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专题会场五:专家观点提炼
发表时间: 2016-11-06 14:40:00 作者:本站编辑 来源: 本站原创

基于染料激光的SO2和NO2探测激光雷达技术

胡顺星:

SO2和NO2是环境中大气重要的污染气体,其含量与局地排放源、天气条件等因素关系密切,对生活在地面的人类有重要影响。高灵敏度和高精度的SO2/NO2空间分布测量手段少。差分吸收激光雷达测量精度高,范围广,实时连续,可分辨时空变化特征,监测大气SO2和NO2浓度变化过程。

在研制基于可调谐钛宝石激光器和拉曼散射激光光源的SO2和NO2差分吸收激光雷达的技术基础上,研制了一台基于染料激光器的大气SO2和NO2测量差分吸收激光雷达系统。该仪器是在国家基金委科学仪器研制专项(大气物理研究所主持)支持下研制的。

经过五年的努力,该仪器已完成。从测量结果看,测量精确度较高,统计方差与时间有关。


阅兵蓝的对比分析

高庆先:

2015年8月20日-9月3日北京阅兵期间实行限行减排措施。其中,减排措施由北京及其周边六省市协同进行,主要针对三大污染源头:工业源、扬尘面源和移动源。由图片及PM2.5监测浓度变化表明,实施限排措施以后,空气质量优于未限行的空气质量。

阅兵前、中、后空气质量的对比分析来看,2015年限行后,PM2.5变化比较大,臭氧在此期间比限行前和限行后两个要高。PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮相比2013、2014、2015年浓度也有了大幅度的下降,而臭氧略有上升。另外,2015年在此期间,空气质量均为优。

通过以上分析可以看出,北京地区的空气污染必须以自身为主,与周边城市协同控制,从工业源、移动源等方面的源头控制可以更好的加强效果。


我国大气污染防治法相关标准的制定与实施问题的研究

王灿发

《大气污染防治法》今年1月1日开始生效,其中约29%的条文直接涉及到标准制定、修订和使用。该标准的内容有别于传统的环境标准,除了原有的质量标准、排放标准、基础标准、方法标准和样本标准外,还涉及到了产品的质量标准。

该法令由环保部等有关部门制定,但目前产品环境质量标准的质量仍严重滞后,其中仍存在一些问题,制定标准的逻辑思路并不清晰。因此,在标准方面,作为行政机关、标准部门,制定标准应该确保科学性,产品质量标准需要加强,标准制定程序应当有广泛参与,标准也应当及时修订。


排污权交易的现状与政策改进

常纪文

在地方试点中,有偿使用和交易是以排污指标有偿取得和交易的形式出现。经过近三年的努力,从评估看来,但整体改革推广得不错。

总体上讲,交易进展比较顺利,山西、河北、陕西、浙江等一些省份也有政策创新,但其中也存在一些为问题。第一,由于有些地方的要素不同,认识水平不同,各个地方试点水平参差不齐。第二,理论研究支撑不足,各地初始排污权分配尚不明确。第三,交排污权费与排污质量之间的关系尚不明确。第四,管理制度要加强,严格控制好偷排问题。

针对以上问题,提出如下建议:1、健全法律法规;2、明确排污权使用边界;3、加强理论研究;4、监管配套制度;5、打击偷排;6、信息公开。


应用软科学冲沟机动车污染防控体系研究及减排效果分析

颜梓清

2015年机动车污染物总排放量(不包含CO2)比工业污染物高4倍,机动车的CO2排放处于放弃监管的状态。

机动车国家从三方面控制污染:油品质量、新车管理和在用车管理。其中目前来看提高油品标准对降低雾霾效果并不大,新车标准在不断提高,但由于新车标准和在用车标准相差了11-25倍,因此对降低雾霾事实上也并无作用。在用车管理体系存在的问题有检测方法不统一、检测设备无认证、维修机构未纳入机动车减排监管、检测与达标管理无关联。

针对该现状,利用软科学重构机动车污染防控体系不失为一个可以推广的解决措施。首先是汽车污染总量控制体系建设。实施车辆排污污染总量=车辆排污量×车保有量×行使公里数,其重点是确定区域汽车污染总量。该措施中,要求通过统一检测方法、技术标准、管理体系来准确收集汽车污染量,自动获取汽车行驶距离,以及汽车污染量的分级管理。其次是建立汽车排污量交易体系建设,其中最重要的是交易规则的制定,交易规则牵扯到车主的公平性和交易的成功,有利于措施的推广。该措施经科学计算达到了很好的效果,期待日后投入市场实施。


专题讨论与高端对话:如何构建绿色发展体系促进产业升级

常纪文:京津冀等地区要想走绿色发展的道路,促进产业升级,需要注意以下几点:1、要从更大的尺度统筹产业结构、产业布局;2、严格执法;3、绿色发展不要急功近利。

程水源:传统的粗放生产模式早场了大量的资源、能源浪费,结构不合理。绿色发展是解决当今环境污染问题的必经之路,其实质内涵是低碳、节能、减排、充分利用资源。要想实现绿色发展,还要合理的科学的利用空气的自净能力。绿色体系的构建与经济结构调整可能在以后还有更大的研究实施空间。

颜梓清:软科学模块在未来可能对绿色构建、绿色发展会起到非常重要的作用,真正的绿色发展一定是建立好第一个非常科学的制度,且这个制度一定要有闭环管理。目前一些制度的实施规则、细则或标准、措施完全对不上。所谓闭环管理,即从法律到实施细则,再到措施、执行,还有技术的相关支撑是一个闭环的管理,最后达到一个目标,以及建立公开透明的交易制度。

胡滨:所谓绿色金融问题,即绿色金融支持产业发展问题。对于如何在中国进一步推动绿色金融的发展,支持绿色产业的发展,应当在我国在绿色金融领域为建立一个完备严密的体系。就我国绿色金融发展问题应当关注以下几点:1、绿色信贷;2、进一步促进和大力发展中国本地的绿色债券;3、大力发展排污权、碳交易权、用水权等环境权利交易体系;4、绿色保险;5、整个绿色金融体系的构建需要统筹协调的过程,需要政府各相关部门密切配合、政策协调。

刘治彦:产业转型升级是现在都需要用的两种路径,使得我国的产业步入现代化,但当今的发展与环保形成了矛盾。目前国家的转型升级从大力发展战略新兴产业和对传统产业进行技术上的创新上下手,也要向绿色科技含量方向进行。绿色是环境友好型、资源节约型,绿色是为了能够实现发展与环保的统一,一切的转型升级都是为了绿色,为了生活更加美好。

王灿发:要发展既不破坏环境,又能够使我们的经济上去是环保相关政策的宗旨。目前的发展方式要转变,高投入、高污染、低产出破环环境的发展方式不能再继续下去。产业的转型过程是痛苦的,会随之带来很多社会问题,而环境保护的产业发展则可以部分解决这个问题。在法律保障上,在现有的促进绿色发展的法律的基础上,生态文明建设促进法的制定也是必要的法律保障。


京津冀地区大气污染成因机制研究与思考

刘树华:

京津冀地区秋冬季严重污染的形成原因有三:污染源本身、地形和天气。

地形和天气方面,京津冀地区呈三圈环流,一是山谷风环流,二是海陆风环流,三是城市热岛环流。在冬天,京津冀地区海陆风、山谷风环流很弱。在边界层顶附近存在很强的逆温层。边界层高度很低,环境容量小,极易导致大气污染的出现。

因此,不同季节的热力条件和天气背景强迫对边界层过程及空气质量有重要的影响。京津冀午后的边界层高度存在明显的季节变化,春>夏>秋>冬。边界层高度的季节变化对边界层内大气污染物的浓度具有调节作用。秋、冬季频现的重污染过程与季节内的典型边界层过程有关:秋季,大尺度的天气系统背景风较弱,京津冀地区的山谷风环流能得到充分的发展,午后,谷风环流在京津冀上空的回流分支(山区吹向平原)将山区相对较暖的空气团带到平原上空,加强了边界层顶部附近的逆温强度,进而抑制了京津冀西部平原地区大气边界层的发展,不利于该地区大气污染物的垂直扩散;冬季,由于存在不利的热力条件,京津冀的边界层高度为四季最低。


重污染天气红色预警应急措施效果评估技术研究与示范应用

程水源:

重污染预警措施效果评估技术基础首先是清单的建立,通过北京及周边地区多个行业部门广泛深入合作,建立了京津冀地区高分辨率大气污染物排放清单。其次是大气PM2.5成分谱测试,它对于数值模型验证具有重要意义。最后是WRF-CAMx模型建立,APEC会议期间和70年阅兵期间PM2.5模拟与监测浓度都呈现出较好的相关性,模型模拟结果的准确性可接受。

重污染预警应急措施污染物减排核算是一项很重要的工作,它反应了红色预警、橙色预警等措施的具体减排量。预警应急措施效果的评估方面,模型不但要调整准确,还要本地化,以及模拟基准情景。该措施在2015年北京及周边地区应用效果明显,说明模拟可靠合理。

关于今后重污染预警应急预案有以下几点改进建议:1、提前预警及提高预警时效性;2、研究建立重污染预警优先减排方案;3、优先控制敏感源和敏感物种的污染源;4、开展红色预警减排的环境和经济损益分析研究。


激光雷达与风廊线雷达在边界层结构研究中的联合应用

范绍佳:

大气边界层结构影响大气垂直输送、扩散能力,影响空气质量。大量的观测表明,大气边界层结构时空变化明显,有明显的日变化。

该研究通过激光雷达与风廓线雷达联合探测污染物,初步研究结果表明:1、激光雷达、风廓线雷达对白天不稳定边界层高度确定较准确可靠,对夜间边界层高度探测存在不足;2、激光雷达气溶胶后向散射率(消光系数)对晴天日间边界层高度的判定较好,但夜间多层逆温结构会导致夜间边界层高度判定准确性下降;3、风廓线雷达折射率结构常数C2n对边界层高度的确定较好,但夜间探测盲区及高空较强风切变等导致无法判定夜间边界层高度;4、发展一种联合多种观测仪器准确给出边界层高度的方法,是边界层遥感研究亟需解决的问题。


珠三角城市群温室气体浓度特征及其与气象因子的作用

麦博儒

CO2是引起全球变暖的重要气体已基本在国内形成了一种共识。珠三角春夏季以正南风和东南风为主,冬季以西北风和正北风为主,且风速较大。气温为夏季>秋季>春季>冬季,春秋季均有助于植被获得较强的碳汇吸收,而春冬季植被碳汇吸收较弱。

该研究使用美国picarro公司的G2301!/CH4/H20的分析仪观测CO2浓度。经分析,珠三角地区CO2浓度在春季最高,冬、秋季相当,夏季最低,年均值为426.64±15.76×10-6,高于我国其他区域/全球本底站的观测值,同时也高于香港地区观测的结果。CO2浓度的日变化分布在4个季节基本为单峰形态,均表现为夜间高日间低,以夏季的振幅最大。

日间、夜间大气CO2浓度均随着气温的增加呈先上升后下降的变化趋势,春、冬季的浓度峰值均出现在17-22℃之间,夏季均出现在30℃,秋季在22-26℃之间。这种峰值差异是气温引起的大气稳定度变化,以及植被、土壤呼吸等过程相互作用的结果。

风速的影响可用线性方程进行描述,拟合的复相关系数(R2)为0.86-0.97。在考虑风向频率的作用下,S风向在春季存在强的汇区,而其余季节则为弱的汇区,N-NNW除春季外为源区外,其余季节均为弱的汇区。NW-NNW和NNE-ENE在四季中均为弱的CO2源区。


污染源同化及PM2.5预报非线性订正方法的研究

程兴宏

现有的方法主要是改变一次排放源,但对于二次的污染物像PM10、PM2.5等不好改进,通过资料同化的方法可以对天气预报的模拟做一些改进。

该研究通过自上而下的源同化反演方法和卫星观测分别分析,两次重污染的过程中,模拟的浓度更接近,如果用初始的数据会比较偏低,从模拟来看,不管是二氧化硫还是二氧化氮,通过反演以后的浓度观测更接近,误差也减少了。

该研究用APLSR方法对预报的PM2.5浓度和实测的数据建立分析性的关系,试图对于模拟的浓度做一些订正或者是改进。经监测分析,在京津冀地区,误差在不同的区域有非常显著的减少。在不同的四个重污染区域,都有较大的改进。

对于未来改进计划,原来的方法难以反演PM2.5、PM10等一次排放源,对面源或者是污染源不确定性的模式预报影响,气溶胶资料同化技术等待进一步改进。


以智慧城市建设精准治理雾霾

刘治彦

雾霾是由不清洁的煤炭发电、工业所造成的污染、排放的废气以及机动车引起的,这三个大的因素,都是和我们人类社会发展、现代化进程密切相关的。针对该情况,环保部新颁布了大气10条,即从产业结构调整、法规建立、技术手段建立等7个方面综合治理。其中,只有从社会层面解决了技术手段问题,严格执法,才能达到好的效益,使得大气质量提升。但为何雾霾仍治理如此艰难?其原因应该是治理政策执行不到位。

在智慧时代,国家要发展战略新型产业,就要驱动人类社会发展的三大要素,能源、材料、信息。在智慧城市,如何生产、如何消费、如何管理,政府很大程度上是智慧化的管理。智慧城市从大数据采集、分析开始,直到科学决策,能够调控污染,能够得到合理的控制,制定合理的政策。目前的政策并不精准,只有通过智慧城市的途径,包括城市的硬件部分、即感知系统的酝酿部分,软件部分、即采集信息,以及信息平台。

希望未来解决问题的思路能够再广一点,共同关注人类现有的技术、现有的社会科学的知识,把它集成起来,通过智慧城市的建设,解决严峻的雾霾问题。


兰炭替代原煤高效清洁利用研究

赵俊学:

雾霾成因有机动车、燃煤、工业生产以及其他排放,其中燃煤占的权重较大。相比燃煤而言,我国天然气的储量还差很多,因此用煤是我国的基本国情,也因此需要以煤为基础,寻找燃煤的替代品,即燃煤低温干馏。

兰炭作为民用清洁燃料,经低温干馏后扽船坞与其他无烟煤相比,具有硫含量低、试烧后颗粒物少、有害气体排放少等特点。其质量、价格、安全性也具有优势。另外,兰炭点火容易,燃烧时间良好,残炭率低于其他无烟煤,是一种比较理想的清洁民用燃料。


西安市大气细颗粒的微生物浓度、组成与动态变化

李彦鹏:

生物气溶胶是含有生物性粒子的气溶胶。包括细菌、病毒以及致敏花粉、霉菌孢子、蕨类孢子和寄生虫卵等,除具有一般气溶胶的特性以外,还具有传染性、致敏性等。大气生物气溶胶的环境效益的研究中,采用撞击式的采样方法,监测方法有可培养与不可培养两种方法。

经研究,微生物气溶胶的浓度主要特点是霾天与非霾天差别很大,沙尘天气爆发时,微生物气溶胶浓度也随之增加。对其微生物组成研究之后,发现可培养微生物只占1%左右,其中非霾天出现的的新菌和美军致病性更强,大部分微生物是不可培养的。分析西安市西军气溶胶的群落结构发现,不同季节微生物分布不同,种类也有差异。