在中国的城镇污染与大气扩散的调查外文翻译资料

 2022-08-10 03:08

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在中国的城镇污染与大气扩散的调查

摘要

由于中国在过去30年通过努力变成了工业强国,导致空气污染成为了一个严重的问题。燃煤目前占中国所有能源需求的70%以上,是空气污染的主要来源。由于中国煤炭中的硫和灰分含量很高,并且由于中国大多数燃烧装置效率低下,因此SO2和颗粒物排放是一个严重的问题,甚至超过许多工业化程度高的国家。尽管大部分煤炭在华北燃烧,但由于华南地区缺乏缓冲的黄图灰尘,因此导致华南地区的酸降最严重。

中国政府已经采取了重大措施来减轻空气污染,例如:将污染产业搬迁、使用含低硫的煤炭、使用天然气来取代煤炭为用户供暖、并且对污染超标的行业进行罚款。对于以下重大的新项目也都要进行大气环境影响评估(AEIA)。本文介绍了三种类型的数学扩散模型以及在此类评估中应用的领域和风洞实验。

中国当局认为,必须做出各种技术,管理,职业和行为上的改变,才能显着改善中国城市的大气。经济发展和新技术的引进经常造成环境污染。 在过去的几十年中,就像许多其他发展中国家一样,中国工业和城市化进程的发展导致了人为的空气污染,这主要是由于依赖煤炭作为满足家庭和工业需求的主要能源。

1982年中国的能源消费总量(6.2亿吨标准煤)中,煤炭占72.9%,石油占18.7%,天然气占2.6%,水力发电占4.8%(中国国家统计局,1983)。由于中国超过70%的能源来自煤炭,因此二氧化硫和颗粒物已成为主要污染物。 1980年,中国的SO2排放总量估计约为1500万吨(Jernelov 1983)。这约占全球人为SO2排放量的12.5%和北美SO2排放量的50%。在中国,二氧化硫排放量的85%来自燃煤,其中硫含量从0.5%到5%不等,但平均为2%-3%(Jernelov 1983)。其中煤和灰尘的含量很高,高达20%。质量差的煤,再加上低于30%的燃烧效率(Zhao and Sun,1986),导致了中国许多城市地区的空气污染问题。

家用炉具的烟囱很低,燃烧效率很低,据估计,排放到大气中的SO2有35%-40%来自它们。中国空气污染的其他来源包括来自华北黄土高原的风吹尘埃,与正在进行的建筑活动有关的尘埃以及最近的酸性降水(Zhao and Sun 1986)。

在本文中,我们简要介绍了空气质量状况,包括酸沉淀,并与其他国家进行了比较。我们还将研究控制空气污染的方式以及大气影响评估研究在中国空气管理策略中的作用。

一般空气污染特征

在中国许多城市,都对粉尘或沉降的颗粒物以及二氧化硫进行了监测。这些污染物在北京、上海、广州、沈阳和杭州的1981年水平(见图1位置)分别列于表1和图2、图3,以及发达国家的可比较水平。由此可见,中国这些空气污染物的现有水平大致相当于二十世纪六十年代中后期到发达国家的水平。这意味着中国可能比发达国家现在流行的空气污染控制计划和技术落后十年。

通常,空气污染问题的严重程度在北部城市地区要比南部地区严重,而在冬季则要比夏季严重。造成这种情况的主要原因是,在北部,尤其是在寒冷的冬季,煤炭消耗量更大。

气候因素也造成了城市空气污染的严重性。中国位于欧亚大陆的东海岸,经历季风性的气候。500毫米的年等温线(中国科学院,1984年),是中国干旱和潮湿地区之间的分界线,从黑龙江省的哈尔滨到东北的承德(河北省)、兰州(甘肃省)、和西藏的东南部(图1)。黄土高原和沙漠位于这条线的西北部​​,因此在冬季,盛行的西北风携带大量风吹过的土壤颗粒,加剧了华北地区的总悬浮颗粒(TSP)水平。

虽然中国西南地区没有经历同样的干旱,但其复杂的地形、无风或微风、高云量、温度倒转和高含硫煤导致了空气质量差。

关于NOx污染物的情况要比粉尘和SO2好得多。在65个城市中,只有一个城市的NOx浓度高于国家空气质量标准0.1mg/m~(中国环境部 1982)。然而,在将来,随着机动车辆和工业的增长,将不得不更加关注这些污染物。

与其他国家一样,酸雨已成为中国的主要环境问题。自1970年代末以来,中国一直在测量酸雨及与之相关的离子的浓度。如今,在长江以南的许多城市中,中国各地普遍发现了酸雨,尤其在西南部。在更靠后的地区,重和贵阳的问题最为严重,平均PH值低于4.5(Zhao 1984)。

表2显示了中国不同地区的酸沉降程度,表明除北京和乌鲁木齐外,其他地方都存在酸雨。(Li and Wang 1984)。酸沉降的地理分布不同于SO2,其发生在南部最为严重而不是北部。中国南方的一些地区,如重庆、贵阳、杭州和南宁,有超过65%的时间pH值接近4.0。这里的情况几乎与南德意志联邦共和国、斯堪的纳维亚和北美东北部的情况一样严重(表2)。

中国华北地区的酸雨问题也不容忽视。例如,在山东省青岛市,平均pH值为5.16或更低的降水概率为90%。由于华南地区的土壤已经是酸性的,并且缺乏钙离子,镁离子,钾离子和钠离子,因此它们具有中和酸沉降的交换能力较小,这使得华南的红土土壤更容易被酸化

一方面,华北地区的土壤主要是基本土壤,不受酸沉降的影响。此外,尽管北部排放的SO2量较大,但该区域的碱性空气传播的黄土粉尘颗粒倾向于中和烟囱中的酸性飞灰,并中和到达地面的酸雨量。然而,如果通过水土保持措施来减少这些风吹的扬尘,在未来,酸雨可能会成为一个更严重的问题(Shen 1984)。

为了举例说明中国的一些空气污染问题,我们将把兰州和上海这两个城市分别作为北方和南方的代表。

兰州和上海

兰州是中国最重要的工业城市之一,拥有1000多家工厂和近100万人口。它位于黄河流域的一个盆地使它的空气污染问题更加复杂,这不仅导致频繁的温度反转,而且使年平均风速降低到仅0.94 ms-1。特别是在冬季,它的无风天气和温度变化的发生频率很高,并且高压空气多次在该地区有向下气流,这进一步降低了大气的缓冲能力,使兰州成为中国空气污染问题最严重的城市之一(表3)。

表一:中国和发达国家的降尘和二氧化硫浓度

中国的城市(1981)

污染物 北京 上海 广州 沈阳 杭州

降尘量

(吨/平方公里/月) 31.4 29.8 14.0 50.2 13.2

SO2
(mu;g/m3) 182 120 80 158 70

表一续:

发达国家城市

纽约 伦敦 西柏林 东京 横滨 川崎 四日市 多伦多 蒙特利尔

25.7 11.5 4.8 23.0 10.0a 18.3a 11.5a 9.9c

(1962) (1962) (1962) (1962) (1962) (1962) (1962)

210b 172 129 219 232 159b 126b

(1968) (1967) (1967) (1967) (1967) (1967-69)(1967-69)

a:福冈和山下(1970)

b: 贝茨(1972)

c: 安大略省环境部(1970)

气溶胶是兰州最有害的空气污染物。它们不仅浓度很高,而且还包含许多重金属,例如铅,镉,砷,铬,铜,锌,锰和镍,以及大量不同的有机污染物。在夏季,臭氧的每小时平均浓度有时超过100ppb,而PAN(过氧化乙酰硝酸盐)的浓度高达24ppb。这些高浓度会产生光化学烟雾(Tian 1983)。尽管最近有了一些改进,但是这些问题仍然非常严重。上海位于长江三角洲,是中国最大的城市,人口640万,集中在230公里。全市平均风速3.7 ms-l,年降水量995 mm。由于冬季相对温和,对空间供暖的需求很少。

表2:中国和世界其他地区的降水酸度

区域 城市 测量日期 pH 频率(%)(pHle;5.6)

中国

北部 北京 1981.1-1983.4 7.15 0.0

唐山(河北) 1981.3-1983.4 7.02 4.0

西安(陕西) 1981.1-1983.4 6.12 35.0

长春(吉林) 1983 5.18f 39.4

青岛(山东) 1981.1-1983.1 5.16 90.0

西北
边界 乌鲁木齐 1981.7-1982.12 7.51 0.0

南部 南京(江苏) 1981.1-1982.11 6.66 13.1

南宁(广西) 1981.5-1983.3 5.33 65.5

杭州(浙江) 1981.9-1983.4 5.82 68.6

武汉(湖北) 1981.8-1983.3 5.96 35.7

庐山(江西) 1981.8-1983.4 5.41 77.3

表二续:

福州(福建) 1982.5 4.49a

重庆(四川) 1982 4.10b

贵阳(贵州) 1982 4.02b

南部 FRC 4.1c

南部 斯堪的那维亚 4.3c

穆斯卡卡-哈利伯顿(加拿大) 4.2d

阿巴拉契亚地区中部(美国) 4.0e

a:李和王(1984)

b:赵和其他人(1985)

c:埃梅普(1984)

d:安大略省环境部(1985)

e:埃普里(1983)

f:陈(1984)

表3:空气污染超过标准的频率,1974-1977年

大气污染物 夏季日均浓度(mgM -s) 冬季日均浓度(mgM -s

TSP 0.3-0.88 1.2-3.5

SO2 0.01-0.12 0.1

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