二次无机颗粒物污染特征和氨对其影响的数值模拟研究

发布时间：2021-01-23 06:11

　　二次无机颗粒物（SNA）是细颗粒物（PM2.5）的重要组成成分,对于环境、气候及人体健康均有重要影响。作为SNA生成的重要前体物,氨（NH3）对于SNA影响重大。但是,目前中国的SNA前体物排放清单,尤其是NH3排放清单仍有较大不确定性,且主流空气质量模型对硫酸盐的模拟存在低估。本研究通过改善NH3排放清单和空气质量模型的SNA模块,模拟我国SNA的浓度水平和时空分布特征,并分析NH3排放对SNA浓度的贡献及NH3减排对SNA和PM2.5污染控制的影响,为我国PM2.5的控制提供理论依据和政策建议。本研究构建了中国化肥施用NH3排放动态计算系统,在其中考虑了NH3的双向交换过程,引入了农作物、土壤、气象、化肥管理等的影响,实现了氨排放的动态计算,时间分辨率由年提高到小时;并通过NH3浓度模拟值与观测值的比对,验证了所建NH3排放清单的可靠性。针对中国硫酸盐模拟普遍偏低的问题,改善了矿物质颗粒物排放的估算,在空气质量模型中引入了SO₂在矿物质颗粒物表面的非均相反应,并利用观测数据验证了模拟结果的可靠性。在此基础上,对中国SNA的浓度水平和时空分布进行模拟,分析了不同... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号对照表
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 SNA的生成机制
        1.2.2 SNA的数值模拟
3排放清单">        1.2.3 NH₃排放清单
3对SNA的影响">        1.2.4 NH₃对SNA的影响
    1.3 研究的目的与意义
    1.4 研究内容和技术路线
第2章 空气质量模型设置及数据输入
    2.1 CMAQ模型介绍
        2.1.1 CMAQ模型概述
        2.1.2 CMAQ的化学机制
        2.1.3 沙尘排放在线计算模块
        2.1.4 氨双向交换计算模块
    2.2 模型系统设置
        2.2.1 模拟区域、时段及CMAQ模型参数设置
        2.2.2 WRF模型参数设置及地表数据更新
        2.2.3 排放数据输入
        2.2.4 模型验证数据
    2.3 本章小结
第3章 中国氨排放清单建立
    3.1 化肥施用部门的氨排放
        3.1.1 基于双向交换的中国化肥施用氨排放动态计算系统数据结构搭建
        3.1.2 EPIC模型运行
        3.1.3 2013 年中国化肥施用氨排放估算结果
        3.1.4 不确定性讨论
    3.2 畜禽养殖部门的氨排放
    3.3 排放汇总及与其他研究的比较
3浓度模拟验证">    3.4 NH₃浓度模拟验证
    3.5 本章小结
第4章 矿物质颗粒物对硫酸盐浓度影响的模拟改进
    4.1 矿物质颗粒物的排放估算
        4.1.1 沙尘天然源排放模块改进
        4.1.2 扬尘排放
        4.1.3 矿物质颗粒物中关键化学组分的质量分数
2在矿物质颗粒物表面的非均相反应">    4.2 SO₂在矿物质颗粒物表面的非均相反应
    4.3 模拟结果验证
        4.3.1 气象因子
2.5与AOD">        4.3.2 PM_2.5与AOD
        4.3.3 SNA组分
    4.4 矿物质颗粒物对硫酸盐的促进作用
    4.5 本章小结
3排放对SNA的影响">第5章 SNA时空分布及NH₃排放对SNA的影响
    5.1 中国SNA的时空分布及污染特征
3排放对SNA浓度的贡献">    5.2 NH₃排放对SNA浓度的贡献
3减排对SNA浓度控制的影响">    5.3 NH₃减排对SNA浓度控制的影响
        5.3.1 贫氨与富氨讨论
3减排对SNA浓度控制的影响">        5.3.2 NH₃减排对SNA浓度控制的影响
    5.4 本章小结
第6章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：2994705