不利气象条件下的环境风险评价研究——以芳烃抽提装置为例

环境风险事故发生具有突发性和不确定性,以西北某芳烃抽提装置为例,通过源项分析、AERMOD模型不利气象条件筛选、标准的选取等对环境风险进行预测。确定美国AEGLs为评价标准,应用Risk System模型进行风险预测,预测结果显示敏感点1、敏感点2和敏感点3对应的不利气象条件下最远影响范围分别为474.2,511.7,101.4 m,均小于与芳烃抽提装置之间距离;区域最大浓度不利气象条件下最远影响范围为585.7 m。应用AERMOD模型筛选各个敏感点对应的不利气象条件,做出风险预测并给出影响范围,同时给出区域最大浓度气象条件下污染物浓度分布。     

熏烟对空气质量预测的影响

熏烟污染包括逆温消散型熏烟和岸边型熏烟.研究了2种熏烟气象条件下210 m的高架源,80 m的中架源,20 m的低架源的影响程度和范围. 结果表明:高、中、低架源均会发生逆温消散型熏烟,其熏烟落地距离分别在48,16和5 km处,熏烟落地浓度比在同距离处一般气象条件下的落地浓度可高出3倍以上;一般来说,只有高架源才会发生岸边型熏烟,离岸边3 km内的高架源,熏烟落地浓度比在同距离处一般气象条件下的落地浓度最大可高出7倍以上.      

湛江市大气环境容量测算研究

在确定95%保证率的气象条件后,利用高斯模式和比例模式、线性规划模式对湛江市大气环境容量进行了测算.结果表明,不同的工业布局、不同的污染源分布,会对环境容量造成较大的影响;目前中、低架源对湛江市环境空气污染物浓度贡献占主要地位,高架源的影响相对较小.     

基于高架点源大气中汞演变规律数值模拟研究

在分析大气中汞来源的基础上,根据前人研究成果建立了大气中汞的累积量模型,对大气中汞的累积量进行预测。通过合理化简修正高架源扩散模型,采用控制变量法研究了风速、有效源高度、大气稳定度和湿度对Hg扩散的影响,并比较大气稳定度对市区和平原郊区的影响差异。此外,综合分析了上述4个因素对汞在大气中扩散的总体影响。研究结果表明:大气中Hg的扩散是随着有效源的距离增长而逐渐降低;有效源高度不同,其浓度最大值所在的位置就不同,高度越小,其扩散程度越剧烈;湿度越大,Hg的浓度随之增大;大气越稳定,Hg的扩散越稳定,但大气稳定度对市区和平原郊区的影响差异不大,且风速不影响其最大浓度值的所在位置;综合考虑影响大气汞扩散的因素时,风速和有效源高度对大气Hg扩散起协同促进作用;湿度则起抑制作用;大气稳定度与其它几个因素间几乎无影响。     

济南市冬季重污染过程重点工业源对空气质量影响模拟研究

利用CALPUFF空气质量模式,结合济南市环境空气质量例行监测数据和气象观测资料,模拟分析冬季重污染过程中济南市重点工业高架点源对近地面环境空气质量的影响.结果表明:冬季地面受热后产生的热辐射减弱,大气受热辐射影响变小,易产生逆温天气,大气层结相对稳定,大气垂直运动减弱,使得近地面污染物和水汽不断积聚,形成重污染天气.该重污染过程中,济南市全部源贡献率最大为NO_2,SO_2次之,一次PM_(10)最小,依次为30.64%、17.75%和3.60%;占标率最大为NO_2,SO_2次之,一次PM_(10)最小,依次为8.01%、5.01%、0.72%.同时,上述3项污染物的占标率和贡献率均与监测值相关性较差,说明在不利气象条件下重点工业高架点源对近地面监测点位环境空气质量影响有限.     

长株潭地区秋冬季环境空气质量分析及与气象参数的关联性研究

以湖南省长株潭3市为研究区域,分析其在2013年第4季度的城市环境空气质量状况,并与上年同期进行对比,同时研究PM_2.5质量浓度和AQI值与气象参数的相关性。结果表明,PM₁₀和PM_2.5是长株潭3市的主要大气污染物;2013年第4季度中,长株潭3市在11月份的空气质量最好;总体上,3市中,湘潭市的空气质量最差,而3市2013年第4季度的环境空气质量较上年同期明显下降,复合污染特征越来越明显。PM_2.5质量浓度和AQI值与气象参数都有一定的相关性,尤其是与能见度显著负相关,与风速、湿度和气压微弱负相关,而与温度微弱正相关。与上年同期相比,长株潭3市在2013年第4季度的气温偏高,湿度较小,平均风速小,气象条件不利于大气污染物扩散。因此,尽管3市的污染治理力度大,减排成效明显,但城市环境空气质量反而较上年同期下降。在大气环境容量基本利用殆尽的情况下,不利气象条件随时可能直接诱发严重的大气污染问题。     

烟塔合一排放的SF_6示踪扩散试验

国华三河电厂烟塔SF6示踪扩散试验共确定5次试验气象窗口,每次气象窗口进行3次试验,共有12次试验取得有效数据,基本涵盖了大风、小风以及各种大气稳定度类型.不稳定条件下,风速较小时,单位源强产生的最大落地浓度大,距离近;中性条件下,风速较大时,单位源强产生的最大落地浓度居中,距离较远;稳定条件下,中等风速时,单位源强产生的最大落地浓度小,距离较远.这与模式模拟结果通常所表现的规律相一致.类推得出电厂NOx的最大落地浓度比标率〔《环境空气质量标准》(GB3095—1996)二级标准〕为6.97%,其环境影响可接受.     

哈尔滨市环境空气污染特征变化趋势及雾霾突发原因研究

通过对哈尔滨市近3年环境空气质量变化趋势及污染特征进行分析,进一步明确哈尔滨雾霾现象的原因,主要为进入冬季供暖期,供热源增加的大气污染物与工业源排放的大气污染物以及汽车尾气等面源污染物累积使环境空气中颗粒物激增,导致哈尔滨市环境空气中的大气污染物总量超出了环境承载能力,加上不利污染物扩散的气象条件,大气污染物积聚在哈尔滨城市上空无法扩散,导致了这种雾霾现象。     

济南市夏季环境空气VOCs污染特征研究

对济南市2010年夏季环境空气中56种挥发性有机物进行在线气相色谱监测,分析其污染特征及其与气象条件的关系.结果表明,济南市环境空气监测的56种VOCs中主要为烷烃、芳香烃和烯烃,占总监测挥发性有机物的98.2%;6、7月济南市环境空气VOCs浓度整体稳定,8月中下旬浓度明显偏高,且夏季VOCs成分质量百分比随温度有一定变化;VOCs浓度日变化规律曲线在晴天都有明显的双峰特征,分别出现在每天车流量高峰时段,降雨时无明显双峰特征且浓度偏大;济南市环境空气夏季VOCs浓度与风速、日照时间成负相关性,大气稳定度较高时,污染物不易扩散,VOCs浓度呈增长趋势.济南市VOCs的排放源主要是工业排放和机动车排放、汽油的挥发和泄漏等.     

公路线源大气环境影响预测方法对比分析研究

文章通过从模式原理、范围和特点等方面对AERMOD大气预测模式与EIAA预测模式进行对比分析,以甘肃省天水段G310国道升级改造项目为例,分别采用AERMOD和EIAA两种模式对交通线源排放的特征污染因子CO在各环境空气敏感点的小时最大浓度进行预测,并对预测值与实测值进行对比分析,探讨两种模式在公路线源大气环境影响预测中的适用性及差异性。以期为今后开展道路交通类建设项目大气环境影响预测评价中模式的选取提供参考和借鉴。     

Buoyancy and turbulence-driven atmospheric circulation over urban areas

In the buoyancy and turbulence-driven atmospheric circulations (BTDAC) that occur over urban areas where the approach means wind speeds are very low (less than turbulent fluctuations and typically < 3 m/sec), the surface temperatures are significantly higher than those in the external rural areas, and the atmosphere above the mixing layer is stably stratified. In this paper, the mechanisms of BTDAC formation are studied through laboratory experiments and modelling, with additional low-level inflow from external rural areas and a divergent outflow in the opposite direction in the upper part of the mixed layer. Strong turbulent plumes in the central region mix the flow between lower and higher levels up to the inversion height. There are shear-driven turbulent eddies and weaker buoyant plumes around the periphery of the urban area. As the approach flow is very weak, the recirculating streamlines within the dome restrict the ventilation, and the dispersion of pollution emitted from sources below the inversion height leading to a rise in the mean concentration. Low-level air entrained from rural areas can, however, improve ventilation and lower this concentration. This trend can also be improved if the recirculating structure of the BTDAC flow pattern over urban areas breaks down as a result of the surface temperature distribution not being symmetrical, or as the approach wind speed increases to a level comparable with the mean velocity of circulation, or (except near the equator) the urban area is large enough that the Coriolis acceleration is significant.     

Sensitivity analysis of surface ozone to emission controls in Beijing and its neighboring area during the 2008 Olympic Games

The regional air quality modeling system RAMS (Regional Atmospheric Modeling System)-CMAQ (Community Multi-scale Air Quality modeling system) is applied to analyze temporal and spatial variations in surface ozone concentration over Beijing and its surrounding region from July to October 2008. Comparison of simulated and observed meteorological elements and concentration of nitrogen oxides (NOx) and ozone at one urban site and three rural sites during Olympic Games show that model can generally reproduce the main observed feature of wind, temperature and ozone, but NOx concentration is overestimated. Although ozone concentration decreased during Olympics, high ozone episodes occurred on 24 July and 24 August with concentration of 360 and 245 μg/m³ at Aoyuncun site, respectively. The analysis of sensitive test, with and without emission controls, shows that emission controls could reduce ozone concentration in the afternoon when ozone concentration was highest but increase it at night and in the morning. The evolution of the weather system during the ozone episodes (24 July and 24 August) indicates that hot and dry air and a stable weak pressure field intensified the production of ozone and allowed it to accumulate. Process analysis at the urban site and rural site shows that under favorable weather condition on 24 August, horizontal transport was the main contributor of the rural place and the pollution from the higher layer would be transported to the surface layer. On 24 July, as the wind velocity was smaller, the impact of transport on the rural place was not obvious.     

南京市重点工业源对城市空气质量影响的数值模拟

运用南京大学空气质量数值预报系统,对2005年1月6─7日南京典型天气条件形成的污染过程进行数值模拟,计算分析了重污染发生时的城市污染气象环境和影响因子,同时针对该城市重点工业源区对城市主要空气污染物浓度分布的贡献做了分析.结果表明:重污染状况发生在长时间逆温条件下,尤以6日23:00—7日04:00时逆温最强(强度可达1.25　℃/hm,逆温层厚200　m),此时风速较小,同时在市区出现较强的气流辐合,在这种气象条件下, NO₂,SO₂和PM₁₀的质量浓度最高.南京市相对封闭的宁镇丘陵地形以及受东郊紫金山的影响,也是造成主城区重污染的重要影响因子之一.南京市城北工业区与主城区毗邻而且污染物排放量较大,在冬季主导风向为东北风时对主城区污染物的浓度具有显著贡献.      

安徽省室内降尘中多环芳烃分布及来源解析

采集安徽省内14个采样点的24个室内降尘样品,检测16种多环芳烃(PAHs)含量.结果表明,安徽省不同区域室内降尘中ΣPAHs浓度范围为0.52~89.3 μg/g,平均浓度为20.7 μg/g.降尘中PAHs以5环为主,其次是4环和3环.PAHs组成分析表明,几乎全部样品中PAHs均以高环(4~6环)为主,其高达60.5%~97.0%,仅在4个样品中检出了较高比例的低环PAHs (2~3环).这说明多数室内降尘中PAHs污染由交通运输(汽车和船舶)以及化工厂等高温燃烧排放造成.而安庆、芜湖及六安地区可能存在较严重的石油污染或煤、木材等低温燃烧源污染.公共场所、城市家庭和农村家庭降尘中PAHs的浓度存在明显的差异,总体上呈现:公共场所>城市家庭>农村家庭.异构体分析表明,公共场所和城市家庭内存在混合来源,而农村家庭以燃烧源为主.致癌能力分析表明,城市家庭降尘中的苯并[a]芘当量(BaPE)值略高于农村家庭.公共场所降尘中的BaPE值远大于家庭场所,是农村家庭或城市家庭场所的2倍多.     

数值风洞与物理风洞对烟塔合一排烟的比较研究

热电厂"烟塔合一"排烟技术因其初期投资和运行维护费用少,排烟效果好、SO2落地浓度低等优势,特别是在机场附近的净空限高和对景观环境有特殊要求的地区具有广阔的发展空间。目前国内外广泛使用的大气污染物预测模型——德国模式在烟塔合一排烟方式的预测上尚存在许多问题,如大风下洗条件下,冷却塔附近空腔区的大小和范围、空腔区污染物最大地面浓度等难以给出准确的预测结果。为准确预测烟塔合一排烟方式的大气污染物扩散情况,一种新的大气污染物扩散预测模式——数值风洞模型以及物理风洞实验被用于模拟烟塔合一的环境影响,分析数值风洞模式和物理风洞实验在大气环境预测领域应用的适用性和优缺点。2个预测方法的结果表明:在烟塔合一排烟方式下,大气污染物最大落地浓度随风速增加而增加同时在冷却塔下风向存在负压区,污染物在该区域高浓度聚集。对2种方法进行比较,物理风洞实验由于受到物质和气象等条件的限制,无法得到精确的预测结果以及无法直观地描述空腔区的产生和变化规律。而数值风洞模拟具有更大的自由度和灵活性,预测出在夏季6 m/s风速下,冷却塔下风向最大落地浓度出现峰值,属于最不利的气象条件。同时该方法可利用图形化手段实现对空腔区产生、变化、破碎至再生成的全过程描述,从而建立了一种大气污染预测的重要手段。     

城市空气污染数值预报的技术关键

在分析城市空气污染数值预报要素的基础上,建立了包括污染源排放清单,气象中尺度数值预报模型MM5,ADMS-城市模型软件的城市空气质量预报系统。首次提出了空气质量环境背景值的确定等提高城市空气污染预报准确率的有效措施。     

浙江金塘港海域溢油扩散数值模拟研究

本文针对浙江舟山澳洲活牛进境加工项目可能的溢油事故,预测分析溢油油膜的扩散漂移对周边海域的影响。首先采用MIKE21 HD模块建立了舟山海域二维潮位模型,在利用实测水文数据对模型验证的基础上,通过MIKE OS模块模拟溢油油膜的扩展、输移和风化过程,计算了在航道和靠泊平台发生溢油时不同工况下油膜的扩散输移过程。对比分析计算结果表明:油膜的扩散输移与油品泄漏地点、溢油发生时刻、流场特征以及风速风向相关;静风时,油膜运动由涨、落潮流主导,随水流流动扩散输移,24 h最大扫海面积为195.74 km2;夏季主导风向SE向风条件下,向杭州湾开敞水域输移,不受岸线和岛屿的阻挡,扩散范围更广,24 h最大扫海面积为209.71 km2;不利风向NW向风条件下,油膜在金塘岛南侧岸线和周边岛屿沿岸堆积,24 h最大扫海面积为131.99 km2。     

石生苔藓氮含量和氮同位素指示贵阳地区大气氮沉降的空间变化和来源

对贵阳市区到农村地区4个方向的石生苔藓氮含量和氮同位素组成进行了对比分析.苔藓氮含量变化范围为0.85%～2.97%,并从市区(2.24%±0.32%)往外明显降低(1.27%±0.13%),表明贵阳市区氮沉降最高、往外逐渐降低,但在较远的农村地区(> 25 km)苔藓氮含量出现回升(平均1.33%～1.75%),反映了农村地区大气氮输入有所增加.苔藓氮同位素均为负值(-2.50‰～-1.39‰),并从市区到农村地区明显升高.市区苔藓较负的氮同位素比值(平均-8.87‰～-8.59%o)主要指示了城市排泄物和污水所释放的氨源贡献,而郊区和农村地区苔藓较高的氮同位素信号(平均-3.83‰～-2.48‰)主要反映了农业氨源的影响,苔藓氮含量回升可能与农业活动增强有关.此外,贵阳地区苔藓氮同位素的分布特征与受氧化态氮源控制的地区苔藓氮同位素变化相反,因而,贵阳地区大气氮沉降以铵(NHx)沉降为主,该结论有助于更加准确地认识城市地区大气氮沉降的来源和变化.     

2020年成都市典型臭氧污染过程特征及敏感性

2020年4月24日至5月6日成都市臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)复合污染过程期间,在成都市城区开展大气臭氧及其前体物(NO,、VOCs)和气象参数观测实验,基于观测数据采用OBM模型对市区臭氧敏感性和主控因子进行识别,并采用PMF模型对关键VOCs物种进行来源解析.结果表明,臭氧超标日各污染物浓度均有所上升,VOCs物种中芳香烃和含氧(氮)化合物上升幅度较大;成都市城区O3超标天对应的臭氧处于显著VOCs控制区,芳香烃和烯烃对O3生成最为敏感,且存在削减NOx的不利效应;结合VOCs来源解析,城区VOCs主要来源:移动源(22.4％)、餐饮及生物质燃烧源(21.8％)、工业源(15.1％)和溶剂使用源(9.3％),臭氧超标天溶剂使用源、餐饮及生物质类燃烧源贡献率明显上升.成都市城区春季应以VOCs减排为重点,并加大芳香烃和烯烃相关源控制力度.     

北京市机动车污染分担率的研究

研究建立了以GIS为平台的北京市机动车排放清单,获得了北京市规划市区内分车型以及分区域的机动车排放分担率.在此基础上,采用修正的ISCST3模型模拟了1995年规划市区CO和NO_x浓度的时空分布情况,并分析了机动车排放对北京市大气浓度的贡献率.结果表明,1995年北京市规划市区CO和NO_x的年排放分担率分别达到了76.8%和40.2%;相应的年浓度分担率则分别为76.5%和68.4%,在城市中心区以及道路边2种污染物的浓度分担率则更高.因此,在北京市对机动车排放污染实施控制是有效削减CO和NO_x的主要途径.