一种确定大气VOCs特征组分污染源区的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种确定大气VOCs特征组分污染源区的方法及系统，属于环境空气质量监测技术、计算机技术领域，通过获取目标区域的VOCs监测数据，并通过CCRM模型获取VOCs特征组分，将相同时段对应的气象数据输入后向轨迹模型，得到后向轨迹数据，再将后向轨迹网格化，最后通过潜在源贡献因子模型确定特征组分的污染源区分布。本发明专利技术提供的确定VOCs特征组分污染源区的方法及系统，操作简单，能够实现对区域的VOCs特征组分污染来源解析，为研究大气污染治理分区(尤其是O3污染)管控提供有力支撑。污染)管控提供有力支撑。污染)管控提供有力支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种确定大气VOCs特征组分污染源区的方法及系统


[0001]本专利技术涉及环境空气质量监测技术、计算机
，特别是涉及一种确定大气VOCs特征组分污染源区的方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国大气污染防治措施的持续推进，国内大气粗细颗粒物浓度整体呈持续下降趋势，近地面O3污染问题却愈发突出，污染超标天数和占比在各大城市群中不断增加，逐渐取代颗粒物成为城市中的首要污染物。O3不仅影响气候变化，而且对农作物、环境和人体健康造成负面影响。
[0003]VOCs(挥发性有机物)作为O3生成的重要前体物，不仅参与大气光化学反应，造成O3及二次气溶胶污染，而且其自身也大多为有毒有害物种。然而现有的技术中多以确定颗粒物污染源为主，还没有关于VOCs污染源区确定的技术方案，不能明确O3污染来源。
[0004]因此，本领域亟需一种能够确定VOCs污染源区的技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种确定大气VOCs特征组分污染源区的方法及系统，能够实现对区域的VOCs特征组分污染来源解析，以解决目前没有关于VOCs污染源区确定的技术方案的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种确定大气VOCs特征组分污染源区的方法，所述方法包括：
[0008]获取目标区域在若干个监测时段内的VOCs监测数据；
[0009]对于每个监测时段：
[0010]将所述VOCs监测数据输入特征组分识别模型，得到VOCs中各组分的参数值；
[0011]根据所述VOCs中各组分的参数值选取所述组分作为VOCs特征组分；
[0012]获取所述目标区域中与所述VOCs特征组分具有相同监测时段的气象数据；
[0013]将所有所述监测时段的所述气象数据输入后向轨迹模型，得到后向轨迹数据；
[0014]将所述后向轨迹数据网格化；
[0015]将所述VOCs特征组分的浓度值超过预设阈值的所述监测时段作为污染监测时段；
[0016]利用所述污染监测时段的后向轨迹数据根据潜在源贡献因子PSCF计算污染来源网格；所述污染来源网格即为大气VOCs特征组分污染源区。
[0017]在一些实施例中，所述利用所述污染监测时段的后向轨迹数据根据潜在源贡献因子PSCF计算污染来源网格的计算公式为：其中，PSCF
ij
为污染来源网格，n
ij
为经过第(i,j)个网格单元中所有轨迹端点的总数，m
ij
是第(i,j)个网格单元中污染轨迹端点的总数；所述轨迹端点为所述后向轨迹在每个所述监测时段内的端点。
[0018]在一些实施例中，
[0019]在所述获取目标区域在若干个监测时段内的VOCs监测数据之后，还包括：获取目标区域在若干个监测时段内的O3监测数据；
[0020]所述将所述VOCs特征组分的浓度值超过预设阈值的所述监测时段作为污染监测时段，具体包括：
[0021]将所述O3监测数据超过预设阈值的监测时段作为O3污染时段；
[0022]将与所述O3污染时段相同的监测时段作为VOCs特征组分的浓度值超过预设阈值的监测时段，即污染监测时段。
[0023]在一些实施例中，在利用所述污染监测时段的后向轨迹数据根据潜在源贡献因子PSCF计算污染来源网格；所述污染来源网格即为大气VOCs特征组分污染源区之后，还包括：
[0024]利用浓度权重轨迹分析模型计算所述污染来源网格中每个网格单元的浓度；计算公式为：其中，C
ij
为第(i,j)个网格单元的加权平均浓度，m为轨迹的总数，C
l
为第l条轨迹经过第(i,j)个网格单元时对应的污染物浓度，τ
ijl
为第l条轨迹在第(i,j)个网格单元停留的时间，W(n
ij
)为第(i,j)个网格单元的修正因子。
[0025]在一些实施例中，其中，n
ij
为经过第(i,j)个网格单元的所有轨迹端点的总数。
[0026]在一些实施例中，在确定所述大气VOCs特征组分污染源区之后，还包括：
[0027]将所述污染源区根据不同的浓度，按照颜色区分并显示。
[0028]在一些实施例中，所述将所述VOCs监测数据输入特征组分识别模型，得到VOCs中各组分的参数值，具体包括：
[0029]将所述VOCs监测数据输入特征组分识别模型，得到VOCs中各组分的参数值；所述参数包括：OH消耗速率和臭氧生成潜势。
[0030]在一些实施例中，所述特征组分识别模型包括：OH生成速率模块和臭氧生成潜势模块；
[0031]所述OH生成速率模块的计算公式为：
[0032][0033]其中，L
iOH
为VOCs中第i个组分的OH消耗速率，C
i
为VOCs中第i个组分在大气中的浓度，K
iOH
为VOCs中第i个组分与OH的反应速率常数；
[0034]所述臭氧生成潜势模块的计算公式为：
[0035]OFP
i
＝MIR
i
×
[VOC]i
[0036]其中，OFP
i
为VOCs中第i个组分的臭氧生成潜势，MIR
i
为VOCs中第i个组分在臭氧最大增量反应中的臭氧生成系数，[VOC]i
为大气中VOCs中第i个组分的浓度。
[0037]在一些实施例中，所述根据所述VOCs中各组分的参数值选取所述组分作为VOCs特征组分，具体包括：
[0038]选取OH消耗速率和臭氧生成潜势数值最大的组分，或者选取OH消耗速率和臭氧生成潜势数值均位于前三的组分，作为VOCs特征组分。
[0039]本专利技术还提供了一种确定大气VOCs特征组分污染源区的系统，所述系统包括：
[0040]数据获取模块，用于获取目标区域在若干个监测时段内的VOCs监测数据；
[0041]数据初级处理模块，用于：
[0042]对于每个监测时段：
[0043]将所述VOCs监测数据输入特征组分识别模型，得到VOCs中各组分的参数值；
[0044]根据所述VOCs中各组分的参数值选取所述组分作为VOCs特征组分；
[0045]获取所述目标区域中与所述VOCs特征组分具有相同监测时段的气象数据；
[0046]后向轨迹数据获取模块，用于将所有所述监测时段的所述气象数据输入后向轨迹模型，得到后向轨迹数据；
[0047]网格化模块，用于将所述后向轨迹数据网格化；
[0048]污染时段获取模块，用于将所述VOCs特征组分的浓度值超过预设阈值的所述监测时段作为污染监测时段；
[0049]污染来源计算模块，用于利用所述污染监测时段的后向轨迹数据根据潜在源贡献因子PSCF计算污染来源网格；所述污本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定大气VOCs特征组分污染源区的方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标区域在若干个监测时段内的VOCs监测数据；对于每个监测时段：将所述VOCs监测数据输入特征组分识别模型，得到VOCs中各组分的参数值；根据所述VOCs中各组分的参数值选取所述组分作为VOCs特征组分；获取所述目标区域中与所述VOCs特征组分具有相同监测时段的气象数据；将所有所述监测时段的所述气象数据输入后向轨迹模型，得到后向轨迹数据；将所述后向轨迹数据网格化；将所述VOCs特征组分的浓度值超过预设阈值的所述监测时段作为污染监测时段；利用所述污染监测时段的后向轨迹数据根据潜在源贡献因子PSCF计算污染来源网格；所述污染来源网格即为大气VOCs特征组分污染源区。2.根据权利要求1所述的确定大气VOCs特征组分污染源区的方法，其特征在于，所述利用所述污染监测时段的后向轨迹数据根据潜在源贡献因子PSCF计算污染来源网格的计算公式为：其中，PSCF
ij
为污染来源网格，n
ij
为经过第(i,j)个网格单元中所有轨迹端点的总数，m
ij
是第(i,j)个网格单元中污染轨迹端点的总数；所述轨迹端点为所述后向轨迹在每个所述监测时段内的端点。3.根据权利要求1所述的确定大气VOCs特征组分污染源区的方法，其特征在于，在所述获取目标区域在若干个监测时段内的VOCs监测数据之后，还包括：获取目标区域在若干个监测时段内的O3监测数据；所述将所述VOCs特征组分的浓度值超过预设阈值的所述监测时段作为污染监测时段，具体包括：将所述O3监测数据超过预设阈值的监测时段作为O3污染时段；将与所述O3污染时段相同的监测时段作为VOCs特征组分的浓度值超过预设阈值的监测时段，即污染监测时段。4.根据权利要求1所述的确定大气VOCs特征组分污染源区的方法，其特征在于，在利用所述污染监测时段的后向轨迹数据根据潜在源贡献因子PSCF计算污染来源网格；所述污染来源网格即为大气VOCs特征组分污染源区之后，还包括：利用浓度权重轨迹分析模型计算所述污染来源网格中每个网格单元的浓度；计算公式为：其中，C
ij
为第(i,j)个网格单元的加权平均浓度，m为轨迹的总数，C
l
为第l条轨迹经过第(i,j)个网格单元时对应的污染物浓度，τ
ijl
为第l条轨迹在第(i,j)个网格单元停留的时间，W(n
ij
)为第(i,j)个网格单元的修正因子。5.根据权利要求4所述的确定大气VOCs特征组分污染源区的方法，其特征在于，
其中，n
ij
为经过第(i,j)个网格单元的所有轨迹端点的总数。...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪尚平，刘旭，吕苗，刘奔波，王彦，高卿善，吴思莉，钱钟林，
申请(专利权)人：中节能天融科技有限公司，
类型：发明
国别省市：