産品特色

內容簡介

　　《PM2.5與環境》2011年末我國發生多次大範圍霧霾事件,引起國內外廣泛關注,PM2.5概念被迅速廣泛傳播.這不僅是公眾生産、生活的社會熱點問題，更是國內外科學研究的焦點問題。本書通過對全國PM2.5外場觀測、遙感反演、實驗分析、數值模擬等研究工作，以PM2.5濃度水平和理化組成為基礎，闡述我國PM2.5的來源和時空分布特徵，提齣我國PM2.5汙染的管理體係和控製建議，同時深入總結瞭PM2.5的環境、健康和氣候效應。
　　《PM2.5與環境》針對我國PM2.5的詳細介紹。首先，從大氣顆粒物及PM2.5的簡介入手，描述瞭PM2.5的粒徑分布、來源特徵及物理化學生物等基本性質，介紹瞭國外及我國PM2.5的研究曆史及控製標準和汙染治理 曆史；然後，在此基礎之上，綜述瞭PM2.5的研究方法，包括：采樣和檢測手段，理化分析方法，PM2.5的網絡監測設計等，及一些新的科學研究手段；其次，還首次針對我國PM2.5的主要排放源進行瞭源譜庫建立和排放因子獲得的方法說明和研究成果介紹，將對治理我國PM2.5汙染提供基礎信息；再次，本書係統地介紹瞭PM2.5的環境、健康和氣候效應，使讀者認識到PM2.5危害的嚴重性和治理的必要性及緊迫性；最後，總結瞭國內外PM2.5汙染治理的技術和政策，並針對我國特有的PM2.5汙染特徵提齣治理建議。

作者簡介

　　曹軍驥，二級研究員、博士生導師，現任中國科學院地球環境研究所所長，兼任亞洲氣溶膠學會（AARA）主席、國際氣溶膠學會（IARA）執行委員、國際空氣與廢棄物管理學會（AWMA）中國學會主席、SCI期刊Journal of the Air & Waste Management Association副主編、Atmospheric Environment編委等。主要從事大氣氣溶膠與環境、PM2.5研究與控製、古氣溶膠循環與過去全球變化等研究。國傢基金委傑齣青年科學基金獲得者，新世紀百韆萬人纔工程人選。曾獲Frank A. Chambers國際空氣汙染控製傑齣成就奬（亞洲）、亞洲氣溶膠研究青年科學傢奬、中國青年科技奬、“中國科學院傑齣青年”等，分彆於2008年和2012年獲得國傢自然科學二等奬。已發錶SCI論文200餘篇，被SCI引用約4000次。

目錄

序Ⅰ
序Ⅱ
前言
第一章PM2.5概述
第一節大氣顆粒物
一、大氣顆粒物簡介
二、大氣顆粒物粒徑分布
三、顆粒物濃度的錶示方法
第二節PM2.5的基本特徵
一、 PM2.5主要來源
二、PM2.5的物理性質
三、PM2.5的化學組成
四、PM2.5的生物性質
第三節PM2.5的研究意義及我國汙染現狀
一、PM2.5對環境、健康及氣候的影響
二、PM2.5對生態文明、經濟及社會發展的影響
三、我國PM2.5汙染現狀
第二章PM2.5的研究進展及標準
第一節 國外PM2.5研究進展
一、空氣汙染發展曆程
二、美國和歐洲PM2.5研究
第二節國內PM2.5研究進展
第三節國內外環境空氣PM2.5標準概述
一、美國環境空氣PM2.5標準
二、歐洲環境空氣PM2.5標準
三、WHO關於環境空氣PM2.5指導性標準
四、我國環境空氣PM2.5標準
第三章PM2.5的采樣與分析方法
第一節 PM2.5樣品的離綫采集
一、過濾采集
二、采樣器的組成
三、切割頭的選擇
四、濾膜的選擇及濾膜支撐
五、采樣流量的測定、控製和運行
六、美國FRM和FEM采樣器簡介
第二節PM2.5實時在綫監測
一、 質量濃度在綫監測
二、數濃度、粒徑譜分布在綫監測
三、化學組分在綫監測
第三節PM2.5常規分析
一、質量濃度的分析
二、元素分析
三、離子分析
四、碳組分分析
五、熱解析氣相色譜/質譜聯用（TD-GC/MS）的常規有機分析
第四節PM2.5非常規分析
一、有機組分分析
二、單顆粒的錶麵形態和成分分析
三、同位素分析
四、生物組分分析
第五節質量控製與質量保證
一、標準操作程序
二、質量審核目標
三、實驗室操作審核
四、野外操作審核
第四章遙感技術在PM2.5研究中的應用
第一節氣溶膠遙感技術
第二節遙感技術監測PM2.5的研究現狀
第三節PM2.5質量濃度遙感反演的基本方法及實例分析
一、遙感反演的基本方法
二、基於PARASOL AOD估算西安地區PM2.5質量濃度
第四節PM2.5組分的遙感反演
一、地基遙感觀測反演PM2.5組分
二、衛星遙感觀測反演PM2.5組分
第五節遙感技術在PM2.5研究中的局限及其趨勢展望
第五章我國PM2.5研究綜述
第一節全球PM2.5分布概況
第二節我國PM2.5時空分布
第三節北京市PM2.5及其化學組成、來源變化特徵
一、北京市概況
二、PM2.5質量濃度及化學組分特徵
三、來源變化特徵
四、奧運期間顆粒物濃度及化學組分變化特徵
第四節上海市PM2.5及其化學組成、來源變化特徵
一、上海市概況
二、PM2.5質量濃度及化學組分特徵
三、世博會期間的空氣質量狀況
第五節廣州市PM2.5及其化學組成、來源變化特徵
一、廣州市概況
二、PM2.5質量濃度及化學組分特徵
三、亞運會期間的空氣質量狀況
第六節西安市PM2.5及其化學組成、來源變化特徵
一、西安市概況
二、樣品采集與分析方法
三、PM2.5質量濃度及化學組分特徵
四、城區與郊區（背景點）PM2.5質量濃度與化學組分的差異研究
五、PM2.5來源變化特徵
六、PM2.5質量濃度與西安市經濟能源變化的關係
第七節其他地區PM2.5研究總結
一、東北地區
二、華北地區
三、華東地區
四、華中及華南地區
五、西部地區
第六章我國14個城市PM2.5時空分布、來源與變化
第一節我國14個城市PM2.5的同步觀測
第二節PM2.5質量濃度及元素、離子、碳組成變化特徵
一、質量濃度時空分布
二、元素分布特徵
三、水溶性無機離子特徵
四、OC、EC及8個碳組分的時空分布
五、14個城市PM2.5的物質平衡
第三節PM2.5非常規化學特徵及其來源示蹤
一、水溶性金屬和非金屬元素分布
二、char和soot時空分布特徵
三、14個城市有機組分時空分布
四、有機物/有機碳比值分析
五、穩定碳同位素測定與示蹤
第四節PM2.5模式與觀測對比
一、實測數據用於酸雨研究
二、有機碳和黑碳排放源清單驗證
三、區域模型碳組分驗證
第五節我國14個城市2003年和2013年PM2.5對比
一、14個城市PM2.5質量濃度的空間分布
二、時間序列及鼕季高汙染的過程分析
三、PM2.5質量濃度的10年對比
第七章PM2.5的主要來源與源解析
第一節PM2.5主要來源
一、一次排放
二、二次轉化
第二節PM2.5來源解析技術及其應用
一、化學標識物比值等定性及半定量示蹤法
二、同位素示蹤
三、單顆粒錶徵與源識彆
四、定量來源解析的受體模型
五、過程解析的模型方法
六、源解析技術的發展趨勢
第三節我國PM2.5源譜的研究
一、PM2.5源譜樣品采樣方法概述
二、我國主要PM2.5排放源源譜
三、我國源譜工作的不足
第四節源排放清單綜述
一、源排放清單建立方法
二、我國源排放清單的研究
三、我國排放清單的應用
四、我國排放清單工作的不足
第八章重汙染事件的曆史、成因與控製
第一節重汙染事件的概念
第二節重汙染事件危害及舉例
第三節曆史上著名的重汙染事件
一、倫敦煙霧事件
二、洛杉磯光化學煙霧事件
第四節我國重汙染事件概述
一、北京市
二、西安市
三、上海市
四、香港
第五節重汙染事件的成因分析
一、不利的天氣條件
二、空氣相對濕度
三、地形地貌
四、氣態二次無機組分的形成
五、重汙染形成過程中的新粒子生成和生長
六、霧滴/雲滴中的二次汙染物
第六節重汙染事件的預警及控製建議
第九章PM2.5的環境影響
第一節PM2.5對大氣能見度的影響
一、大氣顆粒物的光學特性
二、顆粒物與能見度的關係
三、能見度測量方法
四、美國能見度研究曆史及現狀
五、我國能見度的變化趨勢和現狀
六、我國典型城市能見度下降案例分析
第二節PM2.5對文物的影響
一、顆粒物對文物保存環境的影響
二、文物保存微環境監測
三、PM2.5對文物的影響機理與啓示
第三節PM2.5與生態係統的相互作用
一、PM2.5與植物的相互影響
二、PM2.5與自然生態係統的相互作用
三、PM2.5與城市生態係統的相互作用
第四節PM2.5對酸雨的影響
一、酸雨的形成
二、酸雨中PM2.5的作用
第十章PM2.5的健康影響
第一節PM2.5對人體健康的影響概述
一、PM2.5物理特性對健康的影響
二、PM2.5化學成分對健康的影響
三、PM2.5生物組分對健康的影響
第二節PM2.5的急慢性健康效應及緻病機理探討
一、PM2.5的急慢性健康效應
二、呼吸係統疾病
三、心血管疾病
四、癌癥和遺傳毒性
第三節我國PM2.5健康影響研究實例
一、北京市
二、上海市
三、廣州市
四、西安市
五、4個城市PM2.5健康研究對比
第十一章PM2.5的氣候影響
第一節氣候概述
一、氣候係統的定義與特徵
二、氣候係統的輻射平衡
三、氣候係統的影響因子
第二節氣溶膠的氣候效應
一、氣溶膠的直接氣候效應
二、氣溶膠的間接氣候效應
第三節氣溶膠氣候效應的研究進展
一、氣溶膠對直接輻射的影響
二、氣溶膠對雲和降水的影響
三、氣溶膠對季風和水循環的影響
四、氣溶膠對冰凍圈的影響
五、氣溶膠對海洋生態係統的影響
第十二章PM2.5的空氣質量管理與控製
第一節空氣質量管理及其理論
一、空氣質量管理概況
二、空氣汙染控製理論
第二節國外PM2.5汙染控製管理
一、美國PM2.5空氣環境質量管理
二、歐洲PM2.5汙染控製管理
三、日本PM2.5汙染控製管理
四、發達國傢空氣汙染控製經驗和教訓
第三節空氣質量及PM2.5管理體係
一、空氣質量管理體係
二、PM2.5管理體係
三、洛杉磯PM2.5管理經驗
第四節我國PM2.5汙染管理
一、我國空氣質量管理及顆粒物標準演變
二、我國PM2.5濃度標準製定
三、我國PM2.5汙染控製管理案例
第五節中美環境空氣質量管理比較
一、中美空氣質量管理機構設置
二、中美空氣質量監管和執行體係
三、中美空氣質量評價體係
四、我國PM2.5管理體係建立
第六節我國大氣復閤汙染和區域聯防聯控
一、大氣復閤汙染
二、區域聯防聯控
三、多汙染物協同控製
第七節PM2.5汙染控製技術
一、工業PM2.5汙染控製技術
二、機動車汙染控製技術
三、其他PM2.5汙染源控製技術
參考文獻
縮略詞中英文對照錶

前言/序言

　　隨著我國國民經濟的快速增長和城市化進程的加快，歐美發達國傢經曆瞭百餘年的空氣汙染問題在我國近二十年內集中暴發。目前，我國空氣汙染逐步由傳統的總懸浮顆粒物（TSP）及可吸入顆粒物（PM10）、SO2汙染轉嚮以細顆粒物（PM2.5）和汙染氣體（O3、SO2、NOx）等形成的復閤型大氣汙染。特彆是2011年末以來，多次大範圍霧霾事件引起瞭國內外廣泛關注，導緻PM2.5的概念迅速被廣泛接受，並成為當前我國大多數城市的首要汙染物。國務院於2012年初即頒布瞭新的環境空氣質量標準，使我國成為第一個齣颱PM2.5標準的發展中國傢。新增PM2.5標準並將於2016年正式實施，各個城市都將麵臨PM2.5控製的迫切任務。據估計，我國大多數城市如要達到PM2.5標準約需要20年時間，因此亟待有關PM2.5及相關研究成果來科學指導達標與汙染治理工作。
　　我國PM2.5的汙染特徵、來源組成及環境效應等，不僅是公眾生産和生活的熱點社會問題，更是國內外科學研究的焦點問題。雖然國內過去10多年的研究在某些領域達到瞭國際水平，但是還未形成完整的PM2.5學科體係，研究成果係統性不足，與美國等發達國傢相比仍存在一定的差距，離真正為國傢需求提供科技支撐尚有較大距離。研究錶明，PM2.5汙染與TSP或PM10汙染在來源、組成與控製方麵有較大差彆。然而，目前國內尚缺少針對PM2.5研究與汙染控製的專門教材或專著，這在很大程度上限製瞭人們深入理解PM2.5的行為特徵及其汙染治理工作。為瞭滿足我國當前PM2.5汙染研究和控製的迫切要求，齣版係統研究PM2.5顆粒物的專著是非常必要的。
　　鑒於此，作者深感有必要梳理我國PM2.5研究已有成果，圍繞亟須開展的汙染控製工作總結PM2.5的理論體係。作者從PM2.5的概念、曆史、采樣分析、遙感觀測新手段、理化組成與時空分布、來源、環境健康氣候效應、管理與控製等方麵探討建立完整的PM2.5科學體係，以滿足各類科研、技術與管理人員之急需。本書以本研究組17年在PM2.5研究方麵取得的成果為主，結閤國內外代錶性成果，重點闡明PM2.5科學體係及其環境健康等影響。其主要內容包括下述幾個方麵。一是通過PM2.5外場觀測和實驗分析，以PM2.5濃度水平和理化組成資料為依據，闡述我國的時空分布特徵和來源。二是係統梳理並歸納總結PM2.5研究的基本知識，主要以本研究組研究成果為案例，嘗試闡述PM2.5科學的知識體係，為科學認識PM2.5的組成、特性和分布規律提供參考。三是結閤本研究組成果與國內外最新成果，對PM2.5研究前沿科學問題如重汙染事件成因、新粒子生成、PM2.5的環境、健康和氣候效應等進行瞭評述，為未來PM2.5研究方嚮提齣建議。四是參照國外空氣質量管理經驗，對比總結PM2.5的主要控製技術，探索建立具有我國特色的PM2.5管理體係，提齣我國PM2.5汙染的管理體係和控製建議，為我國管理和企業部門有效控製PM2.5汙染的提供參考和藉鑒。
　　本書主要是集成瞭科技部科技基礎性工作專項項目“我國PM2.5主要排放源譜的編研”和中科院戰略先導性項目課題“我國氣溶膠曆史變化及氣候效應”、陝西省科技統籌創新工程項目“關中地區大氣細顆粒物汙染特徵與防治關鍵技術研究及示範”和中國科協繼續教育試點項目資助的部分研究成果完成的。
　　本書利用瞭外場觀測、遙感反演、化學分析、同位素分析、數據統計和數值模擬等多種方法開展研究，注重理論和實踐相結閤，技術方法與數據案例相結閤，研究與管理應用相結閤。
　　參加本書編寫工作的課題組成員包括張寜寜、徐紅梅、陳陽、蘇小莉、瀋振興、趙竹子、李楠、王景芝、硃崇抒、張蓉、王啓元、倪海燕、田傑、趙淑雨、龍鑫、周雅清、田鵬山、魏崇、王浥塵、張婷、鬍塔峰、賈文婷、李建東、戴文婷、王平、李建軍和劉隨心，對他們的辛勤勞動錶示特彆的感謝，沒有他們齊心協力的高效工作，本書是無法如此快完成的。美國沙漠研究所（Desert Research Institute, USA）的Judith C. Chow教授逐子逐句閱讀全文並提齣詳細的建議與意見，John G. Watson教授、王小亮副教授、Antony Chen副教授認真閱讀瞭有關章節並給齣很好的建議；中國科學院大氣物理研究所張仁健教授、香港理工大學李順誠教授、香港中文大學Kinfai Ho博士、復旦大學闞海東教授、北京大學黃薇教授及瑞士保羅謝勒研究所(Paul Scherrer Institute, PSI)黃汝錦博士等閱讀瞭本書並提齣建議；我所王格慧、韓永明、李國輝、鐵學熙等研究員閱讀瞭書稿內容，提齣瞭很多修改建議與意見，在此錶示特彆感謝。對我所周衛健院士等對該項工作的大力支持，安芷生院士和張小曳研究員對我們進行的大氣顆粒物研究給予的長期支持和指導在此錶示衷心的感謝。
　　由於編者水平有限，同時PM2.5研究正處於快速發展時期，書中難免存在不足，敬請讀者不吝批評指正。作者2013年12月

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