鐵嶺市老城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測

姜 威

（鐵嶺市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，遼寧 鐵嶺 112000）

鐵嶺市老城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測

姜 威

（鐵嶺市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，遼寧 鐵嶺 112000）

根據(jù)預(yù)測的 2015年鐵嶺市老城區(qū)的 SO2、NO2、PM10污染源排放清單資料和氣象資料，采用ADMS—城市模型對2015年鐵嶺市老城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測，以更好地了解鐵嶺市老城區(qū)大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及其變化趨勢。

環(huán)境空氣質(zhì)量；預(yù)測；ADMS—城市模型；污染源；鐵嶺

為了更好地了解鐵嶺市老城區(qū)大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及其變化趨勢，使鐵嶺市老城區(qū)的環(huán)境質(zhì)量管理工作與國際接軌，加大環(huán)境污染控制力度，預(yù)防嚴(yán)重污染事件發(fā)生，同時(shí)使環(huán)境保護(hù)工作更好地接受廣大人民群眾的監(jiān)督，利用預(yù)測的 2015年鐵嶺市老城區(qū)的SO2、NO2、PM10污染源排放清單資料和氣象資料，采用 ADMS—城市模型對2015年鐵嶺市老城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測。

1 預(yù)測模式

ADMS模型軟件中采用了新一代大氣擴(kuò)散模型，該模型可以準(zhǔn)確計(jì)算各類污染物的擴(kuò)散濃度，并對市區(qū)內(nèi)空氣質(zhì)量的超標(biāo)程度進(jìn)行評價(jià)。英國70多家地方機(jī)構(gòu)在規(guī)劃空氣質(zhì)量管理時(shí)，應(yīng)用這種模型進(jìn)行空氣質(zhì)量的計(jì)算和評價(jià)。此外，美國和亞洲的很多地區(qū)也在使用這種模型。

ADMS—城市模型具有如下特點(diǎn)：

用點(diǎn)源、線源、面源、體源和網(wǎng)格源模型來模擬污染物在大氣中的擴(kuò)散，考慮到了從最簡單到最復(fù)雜的城市污染物擴(kuò)散問題。

該模型應(yīng)用了基于 Monin－Obukhov長度和邊界層高度描述邊界層結(jié)構(gòu)參數(shù)的最新物理知識，邊界層結(jié)構(gòu)被可直接測量的常規(guī)氣象參數(shù)決定。這樣可以更真實(shí)地表現(xiàn)出隨高度的變化而變化的擴(kuò)散過程，所獲取的污染物濃度的預(yù)測結(jié)果通常是更精確、更可信的。

ADMS—城市模型可以作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)使用，也可以與地理信息系統(tǒng)聯(lián)合使用。它廣泛地應(yīng)用于多種大氣質(zhì)量管理措施的研究評價(jià)中，例如計(jì)算先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)的預(yù)期效果、低排污區(qū)對污染狀況的影響、燃料的改變、限制車速的設(shè)計(jì)對空氣質(zhì)量的影響等。

ADMS模型的一個(gè)重要特點(diǎn)是能夠計(jì)算地面反射影響、化學(xué)反應(yīng)影響和地形的影響。在邊界層之內(nèi)的濃度分布遵循高斯煙羽濃度分布規(guī)律，且在地表和逆溫層之間反射。即：

其中σy為橫向擴(kuò)散參數(shù)，σz為垂直方向擴(kuò)散參數(shù)。

在邊界層頂部存在逆溫層的情況下，煙羽就被有效地封閉在邊界層內(nèi)。然而，由于煙羽抬升，有些物質(zhì)會從邊界層漂移。在這種情況下，我們把釋放看作兩個(gè)獨(dú)立的煙羽，一個(gè)存在于煙羽層之中，另一個(gè)處于邊界層以上的穩(wěn)定空間。

在穩(wěn)定狀態(tài)下，如果沒有逆溫層，沒有來自邊界層頂部的反射，則近距離 （h／LMO＜－0.3）的濃度可通過下列公式進(jìn)行計(jì)算：

2 預(yù)測內(nèi)容

（1）鐵嶺市老城區(qū)2015年點(diǎn)源和面源采暖期和非采暖期產(chǎn)生的SO2、NO2和 PM10日平均濃度值；

（2）鐵嶺市老城區(qū) 2015年道路交通源 NO2日平均濃度值；

（3）鐵嶺市老城區(qū) 2015年全部污染源 NO2年均濃度值；

（4）鐵嶺市老城區(qū)主要污染源 2015年在各關(guān)心點(diǎn)產(chǎn)生的各種污染物的濃度值。

3 2015年鐵嶺市老城區(qū)大氣污染物排放源強(qiáng)

3.1 采暖期

根據(jù)“十二五”期間鐵嶺市老城區(qū)新增及削減污染物預(yù)測，得出 2015年鐵嶺市老城區(qū)主要污染物排放源強(qiáng)。鐵嶺市老城區(qū) 2015年采暖期點(diǎn)源排放量：NOx排放量為 10682.9t，SO2排放量為4716.4t，粉塵排放量為 46.2t，煙塵排放量為1045.9t。面源共統(tǒng)計(jì)23家 （2015年前將改造老城區(qū)內(nèi)三片棚戶區(qū)：沙子溝居民區(qū)、嶺東居民區(qū)、鐵西居民區(qū)），面源 NOx排放總量為 9.6t，SO2排放量為143.9t，煙塵排放量為1302.2t。

3.2 非采暖期

鐵嶺市老城區(qū) 2015年非采暖期排放量如下：NOx排放量為 8553.8t，SO2排放量為1233.0t，粉塵排放量為 46.2t，煙塵排放量為 963.9t，面源未參加統(tǒng)計(jì)。

3.3 2015年老城區(qū)道路交通線源主要污染物排放源強(qiáng)

2015年老城區(qū)道路交通線源主要污染物排放源強(qiáng)見表1。

表1 2015年鐵嶺市老城區(qū)線源污染物排放情況統(tǒng)計(jì)

4 預(yù)測結(jié)果

鐵嶺市老城區(qū) 2015年道路交通源排放產(chǎn)生的NO2日均最大濃度值為87.2μg／m3，占相應(yīng)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值的72.65%，NO2最大值位于市中心以東0.60km附近。NO2年均濃度最大值為 42.6μg／m3，占相應(yīng)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值的 53.23%，NO2最大值位于市中心以東0.60km附近。

鐵嶺市老城區(qū) 2015年采暖季主要污染源排放產(chǎn)生的地面 SO2、NO2和 PM10日均最大濃度值分別為25.22、57.52和21.91μg／m3，分別占相應(yīng)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值的16.82%、47.93%和14.61%，最大值均位于市中心西北7.15km附近。

鐵嶺市老城區(qū)2015年采暖季主要污染源排放產(chǎn)生的地面 SO2、NO2和 PM10季平均最大濃度值分別為 11.56、7.77和 4.19μg／m3，分別占相應(yīng)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值的19.26%、9.72%和4.19%，最大值均位于市中心西南5.07km附近。

鐵嶺市老城區(qū)2015年非采暖季主要污染源排放產(chǎn)生的地面 SO2、NO2和 PM10日均最大濃度值分別為 49.41、40.40和21.13μg／m3，分別占相應(yīng)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值的32.94%、33.66%和 14.09%，SO2最大值位于市中心西北 6.81km附近。NO2最大值位于市中心西北6.81km附近。PM10最大值位于市中心西北0.25km附近。

鐵嶺市老城區(qū)2015年非采暖季主要污染源排放產(chǎn)生的地面 SO2、NO2和 PM10季平均最大濃度值分別為9.90、8.05和6.31μg／m3，分別占相應(yīng)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值的 16.49%、10.07%和 6.31%。SO2最大值位于市中心西北 7.05km附近。NO2最大值位于市中心西北7.05km附近。PM10最大值位于市中心西北0.47km附近。

鐵嶺市老城區(qū) 2015年全部污染源 （包括道路交通源）排放產(chǎn)生的 NO2年均最大濃度值為43.82μg／m3；占 相 應(yīng)大 氣 質(zhì) 量標(biāo) 準(zhǔn) 限 值 的54.78%，最大值位于市中心以東0.60km附近。

［1］金朝暉.點(diǎn)源擴(kuò)散大氣預(yù)測軟件 ［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2000，16（4）：52－54.

［2］邱梅.城市大氣污染預(yù)測模型的建立與應(yīng)用研究［J］.科技通報(bào)，2013，29（10）：136－138.

［3］楊錫運(yùn)，孫翰墨.基于趨勢項(xiàng)分析的時(shí)間序列風(fēng)速多點(diǎn)預(yù)測研究 ［J］.太陽能學(xué)報(bào)，2012，33（10）：1697－1701.

Air Quality Prediction in the Old Downtown Area of Tieling

JIANG Wei
（Tieling Academy of Environmental Science，Tieling Liaoning 112000 China）

The ADMS urban model was employed to predict the contents of SO2，NO2，and PM10of the year of 2015 in the Old Downtown area in Tieling based on a forecast of pollution sources list of 2015 and the meteorological data.The results will be helpful to know more about the future changes of air quality in the old downtown area of Tieling.

air quality；predict；ADMS urban model；pollution source；Tieling

X82

A

1673－9655（2014）02－0066－03

2014－02－10

姜威 （1982－），男，本科，鐵嶺市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院工程師，主要從事環(huán)境影響評價(jià)、環(huán)境規(guī)劃等工作。