基于Ⅳ级动态逸度模型京津冀地区硫的多介质迁移转化

发布时间：2017-03-30 19:11

  本文关键词：基于Ⅳ级动态逸度模型京津冀地区硫的多介质迁移转化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：国家“十二五”规划已经将发展京津冀区域经济一体化,作为国家发展策略之一。由于该地区人口稠密,工业产业区密集,近年来大气污染问题已引起专家学者的广泛关注。京津冀地区秋冬季节频繁出现“雾霾”天气,PM2.5多次爆表,对人民生活造成了很多不便。空气质量指数居高不下,空气可见度持续偏低,PM25细颗粒物成为专家学者重点研究的对象。其中,PM25细颗粒物前体污染物可以确定为二氧化硫、氮氧化物以及PMlo,且其主要组分为有硫酸盐和硝酸盐,这些都是影响空气可见度造成雾霾的主要因子。为查明京津冀地区大气污染原因,改善区域大气污染现状,本论文选定硫作为研究对象,建立动态多介质逸度模型,模拟硫的不同形态(二氧化硫和硫酸根离子)在京津冀地区多介质环境中的迁移转化规律,同时通过不确定分析方法中区间数学算法与动态Ⅳ级动态逸度模型结合,构建不确定条件下的区间动态多介质逸度模型,通过求解模型探究不同形态硫在研究区域内的环境行为。根据实际环境情况提出相关假设条件,构建京津冀地区不同形态硫的多介质逸度模型,分析不同形态硫在研究区域内的迁移转化行为,并通过Euler算法求解模型,得到不同形态硫在多介质环境系统中的逸度、浓度、质量随时间变化趋势。经验证,模型模拟1998-2012年硫在多介质环境中的分布情况,预测值与实测值吻合良好,二氧化硫在大气相,以及硫酸根离子在大气、水、土壤、沉积物介质中的对数残差分别为0.14和0.15、0.92、0.02、0.02。模型模拟结果表明,硫在多介质环境中的质量变化从1998年至2005年一直处于增长状态,2005年硫在土壤和沉积物中的质量趋于逐渐平稳状态,在大气及水介质中出现下降趋势。在研究区域内二氧化硫主要以大气与水相源排放的形式进入多介质环境,并以在大气相中的平流和降解为主;硫酸根在多介质环境中的分布相对均匀,在四个环境相均稳定存在。硫在介质间的迁移转化趋势明显,特别是大气与土壤之间的存在显著的质量交换,而大气与水相交界处以大气向水的迁移较为显著。为表征多介质逸度模型中的不确定性,将区间算法引入带有反应模块的多介质逸度模型,解决模拟中出现的参数不确定性,避免了某个参数产生剧烈浮动对模拟结果有效性的影响。通过区间平均对数残差验证模拟结果偏差,所得预测值与实际值的对数残差均小于0.2,说明区间动态逸度模型可以在模拟污染物多介质环境行为的同时表征其模拟过程中的不确定性。此外,选取2009年和2013年京津冀地区大气PM25组分中SO42-所占比重进行验证,.验证结果表明,本文所建区间动态多介质逸度模型模拟结果与其他大气数值模拟结果及大气PM25实际监测值在SO42-所占比重方面吻合良好。模型灵敏度分析表明,深度、面积、温度等参数对土壤、沉积物介质中硫的浓度有明显影响,其中不同形态硫的辛醇-水分配系数对模拟结果影响最为显著,说明这些参数对硫在环境中的迁移转化及归趋有突出作用。
【关键词】：硫 京津冀 多介质逸度模型 迁移转化 不确定性
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X142
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12-13
• 1.2 国内外研究进展13-15
• 1.2.1 硫的多介质环境行为研究进展13-14
• 1.2.2 环境多介质逸度模型研究进展14-15
• 1.3 存在的问题15-16
• 1.4 主要研究目的及内容16-17
• 第2章 研究区域概况和研究方法17-23
• 2.1 研究区域概况17-18
• 2.2 环境多介质逸度模型18-22
• 2.2.1 多介质逸度浓度模型框架18
• 2.2.2 模型参数识别18-19
• 2.2.3 逸度容量Z值计算19-20
• 2.2.4 环境过程速率D值计算20-21
• 2.2.5 模型灵敏度分析21-22
• 2.3 环境系统变异性与不确定性22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 京津冀地区不同形态硫的迁移转化、归趋模拟23-39
• 3.1 多介质逸度模型的构建23-26
• 3.1.1 模型构建前提与假设23
• 3.1.2 模型框架与主要环境过程23-26
• 3.2 多介质逸度模型主要参数26-32
• 3.2.1 环境属性参数26-27
• 3.2.2 硫的理化性质参数27-28
• 3.2.3 环境迁移参数28-29
• 3.2.4 源排放参数估算29-31
• 3.2.5 环境过程中的Z值和D值31-32
• 3.3 动态多介质逸度模型模拟结果验证32-33
• 3.4 动态条件下硫的多介质迁移转化及归趋33-37
• 3.4.1 硫的跨介质迁移转化行为33-35
• 3.4.2 硫的多介质分布动态变化35-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第4章 不确定条件下动态多介质逸度模型模拟硫的多介质环境行为39-51
• 4.1 硫在多介质环境中的变异性及不确定性39
• 4.2 不确定条件下多介质逸度模型的改进39-43
• 4.2.1 区间数学39-40
• 4.2.2 基于区间算法改进多介质逸度模型40-41
• 4.2.3 区间动态多介质逸度模型主要区间参数41-43
• 4.3 模型参数灵敏度分析43-45
• 4.4 区间动态多介质逸度模型模拟结果验证45-47
• 4.4.1 基于区间平均对数残差(IALRE)的多介质逸度模型模拟验证45-46
• 4.4.2 基于大气PM_(2.5)组分中SO_4~(2-)比重的多介质逸度模型模拟验证46-47
• 4.5 基于区间动态逸度模型模拟硫的多介质行为47-49
• 4.6 本章小结49-51
• 第5章 结论、创新点及建议51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 创新点52
• 5.3 建议52-53
• 参考文献53-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果59-61
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作61-63
• 致谢63-65
• 作者简介65

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 程水源;刘超;韩力慧;;北京及周边城市典型区域PM_(2.5)化学组分特征与来源分析[A];2013中国环境科学学会学术年会浦华环保优秀论文集[C];2013年

  本文关键词：基于Ⅳ级动态逸度模型京津冀地区硫的多介质迁移转化，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：277858