街区污染物扩散的数值研究

对街区峡谷内交通污染扩散规律的研究是城市空气质量预测的主要内容之一。应用现代流体力学数值模拟方法进行大量算例的计算和分析,研究了城市街区峡谷污染物二维扩散的规律。包括比较各种条件下污染物的扩散浓度,考察来流风速、街区特征比例和日照等因素对扩散的影响,通过研究流场及湍流强度分析其扩散的动力学原因,为改进工程预测模式提供依据。     

土壤污染物运移轨迹模拟研究

研究土壤污染物的运移轨迹,可以掌握污染物在土壤中迁移的时空规律,为土壤环境质量评价及污染预测、污染防治提供科学的根据与途径,具有重要的理论和实际意义.本文以对流扩散传输理论为依据,建立了土壤环境下污染物运移的数学模型,然后基于COMSOL对几种特定初始及边界条件下的对流扩散问题进行数值模拟,计算了稳定连续、指数变化、瞬时释放三种典型污染源排放模型,并探讨模型中的一些因子对污染物浓度分布的影响,最后对污染物浓度分布的计算结果进行了相关分析.     

城市街道空气质量与道路绿化型式的关系

通过对街区中茂密行道树对空气污染物扩散的利弊进行理论分析的基础上，以CO为自然示踪气体，对西安市几个典型街道中的气态污染物浓度分布做了实测。实测结果指出，道路车流量的大小是行道树树冠的净化功能和对污染物扩散的阻碍作用所占权重的主要影响因素，行道树对污染物扩散的阻碍作用主要受控于树木郁闭度而非绿量，指出城市道路绿化不应盲目追求绿量的提高，并据此提出在街道绿化中应根据车流量的大小采取不同绿化方案的建议。     

影响街区峡谷浓度扩散的因素

对街区峡谷内污染扩散规律的研究是城市空气质量预测的主要内容之一。应用现代流体力学数值模拟方法进行大量算例的计算和分析,研究了城市街区峡谷污染物二维扩散的规律。在分析二维街区峡谷内浓度扩散的规律时,发现对街区峡谷浓度扩散的两个影响因素,其中定量分析了湍流脉动对浓度扩散的影响,与层流时得到的浓度扩散进行了通量积分的比较;此外,定性分析了不同类型的街区峡谷对扩散的影响。     

大气汞氧化还原过程与机制的计算化学研究进展

大气中汞的氧化还原反应对于其全球生物地球化学循环起着极其重要的作用,它促进了汞在全球范围内的扩散.汞主要以气态元素汞的形态释放到大气中,并经历复杂的均相和非均相化学反应,被氧化为活性气态汞和颗粒态汞;同时,活性气态汞也可经过光致还原反应光解生成气态元素汞.计算化学是一种基于理论方法利用计算软件来对化学现象和本质进行解释...     

CS2在TiO2表面的多相光化学反应研究

本文运用原位漫反射红外光谱(DRIFTS)、GC、XPS等手段研究了CS2在大气半导体颗粒TiO2表面的多相光化学反应.结果表明在模拟太阳光照射下,低浓度的CS2(8.1 mg·m(-3))在TiO2:表面发生多相光化学反应,生成气态产物cos、H2S、SO2,进而在颗粒物表面生成硫酸盐.在氧气体积浓度为21%,氙灯照...     

北京采暖期典型区域环境空气污染特征分析

北京采暖期空气污染较非采暖期严重得多,但目前针对采暖期北京城市上风向、下风向、中心区和主干道路等典型人类活动区域的主要污染物浓度特征及其受气象条件变化影响的研究还比较缺乏,为了摸清北京市采暖期不同典型区域大气污染特征,更有针对性地制定环境空气污染防治对策,利用2014年采暖期首月(11月15日—12月14日)北京市北郊(八达岭)、南郊(永乐店)、城市中心区(天坛)、城市交通干道(永定门内大街)等典型区域的PM_(2.5)、SO_2、NO_x、O_3质量浓度监测数据和气象数据,分析4类代表性区域的环境空气污染特征和时空变化情况。结果表明,PM_(2.5)是各区域冬季主要污染物,日均质量浓度在61.75~143.81μg?m-3,总体空间分布状况为南郊最严重、城市交通干道和城市中心区次之、北郊的PM_(2.5)污染最轻,除北郊外其余监测点ρ(PM_(2.5))均超过二级标准限值。各区域的主要污染物略有不同,其中北郊ρ(SO_2)较其他区域高,白天12:00时最低(29.09μg?m-3),夜晚18:00—次日01:00持续居高(58.8~63.19μg?m-3),这与燃煤采暖等人类活动规律一致;南郊以PM_(2.5)、NO_x混合型污染为主;城市交通干道附近ρ(NO_x)和ρ(O_3)较高,表明局地光化学反应NO_x-O_3生消机制作用明显,污染物浓度变化与人类出行时间一致。气象条件对不同污染物浓度的影响存在差异,微风无持续风向、大气扩散条件较差时,PM_(2.5)呈现不断累积状态,SO_2、NO_x和O_3累积效应不明显,但其单日质量浓度峰值显著增加;北风和微风反复交替、大气扩散条件总体较好时,各监测点的SO_2、NO_x受地区性污染源排放影响波动不大,随扩散条件转差南郊ρ(PM_(2.5))会迅速增加。城市交通干道机动车排放典型污染物ρ(NO_x)及其二次污染物ρ(O_3)随着气象条件变化其峰值在日内变化显著。     

环境介质中有机污染物运移的数值模型

在综合考虑有机污染物在土壤-水环境体系中扩散、吸附解吸、分配以及土壤-水界面微生物降解条件下，建立了环境介质中有机污染物迁移转化的非平衡动力学模型，并编制相应的有限元程序，利用该程序对落地原油在土壤中迁移转化非平衡模式与平衡模式进行对比模拟分析，探讨了模型参数kd、λ、λ^*的变化对有机污染物迁移的影响，为定量研究土壤中有机污染物在土壤-水环境中分配与归宿提供了可靠的理论依据，同时为土壤环境质量评价及污染预测、预报与污染防治提供科学的根据与途径．图4表1参11     

3,3',4,4',5?五氯联苯(PCB126)在食用罗非鱼不同组织 中的蓄积、净化、迁移规律的动力学研究

为明确二■英及其类似物通过饲料在食用鱼体内的蓄积、净化、迁移规律,了解模型在预测可食部和饲料中污染水平及计算动力学参数方面的准确性,本研究测定了饲料暴露的二■英样多氯联苯(3,3′,4,4′,5-五氯联苯,PCB126)在养殖食用罗非鱼的肝脏、肌肉、肾脏、血液中的含量,利用非线性模型拟合了各组织的污染水平和清除速率常数等PCB126的蓄积、净化动力学参数.结果表明,该模型对肌肉中PCB126的污染水平有很好的预测效果(R~2=0.95),对各组织中污染物半衰期的预测也与实际接近.本研究用逸度表征污染物在各组织中的迁移趋势,结果表明肝脏可快速蓄积、清除PCB126,并在高浓度污染物刺激下生长以提高蓄积能力;肌肉中污染物的迁移不受暴露时长的影响,清除期污染物由其它组织迁移入肌肉,引起肌肉中污染物含量峰值的延后.     

建筑动力学作用对近地面短历时点源污染扩散的影响

利用一次示踪剂扩散外场实验获得的数据,对城市小区尺度模式USSM在模拟短历时点源方面的能力进行了验证,结果表明USSM能较为合理地描述城区短历时点源的扩散特征。利用USSM进行了3个案例的情景模拟分析,得出结论:1)街区内建筑群的平均高度越高,建筑群之间的流场越紊乱,并且越容易形成涡旋型环流,同时建筑群之间的风速会变得越来越小。除此之外,随着建筑群平均高度的增加,受建筑群影响风场出现扰动现象的范围越大。2)建筑群平均高度的增高会显著降低街区内的扩散能力,并且这种影响可能是非线性的,当街区由小高层建筑为主变为高层建筑为主时,污染物输送扩散效率会急剧下降。     

六六六(α-HCH)在水、冰和雪中的光化学反应

研究了紫外光作用下六六六(α-HCH)在水、冰和雪3种介质中的光化学反应,考察了α-HCH的光化学反应动力学、产物和机理.结果表明,在水、冰和雪中,α-HCH均可以发生光化学反应,且反应均符合一级动力学方程.光化学反应速率大小顺序为雪>水>冰.在水和冰中,α-HCH均生成了异构化产物β-HCH和γ-HCH,异构化机理是α-HCH分子中的氯原子改变原来的构像;由于雪中α-HCH的光化学反应较快,因此在雪中未检测到异构化产物.在3种介质中,α-HCH的光解产物均为二氯苯和五氯环己烯,其机理为氯化氢或氯原子的脱除反应.     

海洋沉积物-水界面营养盐交换过程的研究1

对胶州湾和渤海沉积物分别进行室内培养实验.结果表明,在沉积物中加入营养盐后,铵氮、硅酸盐由沉积物向水体的迁移增大,铵氮的迁移在总溶解态氮的交换中起主要作用,其交换量约占总溶解态氮扩散量的76%,硝酸盐及磷酸盐由水体向沉积物的迁移减弱.在上覆水中加入营养盐后,硝酸盐、磷酸盐由水体向沉积物的迁移增大,硝酸氮的迁移占总溶解态氮交换的主要部分,约为62%.铵由沉积物向水体的迁移减弱,硅酸盐变成由水体向沉积物迁移.沉积物对于上覆水中营养盐的浓度具有一定的调节作用.无论在充空气或充氮气条件下,磷及硅的交换速率变化不明显,铵氮的迁移占总溶解态氮扩散量的98%以上.充氧条件下硝酸盐由沉积物向上覆水的迁移通量较充氮气条件增加.比较两种不同的通量计算方法(积分和拟合),结果表明由两种计算方法计算的交换速率的变化趋势基本是一致的.     

NaClO_2湿法氧化脱硝污染物排放特征与监测方法研究

针对应用NaClO_2作为氧化剂氧化吸收低温烟气中的NO_x,基于实际工业应用烟气排放的实测结果分析,探讨了脱硝烟气组分对NO_x和SO_2监测方法的影响,分析评估了烟气脱硝后NO_x的实际排放水平、净化效率及其影响因素,讨论了NaClO_2湿法氧化脱硝二次气态污染物的排放水平与特征,以期为制定科学合理的NO_x排放控制策略提供科学依据。研究选择北京市3家供热厂9台实际使用的NaClO_2湿法氧化脱硝燃煤供暖锅炉,根据相关文献烟气模拟试验的最佳试验条件,采用4种NO_x与SO_2监测方法,对其脱硝烟气中气态污染物的排放进行了实测。结果表明,锅炉烟气经MgO或NaOH湿法脱硫和NaClO_2湿法氧化脱硝后,SO_2基准氧含量排放浓度为2~7mg·m~(-3),低于北京市地方排放标准限值(10mg·m~(-3));而NO_x基准氧含量排放浓度为92~105mg·m~(-3),超过了现行北京市地方标准排放限值(80mg·m~(-3))。烟气净化装置SO_2净化效率高达99.1%~99.6%,NO_x净化效率为52.5%~74.3%,平均为65.1%。净化装置SO_2进口浓度与烟气氧含量不影响其净化效率,而NO_x的净化效率与净化装置NO_x进口浓度及烟气氧含量有一致的变化趋势。烟气氧含量可能对NaClO_2湿法氧化脱硝系统NO_x的净化效率有一定的制约作用,使净化后烟气中NO_x的基准氧含量排放浓度维持于某一特定排放水平。NaClO_2湿法氧化脱硝二次污染物Cl_2逸出严重,排放浓度为1.4~30mg·m~(-3),平均为12mg·m~(-3),超标率89.7%;而HCl排放浓度为0.22~11mg·m~(-3),平均为2.2mg·m~(-3),97.4%达标。NaClO_2湿法氧化脱硝后烟气组分复杂,应选择适宜的监测方法测定NaClO_2湿法氧化脱硝后烟气中NO_x和SO_2的排放。     

一种气态亚硝酸制备技术的研发

本研究介绍了一种改进的气态亚硝酸(HONO)制备系统.将亚硝酸钠与硫酸的混合溶液保存在冰浴棕色瓶中,用蠕动泵将溶液输入到玻璃螺旋管并从后端输出,载气(高纯氮)带动溶液从螺旋管通过,稳定(变异系数CV1%)且高纯度(氮氧化物NO_x干扰2%)的气态HONO就会持续从溶液中产生.该系统重现性好,实验结果表明HONO浓度和溶液中亚硝酸根离子(NO~-_2)浓度、溶液流速都呈正相关,因此调节蠕动泵转速可快速改变HONO浓度.该技术结构简单,便于操作,非常适用于实验室分析和HONO标定等用途.     

街道峡谷内汽车排放污染物浓度分布的观测与数值模拟

在上海某典型街道峡谷内按一定的空间布点,在一定时段内同时对各布点进行采样并做一氧化碳浓度分析,同时记录车辆种类、车流量、气象条件等,分析街道峡谷内污染物浓度的分布.运用风向频率加权(WDFW)方法,结合大气流动和污染物扩散的CFD模型进行数值模拟计算.结果表明,数值模拟结果和现场观测结果较吻合,建筑物低的一侧污染物浓度远高于建筑物高的一侧污染物浓度,两侧的污染物浓度随着高度的增加而降低.     

江河有机污染物迁移转化过程的实验室模拟

本文研究了第二松花江10种有机污染物的迁移转化规律,得到挥发、微生物降解、光解、沉积物吸附与解吸过程均遵守一级动力学.计算了动力学参数,并用箱式模型和所取得的参数预测了有机污染物的迁移转化规律,预测结果与实测值符合较好.     

污染物在冰晶中的光化学研究进展

从冰晶的性质、冰晶中的光化学反应和光化学反应机理、对环境的影响以及研究过程中遇到的困难,对污染物在冰晶中的光化学进行了探讨,为开展这方面的工作提供信息.     

北京市城区北部大气气态汞的特征分析

汞具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性,毒性很强,环境中任何形式的汞均可在一定条件下转化为剧毒的甲基汞.汞已被联合国环境规划署列为全球性污染物,具有跨国污染的属性,已成为全球广泛关注的环境污染物之一.作为环境中汞的重要传输通道,大气在全球汞的生物地球化学循环中起着极其重要的作用.气态单质汞是大气汞的主要存     

气团来源对沿海城市PM_(2.5)中二次水溶性无机离子形成特征的影响研究

大气细颗粒物(PM_(2.5))与雾霾天气密切相关,PM_(2.5)吸附的有毒有害物质,可能给人体健康带来危害。二次水溶性无机离子(SNA,包括SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+)是PM_(2.5)的重要组分,研究PM_(2.5)中SNA污染特征及形成和演化的影响因素,对认识雾霾污染的生消机制,提升人们的生活质量具有重要意义。利用在线气体及气溶胶成分监测系统(MARGA)观测了宁波市滨海地区春季、夏季和秋季大气PM_(2.5)中的SNA和气态污染物的变化趋势,并利用后向轨迹分析研究了不同气团影响下污染物的日变化规律。结果表明,观测期间,SNA在PM_(2.5)中的平均占比约为70.7%,NO_3~-是导致PM_(2.5)污染加重的主导离子。NO_3~-和SO_4~(2-)受气团传输影响较大,来自陆地气团的质量浓度普遍高于海洋气团,来自西北内陆方向的污染物输送是导致宁波空气质量下降的主要原因。宁波大气中的硫氧化率(SOR)较高,SO_4~(2-)主要由SO_2发生二次氧化反应生成;SO_4~(2-)的形成与相对湿度(RH)密切相关,SOR随着RH的增加而显著增大,当RH85%时,大气中的硫氧化物绝大部分以SO_4~(2-)形式存在,SOR接近1;而温度变化对SOR无明显影响;来自西南与东部受海洋显著影响的气团SOR高于来自陆地气团的相应值。夏季RH普遍较高,西南方向气团影响下高浓度的气态污染物(NO_2、O_3、NH_3)可明显促进SO_4~(2-)的生成,一定程度上控制人为气态污染物的排放能有效减少SO_4~(2-)生成。与SOR比较而言,氮氧化率(NOR)和NO_3~-与温度、RH、气态污染物浓度等环境因素的关系比较复杂,暗示多种反应机理共同作用影响氮氧化物的转化。     

不同结构形状的街道峡谷内污染物扩散

针对不同的城市街道峡谷结构形状,通过求解二维不可压缩N-S方程和K-ε湍流模型方程及污染物对流扩散方程,数值模拟了街道峡谷内的流场及机动车排放污染物浓度场,从而说明了街道峡谷的结构是影响街道峡谷内污染气体扩散的主要因素之一。