临街居住区可吸入颗粒物的扩散机理及防治研究

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随着我国城市化的快速发展和汽车保有量的不断增加,城市交通道路的空气污染问题紧随其后,其中,可吸入颗粒物已经成为影响城市空气质量的主要污染物。由于室内自然通风与室内空调系统的新风都源于室外空气,室外空气质量将直接影响临街居住区的室内环境,绿化作为改善居住区的环境的重要措施,具有滞尘的作用。居住区是人们日常生活的主要聚居地,而临街居住区处于污染较突出的区域,因此,有必要对临街居住区可吸入颗粒物的分布规律进行研究,并探讨不同绿化形式对可吸入颗粒物浓度分布的影响。通过分析大气中颗粒的运动和沉降机理,考虑绿化植物对污染物的吸附作用,提出在绿化树木区域添加源项的方法,建立污染物扩散模型。采用合理的实验方法对某一临街居住区的PM10进行了现场实测,得到的PM10实测浓度与模拟浓度的值较为接近,从而验证了数学模型的可靠性。在此基础上,采用CFD模拟的方法研究临街居住区PM10的扩散规律,就颗粒重力沉降和风速大小对PM10浓度分布的影响进行分析。同时研究了临街居住区PM10在绿化环境中的扩散规律,分析不同绿化形式对临街居住区PM10扩散的影响,并与未设置绿化树木时的PM10浓度分布进行对比,重点对比不同绿化形式对PM10的净化百分率。研究结果表明:考虑颗粒重力的沉降与否对PM10的浓度分布影响不大,故在模拟过程中可以忽略颗粒的重力沉降;同一监测点处,随着高度的增加,PM10浓度呈递减趋势,高度8m以上,各点浓度值均趋于零;在近路边处,近地面PM10浓度最高,而在建筑附近,不同高度PM10浓度相差不大;一定风向下,风速越大,PM10扩散范围越广,且相同距离间隔内,PM10衰减速度越大。与无绿化时相比,设置单排乔木与单排灌木使居住区PM10平均浓度分别减少15.1%和17.1%,单排灌木对PM10的阻滞效果优于单排乔木,平均净化百分率增加3.31%;双排树木对PM10的阻滞效果优于单排树木,双排乔木、前乔后灌和前灌后乔三种双排绿化形式使得居住区内PM10平均浓度分别减少11.94%、16.73%和18.55%,其中前灌后乔布置形式对PM10净化百分率最大,平均净化百分率较双排乔木和前乔后灌两种布置形式分别增加8.66%和3.92%。
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