《城市环境气象学》学习资料：四 空气污染指数

1、空气污染指数,空气污染指数,空气污染指数(Air pollution Index，简称API) 就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，并分级表征空气污染程度和空气质量状况，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。,计算方法,当某种污染物浓度Ci,jCiCi,j+1时，其污染分指数 Ii=(Xi-Ci,j)/(Ci,j+1-Ci,j)(Ii,j+1-Ii,j)+Ii,j 式中：Ii第I种污染物的污染分指数； Xi第I种污染物的浓度值； Ii,j第I种污染物j十1转折点的污染分项指数值； Ci,j第j转折点上I种污染物的(对应于Ii,j+1)； Ci,j+l第j十1

2、转折点上I种污染物(对应于Ii,j+1)浓度值；,计算方法,API=max(Il，I2IiIn),I1 =（0.315-C1,2）（I1,3-I1,2）/（C1,3-C1,2）+I1,2 = （0.315-0.300）（200-100）/（0.500-0.300）+100 =108,城市大气污染的差异与变化,城市大气污染的差异与变化,（1） 城市大气污染的地区差异 不同城市对比 雷克雅未克(Reykjavik, 冰岛首都): 无烟城市, 可谓 天蓝、地绿、水清、气爽 几个发达国家城市（欧美城市） 中国城市: 属煤烟型污染, 北方城市比南方城市更甚, 尤其是在冬天 我国因能源结构以煤炭为主, 因

3、此各大城市大气污染状况基本上类似,8,11,不同空气质量状况下人口比例,特大、超大型城市空气污染明显重于中小城市，尤以人口规模在100200万的特大型城市空气污染最重 空气中主要污染物二氧化硫和颗粒物浓度超标的特大、超大城市比例明显高于中小城市,12,15,16,同一城市内部不同区域 大气污染浓度分布不均匀: 靠近工业区污染最为严重; 靠近市中心的交通和商业区污染次之, 也较严重; 绿化区稍好些,城市大气污染的差异与变化,19,沈阳市夏秋季节大气细颗粒物元素浓度及分布特征,沈阳市不同功能区PM1的污染程度为铁西工业区气象局商业居民区科研所交通餐饮区棋盘山风景区;富集因子和经验正交函数分析表明,

4、除自然源外,各功能区污染来源有所不同,交通运输、道路扬尘、餐饮业和工业的排放均对PM1有重要贡献.,（2） 城市大气污染的类型及其日变化和年变化 伦敦型： 大气污染源主要来自工业炉窑和民用炉灶, 使用燃料为煤炭类, 排出的主要污染物为烟尘、SO2、CO等。在冬季因取暖用的燃料较多, 排放的烟尘量大, 再加上冬季辐射逆温频率大, 湍流弱, 烟尘不易扩散, 因此大气中烟尘浓度冬季最高, 春秋次之, 夏季最小。日变化烟尘浓度以早晨8时左右为最大,城市大气污染的差异与变化,25,26,26,城市大气污染的差异与变化,洛杉矶型： 大气污染源主要来自汽车等交通工具。污染物为汽车尾气排出的一次污染物 NOX

5、、HXCX、CO和铅尘等经光化学变化产生的二次污染物光化学氧化剂PAN。 浓度年变化: 夏、秋季节(5月9月)为最浓, 冬季最淡。 日变化: 光化学烟雾只在白天出现, 以中午附近为最浓。夜晚无日照, 因而不会有污染现象出现。,（2） 城市大气污染的类型及其日变化和年变化,27,28,城市大气污染的差异与变化,混合型： 是煤炭型和石油型二者的混合，其年变化，日变化比较复杂。,特殊型： 是指特殊污染源城市的污染物浓度分布情况。往往决定于气象条件。,（2） 城市大气污染的类型及其日变化和年变化,29,室内空气污染,室内空气污染,室内空气污染定义 “室内”主要指居室内，室内空气污染是指由于各种原因导致

6、的室内空气中有害物质超标，进而影响人体健康的室内环境污染行为。,34,室内空气污染,污染原因： 建筑材料及装潢材料、涂料中有害物质的挥发、人们不健康的生活习惯。,苯、甲醛、氡,35,室内主要空气污染物,A、气体污染物如：二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、硫化氢、氨气、甲醛、挥发性有机化合物（VOC）等，在室内空气中多达数十种乃至数百种以上。特别是室内通风条件不良时，这些气体污染物就会在室内积聚，浓度升高，有的浓度超过卫生标准数十倍造成室内空气严重污染。 B、微生物污染物如：细菌、病毒、花粉和尘螨等，来源于死或活的有机体。室内潮湿的地方，容易滋生真菌，造成微生物污染室内空气。真菌在大量繁殖的过程中，

7、还会散发出令人讨厌的特殊臭气。 C、建筑材料中的放射性物质,室内空气污染,36,室内空气污染,室内空气污染的特点 由于室内空气与大气空气污染所处的环境不同，其污染特点也不同。 室内空气污染具有如下特点：,A、累积性 B、 长期性 C、多样性,三种通风方式下的室内气流组织和室内空气品质的数值分析,通常情况下, 室内VOCS 污染物浓度比室外要高2 5 倍。通风状况越好, 即Q 值越高, 就越能促进室内VOCS 浓度的扩散稀释。 但换气量Q 的大小还取决于其他许多因素, 其中, 最主要的为: 建筑的设计, 包括门窗的类型、暖通设备安装、户型规划设计等; 气象条件, 包括风场方向与大小、室内外温度和

8、湿度的差别等.,通风房间内气流流动方式,城市化气溶胶微结构,什么是PM2.5？ PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。,particulate matter,PM2.5,PM2.5对健康有什么危害？ PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死。 老人、小孩以及心肺疾病患者，是PM2.5污染的敏感人群。 如果空气中PM2.5的浓度长期高于10微克/立方米，死亡风险就开始上升。浓度每增加10微克/立方米，总的死亡风险就上升4%，,灰霾天是P

9、M2.5引起的吗？ 虽然肉眼看不见空气中的颗粒物，但是颗粒物却能降低空气的能见度，使蓝天消失，天空变成灰蒙蒙的一片，这种天气就是灰霾天。根据2010年灰霾试点监测报告，在灰霾天，PM2.5的浓度明显比平时高，PM2.5的浓度越高，能见度就越低。 灰霾天是颗粒物污染导致的，而雾天则是自然的天气现象，和人为污染没有必然联系。两者的主要区别在于空气湿度，通常在湿度大于90%时称之为雾，而湿度小于80%时称之为霾，湿度在8090%之间则为雾霾的混合体。,南京市环境监测中心站2011年12月27日下午公布南京PM2.5监测情况，经过连续四年监测，截止目前，南京PM2.5年均浓度超过国家标准0.5倍。官方

10、表示，最迟明年上半年将发布PM2.5实时监测情况。 2012年3月2日，国务院新闻办举行新闻发布会，环境保护部副部长吴晓青介绍了环境空气质量标准等方面情况。吴晓青表示，目前大家对开展PM2.5的监测关注度很高，但如何治理PM2.5应该是更受关注的重点。,PM2.5,西安冬、夏季PM25 中水溶性无机离子的变化特征,佛山市冬季PM2.5中重金属元素的污染特征,雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物。雾的存在会降低空气透明度，使能见度恶化，如果目标物的水平能见度降低到1000米以内，就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结（或凝华）物的天气现

11、象称为雾（Fog）,雾,霾悬浮在空中肉眼无法分辨的大量微粒, 使水平能见度小于10 km的天气现象。 灰霾又称大气棕色云，在中国的部分区域存在着4个灰霾严重地区：黄淮海地区、长江河谷、四川盆地和珠江三角洲。,霾,空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文台称烟霞(Haze)。一般相对湿度小于80%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于90%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的霾，相对湿

12、度介于80-90%之间时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比较厚，可达13公里左右。由于灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。,霾,区别在于发生霾时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和)。一般相对湿度小于80%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于90%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的，相对湿度介于80-90%之间时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。,雾和霾 的区别,福州区域雾霾天气时空分布特征分析,1.大气污染的定义？ 2