2013-2020年河北南部各城市(石家庄、邢台、邯郸)国控站夏季(6-8月)O数据分析其污染时空特征,结合河北工程大学监测站点连续监测的气象因子(温度、湿度、风速和风向)、O及其前体物浓度分析邯郸市O污染的影响因子,并应用第四代... 详细信息

本文利用2013-2020年河北南部各城市(石家庄、邢台、邯郸)国控站夏季(6-8月)O数据分析其污染时空特征,结合河北工程大学监测站点连续监测的气象因子(温度、湿度、风速和风向)、O及其前体物浓度分析邯郸市O污染的影响因子,并应用第四代空气质量模型WRF-Chem进行了区域尺度的模拟,结果显示,WRF-Chem模型模拟效果较好,能够再现模拟时段内O浓度的时空间变化特征。在此基础上计算了河北南部城市夏季O高浓度时段(6月1日-7月19日)的O传输通量,分析了O传输路线,并结合强力法量化周边区域对河北南部城市的区域贡献。2013-2020年河北南部城市夏季O平均浓度为91.8μg/m,总体呈上升趋势,2013-2019年O年均浓度从79.5μg/m上升到116.7μg/m,上升了46.7%,2020年(103.7μg/m)有所降低。2016年开始,O超标率迅速升高,2018年超标率最高。每日之中O呈单峰变化,具有一定程度的周末效应。监测时段(2018年6-7月)邯郸市VOCs平均浓度为126.5μg/m,与O浓度呈正相关,NO(NO+NO)与O浓度呈负相关,相关系数大小为0.98。邯郸夏季白天局地污染对OX(NO+O)的贡献以及区域影响大于夜间,白天更容易发生重污染过程。邯郸市光化学年龄较长,受老化气团影响较严重,较利于高浓度O的产生。邯郸夏季主要以东北风和西南风为主,0.4-0.6 m/s风速有利于O的传输,相对湿度在42%-68%范围内O浓度较高,28-31°C是有利于光化学反应生成O适宜温度范围。静风和西南风条件下O受NO控制为主,东北风条件下主要受VOCs和NO的协同控制,不同传输通道能在一定程度上对邯郸市O敏感性造成影响。烯烃是生成O较为优势的物种,汽车尾气、工业排放和燃烧是邯郸大气中VOCs发生化学反应生成O的重要来源及O污染控制的关键,控制烯烃特别是异戊二烯能够有效地减小O的生成。各城市气团轨迹均呈现东南多,西北少的特征,6月份石家庄各气团以东-东南-南方向的运动轨迹为主(75%),O污染轨迹分布呈东南多,西北少的特征,邯郸夏季O受山东一带气团传输影响较大,近距离输送(16%-35%)对邯郸O浓度有一定贡献,7月份运动轨迹均在东-东南-南方向。水平传输方向上,河北南部城市为输出城市,主要输出城市为邯郸。山东西部城市群和河南北部城市群为河北省的主要输入城市群,山西东南部城市群为河北省的主要输出城市群。高空层(6-9层,320-1000 m)O通量数值略大于近地层(1-5层,0-320 m),河北南部城市总是受由南向北方向传输通量的影响,在1-9层总垂直方向上,随着高度的升高,垂直流入、流出通量增大。河北南部城市O以向下输送为主。石家庄和邢台以向下传输为主,净通量分别为-0.9 kt/d和-0.5kt/d,邯郸在垂直方向向上传输,净通量为0.2 kt/d。区域贡献上,河北南部城市受本省城市尤其是邯郸的贡献最大,其次是河南北部城市群和山东西部城市群。南部边界城市的浓度贡献总大于北部,东部边界城市的浓度贡献总大于西部,石家庄和邯郸受本地源排放的影响较大,邢台受本地源贡献和周边地区排放的共同影响。因此,实施区域联防联控、协同治理,降低O区域性输送十分重要。

关键词： WRF-Chem 臭氧通量传输贡献河北南部

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河北南部城市复合污染特征及区域来源研究

河北南部城市复合污染特征及区域来源研究

作者：刘营营河北工程大学

学位级别：硕士

本研究对邯郸市2017年10月(秋季)、2018年1(冬季)、4月(春季)和7月(夏季)的挥发性有机化合物(VOCs)、氮氧化物(NOx)和臭氧(O)浓度进行监测,研究邯郸市大气中VOCs总体污染特征、不同组分对O生成的贡献及邯郸市VOCs的主要来源。应用第四... 详细信息

本研究对邯郸市2017年10月(秋季)、2018年1(冬季)、4月(春季)和7月(夏季)的挥发性有机化合物(VOCs)、氮氧化物(NOx)和臭氧(O)浓度进行监测,研究邯郸市大气中VOCs总体污染特征、不同组分对O生成的贡献及邯郸市VOCs的主要来源。应用第四代三维空气质量模型WRF-Chem(Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry),模拟分析2015年1月各区域及城市对河北南部城市的细颗粒物(PM)区域传输贡献,同时,选取了两段具有代表性的重污染事件,研究了重污染过程中PM和O浓度间的关系并对两次重污染的成因进行分析,研究得到的主要结论如下:(1)监测时段内邯郸市VOCs平均浓度为128.7μg·m,各季节浓度变化为:冬季>秋季>春季>夏季,组分特征表现为:烷烃>烯烃>芳香烃。利用增量反应活性(MIR)法计算得烯烃和芳香烃对O生成贡献较高,分别为43.7%和34.4%,而烷烃对O生成的贡献率相对最低,羟基反应速率(L)法和MIR法计算的结果基本一致。溶剂使用、燃料蒸发和汽车尾气排放以及工业污染源为邯郸市VOCs的主要来源,其方差贡献率分别为38.7%、16.0%和15.1%。(2)石家庄本地源对PM的浓度贡献率为68.9%,周边省级区域中,山西省对石家庄的贡献(6.1%)最大,其次是山东省(3.0%),这表明在治理石家庄市PM污染时应认真考虑山西和山东的排放情况。保定和衡水受到山东省排放的影响较大,贡献率分别为3.7%和17.1%。山西省和山东省对邢台的贡献最大,贡献率分别为7.4%和5.8%。邯郸受本地排放的影响(44.5%)相对较小,河南、山西和山东对其PM的浓度贡献都很高,分别为9.5%、6.6%和6.4%。从城市群的相互影响来看,河北南部城市主要受河北中南部城市群的影响,平均贡献率为66.7%,其次是山东西部城市群和河南北部城市群,平均贡献率分别为3.3%和2.1%,而河北中东部城市群(1.6%)和山西东南部城市群(1.3%)对其贡献较小。从城市间相互影响来看,河南省安阳市对邯郸的贡献较高,贡献率为4.2%,邢台受邯郸市排放的影响较大,其贡献率高达9.4%。(3)对两次重污染过程(EP1:2015.01.11-16、EP2:2015.01.26-31)的深入分析表明,PM积累阶段除受到本地污染源排放的影响外,来自西北方向的城市传输也不容忽视。石家庄的重污染主要来自本地排放和河北中南部城市排放,并与山东省和山西省的排放密切相关。EP2期间,O和PM复合污染严重,O浓度较高,且O和PM浓度呈负相关关系。PM无污染时期(PM<75μg·m)的O浓度最高,随着PM污染水平上升,O浓度呈下降趋势,二氧化硫(SO)和二氧化氮(NO)等污染物质量浓度大幅增高。PM浓度较低时,光化学反应更为活跃,O污染则加剧。颗粒污染物的积累主要受到本地累积和城市间近距离污染传输的影响,O主要来源于本地的生成,少部分则来源于东南方向的城市传输。

关键词：复合污染区域传输河北南部 WRF-Chem VOCs

河北南部两处先商文化遗址动物骨骼的稳定同位素分析

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文物春秋 2020年第3期 3-10,33页

作者：侯亮亮乔登云山西大学考古学系山西太原030006 邯郸市文物考古研究所河北邯郸056000

河北村遗址和滏阳营遗址是河北南部的先商文化遗址,通过对这两处遗址出土的77件动物骨骼进行C、N稳定同位素分析,发现猪(-7.6±1.4‰,n=33)、狗(-9‰±2‰,n=7)和牛(-9.4‰±2.6‰,n=15)的δ13C值普遍高于羊(-13.3±3.9‰,n=16)的相应值... 详细信息

河北村遗址和滏阳营遗址是河北南部的先商文化遗址,通过对这两处遗址出土的77件动物骨骼进行C、N稳定同位素分析,发现猪(-7.6±1.4‰,n=33)、狗(-9‰±2‰,n=7)和牛(-9.4‰±2.6‰,n=15)的δ13C值普遍高于羊(-13.3±3.9‰,n=16)的相应值,这说明前三者主要以C4类食物(粟、黍及其副产品)为食,而羊则以C3类(野生草本植物)和C4类食物为主,据此可推测这两处遗址先民可能主要从事粟黍农业。将猪的食物作为重建先民生业经济的替代性指标可知,滏阳营遗址比河北村遗址的粟黍农业发展程度更高一些。

关键词：河北南部河北村遗址滏阳营遗址先商文化替代性指标 C、N稳定同位素

应用WRF-Chem模型解析河北南部城市PM2.5来源及传输路径

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应用WRF-Chem模型解析河北南部城市PM2.5来源及传输路径

作者：齐孟姚河北工程大学

学位级别：硕士

本文应用第四代空气质量模型WRF-Chem对2015年1月河北南部城市(石家庄、保定、邢台、邯郸)的PM浓度进行模拟并计算得到每个城市边界的PM通量,并由此推导出模拟期间PM的主要传输路线及通道区域,同时应用强力法基于3个区域等级(省、城市... 详细信息

本文应用第四代空气质量模型WRF-Chem对2015年1月河北南部城市(石家庄、保定、邢台、邯郸)的PM浓度进行模拟并计算得到每个城市边界的PM通量,并由此推导出模拟期间PM的主要传输路线及通道区域,同时应用强力法基于3个区域等级(省、城市群、城市)设置了37个零排放情景,计算河北南部城市PM的通道区域贡献。分析表明,河北南部城市的PM通量在南北方向均存在较大的流入流出通量,而在东西边界存在“西部高,东部低”的现象。河北南部城市的PM通量在近地层(1-5层,020 m)传输量较低,仅邢台和邯郸有西-东(由西至东)、北-南(由北至南)的传输路线,高空层(6-9层,320000 m)的通量传输量更高,石家庄和保定的传输路线为西北-东南和西南-东北,邢台与邯郸的传输路线为西-东、南-北。河北南部城市PM均以本地源贡献为主,这也直接导致了河北省及河北中南部城市群的贡献均为同区域等级中的最高。周边省份中,山西省对石家庄和邢台影响较大,山东省对保定贡献最高,河南省对邯郸贡献最高。周边城市群中,山西东南部城市群对石家庄贡献最高,河北中东部城市群对保定贡献最高,河南北部城市群对邢台和邯郸贡献最高。通道城市中,石家庄和保定受其东北方向城市影响较大,邢台和邯郸的南北相邻城市对其贡献较高。另外,本文挑选了两次重污染事件(EP1:2015.01.11-16、EP2:2015.01.22-27),结合PM浓度、气象条件、通量传输路径及通道区域贡献进行成因分析。综合EP1、EP2的污染过程可以发现,PM浓度累积阶段多受风速逐渐降低的偏南风影响,同时边界层高度下降,PM通量由南向北传输,气团多为经历短距离传输到达河北南部城市,河北南部城市本地源贡献均上升,位于南部的邻近城市贡献也上升。相反,当PM浓度由峰值迅速下降时,受风速逐渐升高的偏北风影响,边界层高度上升,通量传输方向为由西北、东北至南,气团为来自西北方向的远距离传输,河北南部城市本地贡献依然上升,但通道区域贡献均有明显下降。因此,不利的气象条件与其本身的高排放及特殊的地理位置是造成河北南部城市重污染的主要原因。

关键词： WRF-Chem PM2.5 区域传输重污染河北南部

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河北南部电力系统的运行与操作