某加油站VOCs排放溯源及源强反演研究

为了计算加油站无组织挥发性有机污染物(Volatile Organic Compounds,VOCs)排放的强度,将扩散模型反推法应用于加油站的无组织VOCs排放溯源研究。对加油站区域建立笛卡尔空间坐标系,并构建监测站实测值和基于大气污染物高斯扩散模式预测值之间的代价函数,进而使用有条件约束的最优化方法求解该代价函数,得到该加油站VOCs无组织排放源强的反演模型。研究结果显示,加油站无组织VOCs的排放速率反演结果为1.8~3.8 g/s,该结果与加油站给车辆加油时未采取二次油气回收系统情形下的挥发量相符,反映了加油站无组织排放源强反演模型合理可信。模型参数分析结果表明,大气稳定度的不确定性对模型收敛和反演结果的影响较大,无组织排放溯源和源强反演需要高质量的气象扩散风场观测数据。

某石油炼制企业VOCs排放源强反演研究

选取我国北方某石油炼制企业为研究对象,针对其挥发性有机物(VOCs)排放,于春季3月开展了厂界周边大气VOCs环境浓度监测,并利用ISCST-3空气质量模型反推出该企业VOCs排放源强.监测结果表明,厂外上风向背景点与下风向受体点TVOCs浓度平均值分别为28.6×10-9和88.3×10-9,且2个区域VOCs还存在化学组分特征差异,背景点以乙烷、丙烷、乙烯为主,而受体点化学组分中丙烯、异丁烷、丁烷、异戊烷、戊烷的体积浓度百分比显著上升,说明该炼油厂VOCs排放体量大,对局地环境影响显著.扣除背景点VOCs,获得了该炼油厂VOCs排放化学成分谱,其主要成分体积浓度百分比:乙烷(23.4%)、丙烷(11.8%)、丁烷(10.4%)、异丁烷(9.0%)、戊烷(5.3%)、异戊烷(6.4%)、丙烯(11.5%),成分谱特征与国内相关文献相似.ISCST-3模型反演结果显示,该炼油厂TVOCs年排放量平均值为(2201.6±1011.9)t/a,折合排放因子约0.73g VOCs/kg原油.该计算结果偏低,原因可能在于:其一,测试季节为春季,较低的环境温度致使了炼油厂挥发散逸环节的排放低于全年平均水平;其二,ISCST-3模型为扩散模型,未考虑VOCs化合物在局地范围的化学衰减.

基于遥感FTIR-扩散模式反推模型的中国北方某石化企业石脑油罐区VOCs源强反演

储罐是石化企业最常用的生产装置,更是最主要的无组织排放源之一,自储罐排放的无组织排放VOCs,一方面降低了油品质量、造成了资源的大量浪费,另一方面排放的大气污染物也严重危害了人们的生命健康和生态环境.针对于石化罐区无组织排放VOCs,建立了同时具备遥感FTIR和扩散模式反推法两者优势的源强反演模型,并在我国北方某石化企业20万m3石脑油罐区进行了6 d的外场监测,详尽的检验源强反演模型的实际应用状况,同时为我国石油化工行业储罐区VOCs排放特征提供参考,为工业面源VOCs排放量计算方法的构建提供数据支撑.研究结果表明,该石脑油罐区VOCs排放体量大,对周边大气环境影响明显;以扣除背景点的受体点VOCs作为该罐区的VOCs排放化学成分谱,其体积浓度百分比分别为:乙烯(8.48%)、乙烷(22.73%)、丙烷(10.35%)、异丁烷(8.10%)、己烷(7.11%)、庚烷(24.22%)、甲基叔丁基醚(6.90%);根据源强反演模型,20万m3石脑油罐区的VOCs排放量约为0.41 g·s^(−1),比指南公式法计算结果高45%,分析是由于指南公式法相关系数尚未实现“本土化”及监测时段的气象条件共同造成的.

特种污染物排放源强反演及可视化分析工具研发及Hg^2＋分析示例

研发了特种污染物排放源强反演及可视化分析工具,集成利用了WRF气象预报结果及HYSPLIT前向轨迹规划外场监测点,调用CALPUFF模型基于监测数据和对应气象条件快速反算源强并模拟得到排放影响范围,并使用开源GIS平台进行可视化分析.同时,选取大气背景浓度极低的活性气态汞(Hg^(2+))为目标,以李坑垃圾焚烧厂不稳定Hg^(2+)排放为监测主体.结果表明,基于下风向监测数据反演的源强与实测的烟气Hg^(2+)含量有着较好的一致性(R^2=0.801).该工具可作为特种大气污染事故应急辅助决策新手段,提供包含非稳态排放源强、污染扩散影响范围等信息在内的关键依据.

石化企业VOCs无组织排放源强的反演模拟

针对石化行业面源无组织排放VOCs难以准确定量的问题,建立了基于开路式傅里叶变换红外光谱技术(OP-FTIR)的面源污染源源强反演模型,并进行了现场模拟试验。试验结果表明,风向、风速、大气稳定度、监测距离、数据处理周期等都是影响反演模型准确性的重要灵敏度参数。以反演源强QP与实际排放量Q的比值(QP/Q)为量化指标,对各影响因素进行优化处理,确定了构建反演模型适用的边界条件。当各灵敏度参数稳定于适用边界条件之内时,QP/Q为0.85~0.90。

应用SSIM模型反演与评估二氧化硫污染面源

针对在缺少有效二氧化硫低空面源排放清单的情况下,应用SSIM(SourceStrengthInversedModel)模式对SO2低空面源源强的反演功能,完成了天津市蓝天工程改燃措施实施后二氧化硫相对量化改善效果的模拟评估,同时模拟了SO2面源源强改善前后的空间分布,取得了较理想的效果。该模式所解决的污染面源源强核查难点问题,在城市大气环境容量核定中具有通用指导作用。

平面二维河道瞬时源反演及反演精度影响分析

为识别河道中突发水污染事故的源项信息,建立二维水质数学模型,根据下游污染物浓度监测数据构造污染源源强和排放位置反问题,并通过微分进化算法对反问题进行求解。构造典型案例以验证方法适用性,并进一步分析了事故应急监测方案及监测误差等对反演精度的影响。结果表明,反演精度依赖于监测频次及监测误差等影响因子,基于一定监测频次、监测精度的应急监测数据,可以利用微分进化算法较为准确地识别瞬时源的源项信息。各种因子对反演精度的影响分析结论可为事故应急监测方案的制定、优化提供重要的技术参考。

南三河沉管工程基槽开挖对海域水环境的影响

南三河沉管是鉴江供水枢纽工程中的一处跨海管道工程,管道基槽开挖会对周围海域水质产生影响。基于建立的二维非稳态水环境数学模型,利用同步水文水质监测数据对模型参数进行率定,并反演得到SS源强浓度,继而预测施工期SS对海域水环境的影响范围及程度。结果表明:距基槽中心50 m范围的SS源强浓度达到70 mg/L;SS会对基槽中心线上下游各700 m范围内的水域产生影响(增量≥10 mg/L),影响程度以挖槽为中心线向两侧递减。