大气污染物扩散模式的应用研究综述

应用大气污染物扩散模式可以模拟不同尺度、气象、地形条件下工业污染物在大气中的输送与扩散特征,为大气监测、城市环境规划和空气质量预报等工作提供科学依据.归纳了目前广泛应用于模拟工业污染物扩散的模式,着重介绍了近年来国内外对这些模式的主要应用研究进展,比较了各模式在应用上的优缺点,并对大气污染物扩散模式的应用研究前景进行了讨论.     

基于Fluent城市大气污染物扩散数值模拟

城市大气污染问题已经引起广泛的关注,其中对城市中大气污染物的迁移扩散过程还需进一步研究。为了探究城市复杂地形下大气污染物扩散预测的新模式,采用计算流体力学方法,建立了数值预测模型,构造出水平均匀的大气边界层模拟风场;进一步对建筑物影响下的大气污染物扩散过程进行了模拟,并与实验结果进行了对比。结果表明:数值模拟结果与实验结果基本吻合,计算流体力学方法可用于城市复杂地形下大气污染问题的研究工作;模拟结果与湍流模型的选取和湍流施密特数的设置有密切关系;采用SST k-ω湍流模型对此类问题较适宜,随着湍流施密特数的增大,扩散范围逐渐增大。     

主导风向对不规则建筑群街区污染物扩散的影响

以城市道路某段典型的街道峡谷为研究对象,采用ICEM CFD数值模拟技术,分析不同风向对不规则建筑群街区污染物扩散影响。结果表明:(1)北风时,距地10.0m以下范围是污染物高浓度聚集区。与北风工况相比,西北风时街谷内污染物浓度分布变化较大,沿高度截面上升依次呈连续线状→线状和部分团状→断裂团状。(2)随着建筑高度的增加,主干道中的气流绕流作用减弱。通过控制建筑的连续界面诱导街谷中的气流横向绕流,或在临街上游设置合适的开敞空间,以增加来流通风廊道,可有效改善街谷中污染物的扩散。(3)两种风向下每条街道人员停留区内污染物停留时间排序规律相同;不同风向下每条街道人员停留区内污染物停留时间不同,说明风向对每条街道内污染物的影响存在差异,每段街谷内的污染物扩散分布不是孤立系统,而是相互关联的有机整体。     

温度层结对城市街区流场及污染物扩散影响的数值模拟研究

采用标准k-ε湍流模型研究了温度层结对三维街区流场和污染物扩散的影响.结果表明,温度层结对街区流场和污染物均有一定影响.随着不稳定性的增加,气流涡旋中心向地面靠近.中性温度层结下,污染物随着街区内的涡旋先向背风侧迁移,然后主要随气流向下游迁移,很少向上游街区迁移.而不稳定温度层结下,上游街区污染物浓度也随之增加.根据污...     

高架源大气SO2水平扩散参数的遥测研究

应用加拿大ＣＯＳＰＥＶ Ｖ型相关光谱仪遥测高架源烟羽ＳＯ２浓度剖面，测定烟羽高度处的风向，对Ｅｕｌｅｒｉａｎ平均剖面数据处理及计算σｙ进行了探讨，并用以验证Ｂｒｉｇｇｓ模式，为实测大气扩散参数提供了新的科学方法。     

道路路障对街道峡谷内污染物扩散的影响

采用数值模拟,研究不同风向角α (α=0°、45°、90°)及道路屏障位置(中间单路障和两侧双路障)对街道峡谷内机动车尾气污染物扩散的影响。数值模拟采用标准 k-ε 湍流模型且Sct选择0.3时,计算结果与风洞实验结果较好吻合。结果表明,2种路障布置方式可有效降低人行道内污染物浓度,特别是,当α=45°时,污染物浓度最多可降低46.23%。同时,风向角α对街道峡谷内污染物扩散影响较大。当 α=90°时,空气流通不良使得污染程度最为严重,且污染集中在背风侧近地面。单路障比双路障布置对污染物扩散影响更大,前者使污染物主要集中在街道中心背风侧,其他位置浓度明显降低;双路障时仅在一定范围内改善人行道内空气品质,但对街道整体污染物分布影响不大。     

土壤环境下污染物运移问题的数值模拟研究

在土壤环境中,物质传输机制显著影响着污染物的运移,分析污染物运移问题的数值解,可以掌握污染物在土壤中传输的时空规律,具有重要的理论意义和实际意义。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、指数变化和瞬时释放3种典型污染源排放模型,并对比了模型中的扩散、对流、吸附降解等参数对计算结果的影响,最后对污染物浓度分布的计算结果进行了相关分析和讨论。     

多沙大河的扩散示踪研究

污染物在水体中的扩散规律研究已引起越来越多人的关注。通过现场扩散示踪实验求得扩散系数，进而对污染物的扩散规律予以定量描述，是一种可靠易行的方法。对黄河托克托至河曲段的实际研究表明，以Ｃｒ２Ｏ或Ｆ－为示踪剂，运用Ｔａｙｌｏｒ模型进行多沙大河的污染物扩散规律研究可以取得满意的结果。同时，利用现场示踪实验结果与经验公式的结合可以预测不同情况下的纵向扩散系数，从而得出污染物的允许排放量，这将有利于污染物在水体中行为的深入研究。     

基于多源数据融合的浙江省温室气体与大气污染物排放协同研究

减污降碳协同是中国新发展阶段经济社会发展全面绿色转型的必然选择。以浙江省为研究对象,应用多源数据融合方法构建1 km×1 km的温室气体与大气污染物排放网格,采用耦合协调模型识别温室气体和大气污染物排放的协同高值区、磨合区、拮抗区等。研究结果显示,占浙江省国土空间0.68%的协同高值区集聚了30.6%的温室气体排放和38.3%的大气污染物排放,根据不同区域协同排放特性提出减污降碳治理的空间管控优先次序建议、重点行业治理建议、重点因子治理建议等,丰富了区域减污降碳协同的精细化定量分析方法和中长期治理路径优化技术方法。     

建筑物周围流场数值模拟的研究进展

本文概述了空气流经建筑物时的物理特性,总结了国外在数值模拟方面的进展,特别是ｋ － ε模型的优缺点,并在此基础上指出了今后研究的发展趋势。     

The short-term effects of air pollution on adolescent lung function in Taiwan

A mass screening of lung function associated with air pollutants for children is limited. This study assessed the association between air pollutants exposure and the lung function of junior high school students in a mass screening program in Taipei city, Taiwan. Among 10,396 students with completed asthma screening questionnaires and anthropometric measures, 2919 students aged 12-16 received the spirometry test. Forced vital capacity (FVC) and forced expiratory flow in 1 s (FEV₁) in association with daily ambient concentrations of particulate matter with diameter of 10 μm or less (PM₁₀), sulfur dioxide (SO₂), carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO₂), and ozone (O₃) were assessed by regression models controlling for the age, gender, height, weight, student living districts, rainfall and temperature. FVC, had a significant negative association with short-term exposure to O₃ and PM₁₀ measured on the day of spirometry testing. FVC values also were reversely associated with means of SO₂, O₃, NO₂, PM₁₀ and CO exposed 1 d earlier. An increase of 1-ppm CO was associated with the reduction in FVC for 69.8 mL (95% CI: −115, −24.4 mL) or in FEV₁ for 73.7 mL (95% CI: −118, −29.7 mL). An increase in SO₂ for 1 ppb was associated with the reductions in FVC and FEV₁ for 12.9 mL (95% CI: −20.7, −5.09 mL) and 11.7 mL (95% CI: −19.3, −4.16 mL), respectively. In conclusion, the short-term exposure to O₃ and PM₁₀ was associated with reducing FVC and FEV₁. CO and SO₂ exposure had a strong 1-d lag effect on FVC and FEV₁.