ADMS模型解析城区总悬浮颗粒物来源

ADMS 模型解析城区总悬浮颗粒物来源

沙维奇

(鞍山市环境监测中心站,辽宁鞍山114004)

摘 要:以污染源排放数据为基础,应用ADMS-城市扩散模型模拟分析了鞍山市尘各污染源对空气环境质量的贡献。结果表明,来自污染源的浓度贡献值占总量的52%;二次尘及外来尘浓度贡献占48%;矿山开采二次尘的浓度贡献占16%;鞍钢炼铁厂的浓度贡献占19 6%;鞍钢化工总厂浓度贡献占5 6%;供暖锅炉浓度贡献占9 3%。低、中、高架源浓度贡献百分比分别为68 1%、29 0%、2 9%。低架源吨排放量浓度贡献为高架源的2 4倍。关键词:总悬浮颗粒物;排放清单;AD MS 模型模拟;污染贡献

中图分类号:X823 文献标识码:A 文章编号:1002 6002(2007)02 0110 03The Analysis of TSP Sources in City with ADMS Model

SHA Wei ji (Anshan Environmental Moni tori ng Centre,Anshan 114004,Chi na)

Abstract :On the basis of the air pollution emi ssion data,the contribution of each dust pollution source to the air environment quality in Anshan is analysed with ADMS-air di ffusion models.The result shows that the contribution from pollution sources occupies 52%.The contribution FROM secondary dust and outside source dust occupies 48%.The mine exploi tation contributes 16%to the concentration as a secondary dust source.The emi ssion from angang Iron Mill contributes 19.6%among the local pollu tion sources,while the emission from.Angan g Chemical Engineering con tributes 5.6%and the emission from heating boilers con tribute 9.3%.Among the pollution sources from chimney stacks,the low,mid and high ones contribu te 68.1%,29.0%, 2.9%to the concentration,respectively.The contribution (emission amount by ton)from low chi mney stacks was 2.4ti mes as that of high ones.Key words :TSP;Emission list;ADMS model simulati on;Pollu tion contribut i on

收稿日期:2005 11 17

作者简介:沙维奇(1957-),男,辽宁鞍山人,高级工程师.

总悬浮颗粒物是鞍山市空气中主要污染物之一。此项污染物来源复杂,受影响的因素也较多。为了控制和削减空气中总悬浮颗粒物污染,就必须了解空气中颗粒物的来源。不仅要定性地识别大气颗粒物的来源,还要定量地计算出各个源对环境质量的贡献值。

目前国内通常采用化学质量平衡受体模型(C MB)进行源解析,此方法可以定量地得出尘污染来源的结论

[1,2]

。但受诸多条件的限制,如经

费、时间等,很多地区无法开展此项工作。能否用一种简便快速的方法,准确地得出尘源的结论,是目前改善城市空气环境质量迫切需要的。

本文拟通过ADMS 模型模拟分析,探讨鞍山市总悬浮颗粒物污染主要贡献者,提供一种简便快速的源解析方法,为改善空气环境质量寻求经济有效的控制途径,为尘污染防治乃至实现创建国家环保模范城市目标提供技术支持。

1 研究方法

1 1 污染源排放清单编制

排放清单内容

[3]

主要包括点源、面源。点源

是指排气筒高度 20m 的燃煤燃油锅炉、炉窑和

工艺排放源等;面源是指排气筒高度<20m 的工业和民用排气筒、平房集中区、公共汽车终点站等。调查时间为2002年。

1 2 AD MS 扩散模型

本次研究使用的大气质量扩散模型是英国剑桥环境研究公司的AD MS-城市模型。AD MS 模型的一个重要特点是能够计算地面反射影响、化学反应影响和地形的影响。在边界层之内的浓度分布遵循高斯烟羽浓度分布规律,且在地表和逆温层之间反射。

1 3 环境质量贡献值模拟

以污染源排放清单数据为基础,应用经过验证的ADMS-城市模型

[4]

(实测值与模拟值+背

景值的相关系数为0 64)进行环境质量模拟,得出不同源对环境质量的贡献。

第23卷 第2期2007年4月中 国 环 境 监 测Environmental Monitoring i n China Vol.23 No.2

Apr.2007

2 研究结果

2 1 烟粉尘排放量

排放清单共统计546个点源[5](其中353个燃煤锅炉、12个燃油锅炉和181个工艺排放源)、小区供热面源44个(网格源,1 1km2)、燃煤平房面源16个(网格源,1 1km2)、燃煤燃气平房面源11个(网格源,1 1km2)。

烟粉尘排放总量134657 8吨,排放以无组织面源、锅炉、窑炉为主。其中无组织面源排放50494吨,占总量的37%;锅炉排放41587 8吨,占总量的31%;窑炉排放31071 3吨,占总量的23%,见表1。

表1 不同类型源烟粉尘排放量

类别排气筒数量(根)年排放量(t a)占总量百分比

锅炉48441587 831工业炉窑12431071 323

工艺排放源67109148

茶炉大灶107463 70

平房面源5270

无组织面源5049437总计1749134657 8100

2 2 二次尘及外来尘对空气环境质量贡献

2 2 1 二次尘及外来尘对空气环境质量贡献

尘污染来源由三部分组成,即污染源排放、地面二次扬尘及外来尘。其中污染源排放尘对环境质量的贡献,即由污染源排放清单为基础进行模拟得出的总悬浮颗粒物浓度值;二次尘是一种混合尘源类,它包括所有尘排放源类(即所有的自然尘源类和人为尘源类)排放的一次颗粒物沉降到地面后又受到风力作用或人力作用再次扬起进入大气的颗粒物;外来尘是指来自城市之外的颗粒物。监测浓度值为此三部分尘源污染的总和,由此可以得出三部分尘源的污染贡献。

以排放清单为基础进行的环境质量模拟,总悬浮颗粒物浓度为143 56 g m3,此浓度为污染源排放对环境质量的贡献。监测测得总悬浮颗粒物浓度为276 62 g m3,此浓度包括污染源排放、地面二次扬尘及外来尘三部分对环境质量的贡献。由此得出二次尘及外来尘的污染贡献,即监测值与模拟值之差为二次尘及外来尘污染浓度,为133 06 g m3。综上得出,在鞍山市空气总悬浮颗粒物污染的276 62 g m3中,源排放浓度贡献为143 56 g m3,占总量的52%;二次尘及外来尘浓度贡献为133 06 g m3,占48%(见表2)。

表2 不同尘源排放量对总量的贡献率

类别浓度贡献( g m3)占总量百分比(%)

污染源143 5552二次尘及外来尘133 0648

总 计276 62100

2 2 2 矿山开采二次尘对空气环境质量贡献

二次尘及外来尘中包括周边矿山开采产生的二次扬尘。鞍山市周边矿山开发粉尘排放量根据清单计算为46264t a。在二次尘及外来尘48%的污染贡献份额中,根据模型模拟来自矿山开采二次尘的浓度贡献为44 37 g m3,占总模拟浓度276 62 g m3的16%,为鞍山市尘污染的主要来源(见表3)。

表3 矿山开采二次尘浓度贡献

类别浓度贡献( g m3)占总量百分比(%)

源排放143 5552

矿山二次尘44 3716

其它二次尘及外来尘88 6932

总计276 62100

2 3 污染源对空气环境质量贡献

2 3 1 不同行业源对空气环境质量贡献

鞍山市污染较重的工业企业共分为十大行业:炼铁、烧结、炼钢、化工、发电、轧钢、水泥、炼油、供暖、耐火。

十大行业烟粉尘年排放量129717 1吨,占鞍山市排放总量的96 3%。排放量前几位依次为炼铁行业年排放43155 1吨,占32%;化工行业年排放28020 1吨,占20 8%;发电行业年排放27632 2吨,占20 5%;供暖行业年排放11800 7吨,占8 8%。炼铁、煤化工、发电、供暖四个行业排放量占总排放量的82 1%。

十大行业对空气总悬浮颗粒物浓度贡献是127 63 g m3,占总模拟浓度276 62 g m3的46 14%。市区总悬浮颗粒物主要影响行业是炼铁,对市区总悬浮颗粒物浓度贡献是54 14 g m3,占总模拟浓度276 62 g m3的19 6%;位于第二位的是供暖行业,浓度贡献是25 74 g m3,占总模拟浓度276 62 g m3的9 3%;位于第三位的是化工行业,浓度贡献是15 50 g m3,占总模拟浓度276 62 g m3的5 6%;位于第四位的是炼钢行业,浓度贡献是10 50 g m3,占总模拟浓度276 62 g m3的3 8%。炼铁、供暖、煤化工、炼钢四个行业

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