基于中尺度耦合模型对黑龙江省PM2.5传输矩阵研究

摘要

随着经济的高速发展，人口急剧增长，资源的过度消耗，环境问题日益凸显严重，大气污染已经威胁到人们的正常生活和健康。近几年各地区严重的雾霾事件频发，我国空气污染特征也由“煤烟型”污染转变为“复合型污染”。全球性大气污染跨区域，跨国界的环境纠纷，已成为国际社会关注的焦点。因此，关注一个地区的大气污染情况，应该不仅仅局限于局地条件，应该充分考虑到大气污染物的传输和迁移转化，从更广范围内揭示污染形成机制，制定合理的控制对策和治理方案。
　　本研究选取 WRF/CALPUFF/HYSPLIT耦合系统进行研究。首先根据模型工作原理及其对输入参数的要求，结合黑龙江省独特的地理及气象条件，确定模拟方案及模型相关参数。统计黑龙江省各类排放源的排放量数据，分析排放特征并确定大气污染源排放参数。
　　使用 WRF/CALPUFF耦合系统模拟黑龙江省空气质量，将污染物模拟浓度与监测浓度进行对比，结果显示该耦合系统可以基本反映黑龙江省实际空气质量，大气污染物 PM2.5的模拟浓度与监测浓度相关性在0.6-0.8。利用该系统模拟，大气污染物的传输和迁移转化情况，并得到黑龙江省大气污染物 PM2.5区域传输矩阵。结果表明，在采暖期哈尔滨，牡丹江，齐齐哈尔和伊春的本地源贡献率分别为86.49%，99.38%，98.44%和2.98%。在非采暖期，各城市本地污染源成为当地污染物的主要来源。哈尔滨，牡丹江，齐齐哈尔和伊春的本地源贡献率分别为83.67%，96.47%，93.88%和64.08%。通过大气污染物PM2.5区域传输矩阵，可以得到各城市之间相互影响的关系，从而为统筹制定大气污染削减计划提供依据。同时可以依据城市地形地势和气象条件等推断造成大气污染物 PM2.5区域传输性污染的过程。采用 HYSPLIT后向轨迹模拟对2015年10月哈尔滨市辖区发生的一次严重雾霾天气进行模拟，对污染物进行溯源和追踪分析，结果显示2015年10月15日和25日发生的重度污染天气的最直接成因是黑龙江省内哈尔滨周围农村秸秆焚烧。
　　建立黑龙江省省会城市经济发展与大气污染物排放量相关性模型。收集经济数据和主要大气污染物（SO2、NOX、烟粉尘）排放量信息，依据环境库茨涅茨曲线和 STIRPAD模型研究各城市经济发展与大气污染物排放量的规律，并据此规律提出环保投资和污染物削减量的建议。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究目的及意义

1.3国内外研究现状

1.4 本文研究内容和技术路线

第2章 中尺度空气质量耦合系统

2.1引言

2.2 中尺度气象模式WRF

2.3 空气质量模型CALPUFF

2.4 污染物输送轨迹模式HYSPLIT

2.5 WRF/CALPUFF/HYSPLIT中尺度耦合模型

第3章 黑龙江省污染源清单建立

3.1 引言

3.2 黑龙江地区的基本概况

3.3 大气污染源现状调查

3.4 污染源排放量核算

3.5 工业污染源污染特征分析

3.6 污染源参数设置

3.7 本章小结

第4章 PM2.5传输矩阵研究与重污染天气成因分析

4.1 引言

4.2 浓度模拟效果检验

4.3黑龙江省大气污染物PM2.5传输矩阵

4.4重污染天气成因解析

4.5本章小结

第5章 经济发展与大气主要污染物排放量相关性分析

5.1引言

5.2 哈尔滨市经济发展与大气污染物排放情况

5.3环境库兹涅兹曲线与哈尔滨污染物排放量分析

5.4结论

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢