珠江口区域海上溢漏污染物动态预测系统的开发与应用

为了对《珠江口区域溢油应急计划》提供决策支持,在国内外最新研究成果基础上,针对珠江口海域的环境特点研究开发了先进实用的“珠江口区域海上溢漏污染动态预测系统”,综合有三维潮流模型、三维溢油与化学品漂移扩散模型、溢油风化模型、应急反应模型、以及电子海图、地理信息系统(GIS)、数据库等关键技术,能够快速准确地预测并可视化显示不同种类的溢漏油品、化学品在水面及水体中的漂移扩散范同和性质变化过程,还可以同时显示环境敏感区和应急人员设备分布等相关信息。经实际溢油案例应用表明,系统的预测结果与现场实际情况相符。此系统的成功开发应用将有效地提高对船舶污染事故的应急指挥效率。     

塔里木盆地空中蓄尘库效应对空气质量的影响

利用WRF中尺度天气预报模式耦合GOCART大气化学气溶胶辐射传输模式,对2011年4月27日~5月2日源于我国西北沙尘源区的一次大范围沙尘天气过程进行了数值模拟,并结合MODIS卫星观测资料,发现了塔里木盆地对沙尘气溶胶分布的空中蓄尘库效应.为了对该效应及其对下风向城市空气质量的影响进行验证,期间在兰州大学监测点开展了1h分辨率PM₁₀中水溶性Ca²⁺浓度监测,并结合CALIPSO气溶胶类型垂直分布产品和HYSPLIT气团轨迹模型,利用PSCF方法分析了期间监测点的48h气团后向轨迹.模拟,遥感和监测结果共同表明,塔里木盆地的空中蓄尘库效应会对进入其内部的沙尘气溶胶产生限制-积累作用,若在限制-积累过程中盆地内部近地面风场改变,空中蓄尘库会二次释放沙尘气溶胶,对下风向城市空气质量产生影响.     

铁岭市2015—2018年大气颗粒物PM2.5潜在源区分析

了解大气污染物的潜在源区分布对制定污染物减排措施至关重要.本文采用HYSPLIT模型,模拟出抵达铁岭市地区72 h的主要气流轨迹,结合铁岭市2015—2018年PM_2.5逐小时浓度数据资料,采用CWT方法（concentration-weighted trajectory method）对铁岭市PM_2.5潜在源区浓度进行了分析,在此基础上,提出了PCWT方法（percentage concentration-weighted trajectory method）,对铁岭市地区PM_2.5潜在源区浓度占比及传输过程进行了定量分析.研究表明,铁岭市PM_2.5来源呈现出不同的季节特征：春季PM_2.5主要来源于铁岭市西北和南部地区,夏季PM_2.5主要来源于铁岭市南部地区,秋季PM_2.5主要来源于铁岭市西北部及东北部地区,冬季PM_2.5主要来源于铁岭市西北部及铁岭市周边地区.铁岭市PM_2.5主要来源于3个方向,其中来自铁岭西北方向的源区贡献值4年平均占比27.36%、东北方向占18.51%、西南方向占15.73%;铁岭及周边城市、吉林省松嫩平原、科尔沁沙地以及辽宁中部城市群、环渤海湾地区是铁岭市PM_2.5的主要国内源区;俄罗斯、蒙古、朝鲜是铁岭市PM_2.5的主要国外源区,且近几年有增加趋势.研究成果对建立铁岭市生态环境管控分区,制定有效防治大气污染措施有重要的科学支撑作用.     

绥化市一次空气污染过程及潜在源区分析

本研究以2019年12月21—25日绥化市一次严重的空气污染事件为研究对象,分析了此次污染概况、气象条件、污染成因以及污染的潜在源区.结果表明：此次污染期间,绥化市以PM_2.5污染为主,污染特征由21日10：00及22日11：00的偏燃煤污染型转变为24日15：00的偏二次颗粒物污染型,最终25日12：00污染特征又转变为偏燃煤型,本次污染主要以燃煤、机动车尾气和二次无机源为主;不利的气象条件主要由于弱风、高湿及低温、较差的扩散条件导致污染物局地积累;48 h后向轨迹模拟表明污染期间绥化市受4类气流输送的影响,主要来源于俄罗斯、内蒙古、吉林等方向,其中超标轨迹占97.4%;WPSCF分析发现潜在源区主要集中在绥化本地中部、辽宁省东北部、大庆市中部、齐齐哈尔市东南部、哈尔滨市中部区域;WCWT模拟出的潜在源区域较WPSCF大,模拟发现吉林北部对绥化PM_2.5污染贡献值为60~80 μg·m^-3,黑河东北部的贡献值高达100 μg·m^-3以上,俄罗斯、内蒙古地区对绥化市大气PM_2.5污染水平的影响及贡献较小.     

福建沿海海岛大气颗粒物中有机氯农药的区域背景及污染特征

为了研究沿海海岛背景区大气OCPs（有机氯农药）污染特征,于福建东山岛采集大气颗粒物样品,分析其中20种OCP化合物的质量浓度及可能来源.结果表明:东山岛大气颗粒物中ρ（总OCPs）为0.05~13.24 pg/m3,平均值为（3.21±2.78）pg/m3.其中,ρ（HCH）（HCH为六六六）最高,占ρ（总OCPs）的50.2%,其次是ρ（甲氧DDT）（甲氧DDT为甲氧滴滴涕）、ρ（DDT）（DDT为滴滴涕）和ρ（异狄氏剂）,而ρ（氯丹）、ρ（硫丹）、ρ（艾氏剂）和ρ（狄氏剂）均较低.ρ（总OCPs）季节性变化特征明显,表现为春季>冬季>夏季.OCPs分子标志分析显示,冬季和春季东山岛存在林丹新源的输入,夏季存在DDT新源的输入,而氯丹和硫丹主要以历史残留为主.与其他区域相比,东山岛大气颗粒物中ρ（总OCPs）明显低于城市、工业、农业、郊区、陆地背景区以及欧洲沿海背景区,总体处于较低水平.按功能区分化,OCPs的污染特征表现为城市、工业和农业区域>郊区、陆地背景区>海洋背景区.气团后向轨迹分析显示,春季ρ（总OCPs）较高可能受到北方陆地污染气团来源的影响,而夏季ρ（总OCPs）较低主要受到洁净海洋气团来源的影响.研究显示,福建沿海海岛背景区域大气中OCPs受污染源影响较小,其赋存状态处于较低水平.      

太原市夏季降水中溶解态重金属特征及来源

为了解太原市大气降水中溶解态重金属污染特征及来源,采用干湿沉降自动采样器采集了太原市2013~2015年夏季61场降水样品,使用ICP-MS测定了其中12种溶解态重金属,并对其浓度水平、湿沉降通量及来源进行分析.结果表明,太原市2013~2015年夏季降水p H值范围为4.34~7.95,降水量加权平均值为5.37.溶解态重金属平均浓度为236.931μg·L-1(范围66.324~1 029.212μg·L-1),主要元素是Zn和Fe,占总浓度的53.39%.12种溶解态重金属的湿沉降总通量为1.735mg·(m2·d)-1.降水中Ba、Cu、Sr、Zn、As、Cd和Pb的富集因子大于100,受到严重的人为源影响.PMF模型分析表明太原市夏季降水中重金属的主要来源为钢铁冶金、燃煤源、机动车源和地面扬尘,贡献率分别为38.34%、23.06%、20.45%和18.15%.气团的后向轨迹分析表明西南气团和东南气团对太原市夏季降水贡献最大,分别达到38%和35%,运城-临汾-晋中和晋城-长治-晋中的南部工业源污染应该引起重视.     

Smoke Plume Trajectory Modeling

A combination of numerical modeling and large-scale experimentation has yielded a tremendous amount of information about the structure, trajectory and composition of smoke plumes from large crude oil fires. A numerical model, a large outdoor fire plume trajectory (ALOFT), has been developed at NIST to predict the downwind concentration of smoke and other combustion products. The model is based on the fundamental conservation equations that govern the introduction of hot gases and particulate matter from a large fire into the atmosphere. The model has been used to estimate distances from fires under of variety of meteorological and topographic conditions where ground level concentrations of smoke and combustion products fall below regulatory threshold levels.     

2008年奥运前后北京城、郊PM2.5及其水溶性离子变化特征

2008年6月至9月,在北京城区清华大学和郊区密云水库开展大气颗粒物观测,采集了PM2.5样品共180个,并获得了PM2.5及12种水溶性离子的质量浓度.观测期间城区和郊区PM2.5浓度接近,分别为68.9 μg·m-3和52.9μg·m-3;二次无机离子SO42-、NO3-和NH4+是PM2.5中含量最高的水溶性离子...     

闭环回旋控尘技术的三维数值模拟研究

针对输煤皮带转载点粉尘污染大的问题,提出一种新型粉尘控制技术。以霍州煤电集团木瓜煤矿为例,以气固两相流理论的颗粒轨道模型为基础,结合现场实际粉尘扩散规律,三维数值模拟皮带转载点的粉尘逸散规律。根据粉尘颗粒在皮带转载点的运移规律,提出了闭环回旋控尘技术,通过气固两相流和颗粒碰撞理论的三维数值模拟对该技术的控尘机理进行研究,并在木瓜煤矿进行试验应用。结果表明:闭环回旋控尘技术能有效控制粉尘扩散和降低粉尘颗粒动能,其降尘效率达到88%以上,同时,该技术无需任何动力,是未来节能型除尘产品的发展方向。     

基于期望运行轨迹的车道变换行为安全性分析

为解决车道变换行为对交通运行安全影响的定量分析难题,基于车辆和驾驶员行为特性,构建车道变换行为期望运行轨迹,提出基于缓和曲线的轨迹形式,并结合车道变换行为引发的4种碰撞形式,在车辆运行纵向和横向分别构建安全运行判断方程和安全运行限制方程,分析安全距离对运行速度和车辆侧向加速度梯度的敏感度,给出车道变换行为安全运行判断方程的应用案例。研究结果表明,侧向加速度的变化梯度直接影响车道变换的安全性。