基于CMAQ模式的中国大气BaP迁移转化模拟研究

在空气质量模式CMAQ中增加了对大气中苯并[a]芘(BaP)传输、转化和沉降过程的模拟,新增了BaP气相/颗粒相间分配模式(K_OA吸收模式)以及BaP化学转换,并采用该模型模拟了2014年1、4、7、10月四个季节代表月中国大气中BaP的浓度以及干湿沉降通量的空间分布特征.模拟结果与部分地区的实测数据进行了初步对比验证,结果显示BaP浓度的模拟值和测量值的量级基本一致,其比值基本在1~2个量级范围内,表明模拟结果处于可接受的范围.基于模型结果,还探讨了BaP浓度与沉降季节变化特征与人为源排放的紧密联系,说明湿沉降是BaP最主要的沉降途径.BaP沉降的空间分布与其排放源和浓度具有密切的联系,并且具有长距离输送的特征等.     

亚洲大陆2000～2002年春季大气沙尘时空特征的数值模拟

将矿物沙尘释放与沉降模式和全球大气化学传输模式相耦合,建立了一个能够完整描述沙尘的扬起、输送和沉降动态过程的模式系统,并利用实时气象资料强迫该模式,对2000、2001和2002年春季(3～5月)亚洲大气沙尘时空特征进行了数值模拟研究.结果表明,模拟的3年春季平均大气柱沙尘浓度分布与地面观测的3年春季平均沙尘暴频率分布范围基本吻合,模拟的沙尘气溶胶光学厚度与卫星观测的气溶胶指数具有显著的相关性,验证了该模式对亚洲沙尘的扬起、传输和沉降过程及大气沙尘载荷时空特征有较好的模拟能力,并基于模拟的沙尘释放通量与沙尘气溶胶光学厚度的相关分析,探讨了亚洲沙尘可能的传输路径.     

应用嵌套网格模式系统对沈阳市环境空气质量的数值模拟研究

利用嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)对沈阳市大气污染物的输送与化学转化进行了数值模拟研究,并对SO2、NO2和PM10等大气污染物浓度的模拟结果与监测结果进行了对比分析.结果表明,NAQPMS模式系统能较好地模拟出沈阳市的大气污染物输送与化学转化情况,SO2 NO2和PM10的模拟值与观测值具有较好的一致性,说明该模式能较好地反映这些大气污染物的分布特征和变化规律,可为今后深入开展沈阳市大气污染数值预报与传输扩散研究提供有效的手段.     

长江三角洲地区大气二恶英类污染物输送-沉降模拟研究

大气中的二恶英类物质(PCDD/Fs)是一类难降解的有毒污染物,可对人类和其他哺乳动物的健康构成危害.二恶英类物质主要是由废物焚烧、金属冶炼和造纸化工等行业所产生. 二恶英类物质为半挥发性物质,可以在气态和气溶胶之间相互转移,从而影响其大气物理和化学过程. 利用耦合有机物吸收和黑碳吸附的二恶英类污染物颗粒态、气态相间分配模块和化学转化的区域大气化学、输送模式(CMAQ)模拟了2006年1月,4月,7月和10月长三角(长江三角洲)地区PCDD/Fs在大气中的输送、转化和沉降等演变过程,探讨了大气中二恶英类污染物的季节变化规律和沉降特征. 模拟结果表明,长三角地区的二恶英类污染物排放存在着明显的长距离输送特征和区域影响;冬季大气二恶英类污染物浓度明显高于夏季,湿沉降是其主要的沉降途径.      

应用Models-3模式系统对沈阳市空气质量的数值模拟研究

利用美国环保局开发的新一代空气质量模式系统Models-3,对2002年冬季采暖期间沈阳市大气污染物的输送与化学转化进行了数值模拟研究,并对SO2、NO2和PM10等大气污染物浓度的模拟结果与监测结果进行了对比分析.结果表明,Models-3模式系统能较好地模拟出沈阳市的大气污染物输送与化学转化情况,SO2、NO2和PM10的模拟值与观测值的变化趋势具有较好的一致性,说明该模式能较好地反映这些大气污染物的分布特征和变化规律,可为今后深入开展沈阳市大气污染数值预报与传输扩散研究提供有效的手段.     

海南岛地区大气输送和扩散特征的数值模拟

采用中尺度气象模式WRF及风场诊断模式CALMET,结合轨迹分析和拉格朗日随机游走模拟方法,分析了海南岛地区低层大气中尺度水平输送和扩散特性,并计算了各季平均大气扩散模态.结果表明,该区域大气污染物的扩散和输送主要受到大尺度背景环流、海陆风等局地环流及地形绕流等的影响.海陆风局地环流是沿海城市源排放的大气污染物向海南本岛输送和扩散的主要机制.北部城市海口的大气扩散对岛内影响最大,冬季平均影响范围可覆盖西北半部;春、秋季主要影响西北和北部区域;夏季对本岛的影响仅限于北部沿岸.南部城市三亚的大气扩散对岛内影响较小,秋季向西南海面的扩散对本岛几乎没有影响;冬、春季对三亚以西沿岸的影响有所增加;夏季扩散影响全面指向岛内,并因地形的作用而东、西向大角度扩展,影响海岛南部的大部分沿岸地区.西北部昌江的平均输送扩散方向与当地海岸线的走向基本一致,污染影响不易深入到岛内.其中,秋季扩散影响以偏西南方向为主,仅对昌江西南部分海岸有少量影响;冬、春季扩散形态类似但影响范围扩大到以东方市为代表的低山盆地地带;海岛西北部大部分沿海地带可受到昌江夏季扩散的影响,但平均扩散方向指向东北偏北的海面.     

海陆风环流情况下的大气扩散模式

本文讨论了海岸地区的大气过程和空气污染模式,推导了一个海陆风环流情况下的大气污染物输送扩散模式。实例应用表明,该模式对海陆风上下层风向存在切变时的空气质量模拟是有效的。      

杭州湾地区核电厂大气中尺度扩散特征研究

采用拉格朗日随机粒子扩散模式和当地实际气象资料,模拟以秦山核电厂为排放源的大气污染物在杭州湾地区的中尺度扩散情况.对代表性年份(1996)各季中月整4个月模拟结果的分析表明,各季平均扩散输送特征受季节变化和当地海陆地形分布的影响明显.春夏季(4,7月)以溯杭州湾往偏西和偏北内陆方向的输送为主,冬秋季(1,10月)主要为向杭州湾南岸及外海诸方向的输送.区域平均扩散能力以春季(4月)为强,秋季(10月)较弱.污染物扩散输送出模拟区域的平均时间春季略小于15h,秋季约24h,冬夏季约20h.     

WRF-Fluent耦合模式的构建及其对城市大气扩散的精细化模拟

为了准确刻画城市环境中的复杂建筑结构对大气运动和污染物输送及扩散过程的影响,结合中尺度模式WRF和微尺度模式Fluent构建了单向耦合的WRF-Fluent模式,并将其应用于榆中县城区高架源排放情景下大气扩散的模拟研究.基于城市气象/示踪外场试验期间获取的气象数据对WRF模式的模拟性能进行验证,发现WRF能够为Fluent提供比较准确的随时间变化的气象驱动场.在此基础上,将榆中县城区三维几何模型嵌入到WRF-Fluent中,对城区内的流场及污染烟羽的时空演变过程进行精细化模拟,并将模拟结果与实测示踪物浓度数据进行比对.结果显示,WRF-Fluent模式可以很好地描述城区内的复杂三维风场结构以及污染烟羽随时间的动态变化特征,而且模拟的地面和城市冠层顶浓度最大值基本位于观测值的0.3~3倍之内,这表明构建的WRF-Fluent模式具有较好的模拟性能,可作为一种有效的工具应用于实际城市规划和空气质量改善以及环境风险评估等方面的研究.     

SF6-1211大气扩散双元示踪剂研究

一、概 述 对于地形复杂、大气环境多变的区域,大气中污染物的输送和扩散规律,采用一般的公式来计算,是很难得到正确的结论.而利用示踪试验却是一种直观、有效的办法.所谓示踪试验,便是人为地、定量地向大气中释放某种示踪物质来模拟大气的输送、扩散状     

放射性污染植物修复中超富集植物的数值评价

目前超富集植物在放射性污染植物修复评价体系中还没有明确的核素富集量限定值,借鉴辐射环境评价方式,明确放射性污染低剂量概念,推算达干预水准时的植物富集系数,结合放射性废物管理规定,计算富集系数应达到的水平,提出了重要核素的超富集植物评价的新的量值概念;建立修复年限模式,讨论了一定生物量和生物富集系数对修复年限的影响。结果表明,根据上述因素导出的各重要核素的超富集植物最低富集系数略有不同,分别是Cs-137:0.70、Sr-90:0.86、Co-60:2.89、Pu-239:0.26、Am-241:0.21、Cm-244:0.12、U-235:0.18、U-238:0.052。良好的超富集植物,其富集系数应再提高一个数量级。     

含裂隙介质污染物输运及生物降解不同时间尺度过程的计算方法

讨论了含裂隙介质地下水污染物输运与生物降解非线性方程组数值求解方法。用三次迎风插值方法计算裂隙介质中常见的场变量陡变化问题，用劈裂算子法，解决了方程中对流扩散过程与生化过程非线性耦合，并对快速生化反应项，利用对流项与该反应项的特征时间量级估算，给出了求生化过程作用子步的时间步长估算办法。用上述方法所得到的模拟结果与解析和实验结果对比，吻合很好。     

非平衡吸附对核素迁移的影响及平衡速率参数的确定

放射性核素以水为载体在多孔介质中迁移时,吸附和解吸作用不容忽视吸附和解吸是一非平衡过程．非平衡状态下吸附和解吸达到平衡的快慢程度可以用平衡速率参数a来表征本文首次定量分析了非平衡吸附对核素迁移的影响,提出基于室内分配系数实验求取a值的方法,并将室内实验得出的a值同原位核素迁移试验拟合值进行比较;结果表明用此方法求出的a值可作为非平衡吸附核素迁移数学模型的主要参数依据。     

Numerical modeling of radionuclide migration in porous media with nonequilibrium sorption

Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｉｎｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｗｉｔｈｎｏｎｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｓｏｒｐｔｉｏｎ￥ＣｈｅｎＪｉａｊｕｎ；ＤａｉＪｉｅ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎ...     

一个三维水质预测模式在茂名近海的应用

通过建立一个三维陆架海数值模式来预报近海潮流、COD和油类浓度的对流扩散,并应用于沿岸海区—茂名近海海域的工程前期数值预测。预测结果表明,海区潮流的涨落与实测结果吻合;污染物在近海对流、扩散情形基本合理。这表明该模式可适合应用于河口、近岸等涉海海洋工程海域的流场及水质的三维数值预测,为相关的水动力环境要素和水质影响评价提供一定的参考价值。     

金属材料对放射性核素的屏蔽性能研究

目的为应对在核反恐以及核应急中屏蔽体对放射性核素的监测和识别干扰,对金属材料屏蔽体的放射性核素屏蔽性能进行研究。方法选用三种不同壁厚、材质的金属作为屏蔽体,探测它们对同一放射源的屏蔽作用。结果发现研究中的几种金属材料屏蔽体对200 ke V以下的gamma射线均具有较强的屏蔽作用,尤其对于低强度射线,经屏蔽体后几乎无法检测到。同一材质金属,其屏蔽性能与壁厚成正比,但是4 mm铝筒的屏蔽效果比3 mm钢筒的屏蔽效果有时候还差。结论在实际场景放射性核素探测识别中,应充分考虑到不同材质和不同壁厚的屏蔽体对射线的吸收影响,从而快速检测和识别放射性核素。这对核反恐和核应急过程中的监测有特别的现实意义。     

三维溢油动态预报模式

基于“油粒子”概述建立了模拟海上溢油行为的三维数值模型。模型运用确定性方法模拟平流过程，采用随机性方法模拟湍流扩散过程，“粒子扩散”方法避开了“平流－扩散”传统数值方法所导致的伪扩散效应，同时将油由于自身特性和扩展与受环境动力作用的被动扩展融为一体，较好地解决了油膜的扩散和破裂问题，通过模拟结果与卫星遥感监测资料的比较表明，模拟的溢油漂移方向误差不超过２０°，厚油区的分布面积与卫片资料基本一致。     

A high-order splitting scheme for the advection-diffusion equation of pollutants

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｒｎｉｎｄｕｓｔｒｙ ,ｖａｒｉｏｕｓｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｄｉｓｃｈａｒｇｅｉｎｔｏｔｈｅａｉｒ,ｒｉｖｅｒｓ,ｌａｋｅｓａｎｄｏｃｅａｎｓ,ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｑｕａｌｉｔｉｅｓｗｏｒｓｅｎａｎｄｈａｓｂａｄｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｍａｎｋｉｎｄ’ｓｈｅａｌｔｈａｎｄｔｈｅｓｕｓｔａｉｎｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ .Ｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏ…     

福岛核泄漏事件对中国海污染的研究

2011年3月11日日本地震和海啸导致了日本福岛核电站核放射性物质泄漏事件.利用ROMS区域海洋模式对北太平洋环流进行模拟,并在此流场中加入核放射性污染物进行测试核放射性污染物是否能够输运到中国海域.在不考虑背景场浓度的情况下,福岛泄漏的核放射性物质在泄漏后4年能基本侵入整个中国海区,并且在10年内布满整个北太平洋区域,最大值区在北美的西岸外海.相较而言,将国际原子能的观测资料进行资料同化作为背景场使模拟更接近于观测事实.考虑了背景场的模拟显示,2019年进入东中国海的核放射性物质总量达到峰值.除此之外,还计算了各个海峡核放射性污染物通量及其随时间的变化,发现核放射性污染物主要通过吕宋海峡入侵南中国海;台湾海峡、台湾以东洋面为侵入东中国海的主要通道;核放射性污染物通过托克拉海峡、对马海峡流出东中国海.同时计算表明在未考虑径流的情况下,中国东部沿海地区的核放射性污染物浓度有着明显的季节特征,华南沿海冬春核污染物浓度高于夏秋两季,而华东沿海则相反.     

Environmental impact of radionuclide migration in groundwater from a low-intermediate level radioactive waste repository.

The radionuclide migration from a certain Chinese repository with low-intermediate level radioactive solid waste is studied. The migration in groundwater is analyzed and computed in detail. Under presumption of normal releasing, or the bottom of the repository has been marinated for one month with precipitation reaching 600 mm once and a 6 m aerated zone exists, a prediction for 7 radionuclides is conducted. It shows that the aerated zone is the primary barrier for migration. The migration for radionuclides 60Co, 137Cs, 90Sr, 63Ni, etc. will be retarded in it within 500 years. The concentration of 239Pu will be decreased by amount of 6 order. Only 3H and 14C can migrate through the aerated zone. The radionuclides that go through the aerated zone and enter the aquifer will exist in spring, stream and sea. Based on this, the intake dose by residents in different age group resulting from drinking contaminated spring water, eating seafood is calculated. The results showed that the impact of the repository to the key resident group is lower than the limit in national repository regulation standard. This complies with the repository management target.