PDF《长沙市空气自动站周边区域大气污染物 排放源清单》

・94・ 在支持城市空气质量管理决策的技术体系中,构建 准确、完整、更新及时的大气污染物排放源清单是识别 污染来源的基础环节,也是制定污染控制策略的根本依 据.

目前,在城市层面开展的 PM2.5 来源解析、空气质量 预报预警、重污染天气应急方案制定及效果评估、污染 物总量减排核查核算、空气质量达标规划等工作,都需 要完整的大气污染物排放源清单作为核心基础数据支撑. 大气污染物排放源清单编制在空气污染治理行动中 具有重要的意义.美国自

20 世纪

70 年代开始清洁空气 计划以来,逐步建立了美国国家排放清单(NEI)[1] .欧 洲也推出了 EMEP/CORINDAIR 排放清单编制技术指南 规范 [2] .我国研究人员在区域大气污染物排放源清单领 域也已经开展了大量工作,构建了既符合中国国情又与 国际接轨的区域大气污染源排放源清单共性技术体系, 将排放系数的本土化率由 20% 提高到了 70% 以上,发 展了多层嵌套高分辨率区域排放源清单编制技术和方法 学.清华大学建立了包括

10 种污染物、700 多种排放源 的中国多尺度大气污染物排放源清单(MEIC)[3] .已有 研究中以全国尺度或城市区域尺度建立的排放源清单占 多数.田贺忠 [4] 、王丽涛 [5] 等分别建立了中国 NOx 排放 清单、中国 CO 人为源排放清单.Xu [6] 、Wei [7] 等分别 建立了全国 NH

3、VOCs 排放源清单.Zhao[8] 等建立了

8 种污染物的全国排放源清单.Fu[9] 等建立了长三角区 域大气中主要污染物的排放源清单.刘湛 [10] 、李贝睿 [11] 等建立了长株潭区域生物质开放燃烧的大气污染物排放 源清单和道路机动车污染物排放源清单.而在小区域尺 度上,对大气污染源的排放清单的研究较少,谈佳妮 [12] 建立了上海市宝山区的小尺度精细化大气污染物排放源 清单,提高了排放口定位数据的精确度.张骥 [13] 以天津 市津南区空气站周边

3 km 为研究对象,建立了

2016 年 天津市津南区空气站周边

3 km 大气污染物排放源清单. 实际上较一般区域而言,掌握自动空气站周边区域的污 染排放特征更为重要,因为周边区域污染源对空气自动 站监测数据的影响较其他区域污染源的影响更大.因此, 对空气自动站周边区域开展深入研究对于局地环境空气 质量管理、区域大气重污染天气预警等具有更为直接的 意义.然而,由于大气污染物排放特征的复杂性,目前 已建立的大尺度排放源清单往往不能满足研究的要求. 基于长沙市环境保护管理部门对本地小尺度精细化大 气污染物的排放源清单的需求,本研究根据调查搜集到的

2015 年的各类大气污染物排放源的活动水平信息和环境 保护部发布的源排放清单编制技术指南,以长沙市环境空 气自动站周边

3 km 范围为研究区域,建立

2015 年小尺度 精细化大气污染物排放源清单,为各级环境管理部门和科 研部门掌握空气站点附近大气污染物排放特征、解析污染 成因、制定空气质量持续改善计划提供技术支持. 长沙市空气自动站周边区域大气污染物 排放源清单 张青梅1 ,刘湛1*,罗达通1 ,罗华飞2 ,李贝睿1 ,付广义1 (1.湖南省环境保护科学研究院,湖南长沙 410004;

2. 苏交科集团股份有限公司,江苏南京 210017) 【摘? 要】 以长沙市空气自动站周边

3 km 为研究对象,基于统计年鉴和实地调查,获得了该地区

2015 年储存运 输源、废弃物处理源、工艺过程源、化石燃料固定燃烧源、农业源、生物质燃烧源、扬尘源、移动 源8个源类的活动水平数据.以大气污染物排放源清单编制技术指南为依据,建立了

2015 年长沙市 空气自动站周边

3 km 区域 NH

3、 NOx、 PM

10、 PM2.

5、 SO

2、 VOCs 等6项污染物的源排放清单.结果表明,

2015 年长沙空气自动站周边

3 km 内,8 类大气污染源排放的 NH

3、NOx、PM2.

5、PM

10、SO

2、VOCs 总量分别为 53.65t、4 899.35t、1 846.09t、6 257.75t、989.49t、4 383.31t.NH

3、NOx、PM2.

5、PM

10、 SO

2、VOCs 排放量最大的源分别是农业源、移动源、扬尘源、扬尘源、化石燃料固定燃烧源和移动 源,贡献率分别为 98.45%、84.24%、60.82%、85.90%、97.33%、49.88%.优化道路交通、减少燃煤、 减少建筑工地扬尘排放可促进长沙市空气自动站周边空气质量改善. 【关键词】 大气污染物;

长沙市;

空气自动站;

排放清单;

排放特征 【中图分类号】X513 【文章编号】1674-6252(2018)03-0094-05 【文献标识码】A 【DOI】10.16868/j.cnki.1674-6252.2018.03.094 张青梅,刘湛,罗达通,等 基金项目:环保公益计划项目(201509019) 、湖南省科技计划项目(2017SK2321) . 作者简介:张青梅(1983―) ,女,助理研究员,主要研究方向为大气环境科学,E-mail: [email protected]. * 责任作者:刘湛(1979―) ,男,高级工程师,主要研究方向为大气环境科学,E-mail: [email protected]. ・95・ 长沙市空气自动站周边区域大气污染物排放源清单丨张青梅,刘? 湛,罗达通,等1? 研究方法 1.1? 研究区域基本情况 研究区域为长沙市

10 个国控空气自动站周边的 3km 内,以各空气站经纬度为中心,利用 ArcMAP 建立了 3km*3km 的网格,结合实地调研和环境统计数据,获 取了网格内部的所有点源信息,基本情况如表

1 所示. 1.2? 活动水平数据获取 工业企业的活动水平信息主要来自环境统计数据, 部分信息经长沙市环境保护局调查核实.活动水平数据 中煤的灰分、含硫率、废气处理措施通过实地调查获得. 民用源燃煤量来自《2016 湖南省能源年鉴》[14] 和《2016 长沙市统计年鉴》[15] . 机动车保有量数据从各市统计年鉴获取,分车型、 注册年代、排放控制标准车辆数据从各市环保部门机动 车环保检测系统数据库获取.根据机动车燃料、车型及 排放控制标准确定道路移动源所属第四级排放源分类. 平均行驶里程数据参考《道路机动车大气污染物排放清 单编制技术指南(试行) 》中各类车型数值.农业机械燃 油消耗量活动水平来自《2016 湖南农村统计年鉴》[16] . 工程机械保有量信息根据《2016 中国工程机械年鉴》[17] 由全国保有量推算得到.铁路内燃机车燃油消耗量分别 根据客货周转量和货运日产量等计算得到,活动水平信 息来自《2016 中国交通年鉴》[18] .长沙黄花国际机场活 动水平数据来自《2016 民航机场生产统计公报》 .内河 船舶燃油消耗量通过客货周转量计算得到,活动水平信 息来自《2016 长沙市统计年鉴》 . 农药使用活动水平信息来自《2016 湖南农村统计年 鉴》 .汽车喷涂、其他涂层活动水平信息来自湖南省环 境统计数据.染色、沥青、干洗等活动水平信息根据全 国年消费量推算.去污脱脂、生活和商业溶剂使用活动 水平信息来自《2016 长沙市统计年鉴》中的人口数.建 筑涂料采用竣工房屋面积推算,该活动水平信息来自 《2016 长沙市统计年鉴》 . 施肥量来自《2016 长沙市统计年鉴》 . 各区县饲养畜禽数量来自《2016 湖南农村统 计年鉴》 .土壤排放源的活动水平为各区县耕 地面积,固氮植物源的活动水平为作物种植 面积,秸秆堆肥活动水平利用各区县用于堆 肥的八种农作物(水稻、小麦、玉米、粗粮、 棉花、豆类、花生和油菜)的作物产量、谷 草比、秸秆堆肥比例三者乘积来估算,人体 粪便对应的活动水平为没使用卫生厕所的成 人数,采用农村常住人口数代替.其他农业 源的活动水平数据来自《2016 湖南农村统计 年鉴》 . 土壤扬尘源的活动水平为不同类型土壤 的面积,数据来自湖南省国土资源规划院. 道路长度通过长株潭区域道路分布的 GIS 底 图结合遥感分类图像解译确定分区域不同等 级的道路长度,道路车流量数据由长沙市环 保局提供,日降水量信息来自中国气象科学 数据共享服务网.施工扬尘源的活动水平数 据包括施工工地的面积和施工天数,通过实 地调研获得. 生物质燃料的活动水平信息来自《2016 湖南农村统 计年鉴》 .森林火灾、草原火灾活动水平信息来自湖南林 业信息网. 储存运输源的活动水平数据通过调研得到. 1.3? 大气污染物排放量计算方法 长沙市空气自动站周边区域大气污染物排放量的测 算包括 自下而上 的方式和 自上而下 的方式 [19,20] , 基于长沙市大气污染源信息数据库,综合采用物料衡算 法、排放系数法、实际测量法、模型估算法等方法测算 各类排放源主要污染物的排放强度,建立长沙市大气污 染物排放源清单,再在 ArcMAP 上进行网格分配,得到 长沙市空气自动站周边区域内大气污染物排放源清单. 排放系数主要根据长沙市的气候、经济发展特点,通过 文献调研和实测相结合的方法确定.排放系数选取及排 放量计算方法参考的主要技术文件包括:①城市大气污 染物排放清单编制技术手册;

②大气细颗粒物(PM2.5) 源排放清单编制技术指南(试行) ;

③大气可吸入颗粒物 一次源排放清单编制技术指南(试行) ;

④大气颗粒物来 源解析技术指南(试行) ;

⑤城市扬尘源排放清单编制技 术指南(试行) ;

⑥道路机动车排放清单编制技术指南 表1? 长沙自动空气站基本情况 空气自动站名称 经度 纬度 优良 天数 点源性质及点源个数 点源 合计 沙坪 112° 57′ 29″ 28° 21′ 40″

266 建筑工地

1 1 高开区环保 112° 53′ 15″ 28° 13′ 13″

245 建筑工地

27、工业企 业

3、加油站

1 31 伍家岭 112° 58′ 45″ 28° 15′ 35″

258 建筑工地

5、工业企 业

1、加油站

1 7 湖南师范大学 112° 56′ 40″ 28° 11′ 23″

236 建筑工地

1、工业企 业34湖南中医药大学 112° 53′ 27″ 28° 7′ 51″

241 建筑工地

4、加油站

1 5 火车新站 113° 0′ 5″ 28° 11′ 40″

239 建筑工地

8、工业企 业

7、加油站

1 16 马坡岭 113° 4′ 42″ 28° 12′ 4″

253 建筑工地

4、工业企 业

4、加油站

4 16 天心区环保局 112° 59′ 4″ 28° 7′ 4″

247 建筑工地

12、加油 站113 雨花区环保局 113° 1′ 4″ 28° 7′ 56″

245 建筑工地

8、工业企 业

1、加油站

2 11 经开区环保局 113° 4′ 54″ 28° 14′ 32″

266 建筑工地

8、工业企 业

3、加油站

4 15 ・96・ (试行) ;

⑦非道路移动污染源排放清单编制技术指南 (试行) ;

⑧生物质燃烧源大气污染物排放清单编制技术 指南(试行) ;

⑨大气挥发性有机物源排放清单编制技 术指南(试行) ;

⑩氨排放清单编制技术指南(试行) . 2? 结果与讨论 2.1? 空气自动站周边区域大气污染物排放源清单 本文参考贺克斌主编的《城市大气污染物排放清单 编制技术手册》对污染源进行分类,根据所获取的储 存运输源、废弃物处理源、工艺过程源、化石燃料固定 燃烧源、农业源、生物质燃烧源、扬尘源、移动源

8 个 源类的活动水平数据,按照前面所述的排放源清单编制 技术指南进行计算,得到

2015 年长沙市每个环境空气 自动站周边

3 km 范围内

6 类污染物 NH

3、NOx、PM2.

5、 PM

10、SO

2、VOCs 的排放量, 结果见表2. 由表2可知,10 个站点周边区域内的 NH

3、NOx、PM2.

5、PM

10、 SO

2、VOCs 排放量分别53.65t、4 899.35t、1 846.09t、

6 257.75t、5 781.67t、4 383.31t.污染物排放量最大的站 点为天心区环保局自动空气站周边,NH

3、NOx、PM2.

5、 PM

10、SO

2、VOCs 的排放量之和为

9 296.89t,远远高于 其他站点周边;

其次为经开区环保局自动空气站周边, NH

3、NOx、PM2.

5、PM

10、SO

2、VOCs 的排放量之和为

3 405.12t;

污染物排放量最小的为沙坪自动空气站周边, 仅3447.72t,这与沙坪空气自动站周边点源数量小有关. 2.2? 不同源类污染物的分担率 不同源类对

10 个站点区域内污染物的分担率结果见 图1.由图

1 可知,农业源分担了 98.45% 的NH3 排放量, 为NH3 第一排放源,畜禽养殖和氮肥施用为主要的 NH3 排放源农业源 [21] ,这与国内其他研究结果一致 [22] .由于 空气自动站均位于市区以内,人体排放氨量较小 [22] ,尿 液等进入污水处理厂中,因此人体排放活动未进行计算. 移动源分担了 84.24% 的NOx 排放量,为NOx 第一排 放源,李贝睿 [11] 的研究认为,载货汽车是 NOx、PM

10、 PM2.5 的主要贡献源,摩托车是 VOCs 的主要贡献源.扬 尘源对 PM2.

5、PM10 的分担率都最大,分别为 60.82% 和85.9%,快速的城市化和高强度的城市改造将导致施工 工地的扬尘成为城市大气颗粒物的重要来源 [23,24] .SO2 的最大来源为化石燃料燃烧源,占比为 99.54%,由表

2 可知,天心区环保局站点周边的 SO2 排放量最大,高达532.49t. 这主要是因为天心区燃煤锅炉较其他区域数量 要多,燃煤量大.VOCs 的最 大来源为工艺过程源,占比为 49.88%,这是因为北汽福田汽 车、三一重工、中联重科、广 汽长丰汽车等大型汽车制造企 业分布于经开区范围内,而湖 南湘江关西涂料有限公司分布 于马坡岭网格范围内,汽车制 造业与涂料制造业 VOCs 排放 量较大. 表2? 各空气自动站周边区域内的大气污染物排放源清单 自动站名称 NH3 NOx PM2.5 PM10 SO2 VOCs 合计 沙坪 25.94 75.13 41.99 169.39 2.78 29.49 344.72 高开区环保局

0 485.02 262.44

1 106.06 67.19 127.40

2 048.11 伍家岭

0 363.93 345.77

1 566.91 20.47 86.2................