本书以我国空气质量改善的重大需求为主线，主要介绍了河南省典型污染源颗粒物成分谱和排放数据库的构建及高分辨率大气污染物排放清单的建立；大气复合污染成因诊断与PM2.5 溯源，包括颗粒物来源、秋冬季重污染成因、污染机制和关键影响因素，以及中原区域大气污染传输影响和延迟效应；“十三五”期间大气污染物管控历程及效果；中原城市群空气质量达标方案与联防联控，旨在为区域大气复合污染防控提供科技支撑和案例参考。
本书具有较强的针对性和较高的参考价值，可供从事大气污染源分析、污染控制等的科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、生态工程及相关专业师生参阅。

张瑞芹，郑州大学教授，担任郑州大学环境科学研究院副院长，河南省环境化学与低碳技术重点实验室主任，并多次到美国、日本和瑞典做访问学者。 长期从事大气环境与能源方向研究，涉及灰霾形成机制、区域可持续发展与大气环境污染防治、节能减碳等；并教授环境化学、环境保护与可持续发展、环境工程等专业课程。负责并完成十余项国家环保部公益项目、国家自然科学基金项目、节能减碳国际合作重大项目、省市重大攻关项目等。大气环境研究主要包括：中原经济区细颗粒物来源与控制、郑州市大气灰霾成因与控制研究、PM2.5源解析、郑州市大气PM2.5细颗粒物和NOx污染、淮河流域环境与发展战略研究大气环境子课题，为地方行业调整、规划和大气污染防治的政府决策提供依据。

第1章 中原城市群及周边区域（河南省）特征演变概述 001
1.1 自然地理特征 002
1.2 河南省经济发展特征 003
1.2.1 GDP发展趋势 003
1.2.2 产业结构和产业布局 004
1.2.3 能源结构及消费 006
1.2.4 机动车保有量 008
1.2.5 人口变化 009
1.3 河南省区域空气质量及变化特征 011
1.3.1 区域污染特征及演变 011
1.3.2 环境指标评价 018
1.3.3 典型城市郑州市空气质量现状 025
参考文献 041

第2章 基于实测的五类典型污染源大气污染物排放特征 042
2.1 工业源 043
2.1.1 现场调研与样品采集 043
2.1.2 大气污染物排放特征分析方法 044
2.1.3 典型重工业行业大气污染物本地化排放因子 047
2.1.4 耐火材料行业PM2.5 化学成分谱 047
2.1.5 碳素行业PM2.5 及VOCs 化学成分谱 048
2.1.6 氧化铝行业PM2.5 化学成分谱 052
2.1.7 电解铝行业PM2.5 化学成分谱 053
2.1.8 水泥行业PM2.5 化学成分谱 053
2.1.9 砖瓦行业PM2.5 化学成分谱 054
2.2 移动源 055
2.2.1 隧道采样及分析测试 055
2.2.2 隧道污染物浓度特征 057
2.2.3 隧道机动车污染物排放因子 061
2.2.4 郑州市本地化机动车综合排放因子 064
2.3 农业氨源 069
2.3.1 采样方法 069
2.3.2 主要农区大气氨浓度特征 070
2.3.3 河南省小麦玉米轮作农田氨排放特征 072
2.3.4 潮土小麦玉米轮作体系氨排放系数及关键影响因素 075
2.3.5 砂姜黑土小麦玉米轮作氨排放系数及关键影响因子 081
2.4 扬尘源 086
2.4.1 扬尘源分类及样品采集方法 086
2.4.2 扬尘样品的再悬浮及组分分析 087
2.4.3 扬尘源颗粒物成分谱特征 088
2.4.4 扬尘源重金属污染水平评估 089
2.5 生物质燃烧源 092
2.5.1 生物质燃烧实验室模拟系统 092
2.5.2 燃烧模拟实验及样品分析 094
2.5.3 生物质燃烧颗粒物成分谱特征及影响因素 094
2.6 结论与建议 097
参考文献 099

第3章 河南省精细化大气污染物排放清单 100
3.1 大气污染物排放清单编制方法 101
3.1.1 排放源分类 102
3.1.2 估算方法 102
3.2 2017年河南省人为源大气污染物排放清单 117
3.2.1 大气污染物排放清单总量分析 117
3.2.2 不同大气污染物的源贡献分析 117
3.2.3 重点污染物不同城市的源贡献分析 119
3.2.4 基于重点源的2017 年大气污染物排放特征 123
3.3 河南省高耗能行业排放特征分析 139
3.3.1 耐火材料 139
3.3.2 石墨及碳素 139
3.3.3 水泥 140
3.3.4 烧结砖 140
3.3.5 铝行业 141
3.3.6 其他有色金属业 141
3.3.7 黑色金属业 142
3.4 河南省重点VOCs 贡献行业排放特征分析 143
3.4.1 橡胶塑料 143
3.4.2 炼焦 143
3.4.3 化学原料制造 144
3.4.4 食品制造 144
3.4.5 包装印刷 145
3.4.6 汽车制造 146
3.5 大气污染物排放时空特征分析 146
3.6 河南省2016 ～ 2020 年大气污染物排放变化趋势分析 150
3.7 结论与建议 151
参考文献 153

第4章 核心城市大气颗粒物化学组分特征及来源解析 155
4.1 典型城市环境受体颗粒物受体点位与样品采集 156
4.2 颗粒物化学组分分析 156
4.2.1 样品采集与分析 156
4.2.2 PM2.5 质量浓度对比 157
4.3 PM2.5 污染状况及组分构成特征 158
4.3.1 PM2.5 质量浓度水平及时空变化 158
4.3.2 水溶性离子的污染特征 159
4.3.3 碳组分的污染特征 164
4.3.4 元素的污染特征 166
4.3.5 多环芳烃的污染特征 168
4.3.6 正构烷烃的污染特征 173
4.4 颗粒物源解析 176
4.4.1 受体模型源解析概述 176
4.4.2 受体组分重构结果 177
4.4.3 PMF源解析结果 179
4.4.4 CMB源解析结果 185
4.5 健康风险评估 187
4.5.1 重金属元素的健康风险评估 187
4.5.2 多环芳烃的健康风险评价 188
4.6 郑州市颗粒物化学组分与源解析长期变化趋势 190
4.6.1 颗粒物化学组分变化 190
4.6.2 颗粒物源解析变化趋势 193
4.7 结论与建议 194
参考文献 195

第5章 中原城市群污染过程的关键影响因素研究 197
5.1 2014年中牟郊区大气污染过程分析 198
5.1.1 样品采集及观测仪器 198
5.1.2 污染过程 198
5.1.3 观测期间颗粒物化学组分特征 199
5.1.4 颗粒物质量浓度和数浓度特征 200
5.2 2015年秸秆燃烧期郑州市大气污染过程分析 202
5.2.1 样品采集及分析 202
5.2.2 化学组分与气象因素关系 203
5.2.3 基于比值法的生物质燃烧类型确定 205
5.2.4 生物质燃烧对郑州市PM2.5 污染贡献分析 205
5.3 秋冬季重污染过程形成的诱发因素 206
5.3.1 在线观测点位及仪器 207
5.3.2 秋冬季重污染过程的气象特征 208
5.3.3 秋冬季重污染过程的PM2.5 组分特征 210
5.3.4 郑州市2017 ～ 2020 年秋冬季本地积聚污染过程分析 215
5.3.5 郑州市2017 ～ 2020 年秋冬季传输污染过程分析 217
5.3.6 郑州市典型沙-霾混合污染过程分析 219
5.4 二次气溶胶生成路径及影响因素 222
5.4.1 二次无机气溶胶生成路径及主控因素 222
5.4.2 有机气溶胶来源、生成路径及影响因素 234
5.5 羰基化合物和PAN 的污染特征及来源 246
5.5.1 羰基化合物观测 246
5.5.2 PAN在线观测及来源解析 255
5.6 结论与建议 269
参考文献 270

第6章 河南省及周边城市大气污染传输特征 273
6.1 区域及模型建置 274
6.1.1 模型简介 274
6.1.2 气象数据模拟性能评估 275
6.1.3 大气污染物模拟性能评估 282
6.1.4 区域传输影响情景 286
6.2 河南省及周边城市受区域外传输影响 286
6.2.1 基本案例模拟 286
6.2.2 区域传输影响整体情况分析 288
6.2.3 典型城市受区域外污染传输影响 296
6.3 郑州市大气环境受省外污染传输影响 305
6.3.1 基准案例模拟 305
6.3.2 郑州市受河南省外污染影响 306
6.4 中原城市群秋冬季污染传输通道与延迟效应 309
6.4.1 中原城市群污染物输送通道分析 309
6.4.2 区域输送影响的定量评估 311
6.4.3 区域输送的时间和空间尺度 312
6.4.4 区域输送的垂直结构 315
6.4.5 延迟效应对中原城市群污染的影响 315
6.4.6 典型污染源结构对中原城市群重污染形成的影响 318
6.5 河南省内城市间输送路径研究 321
6.5.1 各城市间PM2.5 及其组分的传输情况 321
6.5.2 河南省内PM2.5 的传输路径特征 324
6.6 结论与建议 327
参考文献 328

第7章 河南省大气污染物管控历程与效果 330
7.1 河南省空气质量改善进程 331
7.1.1 河南省大气污染防治成效 331
7.1.2 河南省大气污染防治政策历程 334
7.1.3 郑州市城市站点PM2.5 演变特征 339
7.2 大型活动空气质量保障与疫情封控对空气质量的影响评估 342
7.2.1 2015年国庆阅兵期间空气质量改善研究 342
7.2.2 第十一届全国少数民族传统体育运动会空气质量保障案例 349
7.2.3 2020年初疫情封控下的大气污染物演变特征 372
7.3 结论与建议 379
参考文献 380

第8章 中原城市群空气质量达标方案及联防联控 382
8.1 基于PM2.5 浓度达标约束的中原城市群分阶段空气质量改善路线 383
8.1.1 中原城市群空气质量达标差距分析 383
8.1.2 空气质量改善目标确定方法 384
8.1.3 中原城市群空气质量改善目标 385
8.2 中原城市群空气质量达标实施方案研究 388
8.2.1 2030年空气质量达标情景下的环境容量 388
8.2.2 空气质量改善与大气污染物减排关系分析 389
8.2.3 空气质量达标路径与措施建议 392
8.3 中原城市群大气污染联防联控协作机制设计 401
8.3.1 国内外大气污染区域联防联控协作机制经验总结 401
8.3.2 中原城市群大气污染联防联控机制框架设计 406
8.4 结论与建议 412
参考文献 414

附录 415
附录1 空气质量持续改善行动计划 416
附录2 减污降碳协同增效实施方案 422