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user: 4. 贵阳市季节大气环境容量 4.1. 季节基本大气环境容量(静态及输送扩散清除项) 对贵阳市进行区划后，对全市进行了标准浓度限值的确定，所以对公式(13)的第一项进行调整为： Q a 1 = A ∑ i = 1 n c s b S i S (20) 式中，A值是各个季节的季节值； S i 为相应研究区的面积；S为研究区的总面积； c s b = ( c s − c b ) ， c s 为大气污染物的标准限值， c b 为本底值浓度，指的是环境在未受到污染物影响的情况下，其中化学元素和环境中能量分布的正常值。一般来说一类控制区的本底值浓度取值为一级基本限值浓度的20%，而二类控制区本底值浓度取值为一级基本限值浓度的50%。 根据《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中的规定，在一类功能区中SO 2 、NO 2 、PM 10 、PM 2.5 的年平均浓度值为0.04、0.02、0.04、0.015 mg/m 3 在二类功能区中则分别为0.06、0.04、0.07、0.035 mg/m 3 。也就是对于一类功能区来说， c s b 分别为0.016、0.008、0.016、0.06 mg/m 3 对于二类功能区来说， c s b 分别为0.05、0.02、0.05、0.0275 mg/m 3 。 展开公式为： Q a 1 = A × [ 0.8 × c s 1 × S 1 S + ( c s 2 − 0.5 × c s 1 ) × S 2 S ] (21) 式(21)中， c s 1 为一级基本限值浓度， c s 2 为二级基本限值浓度。S 1 和S 2 分别为一类和二类功能区的面积。通过计算发现，在春季，贵阳的大气环境基本容量相比其他三个季节来说略高，而冬季则相对较低，SO 2 和PM 10 的基本容量要远大于另外两项污染物，并且四项污染因子的季节变化趋势相近。各季节的基本大气环境容量(输送扩散清除项)计算结果如表7所示。 Table 7 Basic environmental capacity of different seasons in the study area (104 t∙a−1 季节 春 夏 秋 冬 SO 2 3.294357 2.690921 2.829021 2.595255 NO 2 1.358658 1.109789 1.166744 1.070334 PM 10 3.319929 2.711808 2.85098 2.6154 PM 2.5 1.817011 1.484184 1.560353 1.431419 表7. 研究区不同季节基本环境容量(10 4 t∙a −1 ) 4.2. 季节干沉降项 在对季节干沉降项进行计算时，SO 2 、PM 10 、NO 2 的年均干沉降速率分别是：0.346~0.354 cm/s、0.4395~0.440 cm/s、0.0693~0.0707 cm/s。由于PM 2.5 的粒径较小，自然的沉降效率很低，所以很难确定PM 2.5 在干沉降方面上的沉降速度。此外，PM 2.5 中成分构成较为复杂，在计算中，我们将PM 2.5 的干沉降速度取值为0.25 cm/s。另外，因为在相近区域，成分相同或相似的污染物的干沉降速度较为相近，所以在计算相同的污染物因子时，无需对各个季节的干沉降速度进行重复计算，而是对其进行近似处理，取年干沉降速率进行计算。故其他三个值在计算中，也取其中间值，分别为0.35 cm/s、0.44 cm/s、0.07 cm/s。 干沉降项计算公式如下： Q a 2 = a i × c s S i u d (22) 式中a i 为各季节的季节值，c s 为污染物年平均浓度的标准限值，S i 为各类研究区的面积。u d 为干沉降速率。 展开公式： Q a 2 = a i × ( c s 1 S 1 + c s 2 S 2 ) u d (23) 如表8所示，先对不同季节进行对比，由于春夏季节值相同，其他各项也相同，所以春夏季各污染物的数据也相同，各季节的数据差异仅存在其季节值上。再对不同污染物进行对比，PM 10 是干沉降项中最大的污染物，而NO 2 则相对最小。另外在宏观上，干沉降的变化趋势十分不明显。 Table 8 Dry deposition of pollutants in Guiyang city in different seasons (104 t∙a−1 季节 春 夏 秋 冬 总计 SO 2 1.319739 1.319739 1.305394 1.291049 5.23592 NO 0.17881 0.17881 0.176866 0.174923 0.709409 PM 10 1.946792 1.946792 1.925631 1.904471 7.723687 PM 2.5 0.551161 0.551161 0.54517 0.539179 2.186672 表8. 贵阳市各季节各污染物干沉降量(10 4 t∙a −1 ) 4.3. 季节湿沉降项 在式(13)中的第三项为湿沉降的计算公式： Q a 3 = a i × c s S i u w (24) 在进行计算时需要分固体颗粒物和气态污染物两种进行计算，对于固体颗粒物而言，仍然沿用式(24)中的计算项，但式中的u w 用 w r × R 进行替换，wr为清洗比，无量纲量，取值为1.9 × 10 −5 ；而R是季度的累积降水量，单位为mm/季度，对其进行展开后为： Q a 3 = a i × ( c s 1 S 1 + c s 2 S 2 ) × w r × R (25) 而气态污染物的公式则变为： Q a 3 = 3.1536 × C S × S i × K w (26) 式中k w 表示为湿沉降速率， K w = a × R b ；R是季节的每小时平均降水量；a和b为对应各季节的相应季节系数，SO 2 的湿沉降系数在春季时，a和b分别为0.036和0.530，夏季为0.14和0.12，秋季的两项系数与春季相同，冬季为0.009和0.700。另外，在计算NO 2 的湿沉降率时，a和b取值为SO 2 的1/4。 如表9所示，春秋两季的湿沉降速率较为相近，而由于降水量的关系，夏季的是沉积速率远远高于另外三个季节，冬季则小于另外三个季节，SO 2 的湿沉降率是春秋两季的近5倍。PM 10 的湿沉降率则是春秋季的1.5倍，冬季的9倍。对不同污染物而言，SO 2 的湿沉降率最高，其在夏季最为明显，SO 2 的沉降率远远高于其他三种污染物。PM 2.5 和PM 10 受季节因素影响则相对较小。 Table 9 Dry deposition of pollutants in Guiyang city in different seasons (104 t∙a−1 季节 春 夏 秋 冬 总计 SO 2 1.319739 1.319739 1.305394 1.291049 5.23592 NO 0.17881 0.17881 0.176866 0.174923 0.709409 PM 10 1.946792 1.946792 1.925631 1.904471 7.723687 PM 2.5 0.551161 0.551161 0.54517 0.539179 2.186672 表9. 贵阳市各季节各污染物干沉降量(10 4 t∙a −1 ) 4.4. 季节化学清除项 在对化学清除项的讨论中，我们首先对颗粒物进行排除，只需对SO 2 和NO 2 两项进行求解，计算公式为： Q a 4 = a i × c s S i × 0.639 × H i T 1 2 (27) 式(27)中，a i 为各季节对应系数，H i 为研究区的不同季节大气的混合层高度，单位为m。T 1/2 为污染物半衰期，而SO 2 的半衰期为10 5 s。NO 2 的半衰期为7.2 × 10 5 s。计算结果如表10所示，SO 2 的化学清除项要比NO 2 大的多，另外，混合层高度作为同一地区比较的主要影响因素，导致了春季的化学清除项是同年中最高的，而冬季则是最低的。并且季节变化上NO 2 相较SO 2 的变化趋势要小得多。 Table 1 0 Chemical removal items of pollutants in Guiyang City in different seasons (104 t∙a−1 季节 春 夏 秋 冬 总计 SO 2 1.549286 1.385443 1.344168 1.213899 5.492796 NO 2 0.145772 0.130356 0.126472 0.114215 0.516814 表10. 贵阳市各季节各污染物化学清除项(10 4 t∙a −1 ) 4.5. 年环境容量汇总及对比 将所有的四种清除项进行汇总，得到各个季节各污染物的大气环境容量，结果如表11所示。通过对不同污染物进行对比发现，春夏秋三季，污染物以湿沉降为主要清除途径，冬季则以传输扩散项为主要传播途径。并且二氧化硫的年环境容量要高于其他三项，PM 10 次之，二氧化氮最低。对不同季节而言，二氧化硫、PM 10 和PM 2.5 的夏季清除量要大幅高于其他季节，尤其是高于冬季。而二氧化氮的季节环境容量的变化幅度则比其他三种污染物要小。 Table 1 1 Total atmospheric environmental capacity of each season in the study area (104 t∙a−1 污染物 季节 基本环境容量 干沉降量 湿沉降量 化学清除项 总环境容量 年总环境容量 SO 2 春 3.294357 1.319739 11.37797 1.549286 17.54135 100.0992 夏 2.690921 1.319739 53.97236 1.385443 59.36846 秋 2.829021 1.305394 11.76598 1.344168 17.24456 冬 2.595255 1.291049 0.844672 1.213899 5.944875 NO 2 春 1.358658 0.17881 1.926984 0.145772 3.610223 19.1353 夏 1.109789 0.17881 9.140815 0.130356 10.55977 秋 1.166744 0.176866 1.992698 0.126472 3.46278 冬 1.070334 0.174923 0.143055 0.114215 1.502527 PM 10 春 3.319929 1.946792 9.538086 - 14.80481 54.92909 夏 2.711808 1.946792 15.7256 20.3842 秋 2.85098 1.925632 8.734963 13.51157 冬 2.6154 1.904471 1.708637 6.228508 PM 2.5 春 1.817011 0.551161 4.752617 - 7.120789 26.27179 夏 1.484184 0.551161 7.835719 9.871064 秋 1.560353 0.54517 4.352439 6.457962 冬 1.431419 0.539179 0.851376 2.821975 表11. 研究区各季节大气环境总容量(10 4 t∙a −1 ) 选取贵阳市大气环境容量与成都市环境容量进行对比，成都的大气环境容量数据则引自王涵瑾的《基于修正A值法核算成都市季节大气环境容量》 [ 2 ] 。将各自的年总环境容量分别除以两个城市的研究区面积，得到面积平均下的大气环境容量。如表12所示，贵阳的各项污染物容量都高于成都，尤其是SO 2 和PM 2.5 的大气环境面积平均容量，贵阳是成都的1.5倍，两研究区大气环境容量的主要差异原因在于通风量和降雨量的不同，以及一二类功能区在研究区所占比例不同。 Table 1 2 Average atmospheric environmental capacity of Guiyang area (104 t∙a−1 污染物 SO 2 NO 2 PM 10 PM 2.5 成都 77.97211 21.16987 52.76792 24.255424 贵阳 124.5945 23.8179 68.37079 32.700758 表12. 贵阳市面积平均大气环境容量(10 4 t∙a −1 )