3.3 SO 污染源路径:沉降与单位
对应 EPA 2023版用户指南第3章 SO路径完整译文(英文原文印刷页码3-61至3-127)。路径标识、关键字、次级关键字、参数名、源类型、文件名和控制文件语法保留英文;法规应用应以EPA英文原文及当前模型版本为准。
3.3.3 指定气态污染物沉降参数
3.3.3.1 气态污染物干沉降和/或湿沉降的源参数
气态污染物干、湿沉降所需的污染源参数通过 SO 路径的 GASDEPOS 控制。参数既可针对单个污染源输入,也可应用于一个源范围。
语法:
SO GASDEPOS Srcid (or Srcrng) Da Dw rcl Henry
**类型:**可选,可重复。
**顺序:**必须位于相应源的 LOCATION 之后。
参数含义:
Srcid或Srcrng:参数适用的单个源或源范围;Da:所模拟污染物在空气中的扩散系数,单位 cm²/s;Dw:所模拟污染物在水中的扩散系数,单位 cm²/s;rcl:单片叶片脂质层吸收的角质层阻力,单位 s/cm;Henry:亨利定律常数,单位 Pa·m³/mol。
若干常见污染物的物理参数值见 Argonne National Laboratory 报告附录(Wesely 等,2002)。
从 21112 版本开始,AERMOD 为元素汞、二价汞、二噁英、多环芳烃(PAH)、SO₂ 和 NO₂ 提供可选的默认气体沉降参数。使用默认值必须同时满足:
POLLUTID使用下表规定的污染物标识;- 希望采用默认值的参数在
GASDEPOS中输入0。
若四个参数均采用默认值,应依次输入四个 0。也可以混合使用用户输入值和默认值,例如为 Da 输入实测值,而为 Dw 输入 0 以采用默认值。某个源使用任何默认沉降参数时,模型会在 ERRORFIL 中记录消息。
默认气体沉降参数
| 污染物 | POLLUTID | 空气扩散系数 Da (cm²/s) | 水中扩散系数 Dw (cm²/s) | 角质层阻力 rcl (s/cm) | 亨利常数 Henry (Pa·m³/mol) |
|---|---|---|---|---|---|
| 元素汞 | HG0 | 0.055 | 6.4E-6 | 100000 | 719 |
| 二价汞 | HGII | 0.045 | 5.2E-6 | 100000 | 0.000072 |
| 二噁英,以 TCDD 表示 | TCDD | 0.05196 | 4.39E-6 | 9.67 | 1.46 |
| PAH,以 BaP 表示 | BAP | 0.0513 | 4.44E-6 | 0.441 | 0.046 |
| SO₂ | SO2 | 0.1122 | 1.83E-5 | 732 | 72 |
| NO₂ | NO2 | 0.1361 | 1.4E-5 | 12000 | 8444 |
注意:元素汞的 POLLUTID 为 HG0,第三个字符是数字零;SO2 和 NO2 中的第三个字符是大写字母 O,不是零。
3.3.3.2 直接指定气体干沉降速度
CO 路径提供可选关键字 GASDEPVD,允许用户直接指定气态排放的干沉降速度。一次模型运行只能输入一个沉降速度,并应用于全部气态污染源。
该选项会绕过 AERMOD 用于计算气体沉降速度的算法,因此只应在运行完整算法所需的数据不足时使用。基于用户直接指定沉降速度的结果,应格外谨慎解释。
语法:
CO GASDEPVD Uservd
**类型:**可选,不可重复。
其中 Uservd 为气体干沉降速度,单位 m/s。用户输入值大于 0.05 m/s,即 5 cm/s 时,模型给出非致命警告。
使用 GASDEPVD 后,以下关键字不再适用,并且不能在同一次运行中使用:
- CO 路径:
GDSEASON、GDLANUSE、GASDEPRF; - SO 路径:
GASDEPOS。
同时,使用 GASDEPVD 时不能模拟气体湿沉降过程,因此不能配合 DEPOS、WDEP 或 WETDPLT。
3.3.4 指定颗粒物沉降的源参数
AERMOD 提供两种方法处理颗粒物干沉降和/或湿沉降。
方法 1 的适用条件
当以下任一条件满足时,应使用方法 1:
- 总颗粒物质量中,粒径不小于 10 μm 的比例较大,约超过 10%;
- 已较可靠地掌握颗粒物粒径分布。
方法 1 要求对粒径分布有较好的认识。
方法 2 的适用条件
当粒径分布不清楚,且粒径不小于 10 μm 的颗粒只占较小质量比例,约低于 10% 时,可使用方法 2。
方法 2 的沉降速度,是以下两类颗粒沉降速度的质量加权平均:
- 细模态:粒径小于 2.5 μm;
- 粗模态:粒径大于 2.5 μm、但小于 10 μm。
方法 2 属于非 DFAULT 选项,指定 DFAULT 时不能使用。
3.3.4.1 方法 1 的颗粒物输入
方法 1 通过 SO 路径的三个关键字输入:
PARTDIAM;MASSFRAX;PARTDENS。
这些输入与 ISCST3 使用的颗粒物参数相似。参数可以用于单个源或源范围。
语法:
SO PARTDIAM Srcid (or Srcrng) Pdiam(i), i=1,Npd
SO MASSFRAX Srcid (or Srcrng) Phi(i), i=1,Npd
SO PARTDENS Srcid (or Srcrng) Pdens(i), i=1,Npd
**类型:**可选,可重复。
**顺序:**必须位于相应源的 LOCATION 之后。
参数含义:
Pdiam(i):第 i 个粒径类别的质量平均空气动力学直径,单位 μm;Phi(i):第 i 个粒径类别的质量分数,取值 0 至 1;Pdens(i):第 i 个粒径类别的颗粒密度,单位 g/cm³;Npd:该污染源的粒径类别数。
用户不需要单独输入 Npd。模型根据参数数量识别类别数。若一个关键字需要多条续行记录,则同一源或源范围的这些记录必须连续出现。对同一源,三个关键字中的粒径类别数量必须一致。
可使用任意数量的续行记录。模型检查:
- 各粒径类别质量分数之和是否在 1.0 的 ±2% 范围内;超出时给出警告;
- 每个
Phi(i)是否位于 0 至 1;超出时给出致命错误。
3.3.4.2 方法 2 的颗粒物输入
方法 2 通过 SO 路径的 METHOD_2 输入。
语法:
SO METHOD_2 Srcid (or Srcrng) FineMassFraction Dmm
**类型:**可选,可重复。
**顺序:**必须位于相应源的 LOCATION 之后。
参数含义:
Srcid或Srcrng:适用的源或源范围;FineMassFraction:细模态颗粒质量分数,粒径小于 2.5 μm,取值 0 至 1;Dmm:代表性质量平均空气动力学粒径,单位 μm。
不同污染物的细颗粒比例和质量平均粒径估计值,见 Wesely 等(2002)报告附录 B。
从 21112 版本开始,AERMOD 为砷、镉、铅、汞和多环芳烃提供可选的默认方法 2 参数。使用默认值需满足:
POLLUTID使用下表规定值;- 希望采用默认值的参数在
METHOD_2中输入0。
两个参数均采用默认值时,应输入两个 0。也可混合使用,例如用户输入细颗粒质量分数,而对 Dmm 输入 0。使用任何默认值时,模型在 ERRORFIL 中记录消息。
默认方法 2 颗粒物沉降参数
| 污染物 | POLLUTID | 细颗粒质量分数 FineMassFraction | 平均粒径 Dmm (μm) |
|---|---|---|---|
| 砷 | AS | 0.75 | 0.5 |
| 镉 | CD | 0.70 | 0.6 |
| 铅 | PB | 0.75 | 0.5 |
| 汞 | HG | 0.80 | 0.4 |
| PAH,以颗粒有机碳表示 | POC | 0.90 | 0.1 |
3.3.5 指定排放与输出单位
AERMOD 可以在同一次运行中输出浓度和沉降。当一次运行生成多个输出类型时,不能使用 EMISUNIT 同时定义统一的排放单位换算。为此,模型允许分别通过 CONCUNIT 和 DEPOUNIT 设置浓度与沉降单位。
CONCUNIT
语法:
SO CONCUNIT Emifac Emilbl Conlbl
**类型:**可选,不可重复。
参数含义:
Emifac:将排放输入单位换算为目标浓度输出单位的因子;Emilbl:排放输入单位标签,最长 40 个字符;Conlbl:浓度输出单位标签,最长 40 个字符。
默认换算为 g/s 到 μg/m³,Emifac = 1×10^6。例如:
- g/s 到 mg/m³:
1×10^3; - g/s 到 ppb:使用该污染物由 g/m³ 转为 ppb 的换算因子。
DEPOUNIT
语法:
SO DEPOUNIT Emifac Emilbl Deplbl
**类型:**可选,不可重复。
参数含义:
Emifac:排放输入单位到目标沉降输出单位的换算因子;Emilbl:排放输入单位标签,最长 40 个字符;Deplbl:沉降输出单位标签,最长 40 个字符。
默认换算为 g/s 到 g/m²,换算因子为 3600。若输出 ng/m²,则换算因子为:
3.6×10^12 = 3600 × 1×10^9
其中 1×10^9 是克到纳克的换算因子。