河南省夏收季节秸秆焚烧大气污染物输送的数值模拟研究

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1、摘要近年来，我国的农田秸秆焚烧的范围和强度不断加大，对农田土壤、大气环境质量构成了显著危害，并影响到公路和航空运输的安全。河南省是我国冬小麦的主产区，其秸秆焚烧活动也日益活跃，分析冬小麦秸秆焚烧所带来大气颗粒物污染的传输、扩散及其影响范围，可以为当前区域大气环境影响评价提供基础数据，也可为相关决策部门提出禁烧方案，开展精细化空气质量预报提供参考。本文基于2007年河南省夏季秸秆焚烧的MODIS／FY系列卫星遥感监测结果，并结合县域冬小麦产量和谷草比，秸秆焚烧排放因子等资料，估算了冬小麦秸秆焚烧中PM2．5的排放量，并设定了一套排放参数，采用MM5模式和美国EPA推荐的C

2、ALPUFF扩散模式，对PM2．5的传输和扩散过程进行了数值模拟，在此基础上，综合评价了秸秆焚烧活动的环境影响。主要结果如下：(1)通过MM5模式和CALPUFF模式的耦合，并综合考虑地形、地表覆盖及实测气象资料的同化，模拟得到PMz．5的时空分布特征，并采用郑州市PM2．5观测资料和河南省主要城市空气污染指数资料开展其验证，结果表明耦合模式的适用性强。(”PM2．5浓度时空分布模拟结果的格点值表明，PM2．5小时平均浓度最大值为130099／m3，日均浓度最大值为80pg／m3，主要分布在焚烧火点附近：6月1日至20日间平均浓度最大值为6pg／m3，主要分布在河南省中

3、部地区和西北部地区。(3)河南省主要城市PM2．5小时平均浓度最大值为118．399／m3，焦作最高；日均浓度最大值为12．663pg／m3，漯河最高；6月1日至20日间平均浓度最大值为2．29299／m3，许昌最高。日均浓度平均值的时间序列表明，6月6日至7日有一个峰值，焚烧活动的影响到19日已基本消失。小时浓度平均值的时间序列表明，一天之中，PM2．5浓度白天小于夜间，19时最高，14时最低。(4)为分析气象要素对秸秆焚烧排放的PM2．5的影响，采用空气污染指数的高值数据，分析研究气象要素的影响，结果表明，风速、风向、云量、温度层结等气象要素对空气污染指数起主要贡献

4、，其中，不同城市的特定风向、风速，较大的云量，夜间的逆温层，白天较小的温度垂直递减率等是导致污染加剧的因素。关键词：秸秆焚烧、污染物排放、CALPUFF、传输扩散、环境影响AbstractThestrawopenbumingafterharvestinfieldisgettingmoreandmoreinextentandintensityinrecentyears．Theburningsignificantlyharmedtosoilinfieldandairquality,andendangeredhighwayandairtransportation．Asamai

5、nwinterwheatproductiveprovinceinChina,strawburninginHenanprovinceisgettingmoreandmorefrequent．Theanalysisofthetransportation,dispersionandtheextentitaffected，Callbeaconsultationtotheforbiddenofburningandmeticulousairqualityprediction．EmissionofPM2．5fromburningwasestimatedbasedontheremote

6、sensingofstrawopenburningbyMODIS／FYseriessatellitesinsummerofHenanprovinceandcountybycountywinterwheatyield,combinedwitllgrains缸．awratio．Aparameterizationschemewassettotheemission．ThetransportationanddispersionofPM2．5fromstrawburningwassimulated而mthecombinationofMM5andU．S．EPArecommendedC

7、ALPUFFdispersionmodel．AndtheenvironmentalimpactofstrawburningWasassessedbasedonthesimulation．Theresultsareasfollows：(1)ThetemporalandspatialdistributionofPM2．5WassimulatedbycombinationofMM5andCALPUFF,、7lrinltheconsiderationoftheterrain,landcoverandtheassimilmionofmonitore