珠三角汞排放沉降环境影响数值模拟研究

发布时间：2020-04-22 02:35

【摘要】：汞是具有生物积蓄性的有毒污染物,大气汞在环境中沉降、积累是我国现在局地汞污染最严重的问题。珠三角地区是我国最大的人为源大气汞排放地区之一,量化地区排放源贡献有利于为其制定合理有效的汞污染治理措施提供科学依据。本文利用最新的统计数据将珠三角人为源大气汞排放清单更新至2014年,并输入目前国际主流的CMAQHg模型,模拟珠三角地区的大气汞环境浓度和沉降过程。然后,论文进一步对汞来源进行分类,设计模拟方案,定量分析珠三角地区大气汞污染源贡献比例。通过分析研究结果,提出珠三角地区大气汞防治策略。清单结果表明,2014年珠三角地区人为源大气汞排放总量约为11939.6kg,其中GEM占55.0%、GOM占42.0%和PBM占3.0%。电厂和工业锅炉为两个最大的排放源,分别占总量的29.4%和22.7%。其他重要的排放源包括垃圾焚烧厂、有色金属冶炼、钢铁冶炼和水泥行业约占4.8~22.0%,而非工业人为源的汞排放则不到总量的1%。模拟研究首先将更新后的清单输入到CMAQ-Hg模型来模拟珠三角地区大气汞污染状况,模型结果与实际观测结果一致。然后,人为将大气汞来源分为电厂、垃圾焚烧厂、工业点源、自然源和边界传输五类,并把各污染源排放分别归零进行模拟。最后,模拟结果与基础情景结果作对比,得出各个来源的贡献比例。数据显示,边界传输占年均汞浓度和总沉降量的31.6%和30.8%,自然源则分别贡献了15.0%和19.5%。人为排放源中,工业点源对年均汞浓度和总沉降的贡献最大,超过了20%。电厂和垃圾焚烧厂是第二和第三大人为贡献源,其对汞年均浓度和总沉降的贡献比例分别为18.9%和18.2%,11.3%和10.3%。从空间分布上看,电厂是珠三角中部最重要的排放源,因此仍需要严格执行火电厂的超低排放标准。在珠三角的北部和西部,有色金属冶炼,钢铁冶炼和水泥行业的贡献比例最大,这些行业应优先控制汞排放。在人口密集和发达地区,由于垃圾量的快速增长,垃圾焚烧厂成为了未来大气汞排放控制的关键因素。此外,因受到周边地区汞排放的影响,加强地区合作,推进区域联防策略对珠三角大气汞污染控制具有重要意义。随着工业上汞排放控制措施的加强,可预见未来人为源汞排放量将会减少,但由于局地沉降造成严重污染的影响,往后应该更多地关注大点源周边汞沉降问题。
【图文】：

路线图,研究技术,路线图

(3) 模型模拟。研究利用 CMAQ-Hg v5.0.1 来模拟两层嵌套的工业排放源、面源、自然源等的综合影响，从 GEO-Chem 模型得出的全球范围模拟结果中提取初始和边界浓度，最后得出基于更新清单的珠三角地区汞浓度和沉降时空分布特征。再运用灭灯法将自然源，边界条件，电厂，垃圾焚烧厂，，工业点源逐个从清单中删除，分别进行模拟，得到的模拟结果与基础情景进行数据处理及对比，量化各大排放源对区域的贡献。(4) 减排策略研究。根据更新的人为源大气汞清单，汞浓度和沉降的时空分布特征以及源贡献分析，本研究可以提供一个可行的汞排放控制途径，有效减缓珠三角地区核心区域的汞污染问题。调研国内外点源大气汞污染防治对策及减排成效，总结发达国家及地区工业点源汞排放控制及管理经验，最后形成珠三角地区汞污染减排策略。1.4 研究技术路线与方法1.4.1 技术路线

大气汞,珠三角,行业,人为源

图 2-1 珠三角 2014 年各行业大气汞排放比例0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%电厂垃圾焚烧发电厂非工业人为源水泥行业有色金属冶炼黑色金属冶炼工业锅炉GEM GOM PBM
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X51

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