面向云南空气质量预测的区域大气污染物排放源清单及其数值模拟校核研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:Play_pig
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近十年来,随着我国对能源消费结构的调整优化,大气污染治理力度加强,大部分区域空气质量总体趋好,但是所面临的大气污染形势依然严峻。过去以控制气态污染物和颗粒态污染物排放量为主,解决部分因为一次污染物导致的空气污染问题,但简单的排放源核算和模拟方法不再满足解决复合污染的环境问题和精细化管理手段的需求。建立区域大气污染物高精度网格化排放源清单,是对区域大气污染源排放活动规律研究和评价过程。一套适合区域空气质量预测排放源清单需要满足以下几个要求:覆盖所有对空气质量有重大影响排放部门;统计污染物物种包括一次污染物和二次污染物的前体物;同时对不同排放源的空间位置和时间过程进行表征;可转换为输入清单并接入大气模拟模型。云南区域覆盖面积为39.41万平方公里其中包括16个地级市,由于经济发展不同导致城市之间工业布局和污染物排放活动差异性较大。研究区域约94%国土面积属于山区、半山区,城市局部地形和气象条件不同,大气扩散条件差异较大,所以制备高精度网格化排放源清单是云南特殊区域的大气环境预测评估和管理决策的重要基础研究。本研究以云南特殊区域为例,目标是建立满足区域空气质量预测为目的大气污染源排放清单,并对清单进行数值模拟校验。研究通过收集污染源普查数据、遥感数据、文献来源等,核算区域内的人为排放源,包括工业源、移动源、农业源。按照相关技术指南的排污系数法及物料衡算法等方法,通过对每个排放源部门内的单一企业或者排放节点进行独立计算和统计,应用排放因子库和排放节点信息匹配算法处理大量的排放计算。除人为排放源外,开放燃烧源、天然植被源、土壤扬尘源,通过排放因子和模型计算方法结合本地化参数得到对应污染源大气污染物排放量。不同排放源部门都根据自身特点使用自上而下或自下而上的方法进行高分辨率网格化清单表征,通过对清单复合、物种分配和制备模拟输入清单。使用WRF/CMAQ组合模式验证清单和评价模拟可靠性。依靠模拟结果进行排放源解析、分析地形气象的影响、剖析了16个城市区域大气污染物浓度变化趋势、评估东南亚生物质燃烧对相关边境城市空气质量的影响,并且将清单制备和模拟方法形成区域空气质量的标准化评价工具。阐述通过此评价工具解决区域大气环境问题的方法,并得到以下研究结果:(1)建立包括工业源、农业源、移动源、开放燃烧源、土壤扬尘源、天然植被源的大气污染物排放源清单。采用人口密度,灯光密度、耕地分布、土地利用和土地覆盖、植被覆盖等遥感和地理信息数据,基于自下而上和自上而下的计算方法,逐个计算区域内10541个企业或排放节点,11073个集约化畜禽养殖点和区域相关的化肥使用量,4934个火点记录等,经计算得到对应排放源的大气污染物排放量,包括二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机物、细颗粒物、可吸入颗粒物和氨。对比类似的区域核算结果近似,研究覆盖更多的大气污染物种类且空间表征精度更高,与实际中排放活动更为接近。通过分析部门排放和行业排放,开放燃烧源和工业源是主要的大气污染物排放来源,其中前者对颗粒物排放的贡献较为突出,但是后者的空间分布靠近城市区域,对城市空气质量的影响较为明显。农业是氨的主要排放来源,其排放占比达到55%。(2)利用23个气象站观测数据和44个空气质量站监测数据,通过数值模拟方法结果模拟气象和模拟的污染物浓度,分析其与实测值一致性来验证大气排放源清单。模拟模式在气压和气温方面可以很好的模拟山地区域的气象变化,但是由于山地地形的因素导致地面风速模拟效果较差。另外不同污染物结果差异性较大,由光化学驱动的二氧化氮和臭氧的浓度变化一致性较好,所有污染物模拟R值均在0.35以上。研究结果表明校验并完善后的清单和数值模拟方法更适用于云南特殊区域下不同海拔山地地形下空气质量预测研究工作。对不确定性研究表明自下而上的清单结果较符合实际情况。(3)通过污染物解析、大气污染物浓度趋势分析、大气污染物与气象地形的变化分布研究。揭示开放燃烧源排放的长期活动规律,成为研究区域及其附近区域的一类重要的季节性排放源,对区域的颗粒物和臭氧浓度产生重大影响,因此有必要将其纳入到排放清单中。模拟校验、排放源分析及污染源解析等方面同时考虑了东南亚生物质燃烧排放清单,结果表明燃烧造成的整个污染过程是由境外向境内转移的且趋势较为明显。云南的边境州市西双版纳州、普洱市、临沧市、红河州、德宏州、文山州等受到影响最大。根据模拟结果可知春冬季是受到生物质燃烧影响最大的季节。(4)通过在区域空气质量预报中的应用和评估预报结果,大部分城市环境空气质量预报效果较为理想。预报的准确度与清单中排放源时空表征精确度有关。预报清单和数值模拟结果可以对不利气象条件下或计划内的排放源变化排放的大气污染过程进行预报。(5)通过在区域酸雨控制研究的应用,结合本研究的清单成果和小范围清单更新,得到可以满足复杂山地地形空气质量和沉降过程模拟研究所需的区域高精度排放源清单。将该清单应用到山谷城市(个旧市)的酸雨控制管理中,对制定酸雨控制目标和区域二氧化硫排放总量限制提供决策支持。研究建议在2017年排放量的基础上,将该区域的二氧化硫年排放总量限制在2680吨以下,通过加强对重要工业源的管理,特别是冬季需更加严格控制酸性大污染物的排放总量,可有效抑制酸雨产生。研究成果已实际应用到区域空气质量预测和区域大气环境控制等工程,通过建立较为完整区域排放清单,有效的提高大气污染物的评价能力,为区域大气环境管理提供基础条件。
其他文献
The development of logistics industry plays an important role in facilitating production,distribution and marketing,consequently increasing Gross Domestic Product(GDP)and providing serious global comp
学位
遥感图像显著性目标检测是遥感信息处理领域中的重要研究方向。近年来,自然场景图像中的显著性目标检测研究已取得较大进展。然而,遥感图像具有目标对象尺度多变、显著性目标种类繁多与环境背景复杂特点,难以将针对自然场景图像的显著性目标检测方法直接应用于遥感图像中。针对上述局限性,基于神经网络的强大特征提取能力,围绕尺度多变、目标种类繁多与环境背景复杂三个难点,提出一套完整遥感图像显著性目标检测方案,可实现高
学位
我国正在大力推动城市更新进程,装配式钢筋混凝土柱是装配式混凝土结构的重要组成部分,其在设计基准期内,易出现力学性能和变形性能的退化,影响结构的正常使用。传统结构的改造加固方法不符合绿色可持续发展的要求,而碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)因具有强度高、质量轻、施工简单、耐久性好、抗疲劳性能优良等特点,被广泛应用在混凝土结构的改造加固过程中。因此
学位
第一部分轻型非致残性缺血性卒中超早期非静脉溶栓治疗与静脉溶栓治疗的疗效和安全性比较目的:有研究表明超过50%的急性缺血性卒中(Acute Ischemic Stroke,AIS)患者为轻型缺血性卒中(Mild Ischemic Stroke,MIS),轻型缺血性卒中可分为致残性和非致残性。轻型致残性缺血性卒中超早期静脉溶栓(Intravenous Thrombolysis,IVT)治疗已被临床广泛
学位
载人救援提升是矿山钻井救援的重要一步。在救援提升过程中,救援井井筒可能会发生变形损坏事故,造成提升舱的卡滞,影响救援进程。同时,对提升车工作参数进行采集和显示,有利于实现救援过程的精准操作。为监测救援井井筒的结构参数,并监测提升舱与提升车的运行状态,研究开发了矿山钻井救援提升过程监测系统。设计了救援井结构参数监测模块。以最小二乘圆法和最大内接圆法为救援井结构参数确定方法,得到井径和中心坐标等数据。
学位
<正>为有效落实党员干部教育培训工作,通化县委组织部结合《吉林省实施新时代基层干部主题培训行动计划工作方案》《2019—2023年全国党员教育培训工作规划》文件要求,综合运用多种培训方式,借巧劲、猛发力,全力助推完成各项教育任务硬指标。
期刊
图像去雾是计算机视觉领域中一个经典并具有挑战性的研究方向.近年来,基于深度学习的方法在图像去雾领域取得了显著的成绩.然而,大多数去雾算法依赖于合成配对数据训练网络,由于合成数据与真实有雾数据在分布上存在一定的差距,从而限制了这类去雾方法的实际应用.目前基于CycleGAN网络框架的去雾算法将图像去雾视为一般性图像转换问题,忽视了生成器学习的有效性;此外,在恢复图像时缺乏对于局部区域的探索,构建的网
期刊
为了解山东省肉鸡肌肉、肝脏和鸡蛋产品中主要微量元素与部分重金属元素的含量,对其安全性进行评价,试验于2019年4月份—2020年4月份,在山东省16个地市的规模化养鸡场及农贸市场采集白羽肉鸡鸡胸肉45份、鸡腿肉44份、肝脏17份、褐壳鸡蛋83份,共189份,测定样品中锌(Zn)、铜(Cu)、锰(Mn)、铁(Fe)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)、砷(As)的含量,计算Cr、Cd、P
期刊
为明确温度和外源砷对水稻生长发育的影响,选取江苏地区常见的8个水稻品种为试验材料,通过添加不同浓度外源砷[0(As0)、0.5(As0.5)和1mg·L-1(As1)]和模拟不同温度[白天/夜晚分别为30℃/25℃(T0)和35℃/30℃(T1)],在人工气候箱内进行了发芽和苗期培养试验,并分析了8个品种水稻种子萌发、幼苗生长及砷含量状况。结果表明,外源砷对水稻的芽长和活力指数具有抑制作用,与对照
期刊
创新是引领企业发展的第一动力,企业把握住了创新也就握住了未来。移动互联网时代的到来,使得企业传统的封闭式创新早已无法满足快速变化的市场需求,而能够整合内外多种资源的开放式创新受到了广大企业的青睐。开放式创新是由哈佛大学教授Henry Chesbrough于2003年针对工业经济时代的封闭式创新范式而提出的一个新概念,其本质是企业充分整合内部和外部资源以提升组织创新绩效,并寻找各种渠道将产品和想法商
学位