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大气甲烷的源和汇及其浓度的观测模拟研究进展

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气象科技进展 2015年第1期5卷 40-47页

作者：张定媛廖宏中国气象局气象干部培训学院北京100081 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029

甲烷作为仅次于二氧化碳的长寿命温室气体,不仅影响着地球上的辐射平衡,它在大气中的化学反应对大气的氧化清洁能力和对流层臭氧浓度也起着至关重要的作用。因此,系统全面地研究大气甲烷源汇和分布特征对了解空气质量和气候变化具有重... 详细信息

甲烷作为仅次于二氧化碳的长寿命温室气体,不仅影响着地球上的辐射平衡,它在大气中的化学反应对大气的氧化清洁能力和对流层臭氧浓度也起着至关重要的作用。因此,系统全面地研究大气甲烷源汇和分布特征对了解空气质量和气候变化具有重要的科学意义。从甲烷的源和汇、浓度的观测和模拟几方面介绍了国内外的大气甲烷的研究进展以及存在的问题。

关键词：甲烷源和汇观测模拟

洱海上游表流人工湿地对水体微塑料赋存特征的影响

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环境科学 2024年第11期45卷 6616-6624页

作者：王化梁启斌戴柳云王艳霞李晓琳侯磊西南林业大学生态与环境学院昆明650224

表流人工湿地改变水体中新污染物微塑料赋存特征的程度尚不明晰,为此,以洱海上游罗时江流域内的5块表流人工湿地为对象,基于湿地进、出口水体微塑料的丰度、形状、粒径和聚合物类型等指标,探讨表流人工湿地对水体微塑料赋存特征的影响.... 详细信息

表流人工湿地改变水体中新污染物微塑料赋存特征的程度尚不明晰,为此,以洱海上游罗时江流域内的5块表流人工湿地为对象,基于湿地进、出口水体微塑料的丰度、形状、粒径和聚合物类型等指标,探讨表流人工湿地对水体微塑料赋存特征的影响.结果表明:(1)罗时江流域表流人工湿地水体微塑料的数量丰度和质量丰度分布范围分别为10375~21000 n·m^(-3)和5.5~9.8mg·m^(-3),平均数量和质量丰度分别为(14115±2790)n·m^(-3)和(7.6±2.3)mg·m^(-3),以小粒径(0.2~1 mm,73.8%±7.5%)的透明(64.0%±12.2%)和纤维状(98.9%±1.7%)微塑料为主,主要聚合物类型涉及玻璃纸(CP,58.5%±13.9%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,22.1%±11.4%)和聚酯(PES,12.8%±16.8%);该流域表流人工湿地水体微塑料丰度水平较高,但污染负荷指数及生态风险指数均为较低等级(Ⅰ类).(2)水体流经表流人工湿地后,薄膜和碎片状微塑料消失,主导颜色(透明、黑色和白色)占比降低1.4%,主要聚合物类型PET占比下降3.1%;同时,大粒径占比增加(1~2 mm和2~5 mm分别增加3.0%和2.2%),极少颜色(红色、黄色、绿色和紫色等)占比增加5.4%,出现进口未检出的聚合物类型人造丝和PES.(3)罗时江流域表流人工湿地进、出口水体微塑料的数量丰度和质量丰度无显著差异(P>0.05),湿地对水体微塑料的截留效果不明显,但减弱了水体微塑料各赋存特征间的相关性.研究表明,表流人工湿地可改变水体微塑料的粒径、形状、颜色和聚合物类型等赋存特征,表现出微塑料源和汇的双重角色.

关键词：水体微塑料(MPs) 表流人工湿地赋存特征截留效果源和汇

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广州城市大气HO_x化学过程初步研究

环境科学 2004年第4期25卷 28-31页

作者：任信荣王会祥邵可声唐孝炎北京大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点实验室北京100871

根据广州城市大气中OH自由基和其它污染物同步测量结果 ,计算了城市大气HOx(OH +HO2 )化学过程中主要反应的转化速率 ,分析了城市大气化学过程的主要特征 ,并与清洁大气中的化学过程进行了对比 .研究结果表明 :广州城市大气中OH和HO2 ... 详细信息

根据广州城市大气中OH自由基和其它污染物同步测量结果 ,计算了城市大气HOx(OH +HO2 )化学过程中主要反应的转化速率 ,分析了城市大气化学过程的主要特征 ,并与清洁大气中的化学过程进行了对比 .研究结果表明 :广州城市大气中OH和HO2 总的生成速率分别约为 4 5× 1 0 8分子 / (cm3 ·s)和 3 8× 1 0 8分子 / (cm3 ·s) ,比清洁大气中要快得多 ;城市大气中的OH净生成主要来自气相HNO2 的光解 ,而OH的去除主要与VOCs、HCHO、NO2 和CO反应。

关键词：大气OH自由基测量大气光化学源和汇广州

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大气中酰胺的研究进展与展望

中国环境科学 2024年第5期44卷 2369-2385页

作者：范亮张海杰王玮李俊玲任艳芹高锐李红徐义生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 北京理工大学原子分子簇科学教育部重点实验室化学与化工学院北京100012

综述了近几十年酰胺的相关研究成果,对其基本性质、检测分析手段、浓度水平和分布特征、源和汇、环境和健康效应进行了系统地总结和探讨.外场检测结果表明大气中的酰胺主要分布于城市地区.气态酰胺的来源除自然源的一次排放及二次转化外... 详细信息

综述了近几十年酰胺的相关研究成果,对其基本性质、检测分析手段、浓度水平和分布特征、源和汇、环境和健康效应进行了系统地总结和探讨.外场检测结果表明大气中的酰胺主要分布于城市地区.气态酰胺的来源除自然源的一次排放及二次转化外,还包括污水和废物处理、机动车尾气、工业过程、烹饪等餐饮行业的生物质燃烧、烟草燃烧等人为一次源以及在碳捕获和农业等人为过程中的二次转化.二次转化的化学反应机制主要包括胺的氧化转化以及RO2与NO3自由基的反应等.大气中的酰胺在白天会被OH自由基有效去除,在晚上会被NO3自由基有效去除,在Cl自由基浓度较高的沿海地区或工业排放地区,会被Cl自由基有效去除.与自由基的反应均遵循相似的反应机制,即自由基夺取酰胺分子中的氢原子.此外,酰胺可通过参与新粒子生成(NPF)过程,对二次有机气溶胶(SOA)的生成、大气环境和人体健康产生影响.基于目前对大气中酰胺的研究现状分析,提出了研究展望,未来要加强大气复合污染背景下的检测和分析方法的完善,及对生-消反应机制以及环境健康效应的探讨.

关键词：气溶胶酰胺大气化学源和汇环境健康影响

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裂隙影响基质渗流的数值模拟

力学与实践 2021年第6期43卷 879-886页

作者：乔继延鲁晓兵张旭辉中国科学院力学研究所北京100190

建立含裂隙均匀基质中的稳态渗流模型,通过数值模拟得到渗流速度和压力分布,分析不同分布型式的平行和交叉裂隙对基质渗流的影响,并结合油气开采和驱替评价不同裂隙可能带来的后果。研究发现,在裂隙端部压力发生突变,相应的渗流速度也... 详细信息

建立含裂隙均匀基质中的稳态渗流模型,通过数值模拟得到渗流速度和压力分布,分析不同分布型式的平行和交叉裂隙对基质渗流的影响,并结合油气开采和驱替评价不同裂隙可能带来的后果。研究发现,在裂隙端部压力发生突变,相应的渗流速度也出现急剧变化;对于基质而言,裂隙入口端等同于汇,而开口端等同于源。平行对称分布的裂隙导致周围基质中流速降低,裂隙流量占截面流量的主要部分,而不对称分布的平行裂隙有利于基质中的流动。

关键词：稳态渗流基质裂隙源和汇

分块地形坐标大气环流模式的动力框架及其整体性质

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大气科学 2005年第2期29卷 301-306页

作者：梁丹青张铭曾庆存空军装备研究院航空气象研究所北京100085 解放军理工大学气象学院南京211101 中国科学院大气物理研究所北京100029

介绍了分块地形坐标大气环流模式的动力框架及该框架微、差分方程组的整体性质。目前该框架水平分辨率为 4°× 5°,垂直分辨率有 9层和 2 1层两个版本。给出了该框架的控制方程组及其差分形式、边界条件、时间积分方案等。该框架的微... 详细信息

介绍了分块地形坐标大气环流模式的动力框架及该框架微、差分方程组的整体性质。目前该框架水平分辨率为 4°× 5°,垂直分辨率有 9层和 2 1层两个版本。给出了该框架的控制方程组及其差分形式、边界条件、时间积分方案等。该框架的微、差分控制方程组均满足总质量守恒、平流项二次守恒、科里奥利力不作功和总有效能量守恒 ;且未引入虚假的源和汇 ,保持了该框架计算过程中的物理真实性。该模式框架在主流微机上能长时间稳定积分 ,并可作有关地形的数值试验。

关键词：大气环流模式整体性质地形坐标框架动力分块控制方程组差分方程组水平分辨率垂直分辨率科里奥利力边界条件时间积分质量守恒能量守恒计算过程数值试验源和汇真实性定积分长时间平流

松嫩平原芦苇湿地洪水年份磷素水文地球化学迁移

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东北师大学报（自然科学版） 2005年第3期37卷 95-98页

作者：王升忠东北师范大学国家环境保护湿地生态与植被恢复重点实验室吉林省生态恢复与生态系统管理重点实验室吉林长春130024

按照湿地的水文周期和水流状态,将松嫩平原芦苇湿地分为两种水文类型,即闭流型和外流型.1998年强降水和洪水季节,通过野外径流场观测、水量平衡分析和样品室内测试,分析了两种水文类型的芦苇湿地中磷素的水文迁移过程和养分收支平衡.结... 详细信息

按照湿地的水文周期和水流状态,将松嫩平原芦苇湿地分为两种水文类型,即闭流型和外流型.1998年强降水和洪水季节,通过野外径流场观测、水量平衡分析和样品室内测试,分析了两种水文类型的芦苇湿地中磷素的水文迁移过程和养分收支平衡.结果表明,闭流型芦苇湿地一直是磷汇;而外流型芦苇湿地,随季节变化而发生磷源和磷汇的交替.

关键词：芦苇湿地湿地水文类型磷洪水源和汇

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大气中甲烷的化学行为

环境科学研究 1996年第4期9卷 10-15页

作者：张剑波北京大学环境科学中心北京100871

甲烷作为重要的温室气体,其化学行为日益引起人们的关注。稻田排放、牲畜排放和沼泽排放等是大气甲烷重要的源;与OH自由基的反应是其主要的汇。甲烷在大气中的浓度以每年1%的速度增长,其不仅影响气候的变化,而且引起大气中OH,O_3等浓度... 详细信息

甲烷作为重要的温室气体,其化学行为日益引起人们的关注。稻田排放、牲畜排放和沼泽排放等是大气甲烷重要的源;与OH自由基的反应是其主要的汇。甲烷在大气中的浓度以每年1%的速度增长,其不仅影响气候的变化,而且引起大气中OH,O_3等浓度的变化,是非常重要的化学物种。

关键词：大气甲烷源和汇化学反应排放

城市大气气态亚硝酸污染特征、来源模拟改进及环境影响

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城市大气气态亚硝酸污染特征、来源模拟改进及环境影响

作者：覃泽中国环境科学研究院

学位级别：硕士

气态亚硝酸（HONO）是大气中一种重要的痕量气体,其可通过光解产生大量的羟基自由基（OH）,显著影响大气氧化性,进而促进臭氧（O3）等二次污染物的生成,严重影响空气质量。尽管目前对HONO的探索已经开展了40余年,然而目前仍然缺乏对不... 详细信息

气态亚硝酸（HONO）是大气中一种重要的痕量气体,其可通过光解产生大量的羟基自由基（OH）,显著影响大气氧化性,进而促进臭氧（O3）等二次污染物的生成,严重影响空气质量。尽管目前对HONO的探索已经开展了40余年,然而目前仍然缺乏对不同季节、不同污染时期HONO的污染特征、来源及对大气氧化性和臭氧生成化学影响的系统研究。本文以华北平原淄博市2022年3月至2023年2月的外场综合观测数据为基础,分析了不同季节及不同污染时期HONO的污染特征。通过在0-D盒子模型（基于MCM v3.3.1化学机制）中添加潜在的HONO来源,探讨不同季节的HONO来源差异,并阐明HONO对大气氧化性、总氧化剂（Ox）生成速率及臭氧控制区属性的影响。研究结果丰富了对HONO化学的认知,为计算和模拟大气化学过程提供了重要的参数化方案和数据支撑,并为城市大气实施更加精准的臭氧污染控制策略提供理论指导。论文主要结论如下:（1）淄博市HONO浓度较高,观测期间平均浓度（±SD）为0.92±0.65ppbv,最大浓度为6.0 ppbv。四季HONO平均浓度排序为秋季（1.15±0.70 ppbv）>夏季（0.93±0.60 ppbv）>冬季（0.89±0.76 ppbv）>春季（0.73±0.45 ppbv）,且臭氧污染期（1.07±0.65 ppbv）的浓度大于清洁期（0.83±0.55 ppbv）。HONO日变化特征为夜间高值白天低值,符合典型城市地区的日变化趋势。表征NO2非均相反应生成HONO强度的HONO/NOx比值为夏季（0.069±0.018）>秋季（0.043±0.009）>春季（0.036±0.008）>冬季（0.029±0.006）,而臭氧污染期和清洁期的比值相近。（2）对前人研究中提及的部分HONO潜在来源进行参数化,并将其添加进默认的MCMv3.3.1化学机制中以探究不同季节HONO的主导来源及HONO对大气氧化性的影响。单个来源的敏感性分析表明光促进的地表NO2非均相反应的摄取系数(γg,hυ)及硝酸盐光解源的增强因子（EF）对日间模拟结果影响较大,而机动车排放比(kemis)和地表NO2非均相暗反应的摄取系数（γg）对夜间模拟结果影响较大。据此确定了各个潜在来源的基本参数配置,并进行了多情形的敏感性测试确定了不同季节的所选参数。添加HONO潜在来源后,HONO观测浓度与模拟浓度的差异由超过80%降低至15%以内。HONO收支分析表明光促进的地表NO2非均相反应是四季HONO的主导来源,但不同季节中的强度和占比呈现差异。此外,盒子模型模拟结果显示四季日间HONO光解对OH自由基的贡献均显著大于臭氧光解,表明HONO是影响城市大气氧化性的关键物种。（3）在默认机制和更新机制下分别设置了HONO观测浓度约束情形和未约束情形以探究HONO对臭氧生成化学的影响。与HONO约束情形相比,默认机制HONO未约束情形下臭氧污染期和清洁期的净Ox生成速率分别被低估23.5%和32.1%,HOx自由基浓度分别被低估20.2%和28.4%。而采用更新机制后,HONO未约束情形仅会造成3%以内的净Ox生成速率和4%以内的HOx自由基浓度低估,使得模型模拟结果更加精确。此外,在减排情形模拟中考虑到由NOx排放变化引起的HONO浓度变化,使得臭氧控制区属性更加倾向于NOx控制区。

关键词：亚硝酸 0-D盒子模型源和汇大气氧化性臭氧控制区