监测数据反推下PM_(2.5)扩散模型及突发情况模拟

建立了PM2.5扩散模型和应急污染扩散评估方法。模型考虑了风向、风速、温度等影响,根据监测点位置和PM2.5浓度信息反推虚拟污染源位置及浓度信息;采用高斯扩散模型,得到稳定风向、风速、温度下的任意时间、接收点的PM2.5扩散衰减模型;突发情况下,用时间变量替换速度项,得到该地区时态变化的PM2.5变化规律。根据西北某城市PM2.5监测数据,建立了其四季PM2.5扩散衰减模型,并对其空气质量进行分级表征,同时对某监测点突发情况下PM2.5时空变化进行了预测评估。结果表明,该模型合理可行。     

火电厂周围大气环境中硫化物分布规律的探讨

由于电厂排放的污染物量大且浓度高,对周围环境影响很大。选取山西省太原第一热电厂排放的SO_2作为研究对象,针对该电厂排放的SO_2传输特性和空间分布规律,在电厂周围按照不同的距离进行优化布点,测定SO_2及PM10中硫化物的量。SO_2和PM10中硫化物的量在空间上随着距离的增大,浓度也变高,直至出现浓度最大点,然后再随着距离的加大,浓度却随之减小,并且在距离大约2 000 m处取得最大值。这与用ADMS预测的结果吻合。该结果符合电厂高架源排放污染物在下风向的浓度变化规律,说明这些硫化物浓度变化主要是由电厂引起的。在有风雨情况下,SO_2和PM10中硫化物的降幅都在10%以上,雨量和风速的大小对PM10中硫化物的影响比起二氧化硫的更大。     

广州市燃煤电厂PM_(2.5)扩散模拟及控制策略研究

近年来广州市的雾霾天气频发,能见度大幅降低,燃煤电厂排放的PM2.5被认为是重要的影响因子之一。基于稳态高斯高架连续点源模型在不利于大气扩散的气象条件下,对广州市周边31个燃煤电厂的颗粒物污染扩散进行模拟。结果表明:当东南风、南风、东风为主导风向时,装机容量较大的红海湾、平海、妈湾、铜鼓、沙角C、珠海A等燃煤电厂均在广州的上风向地区,这些燃煤电厂排放的PM2.5会增加广州城区PM2.5浓度。同时,根据PM2.5贡献率调整发电系数,对燃煤电厂的发电运行进行管理,为未来有效控制PM2.5浓度提供了新思路。     

计算流体力学模拟街道峡谷特征和风向对细颗粒物污染扩散的影响

街道峡谷结构和风向会对街道峡谷内的污染物浓度和扩散特征带来一定影响。利用计算流体力学(CFD)软件,针对街道峡谷高宽比、建筑物间隔(建筑物间空隙与街道总长度的比值)和风向对街道峡谷内细颗粒物扩散的影响进行数值模拟。模拟结果表明,建筑物间隔为20%,风向为北风,风速为3m/s,街道峡谷高宽比分别为1∶2、1∶1和2∶1时,街道中心线距地面1.5m高度细颗粒物最大质量浓度分别位于-19.3、-88.0、-19.3m(以与街道中心点的距离计,正值表示在街道中心点以东,负值表示在街道中心点以西,下同)位置,为37.5、46.4、28.4μg/m3。街道峡谷高宽比为1∶1,风向为北风,风速为3m/s,建筑物间隔分别为0、20%和40%时,街道中心线距地面1.5m高度的细颗粒物最大质量浓度分别位于148.0、-92.3、-186.7m位置,为88.1、31.6、33.7μg/m3。街道峡谷高宽比为1∶1,建筑物间隔为20%,风速为3m/s,且分别处于西风、北风和西南风时,街道中心线距地面1.5m高度的细颗粒物最大质量浓度分别位于165.3、58.0、1.5m位置,为10.6、11.2、16.0μg/m3。可见,CFD模拟近地面污染物扩散时应考虑街道峡谷结构和风向的影响。     

不对称街谷内PM_(2.5)浓度垂直分布特征及成因

当前细颗粒物PM2.5已成为城市环境的主要污染物,研究城市不对称街谷内PM2.5浓度的垂直分布特征,对居民日常生活与健康出行有现实意义。实验选取2013年3个不同阶段对高度在1~35 m范围的街谷进行PM2.5浓度监测,同时引用街谷内流场模型与浓度场模型,对PM2.5浓度垂直分布特征及成因进行探究。结果表明,不对称街谷受大气对流、风速、风向影响,街谷内细颗粒物存在不均匀分布特点,在较高侧随着壁面高度的增加PM2.5浓度大体呈"S"型曲线变化。同时在同一阶段监测的4天中街谷内PM2.5浓度分布特征大体一致,而阶段之间差异明显;街谷内PM2.5浓度垂直分布的最高浓度差出现在阶段1,高达75μg/m3,阶段2与阶段3浓度差相对减弱,仅在20~30μg/m3之间。通过阶段2与阶段3对比可知,北京冬季供暖燃煤对大气细颗粒物的贡献较大,导致颗粒物浓度偏高;而非采暖期气温回升,大气对流作用较强,有助于大气颗粒物扩散,因而街谷内PM2.5污染程度相对较低。     

成都市大气颗粒物污染特征及与气象因子的关联性分析

利用成都市2013年6月至2014年5月的PM10和PM2.5浓度监测数据,分析大气颗粒物污染特征,并探讨其与气温、相对湿度、降雨、风向、风速等气象因子的关联性。结果表明:成都市大气PM2.5污染较严重;PM10和PM2.5浓度及超标率均表现为冬季秋季春季夏季,秋季和冬季为大气颗粒物污染高发期;PM2.5对PM10贡献显著;气温超过10℃时,PM10和PM2.5最高浓度大体随气温升高而降低;相对湿度为40%~80%时,PM10和PM2.5浓度随相对湿度增加而升高;相对湿度超过80%时,易发生降雨,PM10和PM2.5浓度降低;降雨对PM10的清除量高于PM2.5,但降雨后PM10和PM2.5浓度较快回升;PM10和PM2.5浓度在偏西风下高于其他风向;PM10主要受局地源影响,而PM2.5主要受西北方向上的外来源影响。     

高架连续点源落地浓度预测中风速的确定

高架连续点源污染物排放落地浓度是大气环境影响预测的主要内容。由于大气污染物扩散明显受气象条件尤其是风速的影响,而现有预测模型中对于风速的取值都是按经验值来确定的。通过分析在不同气象和烟源条件下,平均风速的计算方法对烟羽抬升高度以及最大落地浓度产生的影响,与实测值相比较确定了风速取值的合理方法,缩小了预测偏差。     

冬季沈阳市典型源排放PM_(10)浓度分布模拟分析

选取沈阳市7个典型的大气污染源2006年12月~2007年2月的PM10排放浓度资料,利用CALPUFF对PM10浓度月平均分布做模拟分析。模拟结果分析表明:冬季月平均PM10浓度分布的范围与风场、地形有直接的关系。地势平坦、风速大时,污染物扩散范围大,污染物浓度小;地势不平、风速小时,污染物扩散范围小,污染物浓度大。1月份是沈阳市冬季月平均大气污染最严重的月份,污染物分布主要集中在市区的北部、东部和南部地区,东部地区大气污染最为严重。     

国际PM2.5排放标准及其实施情况比较分析

对主要国际组织和部分国家的PM2.5排放标准及其实施情况进行了比较和分析.结果表明,世界卫生组织(WHO)和欧盟、美国、加拿大、澳大利亚、日本等均已制定了PM2.5排放标准;墨西哥和印度等发展中国家制定了PM2.5排放标准,中国也制定了PM2.5排放标准,但还未正式发布.WHO除制定了PM2.5的日均浓度限值和年均浓度限值外,还设立3个过渡时期目标值.发达国家制定的PM2.5日均浓度限值比较一致(在25～35 /μg/m3),低于发展中国家(墨西哥和印度)制定的限值标准.发达国家中澳大利亚制定的PM2.5排放标准最为严格,而日本制定的PM2.5排放标准在亚洲最为严格.WHO、欧盟、美国、加拿大和印度还规定了PM2.5的达标判断要求,各要求有所差异,而中国还未规定PM2.5达标的判断要求.美国制定了PM2.5排放标准的详细实施计划,中国拟发布的PM2.5排放标准也将分期实行.     

冬季沈阳市典型源排放PM10浓度分布模拟分析

选取沈阳市7个典型的大气污染源2006年12月～2007年2月的PM10排放浓度资料,利用CALPUFF对PM10浓度月平均分布做模拟分析。模拟结果分析表明：冬季月平均PM10浓度分布的范围与风场、地形有直接的关系。地势平坦、风速大时,污染物扩散范围大,污染物浓度小;地势不平、风速小时,污染物扩散范围小,污染物浓度大。1月份是沈阳市冬季月平均大气污染最严重的月份,污染物分布主要集中在市区的北部、东部和南部地区,东部地区大气污染最为严重。     

联合钢铁企业原料堆场表面颗粒物起尘速率实验研究

在测定原料颗粒物物性的基础上,采用堆料表面风洞吹扫起尘的实验方法,研究了某联合钢铁企业原料堆场的8种典型物料表面的PM2.5、PM10的起尘速率和影响因素,为有效控制多物料堆场的颗粒物排放提供支持。研究结果表明,不同物料的起尘速率差异较大,5 m/s的表面吹扫风速条件下,瞬时PM10起尘速率可在2~1 000 mg/(m2·s)之间波动,瞬时PM2.5起尘速率可在0.4~180 mg/(m2·s)之间。大多数物料的起尘速率靠近下限值。可浸润性差,尘粒细颗粒物含量高,真密度小的物料堆场起尘速率往往较大,是优先控制对象。对于润湿性好的物料堆场,表面增湿或喷洒水是非常有效的抑尘措施。     

基于添加尿素的铁矿烧结过程二噁英减排技术研究

铁矿烧结过程是二噁英排放的主要污染源之一。研究了铁矿烧结过程中添加尿素对烧结烟气二噁英减排的影响。结果表明,烧结料层中混匀加入0.020%、0.035%、0.050%(质量分数)的固态尿素后,二噁英的排放质量浓度分别为0.20、0.12、0.20ng TEQ/m3,与未加尿素时的二噁英排放质量浓度(0.50ng TEQ/m3)相比均有大幅度降低。尿素混匀加入对二噁英的减排效果优于定点加入,固态尿素对二噁英的减排效果优于液态尿素。最后阐述了尿素对烧结过程二噁英的减排机制。     

湿式电除尘器对烟气中颗粒物的去除特性

当前,中国以PM2.5为代表的灰霾污染形势依然严峻,采取更为严格的措施进一步降低燃煤电厂等重点大气污染源排放已成必然趋势。湿式电除尘器(WESP)由于具有去除PM2.5等细颗粒物的能力而被越来越多的电厂选用。对上海长兴岛第二发电厂烟气中可过滤颗粒物(FPM)、可凝结颗粒物(CPM)、SO3、液滴等关键指标进行了测试分析。结果表明,在湿式电除尘器停运和运行时,烟囱中总颗粒物(TPM)排放浓度分别为30.31 mg/m3和15.74 mg/m3,FPM排放浓度分别为20.31 mg/m3和6.09 mg/m3,PM2.5排放浓度分别为4.06 mg/m3和2.50 mg/m3,CPM分别占TPM的33%和61%,SO3排放浓度分别为4.51 mg/m3和3.06 mg/m3,液滴排放浓度分别为114 mg/m3和102 mg/m3。测试证明,湿式电除尘器的投运对颗粒物和液滴的去除均有明显效果。     

高原山地城市重气泄漏扩散的示踪实验研究

为分析高原山区城市(个旧市)重气泄漏扩散规律,进行了重气泄漏扩散环境风洞实验。实验表明,重气浓度主要集中于近地层,测点的重气浓度随风速增大先增大后减小,存在一个危险风速,通过曲线拟合所得危险风速值与风洞实验所得危险风速值相近。在该风速下,重气浓度达到最大,且粘滞系数也最大,结果表明,粘滞系数越大越不利于重气的扩散。     

加油站油气扩散与回收效果的数值分析

加油站排放出的油气是有毒有害的气体。目前控制油品蒸发损耗的有效方法是采用油气回收系统。基于湍流模式理论,采用FLUENT软件,模拟加油站在使用油气回收系统前后空气中油气浓度分布情况及风对油气扩散的影响,得到油气浓度等值面图、直线及点上浓度变化曲线图。模拟结果表明,实施油气回收,其大气净化率可高达95％以上,因此明显减小加油站火灾隐患及环境污染,并可减少经济损失及节约加油站占地面积。另外,风对油气扩散稀释有明显的影响,如距排放口下风侧5 m处,相对于风速１ m/s,风速为5、8 m/s时的大气净化率分别为54％、71％。虽然无法降低油气排放总量,但是随着风速的增加大气净化率随之变大,可以减少油气浓度值过高造成的危害。     

广州市机动车排放污染三维仿真模拟研究

基于三维的对流一扩散方程,采用50 m× 50 m× 20 m的高分辨率网格对广州市机动车排放污染扩散的宏观分布状况进行了数值模拟研究,应用有限体积法数值求解上述方程.模拟过程综合考虑了广州市的路网结构、交通流和路网线源排放强度等因素,进行了均匀风速的简单气象条件试算.结果表明,机动车排放污染物浓度随交通流量而变化,随高度增加而下降,上风向污染物浓度大于下风向,模拟结果与实际污染情况具有较好的一致性.     

高交通密度道路周边乔灌草型绿地对大气颗粒物的影响

在杭州临安一高交通密度道路周边的乔灌草型绿地中监测了PM1浓度、PM2.5浓度、PM10浓度、温度、湿度、风速、气压、CO2浓度,研究了颗粒物的日变化规律、乔灌草群落对其的消减影响及与气象因子的关系。结果表明:(1)不同粒径的大气颗粒物PM1、PM2.5、PM10的日变化特征一致,表现为"早晚高、中午低"的现象,3者与同一气象因子的决定系数基本相同;(2)道路两边的绿地宽度并不一定越宽越好,还应考虑植物种类的配置结构、植被密集程度及经济性;(3)大气颗粒物浓度与温度、风速成负相关关系,与湿度、气压成正相关关系,其中风速是影响颗粒物浓度的最关键气象因子。     

典型行业周边土壤中二噁英浓度分布特性研究

为了探究典型行业周边土壤中二噁英浓度,针对钢铁冶炼、生活垃圾焚烧和危险废物焚烧等行业开展了周边土壤中二噁英浓度分布特性的研究。结果表明,典型行业周边土壤中二噁英毒性当量浓度为0.77~3.80ng TEQ/kg,平均为1.98ng TEQ/kg,其中钢铁冶炼企业周边土壤中二噁英的平均毒性当量浓度(2.50ng TEQ/kg)最高,其次是生活垃圾焚烧企业(2.01ng TEQ/kg),危险废物焚烧企业周边土壤中二噁英的平均毒性当量浓度最低(1.44ng TEQ/kg)。钢铁冶炼企业浅层土壤(0~200mm)中二噁英毒性当量浓度明显高于深层土壤(200~400mm),土壤中二噁英毒性当量浓度与空气中二噁英的沉降作用有关。钢铁冶炼企业土壤中二噁英分布与最大落地浓度点、污染源中二噁英分布均相近,而生活垃圾焚烧企业和危险废物焚烧企业土壤中二噁英分布与最大落地浓度点、污染源中二噁英分布差异较大。     

燃煤工业锅炉PM2.5排放规律

当前我国工业锅炉中最主要应用炉型为链条炉,是大气污染物排放的重要污染源之一。本研究利用基于荷电低压捕集器(ELPI)的颗粒物排放稀释系统,选取5台典型链条燃煤工业锅炉,对其除尘器的进口、出口和脱硫后3处进行细微颗粒物(PM2.5)的现场测试。粒径分布结果表明,粒数浓度较多在0.04~0.3μm范围内,质量浓度分布在0.08~0.25μm范围内呈单峰上升形态。除尘装置对PM2.5的捕集效率在50%左右,除尘效果较差;脱硫后有些级的颗粒物浓度不降反升。目前环境日趋恶劣,燃煤工业锅炉作为PM2.5的重要排放源,将是今后重点控制对象。     

一次长三角大气重污染期间浙江典型城市大气PM2.5污染成因分析

浙江大气PM2.5污染问题突出。利用国家环境空气质量监测站的实时在线监测数据分析了2013年12月上旬长三角地区一次大气PM2.5严重污染前后浙江典型城市(杭州、湖州、金华、宁波和舟山)的PM2.5污染成因。结果表明,严重污染天(SPD)风速和大气边界层高度均较非污染天低,不利于污染物扩散,而气温和相对湿度高,易于二次颗粒物生成。PM2.5/CO(质量比)的变化结果显示,SPD二次颗粒物对杭州、宁波、舟山PM2.5浓度的贡献高于60%,对湖州和金华PM2.5浓度的贡献略低(42%～54%)。杭州SPD时二次NO3-、SO24-、NH4+的增长幅度远高于PM2.5,且氮转化率和硫转化率随相对湿度的升高而上升,表明硫酸盐和硝酸盐的生成是PM2.5污染的重要来源。气团后向轨迹显示,SPD时杭州和湖州主要受江苏、安徽及浙江省内其他城市气团传输的影响,宁波和舟山主要受上海、江苏、安徽及东海上空气团传输的影响,而金华主要受本地及邻近的杭州、绍兴的影响。