论文总字数：15538字
目 录
摘要 1
Abstract .. 2
1 导论 3
1.1 国内外研究现状 3
1.2 研究目的及意义 6
2 方法 7
2.1 资料来源 7
2.2 资料处理与方法 7
3 分析与结论 7
3.1 2017年南京污染物总体特征 7
3.2 云下清除 9
3.2.1 污染物的个案分析 9
3.2.2 云下清除总体分析 10
3.2.3 季节变化分析 10
3.2.4 雨量变化分析 12
4 结果 15
参考文献 15
致谢 17
南京市云下清除对大气污染物的影响研究
黄建德
，China. Institute of atmospheric physics
Abstract：This paper use Nanjing Pukou 2017 pollutants monitoring data and observation data, the variation characteristics of Nanjing atmospheric pollutants, and analyzed under the cloud of atmospheric pollutants removal effect and different seasons, clearance under the cloud of pollutants under different rainfall intensity. The results show that; PM10 has the highest clearance rate of 37.62%, followed by PM2.5, 27.75%, and also affects gaseous pollutants. The clearance rate of PM10 is decreasing year by year, and the highest in summer is 39.68%. The clearance rate of PM2.5 is higher in spring and summer, and lower in autumn and winter. The clearance rate of PM10 and PM2.5 was 44.57% and 36.80%, respectively..
Key words： City of Nanjing; Rain scavenging; Atmospheric pollution.
导论
国内外研究现状
人体对大气污染物的直接吸入不仅会损伤肺部，还会因此引发更多的疾病。大气气溶胶负载的化学物质，特别是工业污染物在风系的作用下，可进行几百至几千km的长距离传输，大气污染影响是不分国界和地区，是全球性问题，其对人类生存环境的严重危害已日益加剧。气溶胶在大气中会经历物理与化学老化，参与云过程，以及进行长距离传输，比如，大气中颗粒物很多成分源自化石燃料燃烧、汽车尾气排放和居民日常生活等人类活动。降雨是大气污染物最重要的汇，大气污染物影响雨水化学组成。中国的现代化进程飞速发展，人群生活环境的改善需要关注大气污染物的浓度。大气污染物还可以通过对自然环境的影响间接危害我们人体的健康，各区域的大气污染物浓度指标已经是当代人必须关注的信息点。我国相关人士对于大气污染的防治工作不间断的进行着，大气污染防治方式很多，在自然界里面，很多气象要素对于大气污染物的清除也做着不小的贡献。大气污染物对人的影响已经是不可忽略的问题。它能恶化我们生存的环境，使我们在一个亚健康的环境里面生活，它对人的影响不仅是通过对环境的影响对于人身造成伤害，一些污染物能直接吸入人体，直接造成各种疾病的产生。为了保障人体的健康，优化居住环境。对于大气污染物的预防与治理，全球都在做着相关的工作。而大气污染物的自然清除过程是各项研究中都需要考虑到的必要因素。
云下清除是大气污染物的自然清除过程之一，它在清除大气污染物方面做着相当大的贡献，特别是在降雨多发的季节，从基站的观测数据能明显看出有降水时与没降水时大气污染物浓度的差异。我国在上个世纪七八十年代已经出现很多关于气溶胶粒子降雨清除的研究，2000年的时候已经有前辈对大气污染物的云下清除做过研究报告，对于气溶胶粒子的降雨清除已经做了相关的计算，有了关于雨强与气溶胶粒子浓度对应的清除系数，对于降水对大气污染的浓度影响已经有了相应的计算方法。至今为止，国内对于不同降水强度，不同的气溶胶粒子在不同地区不同时间内做了不少相关研究。在国内，刘思言[1]团队对广东韶关地区大气氮干湿沉降特征做过研究，他们利用自动分离干湿沉降的采样器对广东省韶关市降雨和干沉降进行采集，分析样品降雨量、降尘量及氮营养盐干湿沉降浓度，计算各指标干湿沉降通量，利用沉降通量分析其影响因素及季节性变化趋势，为该地区大气氮沉降的通量预测及其环境管理提供支持，并为其生态环境中污染物的控制与减排提供科学依据。在此次研究中，分析表明，湿沉降瘦降雨量影响较大，所以受雨季影响。因此湿沉降通量春季较高，夏秋两季较低。武洋洋[2]团队研究了宝鸡市区大气污染物浓度特征及与气象要素的关系，其中关于相对湿度的研究一项为降雨清除提供了一些案例，他们根据宝鸡市区大气污染物的监测数据，分析了宝鸡市区大气污染物浓度变化特征，并讨论了气象要素与大气污染物浓度的相关性，为宝鸡市大气污染防治提供科学依据。结果表明，PMx浓度变化与AQI呈显著负相关。相对湿度的增加可减缓污染物的扩散，致使污染物的堆积。PM10、SO2与相对湿度呈负相关，相对湿度越大，PM10的沉降和SO2转化过程也越易发生。；杨洪斌[3]究了硫化物的云下清除，他们采用硫化物清除的化学模式计算SO2的云下清除过程，既考虑了SO2在雨滴中的溶解和电离作用，也考虑了S（IV）与氧化剂H2O2之间的化学反应，由模式分别给出了空气中SO2浓度的时空变化和雨滴中S（IV）浓度的时空变化。硫化物的降水清除过程对于酸雨的行程起着十分重要的作用。实验和理论研究结果表明：雨水的酸化和其中的化学成分决定于云内、外污染气体和气溶胶粒子的清除。Adamowicz[4]、Durham[5]vine[6]hu-atz以及Adew uyirmichacl[7]分别研究了雨滴对气体污染物的清除作用。杨洪斌团队对上述工作进行了分析提出以下不足点：（1）假设清除过程是一种不可逆过程，从而仅仅考虑气体污染物在雨滴中的溶解而不考虑雨滴中的污染物发生的离析；（2）不涉及化学反应；（3）立足于拉式法。即跟踪下降雨滴的方法，因而不能得出空气中的污染物浓度的局地变化。关于Eluer模式，他们也进行了一些不足点分析。他们提出了一个新的模式，这个模式能够同时处理雨滴对云下SO2气体及氧化剂的清除，并且考虑了他们在水相中的化学反应，得出了空气中和于地中污染物浓度的时空变化。他们提出的SO2的氧化清除模式用于计算空气和雨滴硫化物的时空变化。计算结果表明：雨滴中所发生的氧化反应对SO2的清除由一定影响。雨滴中的氧化作用可促使SO2的清除率提高。但是于地中H 的增加，SO2在雨滴中的溶解作用趋于缓慢。由于水相的氧化作用，雨滴中S（IV）的浓度在云下污染层中部达到最大，但当降水进行一定时间后，雨滴中S随雨滴下降而增加，并在地面达到最大。这项研究结果有着重要意义，它提出了硫化物在降水过程中的化学清除反应。在降水不久，氧化作用很显著，但在降水发生一段时间后，氧化作用趋于减弱。尽管多年来，科学界对于空气污染物的去除已经有了很多的理论和实验研究，但是很多人对于这个问题依然很感兴许，毕竟，空气污染直接影响着人体健康和生活环境。
降水和污染是一个全球都在不断发生的过程，各国对于污染物的云下清除研究也是需要我们学习、对比和参照的。Jung-Moon Yoo.Yu-Ri Lee[8]4年在韩国使用常规可用的空气检测和气象资料对夏季降水对地面污染物的冲刷效应进行了数据调查，开发了三种新的PMx、SOx、NOx和CO的冲刷指数来表示沉淀清除对这些污染物的影响。所有这些污染物在浓度和由于冲刷或对流造成的降雨强度之间都表现出显著的负相关性。基于对数转换后的小时数据，估算降水强度的降水事件（一组包括所有事件，另一组包括中等强度事件子集，排除长马和台风）。PMx时这些空气污染物中最敏感的大气污染物。降水冲刷对大气污染物的相对影响浓度估计为：PMxgt;SOxgt;NOxgt;COxgt;Ox。表明PMx是被降雨清除最有效的污染物。分析表明，Ox浓度可能因垂直混合而增加，导致其从平流层下层/对流层上层向下传播。CO的浓度降低，可能是由于冲刷和对流。NOx的浓度受到雷电产生和冲刷的相反影响，并且这也被讨论。在他们的研究中，他们认为一氧化碳浓度降低可能是由于两者冲刷和对流活动。表明Ox浓度可能通过与对流相关的垂直混合而增强，导致从平流层下层/对流层高层向下输送Ox。在空气污染物中，PMx对降雨最为敏感，特别是在2h内。在雨季期间，CO、SOx、PMx的浓度显著低于由于冲刷效应而导致的日变化。观察到的Ox和NOx浓度的增加可能分别归因于对流和闪电。表面的闪电神圣的NOx由于其在NOx上的冲刷可被强降雨抑制。在他们的研究中，他们考虑了很多其他因素，这是我个人觉得比较好的。他们认为尽管冲刷效应是排放，溶解度，平流和降水的综合效应的结果，但模型中的大多数冲刷效应参数化依赖于很多简单的变量，例如沉淀速率和溶解度。大气化学模型需要更加真实的过程处理，以改善空气污染的预测，因为真实的气氛要复杂得多，包括气相化学，非均相化学以及气溶胶和云之间的相互作用。迄今为止，在高空间和时间分辨率下可用于验证模型性能的观测和分析很少。另外，大多数降水，云，风，模型中使用的湿沉积工艺高度简化并且性能不稳定。在Tov Elperin[9]于可溶性气态污染物在降水清除中的垂直分布研究中表明，在气态污染物初始浓度呈线性分布的情况下，气态污染物初始浓度随海拔降低而降低，在降雨开始时清除系数随高度增加而增加。在降雨过程后期，清除系数随着大气云层上层高度的降低而降低。研究结果表明，云下清除是具有有效Peclet数的非平稳对流扩散方程确定的。在对数正态液滴尺寸分布的情况下，对得到的方程进行数值分析。为了从大气湿清除过程中除去氨（NH3）和二氧化硫（SO2），进行了清除系数和沉淀清除率的计算。它表明，清除系数是非平稳和高度依赖的。此研究还发现清除系数强烈依赖于大气中可溶性气态污染物的初始浓度分布。在此项研究中，他们开发了一种通过降雨清除大气中可溶性微量气体的模型。气体清除由非平稳对流扩散方程确定，有效Peclet数取决于液滴尺寸分布（DSD）。所获得的方程使用线的方法数值求解和蒙特卡洛模拟。在计算中，他们假定了用FeingoldeLevin参数化的对数正态液滴尺寸分布。所获得的方程的简单形式允许分析可溶性气体清除率对不同参数例如降雨强度，气体溶解度，气相中吸收浓度梯度等的依赖性。使用所开发的模型，我们计算清除系数和速率清除不同衡量气体（SO2和NH3）。此次研究证明，通过雨水清除可溶性大气气体的清除系数与时间有关。结果表明，地面清除系数随时间增加，而云层下方大气中清除系数随着降水量的增加而减小。大气中的清除系数取决于高度。清除可溶性气体开始于上层大气中，清除前沿以下降速度向下传播并被扩散涂抹。他们发现，在气态污染物浓度线性初始分布的情况下，气态污染物的初始浓度随高度降低，清除系数L在雨初期随高度增加。在雨水清除系数的晚期。随着下层云层高度的增加而降低。他们还发现清除系数强烈依赖于大气中可溶性微量气体浓度的初始分布。计算大气中可溶性气态物质的线性分布辨明清除系数随着可溶物的增加而增加。D.P Nankar,A.K.Patra[10]等对印度热带地区氚的雨除过程研究，地面空气中氚浓度与热带地区加压重水反应堆附近雨水的实验结果表明，更多的雨在更多的时间内氚浓度更低，更慢的降雨率持续时间产生更高的氚浓度。国外在不同的地域特征和气候特点下对空气污染物的降水清除研究同样是很好的案例。
研究目的及意义
剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：15538字
相关图片展示：
该课题毕业论文、开题报告、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找;
