跨区域气象环境污染扩散数值模拟分析研究

提出一种基于数值模拟的跨区域气象环境污染扩散特征分析方法,在给定假设条件下,构建了跨区域气象环境污染扩散空气流场模型、浓度场模型、大气层结模型和大气位温模型;基于所建模型,应用区域边界层模式对跨区域气象环境污染扩散特征进行了数值模拟,采用Pasquill-Turner法对大气状态稳定程度进行判断和等级划分,即根据模拟区域太阳高度角数据、风速信息和云量参数等对大气状态稳定程度进行分类,计算模拟区域混合层高度,即可得到跨区域气象环境污染扩散特征。同时数值模拟实验,得出了风速大小和障碍物有无,以及障碍物大小对跨区域气象环境污染扩散的影响情况,并找到了影响跨区域气象环境污染扩散的主要因素。     

AERMOD大气扩散模型研究综述

AERMOD模型是美国环保局和美国气象学会联合开发的一种大气扩散模型,它采用了最新的大气边界层和大气扩散理论,替代ISC(Industrial Source Complex)模型成为美国的新一代法规模型,该模型已被列入我国环境影响评价技术导则--大气环境(HJ/T2.2-2008)推荐模型之一。国内外针对该模型开展了很多研究,主要集中在:AERMOD模型与其它大气扩散模型的对比研究和评价;AERMOD模型运行所需气象数据的模拟以及AERMOD模型在某些领域中的具体应用。AERMOD模型较我国旧版环境影响评价技术导则--大气环境(HJ/T2.2-93)推荐模型更能反映污染物的实际扩散规律,但由于目前该模型系统在国内的应用不算广泛,而且该模型本身也一直在不断完善当中,因此,为验证它的可靠性、合理性及实用性并确定其预报准确率,建议在该模型推广应用到一个新的地区或城市之前应当经过模型评估过程。     

基于CALPUFF模型的漳州市大气环境容量研究

研究表明：CALPUFF模式是运用于广域的大气扩散模型,在区域范围较大的复杂地形条件下的应用具有突出的优势.利用CALPUFF大气扩散模型模拟漳州市2009年气象场和污染物浓度场,采用监测值对模拟结果进行验证表明模型的适用性;基于现状污染源,建立大气污染物传递系数矩阵,结合线性优化法测算了不同环境空气质量标准下漳州市大气环境容量.     

基于复杂地形-气象场的二噁英污染物沉降研究

为了解复杂地形-气象场条件下二噁英类污染物环境影响,选取我国西南某代表性山地,利用CALPUFF预测区域垃圾焚烧、医废与危废项目二噁英类污染物的环境影响,并通过土壤实测数据进行模型分析验证.结果显示：复杂地形-气象场条件下,同一区域不同空间下的风向与风速将会出现明显差异,CALMET气象模块可结合相关资料,模拟计算出可信较高的复杂气象场文件;模型预测显示,在复杂地形-气象场条件下,项目排放的二噁英在土壤中的沉降位置、方向与全年主导风向不完全一致.研究区域土壤沉降量为0.86×10^-3~9.84×10-1ngTEQ/m²;模型模拟医废与垃圾焚烧、危废项目沉降数据与监测数据相关性R分别为0.854,0.287,说明CALPUFF模式在复杂地形-气象场条件下模拟周边土壤二噁英空间分布有一定可信度.     

大气扩散模型AERMOD与CALPUFF输入数据的对比研究

科学地选取大气扩散模型是计算结果能够反映客现实际的前提.输入数据处理的正确与否直接影响后续大气扩散模型的预测结果.比较不同模型输入数据之间的差异是模型选取的主要依据之一.文章简述了大气扩散模型AERMOD和CALPUFF的技术流程,对两个模型的气象数据、地理数据和污染源数据进行了对比.对于利用大气扩散模型预测污染趋势具有一定的参考价值和实际意义.     

含砷固体废弃物的溶解特性及其污染分析

本文研究了含砷固体废弃物的砷含量特征,以及在时间、温度、pH和浸提次数等不同条件下的砷溶解特性,分析了废渣场附近区域砷污染分布和扩散的情况。结果表明,含砷固体废渣具有很强的污染性,必须认真处理废渣场的污染问题。     

基于恶臭气体扩散数值模拟的垃圾中转站选址

城市垃圾中转站恶臭气体扩散问题是居民非常关注的焦点。采用计算流体力学方法对某拟建垃圾中转站和周围建筑物附近的流场和可能泄漏的恶臭气体的扩散进行了数值模拟,分析了不同风速和风向对流场结构和恶臭气体扩散特性的影响规律。结果表明:在相同风向不同风速下,无因次化流场结构基本相同;风速高时恶臭气体迅速扩散,不影响周围建筑物;接近静风时,恶臭气体能够扩散至垃圾中转站的连体建筑和南侧学生宿舍,但浓度已降低约3个数量级;风速接近静风的东风和南风条件下,恶臭气体扩散快,影响区域有限。总体上,该拟建垃圾中转站的选址合理。该研究过程可为类似项目选址的合理性评判提供科学参考。     

基于不同空气质量模型的二噁英沉降效果研究

为评估不同空气质量模型（AERMOD、ADMS和CALPUFF）在复杂地形-气象场条件下的干湿沉降模拟效果,利用上述模型模拟我国西南某代表性山地的医废、垃圾焚烧项目的二噁英环境影响,并通过土壤实测数据进行模型分析验证.结果表明：AERMOD、ADMS和CALPUFF模拟的空气中年均浓度依次为1.53×10^-8~4.14×10^-6,5.23×10^-9~3.28×10^-6和2.66×10^-9~2.59×10^-7ngTEQ/m³;AER MOD、ADMS和CALPUFF模拟的固定点位总沉降量依次为4.41~285.72,3.07~268.02和0.02~1.35ngTEQ/m².在扩散、沉降形态上,CALPUFF的模拟结果与其他两种模型均表现出较大差异,AERMOD和ADMS的沉降形态相似,空气中的扩散形态却存在差异.利用土壤监测值验证模型效果发现,AERMOD、ADMS和CALPUFF的相关系数r分别为0.66、0.70和0.83,CALPUFF的模拟结果在空间分布上表现更为优越,可作为相关项目的布点指导模型.     

美国AERMOD模型与中国大气导则推荐模型点源比较

介绍了美国AERMOD模型和中国大气导则推荐模型一般浓度公式,通过大气稳定度和扩散参数的确定、复杂地形处理和对流条件下污染物扩散等原理方面的比较认为,AERMOD模型优于大气导则推荐模型.以美国环境保护局(USEPA)2个试验场Clifty Creek(平坦地形)和Lovett(复杂地形)的数据资料为比较数据,分别用AERMOD模型和大气导则推荐模型计算SO₂小时质量浓度,在Pasquill 6类稳定度下用相对偏差(FB)、预测值与观测值的比率(RHC_R)及图形法(Q-Q图)等进行模型比较,结果表明:在RHC_R和FB中,AERMOD模型除个别值外,其他均好于大气导则推荐模型;而大气导则推荐模型存在接近或大于模型可靠性界限0.67(0.66和0.74),说明其可靠性比AERMOD模型差;图形法比较中,强不稳定和不稳定下AERMOD模型明显好于大气导则推荐模型,而大气导则推荐模型预测值明显偏低,其他稳定度下结果相差不大.研究认为:在平坦地形和复杂地形条件下,AERMOD模型点源预测值均优于大气导则推荐模型,并从原理上进行了解释.      

AERMOD和CALPUFF大气污染扩散模型的对比研究

大气污染控制模式能够分析雾霾的成因和发展趋势,预测大气污染物的迁移和转化规律,并对环境空气质量恶化起到一定的预防作用,系统阐述了AERMOD和CALPUFF大气扩散模型的理论及应用研究进展,并且比较了二者扩散模式的异同及各自适用范围.结果得出,近场范围内(小于50 km)使用AERMOD大气污染控制模型进行污染物的模拟预测,长距离(大于50 km)或复杂流场条件下使用CALPUFF大气污染控制模型,能够对大气污染的模拟预测起到良好预期效果.     

填埋场环境下HDPE膜老化特性及其对周边地下水污染风险的影响

为研究危险废物填埋场环境下防渗系统HDPE膜（高密度聚乙烯膜）材料老化规律及其对渗滤液产生、渗漏和区域地下水环境的影响,通过HDPE膜缺陷现场检测及室内老化性能测试,获取了HDPE膜初始缺陷特征参数（漏洞密度）和缺陷演化特征参数（老化起始时间和半衰期）,并以上述参数作为输入,综合运用HELP模型（填埋场水文过程评估模型）与Landsim模型（填埋场地下水污染风险模拟模型）对HDPE膜老化条件下的渗滤液产生、渗漏和地下水污染过程进行模拟预测.结果表明:①现场条件下HDPE膜在第2年开始老化,第8年达到半衰期.②HDPE膜老化导致漏洞数量和渗透系数增加,进而导致渗滤液渗漏量增加,地下水污染风险逐渐增加.短期（0~5 a）内,地下水超标概率为0,污染风险较小;中期（5~10 a）内,距离填埋场200 m内污染超标概率污染≥ 80%,污染风险较大,但400 m外的污染概率为0,污染风险较小;就长期（>10 a）而言,距离填埋场1 000 m处,污染超标概率达100%,地下水污染风险极大.填埋场现场条件下,防渗材料劣化及老化过程较实验室条件更为迅速,导致渗滤液长期渗漏、地下水污染风险加剧,因此建议加强填埋场设计和运行中HDPE膜抗老化研究,保障危险废物填埋场长期安全运行.      

填埋场大气中化合物分析与恶臭指示物筛选

填埋场恶臭已成为城市周边的重要污染源,在前期研究确定了填埋场内主要恶臭污染点基础上,为了进一步分析恶臭污染扩散过程的化学物质组成并寻找特异指示性化合物,利用GC-MS方法分析了填埋场作业面下风向不同扩散距离的大气恶臭污染物质谱,并对各监测点的物质谱的相似性进行比较. 结果表明,以单环芳烃、烷烃和卤代烃类为代表的19种物质为填埋场大气中的共有化合物;通过对各监测点样品物质谱的相似性分析,发现下风向化合物组成受填埋作业面化合物组成的明显影响,并确定以间二甲苯作为填埋场恶臭污染的标志化合物.     

运用层次分析法优选城市垃圾填埋场地

随着城市的不断扩展和城市人口的快速增长,城市垃圾与日俱增.我国目前基本上采用卫生填埋来处理这些城市垃圾.由于填埋场地垃圾渗滤液以及雨水径流对其淋溶和冲刷作用都会对地下水和地表水造成污染,同时也会对周围环境产生许多潜在影响.因此,在垃圾填埋场地建造之前,必须经过科学的场地选择.笔者以密云县城为例,运用层次分析法对城市垃圾填埋场地进行优化选择,从而为垃圾填埋场地的确定提供科学的决策依据.      

一种沉淀法处理生活垃圾渗滤液的研究

生活垃圾渗滤液来源于生活垃圾的含水和地表径流和地下水的浸入。渗滤液是一种高浓度的有机废水。与工业废物一起填埋的垃圾渗滤液中还含有较多的重金属,垃圾浸滤液一旦控制不当,将会污染地下水,甚至对人体健康造成危害。目前研究垃圾浸滤液的方法已经成为水处理研究的热点,但研究生活垃圾浸出液中氨氮的去除比较少。本文首先介绍研究磷酸铵镁沉淀去除氨氮的原理,接下来讨论了磷酸铵镁沉淀法去除垃圾渗滤液中的氨氮的各种因素,分析了各种最佳条件的形成。在去除氨氮同时,对重金属也有很好的去除效果。磷酸铵镁沉淀法去除氨氮同时形成的是一种重要复合肥料。MAP法可降低垃圾渗滤液中COD浓度,改善其可生化性,并具有对NH3-N去除率高,无二次污染,受温度影响很小等特点。     

密闭化填埋作业条件下的场内恶臭污染分布情况与分析

随着城市化进程的加剧,填埋场恶臭逐渐成为影响城市生活的重要污染.对于场界范围内的恶臭发生源通常要依靠经验确定,难以对填埋场界范围内的恶臭污染强度分布及变化规律进行科学的描述.利用电子鼻与GPS定位仪对生活垃圾填埋场内的恶臭污染情况进行检测,通过GIS软件作图绘制恶臭污染等强度曲线,对场内强污染源释放点进行确定,发现覆盖膜破损及焚烧火炬尾气排放是造成场内恶臭污染的主要原因.对填埋气产量估算分析表明提高填埋气处理能力是控制恶臭污染的关键.     

滨海平原区某生活垃圾填埋场地下水污染修复模拟

渗滤液是垃圾填埋场区地下水的主要污染源。以滨海平原区某生活垃圾填埋场为例,采用MODFLOW/MT3D建立模型进行污染物的迁移模拟和修复模拟,模拟持续污染和清理污染源并配套抽水井的2种工况下,COD_Mn在浅层地下水中的迁移扩散特征。模拟结果表明：由于滨海平原区浅层地下水含水层渗透系数很小,水动力条件差,污染物主要影响埋深10 m以浅的2个含水层;持续泄漏将造成污染羽中污染物含量很高,但污染物向场外迁移扩散的距离却很有限,20年后污染物超出场界的迁移距离不超过70 m;设置抽水井可有效地清理污染物,但污染羽的清除速度很慢,需要5～10年的连续抽水方可使污染羽收缩至场内。实际修复中,可根据修复进展情况实时调整抽水井的运行和布设,关停已修复好区域的抽水井,同时加大污染中心抽水井的出水量,并在修复多年污染物浓度依然较高的地段增布抽水井,以加快污染修复速度。建立的污染物迁移和修复模拟模型可为其他相关垃圾填埋场地下水环境调查评估和污染治理提供参考与借鉴。     

海积平原区某非正规垃圾填埋场地下水氨氮污染模拟研究

本研究结合天津市海积平原区水文地质条件,构建了某非正规垃圾填埋场地下水溶质运移模型,并将该模型用于预测分析垃圾填埋场地下水氨氮污染迁移规律.采用敏感性分析研究了渗透系数、孔隙度和弥散度等参数的变化对模拟结果的影响.模拟评价了地下水氨氮污染抽出处理效果.研究结果表明,氨氮污染羽在10年内最大迁移距离为648 m,污染面积达到368667 m~2,高浓度氨氮污染羽主要分布于南部浅层潜水含水层.抽出处理方案效果不佳,易导致氨氮污染羽的拖尾和反弹效应.本研究可为海积平原区地下水氨氮污染治理、修复提供理论参考和依据.     

垃圾污染质在天然黏土屏障中运移情况的调查

通过对杨府山垃圾卫生填埋场的实地调查,重点调查了距垃圾场外边缘以南500m土壤中重金属含量,与国家环保局给出的土壤背景值比较,发现对人类健康有较大影响的Pb,Mn,Cu,Cd的浓度值均大大超过国家规定标准,污染指数分别达到了5.9959,2.0974,4.2021,2.4864,9.2204,其中镉的污染最为严重,并讨论了天然黏土屏障在污染质运移过程中的控制作用,及今后屏障材料的发展方向。该研究结果对该地区进行环境治理的必要性提供了科学依据。     

某非正规垃圾填埋场场地调查与污染评价

为全面了解某非正规垃圾填埋场的污染状况,对该研究区填埋气、渗滤液及腐殖土进行采样分析,并采用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法和地积累指数法综合评价该垃圾填埋场腐殖土中的重金属污染状况。结果表明:填埋气甲烷含量为2.59%~53.62%,仅1/5的点位浓度低于5%,且H₂S、NH₃、臭气和非甲烷总烃的浓度存在显著超标情况。就垃圾渗滤液而言,有11种污染指标超过GB 16889—2008《生活垃圾填埋场控制标准》,其中色度、悬浮物、COD、BOD₅、总氮及氨氮点位超标率为100%。以GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管理标准（试行）》第1类用地风险筛选值为标准,单因子污染指数及地积累指数评价结果表明:部分点位腐殖土中存在Ni和Pb轻微或轻度污染。内梅罗污染指数法评价结果进一步表明场地中部分点位腐殖土的重金属综合污染水平为轻度。总体上该垃圾填埋场存在较大安全隐患,应引起重视。该研究方法及结论可为类似场地污染评价工作提供技术参考。     

基于指数分析和GIS方法的垃圾填埋场地下水环境影响分析

为合理评估垃圾填埋场的污染潜力及其对周边地下水环境的影响,以山东省某垃圾填埋场为例,采用LPI指数法和WQI指数法评估了垃圾填埋场渗滤液的污染情况和周围地下水的水质情况;利用GIS的空间分析等功能对污染影响分布进行评估;结合地下水数值模拟,以氨氮为典型特征污染物,计算分析了渗滤液污染物迁移扩散的规律。结果表明:研究区渗滤液的污染潜力较大,具有污染周围地下水的风险,目前周边地下水水质虽处于WHO和国家标准的限制内,水质状况良好,但随着渗滤液的渗漏,氨氮等污染物的污染区域会逐步扩散为羽毛状,水质将持续变差。预计到2025年,渗滤液将开始污染周边一处居民区的地下水并逐渐扩大范围,需采取相应的防渗措施对周边地下水进行防护。