北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:环保大气治理综合技术正文

【涨知识】环境教授二维城市模型锁定污染源谈雾霾

2015-12-09 15:17来源:博士圈微信作者:翟志强关键词:污染源PM2.5北京雾霾收藏点赞

投稿

我要投稿

尽管我国雾霾情况日益严重,对大气污染的分析研究却始终没有停歇。美国科罗拉多大学翟志强教授及其团队采用二维城市模型,通过对城市不同时间段各地区的污染物浓度对比分析,可较为准确地锁定主要污染源,从而为大气污染防治提供有力依据。另一方面,在面对严重污染时我们应采用哪些防护措施,请听翟教授所给出的建议。

近段时间中国各大中小城市雾霾大面积严重超标,已严重影响广大市民正常的生产、生活和健康。近日北京市发布雾霾红色警报,工厂停产学校停学马路限行。关于雾霾源头的争论一直没有停止过,应该说,在大的理论层面,现在对于雾霾源头的认识还是比较清楚的,比如燃煤和尾气等等。然而实现对于燃煤和尾气等的管控不是一朝一夕能够完成的,那么在现阶段的雾霾环境里,政府除了发布红色警报外还能做些什么呢?有没有一些短平快的方案和措施呢?比如找到尾气最为严重的交通路段,或者发现污染最为严重的排放单位,从而进行重点疏导、管理和控制?

众所周知,对环境污染物的治理,最有效的方法是寻找到污染物的源头并加以控制。目前各大城市都设有众多的大气环境质量监测站,提供实时空气品质数据,这些数据描述了当时当地的污染情况,有利于判断局部的污染情况,但是污染数据高的地方不一定就是污染源的地方,事实上往往是受害者。那么我们能否通过这些环境监测数据,反向推测出可能的污染源位置呢?答案是肯定的!

美国科罗拉多大学翟志强教授和他的研究组最近发明了一套完整的理论和数值模型,通过利用数学伴随方法和概率理论,利用气象监测站的气象数据以及空气质量监测站的污染物数据,借助计算流体动力学模拟成功逆向推测出污染源所处概率最高的区域。该方法能够与实时气象和环境监测数据同步,进行实时污染源的探测,从而为实时定向环境管理提供了理论依据。翟教授研究组曾应用相同的理论和模型,根据受感染医生护士的不同站立位置,有效地锁定香港非典期间某医院的带菌者位置。

下面以北京为例展示一个简单实际算例,下图1所示为北京市范围内空气质量监测站及气象站的布置图。根据气象站公布的数据,2015年8月12日凌晨3点至5点风速风向维持在西南风2m/s左右。空气质量监测站公布的2015年8月12日凌晨5点的PM2.5的分布图如图2所示。根据三个区域污染物浓度平均值及相对应监测站坐标平均值,再结合风向及风速数据,使用二维城市模型,不需要任何实际建筑物信息,即可通过反向追踪模型计算确认污染源所处的大致区域(此例为图2中黑点所示处,即北京大兴区)。为了对计算结果进行验证,再使用次日凌晨4点的数据(南风2m/s)以及相同方法进行查验,结果如图2中绿点所示,同样坐落于大兴区。

图1. 气象站及污染物监测站分布图

原标题:环境教授谈城市雾霾污染源与pm2.5防护
投稿与新闻线索:电话:0335-3030550, 邮箱:huanbaowang#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

污染源查看更多>PM2.5查看更多>北京雾霾查看更多>