大气环境容量核算与污染物总量控制研究 ——以重庆市合川区为例

作     者：仇慧 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高俊敏;李传福

授予年度：2016年

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 0713[理学-生态学] 

主      题：大气环境容量 烟团积分模型 多箱模型 A-P值法 总量控制 

摘      要：合川区是重庆北部一带最重要的区县之一,区政府为响应并配合重庆市大气污染防治行动计划的相关要求,组织开展了全区范围内的大气污染物总量控制工作。本次研究选取合川区2011年-2014年三种主要大气污染物PM10、SO2、NO2的监测数据以及气温、风向等气象资料,再根据合川区污染源布局等相关资料,分析区域内三种主要大气污染物排放源的分布以及排放量大小等,摸清区域内主要大气污染物排放现状。在此基础上完成对合川区大气环境容量核算方法的研究,并对区域内各类主要污染物的总量控制进行探讨。本论文具体工作内容和研究结果如下:针对研究区域特有的小风、静风条件构建烟团积分-多维多箱模型,模拟大气污染物的迁移、扩散过程。根据模型基本方程推导出主要大气污染物浓度的计算公式,并以此作为模型计算的基本公式。通过输入各类模型参数及研究区域近三年各个污染源的SO2、NO2、PM10年排放量数据,预测接受点的年平均浓度值,并将预测值与实测值进行比较,以验证模型的可靠性和准确性。研究中考虑16个方位的风向,分别计算各风向下的污染物浓度,再按风向频率进行加权求和,可得到研究区域各污染源对接受点的污染物浓度贡献叠加值。在研究区域现有的各类主要污染物排放源现有地理位置分布情况下,充分考虑气象相关因素的影响,根据各个功能区划所要求的空气质量目标,利用验证后的烟团积分-多维多箱模型测算出大气环境容量。再利用A-P值法(GB/T13201-91)测算出的大气环境容量进行分析比较,最终核定出合川区三种主要污染物的大气环境容量。烟团积分-多维多箱模型测算出的SO2、NO2、PM10大气环境容量分别为:3.9318×104t/a,3.0711×104t/a,4.3321×104t/a,接近或低于A-P值法测算出的对应的三种污染物的大气环境容量:3.9278×104t/a,3.7821×104t/a,5.3097×104t/a,这可能与A-P值法未考虑气象因素以及各污染源之间的影响有关。对研究区域现状污染物工业排放情况分析得到大气污染物的现状排放量,再利用经验公式估算出区域内交通线源、无组织源和生活面源排放量,最终得到合川区三种主要大气污染物的排放量。以核算出的大气环境容量为依据,再综合考虑目前研究区域各下辖片区的工业产值分布情况,利用基尼系数(G)判断大气污染物现状分配存在严重的不合理性,不管是对环境容量还是工业产值指标,G均在0.55左右,超过0.5。通过对部分片区排放量进行削减,最终得到环境容量指标、工业产值指标对应的基尼系数小于0.5的二次分配方案,实现研究区域污染物排放的总量控制。通过以上研究,可以为合川区相关部门调整污染物排放量过高的企业、行业布局,优化产业结构,从多个方面实现对污染物的总量控制提供决策依据。此外,本研究中针对研究区域的气象特征构建的特定空气质量模型,也可为其他地区大气环境容量的核定工作提供借鉴及参考。