基于Ⅳ級動態(tài)逸度模型京津冀地區(qū)硫的多介質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化.pdf

1、國家“十二五”規(guī)劃已經(jīng)將發(fā)展京津冀區(qū)域經(jīng)濟一體化，作為國家發(fā)展策略之一。由于該地區(qū)人口稠密，工業(yè)產(chǎn)業(yè)區(qū)密集，近年來大氣污染問題已引起專家學者的廣泛關(guān)注。京津冀地區(qū)秋冬季節(jié)頻繁出現(xiàn)“霧霾”天氣，PM2.5多次爆表，對人民生活造成了很多不便?？諝赓|(zhì)量指數(shù)居高不下，空氣可見度持續(xù)偏低，PM2.5細顆粒物成為專家學者重點研究的對象。其中，PM2.5細顆粒物前體污染物可以確定為二氧化硫、氮氧化物以及PM10，且其主要組分為有硫酸鹽和硝酸鹽，這些都

2、是影響空氣可見度造成霧霾的主要因子。為查明京津冀地區(qū)大氣污染原因，改善區(qū)域大氣污染現(xiàn)狀，本論文選定硫作為研究對象，建立動態(tài)多介質(zhì)逸度模型，模擬硫的不同形態(tài)（二氧化硫和硫酸根離子）在京津冀地區(qū)多介質(zhì)環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，同時通過不確定分析方法中區(qū)間數(shù)學算法與動態(tài)Ⅳ級動態(tài)逸度模型結(jié)合，構(gòu)建不確定條件下的區(qū)間動態(tài)多介質(zhì)逸度模型，通過求解模型探究不同形態(tài)硫在研究區(qū)域內(nèi)的環(huán)境行為。
　　根據(jù)實際環(huán)境情況提出相關(guān)假設(shè)條件，構(gòu)建京津冀地區(qū)不同形

3、態(tài)硫的多介質(zhì)逸度模型，分析不同形態(tài)硫在研究區(qū)域內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化行為，并通過Euler算法求解模型，得到不同形態(tài)硫在多介質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)中的逸度、濃度、質(zhì)量隨時間變化趨勢。經(jīng)驗證，模型模擬1998-2012年硫在多介質(zhì)環(huán)境中的分布情況，預測值與實測值吻合良好，二氧化硫在大氣相，以及硫酸根離子在大氣、水、土壤、沉積物介質(zhì)中的對數(shù)殘差分別為0.14和0.15、0.92、0.02、0.02。模型模擬結(jié)果表明，硫在多介質(zhì)環(huán)境中的質(zhì)量變化從1998年至200

4、5年一直處于增長狀態(tài)，2005年硫在土壤和沉積物中的質(zhì)量趨于逐漸平穩(wěn)狀態(tài)，在大氣及水介質(zhì)中出現(xiàn)下降趨勢。在研究區(qū)域內(nèi)二氧化硫主要以大氣與水相源排放的形式進入多介質(zhì)環(huán)境，并以在大氣相中的平流和降解為主;硫酸根在多介質(zhì)環(huán)境中的分布相對均勻，在四個環(huán)境相均穩(wěn)定存在。硫在介質(zhì)聞的遷移轉(zhuǎn)化趨勢明顯，特別是大氣與土壤之間的存在顯著的質(zhì)量交換，而大氣與水相交界處以大氣向水的遷移較為顯著。
　　為表征多介質(zhì)逸度模型中的不確定性，將區(qū)間算法引入帶有

5、反應模塊的多介質(zhì)逸度模型，解決模擬中出現(xiàn)的參數(shù)不確定性，避免了某個參數(shù)產(chǎn)生劇烈浮動對模擬結(jié)果有效性的影響。通過區(qū)間平均對數(shù)殘差驗證模擬結(jié)果偏差，所得預測值與實際值的對數(shù)殘差均小于0.2，說明區(qū)間動態(tài)逸度模型可以在模擬污染物多介質(zhì)環(huán)境行為的同時表征其模擬過程中的不確定性。此外，選取2009年和2013年京津冀地區(qū)大氣PM2.5組分中SO42-所占比重進行驗證，驗證結(jié)果表明，本文所建區(qū)間動態(tài)多介質(zhì)逸度模型模擬結(jié)果與其他大氣數(shù)值模擬結(jié)果及大氣