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污染物选项

污染物选项包含了污染物和化学转化。

1.污染物

CALPUFF可以预测多种污染物,默认提供了上述列表污染物的干湿沉积参数,如果用户预测列表中不存在的污染物,需要添加一个污染物,并输入污染物的干湿沉积参数

添加:添加可以一个列表中不存在的污染物

删除:删除一个污染物

污染物沉积参数

污染物沉积参数中列出了选中污染物的干湿沉积参数,软件中的污染物已经给出了默认的沉积参数。干沉积中可分为气体沉积和颗粒物沉积。

干沉积

  • 气体沉积气体扩散率水相溶解度污染物反应率叶面积阻力亨利常数
  • 颗粒物沉积

由于沉降速率对于颗粒物的尺寸非常敏感,所以计算有效沉降速率时先计算各个级别尺寸的颗粒物的沉降速率,然后根据尺寸分布进行加权。颗粒物的大小分布根据几何质量平均粒径和几何标准偏差分布进行定义。对于硫酸盐,几何质量平均粒径约为0.5μm,几何标准偏差约为2μm。

  • 几何平均直径
  • 几何标准偏差

常见污染物气体沉积参数

污染物种类中文名气体扩散率水相溶解度污染物反应率叶面积阻力亨利常数
SO2二氧化硫0.15091000800.04
NOx氮氧化物0.16561853.5
HNO3气态硝酸0.162811808E-08
NO一氧化氮0.1345122518
NO2二氧化氮0.16561853.5
ODOR臭气0.15091800.04
TOLUENE甲苯0.15091800.04
XYLENE二甲苯0.15091800.04
B-PINENEbeta-蒎烯0.15091800.04
A-PINENEa-蒎烯0.15091800.04

颗粒物沉积参数

污染物种类中文名几何平均直径(微米)几何标准偏差(微米)
SO4硫酸根0.482
NO3硝酸根0.482
PM10颗粒物0.482
H2O水蒸气0.482
TXS0.482
SOA有机气溶胶0.482

湿沉积

湿清除系数取决于污染物的特性(如溶解性和火星)及降水的性质。CALPUFF提供了一些污染物的清除系数的默认值。

  • 液态降雨清除系数
  • 冰冻降雨清除系数

颗粒物沉积参数

污染物种类液态降雨固态降雨
SO23×10-50.0
SO42-1×10-43×10-5
NOX0.00.0
HNO36×10-50.0
NO3–1×10-43×10-5

沉积因子

  • 表皮阻抗率:植被层中气体沉降的第二种途径为通过叶角质层。它包括了直接通过角质层或者是污染物在角质层的反应。阻抗率由污染物的活性控制,定义为相对于SO2参考值的沉降气体污染物活性的参数。默认值为30s/cm。
  • 土地阻抗率:气体沉积通过植被层的第三个途径为直接沉降在地表或液面。在植被稀疏的区域,直接沉降在地表也是一个很重要的途径。土地阻抗率为相对于SO2参考值的沉降气体污染物活性的参数。默认值为10s/cm。
  • 污染物的反应因子:定义为相对于SO2参考值的污染物在植被层中计算角质层阻抗率和地面阻抗率的参考值

植被区域

  • 活性无应力的植被活性有应力植被没有活性的植被
  • 用来估算颗粒物有效沉积速度的颗粒物粒径的间隔区域数:默认值9。

垂直扩散常量

  • 稳定条件的垂向扩散系数:默认值0.01。
  • 中性和不稳定条件下的垂向扩散系数:默认值0.10。

2、污染物标准值

软件为每个污染物设置了一类区、二类区和三类区的标准值,标准采用了《环境空气质量标准》(GB3095-2012)。用户也可以自行修改,并且为新添加的污染物设定标准值。

默认环境功能区:用户定义所有污染物的环境空气功能区标准限值区别

1.   化学转化

  1. 化学转化方法

在CALPUFF模型中,处理污染物的化学转化过程时,有四个选项供用户选择:

① 建立在MESOPUFF II 模型中污染物化学转化机制基础上的的SO2与SO42-、NOX(NO+NO2)与NO3–之间的化学转化机制,其转化速率取决于周围的环境条件。

② RIVAD/ARM3转化机制。这个模式包括了NO与NO2转换过程及NO2向NO3和SO2向SO3的转换,还有气态的HNO3与硝酸铵气溶胶之间的平衡。

③ 用户指定的24小时化学转化速率,这个选项可以用来模拟日变、时变的化学转化率,但是在空间上是统一的,即在空间上没有变化。

④无污染物化学转化,完全忽略化学转换的计算。在一些场合或污染物的化学转换作用不重要时减少了计算上的要求。

  1. 小时背景浓度

确定臭氧浓度采用小时臭氧浓度数据还是采用月均臭氧浓度数据。

从外部文件读取背景臭氧浓度

H2O2H_2O_2文件读取H2O2H_2O_2浓度

  1. 月均背景浓度

小时的臭氧数据缺少时使用月均背景浓度

月均O3O_3:定义每月臭氧浓度值,默认值80ppb

月均NH3NH_3:定义每月氨的浓度值,默认值10ppb。

月均H2O2H_2O_2:月平均背景H2O2H_2O_2浓度,默认值1ppb。

月均SOA:二次有机气溶胶选项,包含三个参数

  • 细粒子浓度,ug/m^3
  • 细粒子中的有机馏分
  • VOC/NOX比率
  1. 夜晚损失率

SO2SO_2损失率:夜间SO2SO_2损失率百分比/小时

NOxNO_x损失率:夜间NOxNO_x损失率百分比/小时

HNO3HNO_3增益率:夜间HNO3HNO_3 产生率百分比/小时

  1. 自定义污染物沉降速率

如果用户使用自定义污染物沉降速率,可定义污染物一天中的24小时沉降速率数据放在一个文件中,并将该文件导入到模型中。