衛(wèi)生填埋是目前我國生活垃圾無害化處理處置的主要方式,近年來由填埋場惡臭污染造成的鄰避效應問題日益突出。填埋場作業(yè)面上堆放的大量新鮮垃圾直接暴露于環(huán)境中,非甲烷有機物（NMOCs）通過直接揮發(fā)和微生物降解作用產(chǎn)生并進入大氣環(huán)境。本文針對填埋場作業(yè)面NMOCs污染問題,構造了測量作業(yè)面NMOCs無組織釋放速率的風道法,并將其用于現(xiàn)場監(jiān)測;基于大量實測數(shù)據(jù)解析了作業(yè)面NMOCs釋放特征及變化規(guī)律;探究了作業(yè)面NMOCs釋放對空氣質量和氣候變化的潛在負面影響;開發(fā)了非穩(wěn)態(tài)大氣擴散數(shù)值模型,結合不確定性理論,從污染概率角度揭示了填埋場周圍NMOCs的惡臭分布規(guī)律,最終實現(xiàn)為填埋場惡臭防護距離的界定提供理論支撐的目標。本文通過對已有風道法進行結構和氣源改進,構建了適用于測量填埋場作業(yè)面NMOCs釋放速率的風道系統(tǒng)。綜合考慮各方面因素,風道法的最佳吹掃風速為0.26 m×s^-1。本研究填埋場作業(yè)面釋放的常見NMOCs有35種,其中苯系物的種類最多（達18種）,碳氫化合物的平均釋放速率最大(227.56±115.30mg×m^-2×s^-1... 

【文章來源】：清華大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 填埋場釋放非甲烷有機物及其污染特征
        1.2.1 填埋場釋放NMOCs的物質組成及來源
        1.2.2 作業(yè)面是填埋場中重要的NMOCs無組織釋放源
    1.3 無組織面源釋放速率監(jiān)測
        1.3.1 靜態(tài)箱法
        1.3.2 動態(tài)箱法
        1.3.3 模型估算法
        1.3.4 示蹤法
    1.4 大氣擴散模型與應用
        1.4.1 AERMOD
        1.4.2 ADMS
        1.4.3 CALPUFF
        1.4.4 大氣擴散模型的應用
    1.5 關鍵科學問題識別
    1.6 研究目的與研究內容
        1.6.1 研究目的與意義
        1.6.2 研究內容
        1.6.3 技術路線
第2章 填埋場作業(yè)面NMOCs無組織釋放特征
    2.1 風道法采樣系統(tǒng)
        2.1.1 風道采樣系統(tǒng)的設計
        2.1.2 風道系統(tǒng)的采樣方法
        2.1.3 分析方法
    2.2 風道法最佳操作條件的確定
        2.2.1 研究方案
        2.2.2 風道法的釋放模型及微分方程
        2.2.3 釋放速率與吹掃風速之間的關系
        2.2.4 最佳吹掃風速的確定
    2.3 作業(yè)面NMOCs釋放速率
        2.3.1 研究方案
        2.3.2 NMOCs釋放速率
        2.3.3 作業(yè)面NMOCs釋放隨時間變化特征
        2.3.4 釋放速率與氣象因素的相關關系分析
    2.4 作業(yè)面NMOCs釋放因子
        2.4.1 NMOCs釋放速率的概率密度函數(shù)
        2.4.2 填埋場作業(yè)面NMOCs釋放因子
    2.5 小結
第3章 作業(yè)面釋放NMOCs的環(huán)境污染分析
    3.1 估算方法
        3.1.1 NMOCs釋放量估算
        3.1.2 臭氧生成潛勢估算方法
        3.1.3 二次有機氣溶膠生成潛勢估算方法
        3.1.4 全球增溫潛勢估算方法
    3.2 典型空氣質量污染物的釋放特征及其環(huán)境影響
        3.2.1 臭氧生成潛勢(OFP)
        3.2.2 二次有機氣溶膠生成潛勢(SFP)
    3.3 典型溫室氣體的釋放特征及其全球增溫潛勢
        3.3.1 典型溫室氣體物釋放特征
        3.3.2 溫室氣體的全球增溫貢獻(GWI)
    3.4 小結
第4章 非穩(wěn)態(tài)大氣擴散數(shù)值模型開發(fā)及檢驗
    4.1 模型介紹
    4.2 求解NMOCs三維大氣擴散問題的有限差分法—非穩(wěn)態(tài)問題
        4.2.1 假設條件
        4.2.2 控制方程
        4.2.3 時間域與空間域的剖分
        4.2.4 有限差分方程的建立與求解
        4.2.5 源匯項的實現(xiàn)
    4.3 求解NMOCs三維大氣擴散問題的有限差分法—穩(wěn)態(tài)問題
    4.4 風速場
    4.5 湍流擴散系數(shù)
    4.6 污染物在大氣中的清除作用
        4.6.1 干沉降
        4.6.2 濕沉降
        4.6.3 化學反應
    4.7 求解方法
    4.8 ModOdor模型的理論驗證
        4.8.1 第一類邊界條件(定濃度邊界)
        4.8.2 第二類邊界條件(給定對流通量邊界)
        4.8.3 第三類邊界條件(給定通量邊界)
        4.8.4 定濃度
        4.8.5 源匯
        4.8.6 干沉降
        4.8.7 化學反應
    4.9 ModOdor模型的實測檢驗
        4.9.1 現(xiàn)場監(jiān)測
        4.9.2 ModOdor模型輸入條件
        4.9.3 實測值與模擬值比較
    4.10 填埋場NMOCs惡臭污染的ModOdor大氣擴散模擬
        4.10.1 典型惡臭污染物篩選
        4.10.2 惡臭污染分析的ModOdor模型輸入條件
        4.10.3 ModOdor模擬惡臭物質擴散情況
    4.11 小結
第5章 基于不確定性分析的填埋場NMOCs惡臭污染模擬
    5.1 蒙特卡洛大氣擴散模擬方案
        5.1.1 蒙特卡洛結合ModOdor的計算方法
        5.1.2 隨機變量的識別
        5.1.3 構造概率密度分布函數(shù)
        5.1.4 隨機數(shù)抽樣方法
        5.1.5 隨機數(shù)生成次序
        5.1.6 模擬次數(shù)的確定
    5.2 填埋場NMOCs惡臭污染的蒙特卡洛大氣擴散模擬
        5.2.1 ModOdor模型輸入條件
        5.2.2 蒙特卡洛大氣擴散模擬惡臭物質濃度分布
        5.2.3 惡臭污染物遷移距離分析
        5.2.4 填埋場周圍惡臭污染概率分布
    5.3 小結
第6章 結論與建議
    6.1 結論
    6.2 建議
參考文獻
致謝
附錄A 觀測-診斷風場計算方法
    A.1 診斷風場模式的計算順序與所需資料
    A.2 剖分網(wǎng)格和觀測資料
    A.3 風速的坐標變換
    A.4 垂直方向初始風場的計算
    A.5 變分法風場調整的控制方程
    A.6 風速場的調整結果
附錄B 湍流擴散系數(shù)計算方法
    B.1 大氣穩(wěn)定度算法
        B.1.1 垂直湍流擴散系數(shù)K_z
        B.1.2 水平湍流擴散系數(shù)K_H
    B.2 湍流特征量法
        B.2.1 垂直湍流擴散系數(shù)K_z的計算
        B.2.2 基于湍流特征量法的水平湍流擴散系數(shù)計算
附錄C 隨機數(shù)生成方法
    C.1 風場參數(shù)
        C.1.1 生成風向隨機數(shù)Dir
        C.1.2 生成風速隨機數(shù)u
    C.2 源強參數(shù)ER
    C.3 時間參數(shù)
    C.4 氣象參數(shù)
    C.5 隨機數(shù)序列
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]國內外環(huán)境空氣質量模型法規(guī)化現(xiàn)狀與對比研究[J]. 胡翠娟,丁峰,李時蓓,易愛華,伯鑫.  環(huán)境工程. 2015(01)
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博士論文
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碩士論文
[1]典型生活垃圾填埋場作業(yè)面惡臭物質釋放特征及源解析[D]. 段振菡.清華大學 2015
[2]我國典型城市生活垃圾填埋場溫室氣體甲烷排放特征研究[D]. 李海玲.蘭州大學 2014
[3]AERMOD在區(qū)域大氣環(huán)評中的應用研究[D]. 王小燕.蘭州大學 2013
[4]典型生活垃圾填埋場惡臭污染特征研究[D]. 張晶.清華大學 2012
[5]垃圾填埋場惡臭污染解析與控制技術研究[D]. 胡斌.浙江大學 2010
[6]蒙特卡洛方法中隨機數(shù)發(fā)生器和隨機抽樣方法的研究[D]. 金暢.大連理工大學 2006
[7]山地復雜地形的大氣污染預測模型研究[D]. 張軍.重慶大學 2005



本文編號：3195646